CN107040028B - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了充电装置。该充电装置的一具体实施方式包括：充电桩包括：基座，安装在基座上的正极触头和负极触头，正极触头和负极触头分别与电源的正极和负极电连接；车载电刷板包括：基板，安装在基板上的正极电刷板和负极电刷板，正极电刷板和负极电刷板分别与车载电池的正极和负极电连接；其中，正极触头与基座之间、和负极触头与基座之间均设置有弹性部件，在弹性部件的作用下，使正极触头与正极电刷板相抵触，且使负极触头与负极电刷板相抵触，以进行对接充电；正极电刷板和负极电刷板的有效接触面的面积分别大于正极触头和负极触头的有效接触面的面积。该实施方式可以提高对接充电效率。

Description

充电装置

技术领域

本申请涉及仓储物流技术领域，具体涉及自动导引运输车的充电技术，尤其涉及充电装置。

背景技术

目前，AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)在物流仓储行业得到大量的投入使用，大幅度地降低了物流成本、提高了仓储效率。现有的AGV绝大多数采用内置电池来给驱动自身行走轮系的电机以及各功能模块供电。既然使用电池就需要为电池充电。目前大多数AGV均采用自动回位充电。

因此，AGV自动回位充电的电极对接就成为一个很重要的环节，其性能对AGV充电效率影响较大。故需要一种更为适宜的对接方式，以有助于车体上的电极与充电器上的电极之间快速准确的连接，从而保证提供车载电池所需的充电电流和电压。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷，本申请提供了一种改进的充电装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了充电装置。该充电装置包括：充电桩和车载电刷板；充电桩包括：基座，安装在基座上的正极触头和负极触头，正极触头和负极触头分别与电源的正极和负极电连接，且相互绝缘；车载电刷板包括：基板，安装在基板上的正极电刷板和负极电刷板，正极电刷板和负极电刷板分别与车载电池的正极和负极电连接，且相互绝缘；其中，正极触头与基座之间、负极触头与基座之间均设置有弹性部件，在弹性部件的作用下，使正极触头与正极电刷板相抵触，且使负极触头与负极电刷板相抵触，以进行对接充电；正极电刷板和负极电刷板的有效接触面的面积分别大于正极触头和负极触头的有效接触面的面积，有效接触面为正极电刷板、负极电刷板、正极触头和负极触头中用于对接充电的表面。

在一些实施例中，正极触头和负极触头均与基座转动连接；在正极电刷板和负极电刷板分别与正极触头和负极触头接触，并随车载电刷板相对于充电桩移动时，正极触头和负极触头分别相对于基座转动。

在一些实施例中，弹性部件设置于正极触头的下表面与基座之间、以及负极触头的下表面与基座之间，其中，下表面为正极触头和负极触头中与有效接触面所在的上表面相对的表面；基座上还设置有第一限位部件，第一限位部件位于正极触头和负极触头的上表面的上方；在第一限位部件和弹性部件的作用下，限制正极触头和负极触头的转动范围。

在一些实施例中，转动连接的实现方式包括：转轴和挡圈相配合，或螺杆和螺母相配合。

在一些实施例中，正极触头和负极触头均为条状电极，且位于基座的同一侧面。

在一些实施例中，正极电刷板和负极电刷板位于基板的同一侧面，且正极电刷板和负极电刷板之间设置有隔板，隔板的厚度大于正极电刷板和负极电刷板的厚度。

在一些实施例中，在正极触头和负极触头的有效接触面所在的上表面中，对除有效接触面外的至少部分表面进行处理，以使至少部分表面与有效接触面之间形成高度差。

在一些实施例中，对有效接触面进行处理，以使有效接触面为不平整表面。

在一些实施例中，充电装置还包括第二限位部件，在第二限位部件的作用下，控制充电桩与车载电刷板之间的距离。

在一些实施例中，第二限位部件包括限位块或传感器。

本申请实施例提供的充电装置，通过在正极触头与基座之间设置弹性部件，以及在负极触头与基座之间设置弹性部件，可以在弹性部件的作用下，使正极触头与正极电刷板相抵触，且使负极触头与负极电刷板相抵触，以进行对接充电。也就是说，在正极电刷板和负极电刷板分别与正极触头和负极触头接触充电时，弹性部件会产生作用力以缓解正极电刷板和负极电刷板分别向正极触头和负极触头施加的作用力，从而可以使正极触头和负极触头分别与正极电刷板和负极电刷板良好接触，有助于提高对接充电的稳定性。此外，因为正极电刷板和负极电刷板的有效接触面的面积分别大于正极触头和负极触头的有效接触面的面积。所以在充电桩与车载电刷板进行充电对接时，即便存在一定的定位误差，也可以保证正、负极电刷板分别与正、负极触头接触，有助于提高对接充电的速度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a是本申请提供的充电装置中的充电桩的一个实施例的结构示意图；

图1b是本申请提供的充电装置中的车载电刷板的一个实施例的结构示意图；

图2a是本申请提供的充电装置中的充电桩的又一个实施例的结构示意图；

图2b是本申请提供的充电装置中的车载电刷板的又一个实施例的结构示意图；

图3a是图2a和图2b所示的充电装置的一个侧视结构图；

图3b是图2a和图2b所示的充电装置的又一个侧视结构图；

图4是正极触头和负极触头的一个实施例的结构示意图；

图5是图2a所示的充电装置的B处的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1a和图1b，其分别示出了本申请提供的充电装置中的充电桩和车载电刷板的一个实施例的结构示意图。在本实施例中，充电装置包括充电桩和车载电刷板。如图1a所示，充电桩可以包括基座10和安装在基座10上的正极触头11、负极触头12。如图1b所示，车载电刷板可以包括基板20和安装在基板20上的正极电刷板21、负极电刷板22。可以理解的是，为了对车载电池进行充电，正极触头11和负极触头12可以分别与电源的正极和负极电连接，且正极触头11和负极触头12相互绝缘。而正极电刷板21和负极电刷板22则可以分别与车载电池的正极和负极电连接，且正极电刷板21和负极电刷板22相互绝缘。作为示例，可以通过接线端子和电缆线来实现电连接。这样，当正极触头11与正极电刷板21接触，且负极触头12与负极电刷板22接触时，便可以给车载电池充电。

在本实施例中，为了提高对接充电的稳定性，正极触头11与基座10之间、负极触头12与基座10之间均可以设置有弹性部件13。也就是说，正极触头11与基座10之间设置弹性部件13，且负极触头12与基座10之间也设置有弹性部件13。在这里，对弹性部件13的数量并不限制。弹性部件13可以但不限于是弹簧。这样，在弹性部件13的作用下，使正极触头11与正极电刷板21相抵触，且使负极触12与负极电刷板22相抵触，以进行对接充电。同时，为了提高对接速度，正极电刷板21和负极电刷板22的有效接触面的面积可以分别大于正极触头11和负极触头12的有效接触面的面积。其中，有效接触面为正极电刷板、负极电刷板、正极触头和负极触头中用于对接充电的表面，如图1a和图1b中粗实线所表示的区域。在这里，对接充电一般是指正极触头与正极电刷板对接，且负极触头与负极电刷板对接所实现的充电过程。

如图1a所示，基座10的一侧面(如图1a中的A底面)可以固定于地面上。此时，正极触头11和负极触头12均通过两个弹性部件13安装在基座10的同一侧面上。正极触头11的一端和负极触头12的一端均设置有接线端子14。而基板20可以固定在待充电小车上(例如车尾处)。此时，正极电刷板21和负极电刷板22可以通过胶粘等方法安装在基板20的同一侧面上。正极电刷板21的一端和负极电刷板22的一端也均设置有接线端子23。另外，正极电刷板21和负极电刷板22的有效接触面距离地面的高度可以分别略小于正极触头11和负极触头12的有效接触面距离地面的高度。这样在车载电刷板随待充电小车向充电桩移动以进行对接时，正极触头11和负极触头12会分别在正极电刷板21和负极电刷板22的作用下向下移动，即正极电刷板21和负极电刷板22分别位于正极触头11和负极触头12的上方。此时，弹性部件13压缩而向正极触头11和负极触头12提供向上的作用力，从而使正极触头11和负极触头12的另一端的至少部分有效接触面与正极电刷板21和负极电刷板22的另一端的至少部分有效接触面接触，以实现稳定地对接充电。

从图1a和图1b中可以看出，正极电刷板21和负极电刷板22的有效接触面的宽度远大于正极触头11和负极触头12的有效接触面的宽度。所以在对接过程中，即便存在较大的误差，也可以完成对接充电，有利于提高对接速度。此外，为了避免因正负极电连接而发生短路，正极触头11和负极触头12距离地面的高度可以不同，即不位于同一水平面上，相应的正极电刷板21和负极电刷板22距离地面的高度也不同。

需要说明的是，基座和基板通常由绝缘材料(例如电木、塑料等)制成。正极触头、负极触头、正极电刷板和负极电刷板通常由导电材料(如金属)制成。图1a和图1b中基座、基板、正极触头、负极触头、正极电刷板和负极电刷板的形状以及相对位置关系仅仅是示意性的。例如在对接时，正极电刷板和负极电刷板可以分别位于正极触头和负极触头的下方。此时，弹性部件会因拉伸而产生向下的作用力。而且也可以通过基座的其他侧面(非A底面)来实现充电桩的固定。

在本实施例的一些可选地实现方式中，为了防止对接过程中正极触头和负极触头产生其他方向的运动，以进一步提高对接充电的稳定性，正极触头和负极触头可以均与基座转动连接。具体可以参见图2a和图2b，其分别示出了本申请提供的充电装置中的充电桩和车载电刷板的又一实施例的结构示意图。

可以通过各种方法来实现转动连接。作为示例，正极触头11和负极触头12均可以通过转轴15来实现与基座10的转动连接。如图2a所示，转轴15的一端固定在基座10上。正极触头11套设在转轴15上，且间隙配合。转轴15的另一端设置有挡圈16，以防止正极触头11从转轴15上脱落。这样，在正极电刷板21和负极电刷板22分别与正极触头11和负极触头12接触，并随车载电刷板相对于充电桩移动时，正极触头11和负极触头12可以分别绕转轴15相对于基座10转动。在这里，车载电刷板相对于充电桩移动可以是靠近移动以对接充电，或是充电结束后的远离移动。正极触头11所套设的转轴15与负极触头12所套设的转轴15可以是同一根转轴，也可是不同的两根转轴。此外，还可以通过螺杆和螺母来代替转轴和挡圈实现转动连接。

此时，弹性部件13可以设置于正极触头11的下表面与基座10之间、以及负极触头12的下表面与基座10之间。其中，下表面为正极触头和负极触头中与有效接触面所在的上表面相对的表面。基座10上还可以设置有第一限位部件17。如图2a所示，第一限位部件17可以位于正极触头11和负极触头12的上表面的上方。这样，在第一限位部件17和弹性部件13的作用下，可以限制正极触头11和负极触头12的转动范围。也就是说，在对接时，如图3a所示，车载电刷板向靠近充电桩的方向移动，正极触头11和负极触头12绕转轴15顺时针转动。此时弹性部件13可以限制正极触头11和负极触头12向下转动的范围。在充电结束后，如图3b所示，车载电刷板向远离充电桩的方向移动，在弹性部件13的作用下，正极触头11和负极触头12绕转轴15逆时针转动复位。此时，第一限位部件17可以限制向上转动的范围。可理解的是，为了减低充电装置的成本，简化工艺结构，第一限位部件17可以是但不限于限位螺钉。此外，还可以通过改变基座10的形状结构来起到限位作用，如将基座设计为工字型。

从图2a中可以看出，为了进一步简化工艺结构，正极触头11和负极触头12可以为条状电极。两者位于基座10的同一侧面，且其上的有效接触面均位于靠近车载电刷板的一端。此时，如图2b所示，正极电刷板21和负极电刷板22均位于基板20的同一侧面。并且为了防止短路，正极电刷板21和负极电刷板22之间可以设置有隔板24。可以理解的是，隔板24的厚度要大于正极电刷板21和负极电刷板22的厚度。此外，为了便于对接，如图2a所示，正极触头11和负极触头12在靠近车载电刷板的一端的端部形成有斜面(或圆角等)。而如图2b所示，隔板24在靠近充电桩的一端的端部也可以形成有斜面(或圆角等)。

然而，为了避免在对接充电过程中，基板20与正极触头11和/或负极触头12相接触，而影响正极触头11和负极触头12分别与正极电刷板21和负极电刷板22的对接。在正极触头11和负极触头12的有效接触面所在的上表面中，对除有效接触面外的至少部分表面进行处理，以使至少部分表面与有效接触面之间形成高度差。如图2a所示，在正极触头11和负极触头12的上表面中，在紧邻有效接触面的表面上形成凹槽18。凹槽18的深度和宽度可以根据实际情况进行设置。作为示例，还可以对正极触头11和负极触头12的上表面中，除有效接触面外的表面均进行处理。如图4所示，有效接触面距离地面的高度大于上表面中的其他表面(除有效接触面外的表面)距离地面的高度。

为了增加正极触头的有效接触面与正极电刷板的有效接触面之间的接触面积，和/或负极触头的有效接触面与负极电刷板的有效接触面之间的接触面积，可以对正极触头、负极触头、正极电刷板和负极电刷板的有效接触面中的至少一个有效接触面进行处理，以使有效接触面为不平整表面。作为示例，可以参见图5，其为图2a所示的充电装置的B处的局部放大示意图。在图5中，可以在有效接触面上形成密集排布的小凸点。

进一步地，为了便于控制对接距离，充电装置还可以包括第二限位部件(图2a和图2b中未示出)。第二限位部件可以位于充电桩上，可以位于车载电刷板上，还可以位于待充电小车上。具体位置在本申请中并不限制。这样在第二限位部件的作用下，可以控制充电桩与车载电刷板之间的距离，从而控制正极触头和负极触头分别与正极电刷板和负极电刷板之间的接触长度。例如在接触长度不小于10毫米时即为完成对接，从而进行充电。在这里，第二限位部件可以包括但不限于限位块或传感器。作为示例，若第二限位部件为限位块，可以设置于基座10中靠近车载电刷板的侧面上。这样当待充电小车与第二限位部件接触后，便停止继续向充电桩移动，从而完成对接。此时限位块可以由弹性材料(如橡胶)制成，从而对碰撞接触起到缓冲作用。

需要说明的是，本申请中的充电装置结构简单，成本低。而且可以根据实际空间位置情况进行安装设置，例如可以将车载电刷板安装在待充电小车的车底、车尾、车头或车体侧面等，适应性较高。此外，车载电刷板通常设置于待充电小车上。这是因为车载电刷板的结构相对简单，便于拆装维护和维修，不会对待充电小车的正常工作产生影响。但不排除正、负极触头与正、负极电刷板的位置互换的情况。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置包括：充电桩和车载电刷板；

所述充电桩包括：基座，安装在所述基座上的正极触头和负极触头，所述正极触头和所述负极触头分别与电源的正极和负极电连接，且相互绝缘；

所述车载电刷板包括：基板，安装在所述基板上的正极电刷板和负极电刷板，所述正极电刷板和所述负极电刷板分别与车载电池的正极和负极电连接，且相互绝缘；

其中，所述正极触头与所述基座之间、所述负极触头与所述基座之间均设置有弹性部件，在所述弹性部件的作用下，使所述正极触头与所述正极电刷板相抵触，且使所述负极触头与所述负极电刷板相抵触，以进行对接充电；

所述正极电刷板和所述负极电刷板的有效接触面的面积分别大于所述正极触头和所述负极触头的有效接触面的面积，所述有效接触面为所述正极电刷板、所述负极电刷板、所述正极触头和所述负极触头中用于对接充电的表面；

所述基座为“凸”字形或“工”字形，所述基座所形成的两个相背离的“L”字形侧面包括纵向平面和横向平面，所述正极触头和所述负极触头分别设置于所述基座的两个纵向平面上，所述正极触头与所述基座之间的弹性部件的一端固定设置于所述正极触头所在纵向平面对应的横向平面上，另一端固定设置于所述正极触头上，所述负极触头与所述基座之间的弹性部件的一端固定设置于所述负极触头所在纵向平面对应的横向平面上，另一端固定设置于所述负极触头上，且所述正极触头和所述负极触头与所述基座转动连接。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，在所述正极电刷板和所述负极电刷板分别与所述正极触头和所述负极触头接触，并随所述车载电刷板相对于所述充电桩移动时，所述正极触头和所述负极触头分别相对于所述基座转动。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述弹性部件设置于所述正极触头的下表面与所述基座之间、以及所述负极触头的下表面与所述基座之间，其中，所述下表面为所述正极触头和所述负极触头中与有效接触面所在的上表面相对的表面；

当所述基座为“凸”字形时，所述基座上还设置有第一限位部件，所述第一限位部件位于所述正极触头和所述负极触头的上表面的上方；

在所述第一限位部件和所述弹性部件的作用下，限制所述正极触头和所述负极触头的转动范围。

4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述转动连接的实现方式包括：转轴和挡圈相配合，或者螺杆和螺母相配合。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述正极触头和所述负极触头均为条状电极。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述正极电刷板和所述负极电刷板位于所述基板的同一侧面，且所述正极电刷板和所述负极电刷板之间设置有隔板，所述隔板的厚度大于所述正极电刷板和所述负极电刷板的厚度。

7.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，在所述正极触头和所述负极触头的有效接触面所在的上表面中，对除有效接触面外的至少部分表面进行处理，以使所述至少部分表面与所述有效接触面之间形成高度差。

8.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，对所述有效接触面进行处理，以使所述有效接触面为不平整表面。

9.根据权利要求1-8之一所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第二限位部件，在所述第二限位部件的作用下，控制所述充电桩与所述车载电刷板之间的距离。

10.根据权利要求9所述的充电装置，其特征在于，所述第二限位部件包括限位块或传感器。

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