CN105656151B - 一种伸缩充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种伸缩充电装置，包括底板、驱动电机、丝杆、左电极和右电极；所述底板上安装有丝杆座，所述丝杆的前端安装在底板上，其后端穿过丝杆座后与所述驱动电机连接；所述丝杆上安装有传动片，该传动片上安装有横向挂载块；所述左、右电极与所述丝杆平行，左、右电极的前端活动安装在底板上，左、右电极的后端分别与所述横向挂载块连接。本发明结构简单，易于实现设备小型化，可实现充电电极位置的精确控制，充电电极压缩时对驱动电机轴的压力小。

Description

一种伸缩充电装置

技术领域

本发明涉及一种机器人本体充电设备，尤其涉及一种伸缩充电装置。

背景技术

中国发明专利文献CN104734291A《巡检机器人充电系统及充电方法》中所述的充电桩电极采用旋转折叠式设计，充电桩基座外壁设置有电极收缩口，可折叠伸缩电极安装在所述充电桩基座上，位于所述电极收缩口的上部，该可折叠伸缩电极可绕安装点转动，从而收入所述电极收缩口内或伸出充电桩基座，这种设计方案实用于充电电极未设置在充电桩基座的场合。对于需要将电极设置在机器人本体，且空间有限的应用场景，此设计不适用。

中国实用新型专利文献CN201520076387.9《变电站巡检机器人充电箱侧向自动充电装置》公开了一种变电站巡检机器人充电箱侧向自动充电装置,包括螺纹杆、螺纹杆连接块、滑轨、充电座基座和充电极板,所述的充电极板安装在充电座基座上,充电座基座与充电座工作台连接，充电座工作台在所述的充电座滑轨槽内进行滑动；且所述的滑轨上安装有螺纹杆连接块，所述的螺纹杆连接块、充电座工作台均与螺纹杆相配合，实现侧向充电装置在垂直方向上的充电高度调节，以提高充电装置的适应能力。此装置安装于充电箱配合机器人电极做自适应动作，需要工作台的配合，其螺纹杆没有相应的缓冲机构。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种伸缩充电装置，该伸缩充电装置结构简单，易于实现设备小型化，可实现充电电极位置的精确控制，充电电极压缩时对驱动电机的压力小。

本发明提供的伸缩充电装置，包括底板、驱动电机、丝杆、左电极和右电极；所述底板上安装有丝杆座，所述丝杆的前端安装在底板上，其后端穿过丝杆座后与所述驱动电机连接；所述丝杆上安装有传动片，该传动片上安装有横向挂载块；所述左、右电极与所述丝杆平行，左、右电极的前端活动安装在底板上，左、右电极的后端分别与所述横向挂载块连接。本发明设置丝杆座，当电极压缩时，由丝杆座承受压力，而不会影响到驱动电机；驱动电机带动丝杆，由丝杆上的传动片带动横向挂载块进而带动左右电极移动，丝杆传动机构传动精确。

为进一步减小电极压缩带来的冲击，所述驱动电机与所述丝杆非同轴安装，两者通过伞型齿轮连接，由丝杆座承受电极压缩时对驱动电机输出轴的侧向压力，此外，驱动电机可垂直于丝杆安装，使得整体布局更加紧凑。

为避免丝杆带动左右电极移动时发生晃动，所述底板上还安装有与所述丝杆平行的滑轨，所述滑轨上设置有滑块，该滑块与所述横向挂载块连接，滑轨起到导向作用。

为便于安装，使得整体更加紧凑，所述左、右电极分别位于所述丝杆的两边。

为控制左右电极前后移动的位置，所述底板上还安装有前、后光电门，所述横向挂载块上安装有光电挡块，所述前、后光电门与光电挡块位于同一直线上，左右电极前后移动过程中，光电挡块达到前、后光电门时，系统可检测到前后限位。

所述底板上设置有左、右弹性电极片，所述左、右弹性电极片的底部设置有弹簧，所述左、右电极的前端分别压触左、右弹性电极片。弹簧使左、右弹性电极片向上凸起，从而和左、右电极的良好接触，同时保证左右电极前后移动时与左右电极片分离较小。

为便于左右电极、丝杆的安装，所述底板上设置有前部安装板，所述左、右电极、丝杆的前端分别安装在所述前部安装板上，前部安装板与底板可以是分体式的，也可以一体成型。

为确保左右电极的良好绝缘性，所述左、右电极的前端安装有塑料直线轴承，确保了电极与机器人壳体之间的绝缘。

本发明具有以下有益效果：(1)采用小型元件，紧凑设计，电极设备小、质量轻适合小型机器人自主充电电极单元。(2)设置丝杆传动机构精确传动，将电机角位移转换为电极的前后方向位移，同时在设置丝杆座承受电极压缩时对电机轴的侧向压力，有效承载了电极被压缩时对驱动电机的侧向冲击，减小了对驱动电机的干扰负载。(3)电极伸缩可控，利于室外作业机器人机体密封设计。具有由光电门与光电挡块组成的位置反馈传感器，确保伸缩位置精确。(4)在电极出口安装绝缘轴承确保电极与壳体的绝缘性能，加装弹性电极片方便了充电布线和电极与电池引出线的有效接触。

附图说明

图1为本发明结构示意图一；

图2为本发明结构示意图二(未显示横向挂载块)。

图中：110-驱动电机；111-电机轴伞型齿轮；112-丝杆伞型齿轮；113-横向挂载块；114-丝杆；115-左电极；116-右电极；117-滑轨；118-传动片；119-丝杆座；1101-滑块；120-后光电门；121-光电挡块；122-前光电门；130-塑料直线轴承；131-弹性电极片；132-底板；133-前部安装板。

具体实施方式

下面结合图1、图2对本发明进一步描述。

本发明包括电极传动系统、位置检测系统、导电保护系统三个子系统；电极传动系统用于电极前后伸缩驱动、位置检测系统用于检测电极前后限位、导电保护系统用于保证电极与机器人外壳之间的绝缘性以及电极的良好导电性。

电极传动系统包括驱动电机110、电机轴伞型齿轮111、丝杆伞型齿轮112、横向挂载块113、丝杆114、左电极115、右电极116、滑轨117、传动片118、丝杆座119和滑块1101，丝杆114成T形。前部安装板133、丝杆座119、驱动电机110分固定安装在金属底板132的前、中、后位置；丝杆114前端通过轴承安装在前部安装板上133，并穿过传动片118和丝杆座119，驱动电机110与丝杆垂直布置，丝杆114后端和驱动电机110轴端通过伞型齿轮传动，即通过丝杆伞型齿轮112、电机轴伞型齿轮111传动。横向挂载块113中部与丝杆114上的传动片118固定，横向挂载块左右两端分别与左电极115、右电极116的后端固定，左、右电极前端通过轴承安装在前部安装板133上，左、右电极分别位于丝杆的两边；底板132上安装有滑轨117，在横向挂载块113的右侧还设置滑块1101，滑块1101嵌套在滑轨117上，滑块1101可在滑轨117上前后移动。

驱动电机正反转时，电机轴伞型齿轮通过丝杆伞型齿轮带动丝杆正反转动，丝杆与传动片为螺纹嵌套方式，丝杆转动带动传动片进而带动横向挂载块在滑轨上的前后移动，由横向挂载块带动左右电极前后移动，从而实现伸缩功能。充电过程前，由驱动电机将左右电极向前推出，充电时，当左右电极被压缩时，横向挂载块带动传动片进而带动丝杆向后冲击，由于丝杆和固定在金属底板上的丝杆座通过螺纹连接，从而使得冲击力作用在丝杆座上，避免对驱动电极驱动轴的冲击。

位置检测系统包括安装在金属底板132上的前光电门122、后光电门120和安装在横向挂载块左侧的光电挡块121；左右电极前后移动过程中，光电挡块随横向挂载块一起移动，当光电挡块到达前、后光电门时，系统可检测到前后限位，通过电池电量等业务信号判断向驱动电机发送停止或前后移动信号。

导电保护系统包括塑料直线轴承130和弹性电极片131，左、右电极与前部安装板之间加装塑料直线轴承130，左、右电极与横向挂载块左、右端通过塑料件结合，实现电极和外壳的绝缘作用；左、右电极前端压触左、右弹性电极片，左、右弹性电极片连接蓄电池，在左、右弹性电极片底部设置压缩弹簧使左、右弹性电极片向上凸起，从而使得与左、右电极具有良好接触，同时保证左、右电极前后移动时与左、右电极片分离较小。

除电极和电极片，其他部件采用轻质铝合金和塑料材质可以减轻部件重量，便于小型化。

Claims (8)

1.一种伸缩充电装置，包括底板、左电极和右电极，其特征在于：还包括驱动电机、丝杆；所述底板上安装有丝杆座，所述丝杆的前端安装在底板上，其后端穿过丝杆座后与所述驱动电机连接；所述丝杆上安装有传动片，该传动片上安装有横向挂载块；所述左、右电极与所述丝杆平行，左、右电极的前端活动安装在底板上，左、右电极的后端分别与所述横向挂载块连接。

2.如权利要求1所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述驱动电机与所述丝杆非同轴安装，两者通过伞型齿轮连接。

3.如权利要求1所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述底板上还安装有与所述丝杆平行的滑轨，所述滑轨上设置有滑块，该滑块与所述横向挂载块连接。

4.如权利要求1、2或3所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述左、右电极分别位于所述丝杆的两边。

5.如权利要求1、2或3所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述底板上还安装有前、后光电门，所述横向挂载块上安装有光电挡块，所述前、后光电门与光电挡块位于同一直线上。

6.如权利要求1、2或3所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述底板上设置有左、右弹性电极片，所述左、右弹性电极片的底部设置有弹簧，所述左、右电极的前端分别压触左、右弹性电极片。

7.如权利要求1、2或3所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述底板上设置有前部安装板，所述左、右电极、丝杆的前端分别安装在所述前部安装板上。

8.如权利要求1、2或3所述的伸缩充电装置，其特征在于：所述左、右电极的前端安装有塑料直线轴承。