CN107039812A - 一种充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种充电装置，包括：插座组件，插座组件包括极性插座，极性插座包括固定片组，固定片组中的多个固定片沿一直线方向顺序延伸排列。本发明实施例提供的充电装置，通过在插座组件中设置极性插座，并在极性插座中设置固定片组，固定片组中的多个固定片沿一直线方向顺序延伸排列的方式，充分保证了插座组件更加顺利地完成与插头组件的多点导电接触，降低了对插座组件的固定片的弹性要求以及制造工艺要求，为保证充电操作的快速稳定提供了前提条件。
Description
技术领域
本发明涉及机械连接领域，具体涉及一种充电装置。
背景技术
现有充电装置中的插座组件和插头组件在使用过程中需要紧密插合，以保证插座组件和插头组件的稳定对接，从而为充电过程中的大电流传输提供前提条件，实现快速稳定充电的目的。
而在现有的可移动充电设备中，使插座组件和插头组件中的电极紧密接触有一定难度。尤其是采用自主导航模式的移动机器人的充电设备，由于自主导航的移动机器人的插座组件和插头组件自身具有一定厚度，不容易紧密接触，所以对插头组件和插座组件的弹性要求以及制作工艺要求很高，没有紧密接触的插座组件和插头组件会导致接触不良，从而引起充电电流变小(<5A)，从而影响充电的速度和稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种充电装置，解决了插座组件与插头组件不能实现稳定地紧密接触的技术问题。
本发明实施例提供的一种充电装置包括插座组件，插座组件包括极性插座，极性插座包括固定片组，固定片组中的多个固定片沿一直线方向顺序延伸排列。
本发明实施例提供的充电装置，通过在插座组件中设置极性插座，并在极性插座中设置固定片组，固定片组中的多个固定片沿一直线方向顺序延伸排列的方式，充分保证了插座组件更加顺利地完成与插头组件的多点导电接触，降低了对插座组件的固定片的弹性要求以及制造工艺要求，为保证充电操作的快速稳定提供前提条件。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的三维结构示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插座组件的三维结构示意图。
图3a所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的极性插座的固定片组的三维结构示意图。
图3b所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的极性插座的固定片组的左视结构示意图。
图4所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插座组件的主视结构示意图。
图5所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插头组件的三维结构示意图。
图6所示为本发明一实施例提供的一种充电装置应用到移动机器人的结构示意图及局部放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的三维结构示意图；图2所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插座组件1的三维结构示意图。如图1和图2所示，本发明一实施例提供的充电装置包括插座组件1，插座组件1包括极性插座，极性插座包括正极插座16和负极插座17，正极插座16和负极插座17的结构相同，平行设置。
极性插座包括固定片组，固定片组中的多个固定片沿一直线方向顺序延伸排列。具体而言，即各固定片的边缘相邻接，沿直线方向顺序展开。
本发明实施例提供的充电装置，通过在极性插座中设置多个固定片，并将多个固定片沿同一直线方向顺序延伸排列形成固定片组的方式，使插头组件能够与插座组件实现多点接触，降低了对插头组件和插座组件的材质要求，增加了插座组件对插头组件的夹持力，保证了插头组件能够正常插入插座组件，从而为充电操作的快速稳定提供前提条件。
图3a所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的极性插座的固定片组的三维结构示意图；图3b所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的极性插座的固定片组的左视结构示意图。如图3a所示，在本发明一实施例中，固定片包括接触部112，接触部112为矩形平板，固定片组中的固定片的接触部112一相对两边分别邻接相邻固定片的接触部112的一边，相邻接触部112之间设置间隙114，固定片组的相邻接触部112分离设置。在本发明实施例中，固定片的接触部112用于与插头接触，从而实现电能传输。
在本发明一实施例中，固定片组中的多个固定片的接触部112还可以固定连接，即固定片组的接触部为一矩形平板。将固定片组中的多个固定片的接触部112固定连接为一个整体，能够增加固定片的稳定性，防止出现固定片因局部受力过大而损坏的情况。
如图3a所示，在本发明一实施例中，固定片还包括固定部113，固定部113为一矩形平板，固定部113与接触部112延伸方向相同，固定部113与接触部112的固定端垂直连接，并且固定片组中的多个固定片的固定部113固定连接，固定部113用于对固定片起到固定作用，固定连接的固定部113能够增强固定片组的稳定性。
在本发明一实施例中，固定片组中的多个固定片的固定部113间隔排布，也就是说，多个固定片的固定部113之间设置间隙使相邻的固定部113分离设置。在实际应用过程中，分离设置的多个固定片的固定部113能够实现根据实际情况灵活设定固定片组长度的目的，提高了本发明实施例提供的充电装置的可扩展性。
如图3a所示，在本发明一实施例中，固定片还包括导向部111，固定片的接触部112的插接端形成导向部111，用以形成插入方向的引导区域，导向部111为矩形平板，导向部111的与接触部112沿边缘固定连接。固定片组中的固定片的导向部111未连接接触部112的一相对两边分别邻接相邻固定片的导向部111的未连接接触部112的一相对两边中的其中一边，导向部111和固定部113向接触部112的同一侧弯折。导向部111用于对插头产生导向作用，使插头的插入更加容易、从而顺利与接触部112接触，纠正插头的位置误差。
如图3b所示，在本发明一实施例中，固定片包括顺序连接的导向部111、接触部112和固定部113，导向部111和固定部113向接触部112的同一侧弯折，导向部111、接触部112和固定部113为可导电材料一体成型。其中，接触部112用于与插头接触，从而实现电能传输；导向部111用于对插头产生导向作用，使插头的插入更加容易、从而顺利与接触部112接触，纠正插头的位置误差；固定部113用于对固定片组起到固定作用。
如图3a所示，在本发明一实施例中，在固定部113上沿延伸方向间隔设置用于配合固定的固定通孔，用于将固定片固定于固定座12(如图4所示)。
在实际应用过程中，将多个固定片组成固定片组应用到极性插座中，当插头插入极性插座进行插入接触时，可以保证接触部位的接触紧密度不受接触部112其他部分材料弹性的影响，保证了面对不同尺寸的插头插入时，导向部111和接触部112的非接触部分的弹性不影响接触紧密性，从而充分提高了接触部112和导向部111的接触性能。
此外，还应当理解，当插头和插座组件中的固定片组的高度不是完全处于同一水平面上，比如设置有插座组件的移动机器人的停止位置不平时，如果插座组件中的固定片组是一个整体而并非本发明上述实施例提及的多个固定片分离设置组成的固定片组的情况，则会导致插头和插座组件的接触不完全，即出现接触不良的情况，从而对充电效果产生不良影响。
如图3b所示，在本发明一实施例中，导向部111与接触部112的夹角大于90度，固定部113与接触部112的夹角等于90度。导向部111与接触部112的夹角越大，导向部111背部(即导向部背向弯折方向的端面)形成的引导区域越小，但插头沿引导区域插入与接触部112接触导电时的阻力越小，从而使插头的插入动作更加顺利地完成。
利用现有绝缘技术，固定片与底板15间绝缘固定。
图4所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插座组件1的主视结构示意图。如图2和图4所示，在本发明一实施例中，固定片组为两组，两组固定片组对置，对置的两组固定片组的固定片11的接触部112相邻接。参照图3b，也就是说，在固定片组的相邻一侧(如图3b所示的固定片组的右侧)，紧邻该固定片组对称设置另一固定片组(图中未示出)，即两固定片组的固定片11的接触部112平行相邻，两固定片组的固定片11的固定部113处于同一水平面且分别向相对两方向(如图3b中所示的左右两方向)延伸，两固定片组的固定片11的导向部111亦分别向如图3b所示的左上方和右上方延伸。在实际应用过程中，插头通过导向部111形成的导向区域的导向作用顺利插入到平行相邻的两固定片组的固定片11的接触部112之间，与两固定片组的固定片11的接触部112顺利接触，用以实现接触传输电能的目的。
应当理解，对置的两固定片组中，两固定片组中设置的固定片11的具体数量和尺寸可以不一致，可根据具体情况自由设置，不一致的固定片11的数量和尺寸能够充分增强插座组件的适应性和可扩展性。
如图2和图4所示，在上述实施例基础上充电装置还包括底板15、固定座12和扭簧组件13，固定片11通过固定座12滑动固定在底板15上，在固定座12的外侧设置与固定座12抵触的扭簧组件13，用于在固定座12的滑动方向上提供弹性回复力。
如图2所示，底板15为矩形平板结构，底板15正面固定极性插座，底板15背面一对对端(如图2所示的上端和下端)分别设置支撑板，用于插座组件1的固定连接。
固定座12为矩形平板，固定座12与固定片11的延伸方向相同，沿延伸方向间隔设置用于与固定片11配合固定的固定通孔。在延伸方向的两端分别开设一个矩形通孔121，矩形通孔121的长边与延伸方向垂直，底板15上开设与矩形通孔121配合固定的圆形固定通孔。固定座12与固定片11利用相应的固定通孔形成固定。
螺栓穿过固定座12的矩形通孔121，螺栓固定在底板15上的相应圆形固定通孔中，螺栓穿过矩形通孔121，固定座12沿矩形通孔121中的螺栓贴合底板15滑动，固定片11随动固定座12，固定座12与底板15通过抵触连接的扭簧组件13形成往复滑动连接。
扭簧组件13包括扭簧131和固定栓132，固定栓132位于固定座12的外侧，竖直固定在底板15上，扭簧131套接在固定栓132上。扭簧131的两端沿不同径向伸出，形成弹性支撑件133，弹性支撑件133或者抵接在相邻固定座12的外侧端部上，或者抵接在底板15的限位部件14(下述实施例所述)上。
本发明实施例利用扭簧组件13，使固定座12随动固定片11，使固定片11对插头组件保持较大的夹持力，并且在完成插接动作时固定片11随动复位的固定座12，从而使接触部112可以与插头保持紧密连接。
如图4所示，本发明一实施例中，固定座12与弹性支撑件133相邻的外侧端部高度高于其他位置，外侧端部表面形成延伸方向的凹槽，弹性支撑件133抵接在凹槽中。利用凹槽可以保证弹性支撑件133与固定座12间的抵接不出现振动滑脱。
如图2和图4所示，本发明一实施例中，底板15的限位部件14包括一个固定螺栓，在底板15设置一个弧形通孔，固定螺栓固定在弧形通孔中，弹性支撑件133抵接在固定螺栓的螺杆上。通过调节固定螺栓在弧形通孔中的位置，调节扭簧组件13的弹性回复力度。
进一步说明，如图2和图4所示，在底板15的正极插座16远离负极插座17的一端(即如图2所示的靠近正极插座16的上边缘的一端)以及负极插座17远离正极插座16的一端(即如图2所示的靠近负极插座17的下边缘的一端)设置限位部件14，限位部件14用于对扭簧组件13的弹性支撑件133进行限位固定，防止扭簧组件13跑脱；在限位部件14和正极插座16之间设置扭簧组件13，其中，扭簧组件13的一弹性支撑件133与限位部件14抵接，扭簧组件13的另一弹性支撑件133与正极插座16抵接；同理，在限位部件14和负极插座17之间设置扭簧组件13，扭簧组件13的一弹性支撑件133与限位部件14抵接，扭簧组件13的另一弹性支撑件133与负极插座17抵接，扭簧组件13与正极插座16和负极插座17中的固定座12与底板15之间留有的活动余量相配合，使插头能够容易地插入到对置的固定片11之间，从而降低了对固定片11本身的弹性要求和制造工艺要求，实现接触充电。
在本发明实施例中，通过设置可利用弧形通孔调整具体位置的限位部件14，用以防止扭簧组件13跑脱和限制扭簧组件13施加给极性插座的限位力的大小，从而调整固定片11对插头组件的夹持力的大小，为利用较大电流进行充电操作提供前提条件。
在本发明一实施例中，两极性插座即正极插座16和负极插座17之间还设置有扭簧组件13，扭簧组件13的一弹性支撑件133与正极插座16抵接，另一弹性支撑件133与负极插座17抵接，在正极插座16和负极插座17之间设置扭簧组件13的目的是为了使插头插入到一对固定片11之间的过程更加灵活、简单，当插头位置具有一定误差时，仍能顺利完成插接动作，实现接触充电。
本发明实施例提供的充电装置，将扭簧组件13和固定片11配合，利用扭簧组件13对用于夹持插头组件2的固定片11进行弹性压紧操作，增大了固定片11对插头组件的夹持力，以充分保证插座组件1和插头组件2的良性导电接触，从而为充电过程中的大电流传输提供前提条件，保证充电操作的快速稳定。
应当理解，限位部件14与极性插座之间或两极性插座之间设置的扭簧组件13的数量为至少一个，且扭簧组件13均匀分布，以达到受力均匀的目的。
应当理解，在本发明上述实施例中，两极性插座之间的距离和具体设置方位与插头组件2中设置的两个平行插片21(如图5所示)之间的距离和具体设置方位相适应，使插头组件2的两个插片21能够与极性插座上设置的固定片组的接触部112紧密接触或插入到对置的固定片组之间，与对置的固定片组的接触部112紧密接触，以达到接触传输电能的目的。
图5所示为本发明一实施例提供的一种充电装置的插头组件2的三维结构示意图。如图5所示，在本发明一实施例中，插头组件2包括插片21、插片固定座22和伸缩组件24，插片21为平行设置的矩形平板，插片固定座22为平板，插片21垂直固定在插片固定座22的正面。伸缩组件24包括驱动电机和与电机输出轴联动的伸缩杆，伸缩杆端部垂直固定在插片固定座22的背面。在本发明实施例中，将插片21与伸缩组件24组合使用，设置伸缩组件24能够为插片21提供驱动力，满足插片21的动力要求。
在本发明一实施例中，伸缩组件24采用直线推杆电机，直线推杆电机具有造价低、能耗低的优势，且能够充分满足本发明实施例提供的充电装置的驱动力要求。
继续参照图5，在本发明一实施例中，插头组件2还包括波纹管23，波纹管23为具有管状结构的弹性管，沿伸缩组件24的伸缩方向，波纹管23的两端分别连接插片固定座22和伸缩组件24，波纹管23用于为插片固定座22提供弹性支撑，从而将沿轴向的弹性回复力传递给固定于插片固定座22上的插片21，使插片21可以更加适应存在一定位置和姿态误差的插座组件1。
继续参照图5，在本发明一实施例中，插头组件2还包括测距组件25，测距组件25设置于插座组件1与插头组件2之间，固定设置于插座组件1或插头组件2。
具体地，在本发明一实施例中，测距组件25设置于插片固定座22正面，位于插片21之间，用于实时测量当前插头组件2与插座组件1的间距，当插头组件2到达指定位置后控制伸缩组件24停止提供驱动力，即插接动作完成，使插接动作更加精准，克服了过分插入时可能引起零件损坏或插入不足时充电过程不能稳定进行的缺陷。
应当理解，测距组件25的测距方式包括但不限于为激光测距、红外线测距、超声波测距中的任意一种，其它任何本领域技术人员能够容易想到的测距方式，均应包括在本发明实施例之中。
在本发明一实施例中，一种移动装置包含了本发明上述任一实施例提供的充电装置的插座组件1和/或插头组件2。
图6所示为本发明一实施例提供的一种充电装置应用到移动机器人的结构示意图及局部放大图。如图6所示，当本发明一实施例提供的充电装置应用到移动机器人时，插座组件1设置于移动机器人尾部外侧边缘，插头组件2设置于充电桩的外侧边缘，且插座组件1与插头组件2高度一致，能够实现插接动作。实际应用过程中，当移动机器人需要充电时，首先利用移动机器人自身的自动定位系统及动力系统移动到指定位置后，通过自身的无线通讯设备向充电桩发送充电请求，充电桩的通讯设备接到请求后，通过充电桩控制系统控制插头组件2的伸缩组件24，使其插片21缓慢插入到移动机器人尾部外侧的插座组件1中，插入深度根据测距组件25的反馈数据进行调整，保证移动机器人和充电桩安全进行接触，然后接通充电系统进行充电操作。
由于移动机器人通过自动定位系统到达指定充电位置后，由于固定片11本身具有一定厚度，固定片11本身的厚度导致插头21不容易与固定片11紧密接触。本发明实施例提供的充电装置很好地解决了上述误差所造成的不良影响，可以以较大的电流对移动机器人进行充电操作。
应当理解，上述实施例的全部或一部分技术特征可与其它实施例彼此组合，并具有更好的效果。
还应当理解，为了不模糊本发明的实施方式，说明书仅对一些关键的技术和特征进行了描述，而可能未对一些本领域技术人员能够实现的特征做出说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充电装置，包括插座组件(1)，所述插座组件(1)包括极性插座，其特征在于，所述极性插座包括固定片组，所述固定片组中的多个固定片(11)沿一直线方向顺序延伸排列。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，插座组件(1)还包括底板(15)、固定座(12)和扭簧组件(13)，所述固定片组通过所述固定座(12)固定在所述底板(15)上，所述扭簧组件(13)固定在所述底板(15)上，与所述固定座(12)弹性抵接。
3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述固定片(11)包括接触部(112)，所述固定片组中的多个固定片(11)的接触部(112)固定连接。
4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述固定片还包括固定部(113)，所述固定部(113)与所述接触部(112)的固定端垂直连接，所述固定片组中的多个固定片(11)的所述固定部(113)固定连接。
5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述固定片(11)的接触部(112)的插接端形成导向部(111)，形成插入方向的引导区域，所述导向部(111)和所述固定部(113)向所述接触部(112)的同一侧弯折。
6.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述固定片组为两组，两组所述固定片组对置，对置的两组所述固定片组的固定片(11)的接触部(112)相邻接。
7.根据权利要求1至6任一所述的充电装置，其特征在于，还包括插头组件(2)，插头组件(2)包括插片(21)、插片固定座(22)和伸缩组件(24)，所述插片(21)固定在所述插片固定座(22)的正面，所述伸缩组件(24)端部固定在所述插片固定座(22)的背面。
8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，还包括测距组件(25)，所述测距组件(25)设置于所述插座组件(1)与所述插头组件(2)之间，固定设置于所述插座组件(1)或所述插头组件(2)。
9.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，还包括波纹管(23)，沿所述伸缩组件(24)的伸缩方向，所述波纹管(23)的两端分别连接所述插片固定座(22)和所述伸缩组件(24)。
10.一种移动装置，包括如权利要求1至9任一所述充电装置的所述插座组件(1)和/或插头组件(2)。
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