CN105119352A

CN105119352A - 一种用于循迹机器人自动充电装置

Info

Publication number: CN105119352A
Application number: CN201510643473.8A
Authority: CN
Inventors: 崔伟清; 吴鹏; 赵路佳; 刘欢; 房静
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明公开了一种用于循迹机器人自动充电装置。包括安装在机器人底部的插头、安装在地面上的插座；所述插头由推杆电机、插头主体和框架组成；所述插头主体底部设有两片电极，其前端设有锥形导入斜面，在所述推杆电机驱动下上下运动；所述插座包括固定在地面磁轨上的底座、导轨和U型导向板；所述U型导向板通过底部的弹簧与所述导轨连接。本发明依靠插头的斜面部分与插座的U型开口导向实现了插头与插座的左右方向的定位，依靠第四限位开关实现了插头与插座前后方向的精确定位。它在插座底部设计了横向导轨，使之能够左右侧滑，当插头与插座有左右偏差时，U型导向板连通插孔会随着机器人的偏差顺势侧滑，同此完成左右方向的定位。

Description

一种用于循迹机器人自动充电装置

技术领域

本发明涉及一种自动充电装置，尤其是一种用于循迹机器人自动充电装置。

背景技术

现有的循迹机器人自动充电装置，其插头与插座结构一般是从侧面伸出插头，插入到插座的插孔中，完成充电。所带来机器人定位的问题如下：此方案在上下方向上的位置是固定的，但前后方向，只能靠机器人识别地面的射频卡来定位，定位精度是个问题，而在左右方向上，则全靠机器人循磁轨来保证位置，其位置只能保证在一定的范围内，所带来的左右位置偏差，直接影响插头伸出的长度，而如果是机器人与磁轨有角度的偏差，所影响到的插头在前后方向上偏差放大，更不容易使插头对正插孔；容易产生误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于循迹机器人自动充电装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种用于循迹机器人自动充电装置，所述循迹机器人沿着地面的磁轨行走，包括安装在机器人底部的插头、安装在地面上的插座；所述插头和插座均设有限位开关；所述插头设有可上下运动的电极；所述插座设有与所述电极相适配的插孔；所述循迹机器人的主控系统的输入端分别连接所述插头和插座的输出端，其输出端连接所述插头的输入端；所述循迹机器人的主控系统采集所述各限位开关的状态，确定所述插头与插座定位后，控制所述插头的电极向下运动插入所述插孔。

所述插头由推杆电机、插头主体和框架组成；所述插头主体置于所述框架内部，四周和所述框架之间留有间隙；所述插头主体底部设有两片电极，其底部前端设有锥形导入斜面；所述导入斜面上设有第四限位开关；所述推杆电机的固定端固定在所述框架的顶部，其活动端连接所述插头主体顶部；所述插头主体在所述推杆电机的驱动下上下运动；所述框架侧面由上而下依次设有第一至第三限位开关；所述插座包括固定在地面磁轨上的底座、导轨和U型导向板；所述导轨与所述磁轨垂直，固定安装在所述底座上；所述U型导向板通过底部的弹簧与所述导轨连接；所述U型导向板的开口方向与机器人行走的方向相对；所述U型导向板中心设有与所述电极相适配的两个插孔；所述两个插孔中间设有第五限位开关，所述两个插孔内部均设有与电源连接的电极插片。

所述推杆电机为直流24V，通过正反转控制推杆的伸缩。

所述U型导向板安装在导轨上，可向左右各滑动20mm。

所述巡线机器人上安装射频卡读卡器，充电区域地面上固定安装射频卡。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明利用射频卡做初级定位，依靠插头的斜面部分与插座的U型开口导向实现了插头与插座的左右方向的定位，依靠第四限位开关实现了插头与插座前后方向的精确定位。

2、在插座底部设计了横向导轨，使之能够左右侧滑，当插头与插座有左右偏差时，U型导向板连通插孔会随着机器人的偏差顺势侧滑，同此完成左右方向的定位。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是插座与插头结构示意图；

图3是本发明动作过程示意图；

图4是本发明动作过程示意图；

图5是本发明动作过程示意图；

图6是本发明动作过程示意图；

图7是本发明动作过程示意图；

附图标记说明：1、射频卡；2、铜片；3、插头主体；4、框架；5、推杆电机；6、斜面；7、U型导向板；8、插座；9、底座；10、磁轨；11、插头；12、第五限位开关；13、底座；14、限位开关；15、第一限位开关；16、第二限位开关；17、第三限位开关；18、第四限位开关；19、导轨；20、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种用于循迹机器人自动充电装置，所述循迹机器人沿着地面的磁轨10行走，包括安装在机器人底部的插头11、安装在地面上的插座8；所述插头和插座均设有限位开关14；所述插头设有可上下运动的电极；所述插座设有与所述电极相适配的插孔；所述循迹机器人的主控系统的输入端分别连接所述插头和插座的输出端，其输出端连接所述插头的输入端；所述循迹机器人的主控系统采集所述各限位开关的状态，确定所述插头与插座定位后，控制所述插头的电极向下运动插入所述插孔。

所述插头由推杆电机5、插头主体3和框架4组成；所述插头主体置于所述框架内部，四周和所述框架之间留有间隙；所述插头主体底部设有两片电极，其底部前端设有锥形导入斜面6；所述导入斜面上设有第四限位开关18；所述推杆电机的固定端固定在所述框架的顶部，其活动端连接所述插头主体顶部；所述插头主体在所述推杆电机的驱动下上下运动；所述框架侧面由上而下依次设有第一至第三限位开关15、16、17；所述插座包括固定在地面磁轨上的底座9、导轨19和U型导向板7；所述导轨与所述磁轨垂直，固定安装在所述底座上；所述U型导向板通过底部的弹簧20与所述导轨连接；所述U型导向板的开口方向与机器人行走的方向相对；所述U型导向板中心设有与所述电极相适配的两个插孔；所述两个插孔中间设有第五限位开关12，所述两个插孔内部均设有与电源连接的电极插片。

所述推杆电机为直流24V，通过正反转控制推杆的伸缩。

所述U型导向板安装在导轨上，可向左右各滑动20mm。

所述巡线机器人上安装射频卡读卡器，充电区域地面上固定安装射频卡。

当巡线机器人进入充电区域，射频卡读卡器会读取到射频卡发射的信号，主控系统由此确定巡线机器人已进入充电区域，控制其停止前进，同时控制推杆电机驱动插头主体伸出至第二限位开关，如图2所示。

主控系统采集到插头主体触动第二限位开关的信号后，控制巡线机器人继续低速沿磁轨缓慢前进。U型开口朝向机器人行驶的方向，迎合着插头主体的斜面部分，使其顺利滑入。由于巡线机器人沿磁轨行走时，不是准确地居中，会有一定量的左右偏差，所以设计的插座安装有横向导轨，可在一定范围内左右滑动，使插孔的位置在左右方向上与机器人上的插头相一致；U型导向板底部弹簧使其复位回到中央处，如图3所示。

第四限位开关用于确定插孔位置的前后方向。当插头主体前进到位时，插头主体上的第四限位开关压在U型导向板上，反馈信号给主控系统，主控系统控制机器人停止前行，如图4所示。

此时主控系统控制推杆电机继续驱动插座主体向下伸出，插入插座的插孔，由于插头与插孔已经确定了左右和前后的位置，此时能保证插头上的铜片电极正好插入插孔中，接通电源，完成充电；与此同时，第五限位开关被压下，反馈信号给充电系统，以显示正确充电。如图5所示。

充电完毕后，巡线机器人再次启动。主控系统控制推杆电机驱动插座主体向上运动至第一限位开关处。此时插头主体被拔出，收回到最顶端，第一限位开关反馈信号给主控系统。在主控系统控制下，机器人开始行走，插座的U型导向板在弹簧的作用下，回复至中央部位，等待机器人下一次进入充电室充电，如图6所示。

本发明利用射频卡做初级定位，依靠插头的斜面部分与插座的U型开口导向实现了插头与插座的左右方向的定位，依靠限位开关实现了插头与插座前后方向的精确定位；从机器人机体向下插入的动作将插头插入插座，插头位于机器人中心处，即使机器人与行走方向略有角度偏差，插头与插座的偏差并不大，依然能够顺利插入。插头部分自上向下的动作由一推杆电机控制，当插头位于最上端时，此时插头处于收回状态，机器人在轨道上正常行驶；当插头位于中间部位时，此时插头处于导向状态，机器人减速慢行，插头的斜面沿插座U型导向板开口滑入插座，定位后，插头部分再次插入接通电极。依靠导向滑入时，由于机器人机体很重，很难左右侧滑，故在插座底部设计了横向导轨，使之能够左右侧滑，当插头与插座有左右偏差时，U型导向板连通插孔会随着机器人的偏差顺势侧滑，同此完成左右方向的定位。

Claims

1.一种用于循迹机器人自动充电装置，所述循迹机器人沿着地面的磁轨行走，包括安装在机器人底部的插头、安装在地面上的插座；所述插头和插座均设有限位开关；所述插头设有可上下运动的电极；所述插座设有与所述电极相适配的插孔；所述循迹机器人的主控系统的输入端分别连接所述插头和插座的输出端，其输出端连接所述插头的输入端；所述循迹机器人的主控系统采集所述各限位开关的状态，确定所述插头与插座定位后，控制所述插头的电极向下运动插入所述插孔。

2.根据权利要求1所述的于循迹机器人自动充电装置，其特征在于：所述插头由推杆电机、插头主体和框架组成；所述插头主体置于所述框架内部，四周和所述框架之间留有间隙；所述插头主体底部设有两片电极，其底部前端设有锥形导入斜面；所述导入斜面上设有第四限位开关；所述推杆电机的固定端固定在所述框架的顶部，其活动端连接所述插头主体顶部；所述插头主体在所述推杆电机的驱动下上下运动；所述框架侧面由上而下依次设有第一至第三限位开关；所述插座包括固定在地面磁轨上的底座、导轨和U型导向板；所述导轨与所述磁轨垂直，固定安装在所述底座上；所述U型导向板通过底部的弹簧与所述导轨连接；所述U型导向板的开口方向与机器人行走的方向相对；所述U型导向板中心设有与所述电极相适配的两个插孔；所述两个插孔中间设有第五限位开关，所述两个插孔内部均设有与电源连接的电极插片。

3.根据权利要求2所述的于循迹机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆电机为直流24V，通过正反转控制推杆的伸缩。

4.根据权利要求2所述的于循迹机器人自动充电装置，其特征在于：所述U型导向板安装在导轨上，可向左右各滑动20mm。

5.根据权利要求1所述的于循迹机器人自动充电装置，其特征在于：所述巡线机器人上安装射频卡读卡器，充电区域地面上固定安装射频卡。