CN108701938A - 用于给电池充电的组件和实现这种组件的充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电组件，该充电组件包括带有电池的物体和用于给电池充电的插头(10)，插头(10)能够连接到电源。根据本发明，所述物体包括适于接收插头(10)的基座，该基座包括第一电连接器、适于相对于基座定位插头(10)的第一磁连接器。插头(10)包括：形状与基座的表面互补的接触表面；第二电连接器，该第二电连接器被定位成与第一电连接器接触，以允许当接触表面被定位在基座的表面上时在第一电连接器和第二电连接器(12)之间的电接触；第二磁连接器，该第二磁连接器被定位在接触表面附近，吸引第一磁连接器，以便允许第一电连接器对准第二电连接器并且在电池充电期间保持电接触。第一电连接器和第二电连接器中的一个是表面连接器，并且第一电连接器和第二电连接器中的另一个是点连接器，该点连接器被定位为抵靠表面连接器安放以用于接触表面在基座上的多个不同定向。

Description

用于给电池充电的组件和实现这种组件的充电方法

技术领域

本发明涉及一种充电组件，该充电组件包括物体和用于给物体的可充电电池进行充电的插头。本发明可以应用于需要给电池充电的任何领域，例如电话或机器人。本发明还涉及一种实现这种组件的对可充电电池进行充电的方法。

背景技术

以电池为基础运行的物体需要在给定时刻给其电池充电。该物体随后经由特定设备连接到电源，以允许其电池充电。

然而，由于设备相对于物体的不良定位，或者由于物体的连接器与设备的连接器之间的不良触点，将物体连接到充电设备可能是困难的。此外，当物体连接到其充电设备时，可能在物体的电连接器和充电设备的电连接器之间产生电弧，这可能损坏物体和/或设备。

物体也可以是移动载具，更具体地是机动车辆，也就是说通过其自己的方式移动。移动载具可以由一个或多个蓄电池供电，或者更通常地由一个或多个电池供电。这涉及一组彼此连接的蓄电池，以便形成所需容量的电压发生器。电池的第一个目的是提供载具移动所需的电流强度和电压。电池还可用于为嵌入在载具上的电子齿轮提供电力。

接下来需要在给定时刻给物体或载具的电池充电。通常，以电池为基础运行的载具只要电池带电就能够四处移动，并且在电池的电量用尽时变成固定的。然后需要外部介入，例如，将载具放置在电池充电基座上。可能发生与上述相同的问题：载具与其基座之间的连接困难和/或产生不期望的电弧。

此外，在其充电期间，载具必须保持定位在其基座上，于是载具在其电池充电所花费的时间内是不活动的。至于物体，当电池充电时，物体必须保留在其充电基座上，这阻止物体移动。

发明内容

本发明旨在通过提出一种充电组件和实现这种组件的方法来克服所有或一些上述问题，该充电组件包括：具有电池的物体，该物体可以是固定物体或移动载具，以及用于给物体的电池充电的插头，该插头能够连接到电源；所述方法允许任何物体通过插头和物体之间的简化连接进行充电。根据本发明的充电组件还被构造成，允许移动载具即使在其电池正在充电时也能四处移动。

鉴于此，本发明的主题是一种充电组件，该充电组件包括：带有电池的物体，用于给电池充电的插头，该插头能够连接到电源；所述物体包括能够接收插头的基座；该基座包括：第一电连接器，能够相对于基座定位插头的第一磁连接器；所述插头包括：形状与基座的表面互补的接触表面，第二电连接器，该第二电连接器被布置成与第一电连接器接触，以允许当接触表面定位在基座的表面上时在第一电连接器和第二电连接器之间的电接触，第二磁连接器，该第二磁连接器定位在接触表面附近，吸引第一磁连接器，以便允许第一电连接器和第二电连接器对准并且在电池充电时使电接触牢固，并且第一电连接器和第二电连接器中的一个是表面连接器，而第一电连接器和第二电连接器中的另一个是点连接器，该点连接器被布置为抵靠表面连接器放置以用于接触表面在基座上的若干个不同定向。

有利地，表面连接器具有圆形形状。

有利地，充电组件还包括能够检测接触表面与基座的表面之间的接触的存在检测器(détecteur de présence)。

根据一个实施方式，点连接器与接触表面形成第一接触点，所述组件被构造成，使得第一电连接器和第二电连接器中的一个具有相对于接触表面沿着第一轴线平移的自由度，该第一轴线与穿过第一接触点的接触表面基本上成直角。

有利地，所述组件被构造成产生沿第一轴线的力，该第一轴线与穿过第一触点的接触表面基本上成直角，以在电池充电时使电接触牢固。

根据另一个实施方式，插头可以通过电缆连接到电源，插头包括其上固定有第二电连接器和第二磁连接器的主体和相对于主体旋转地移动的部件，电缆固定到移动部件并且通过允许移动部件旋转的柔性电线电连接到连接器。

根据另一个实施方式，基座包括形状与球形帽互补的腔体，该腔体具有第一极和第一半径，插头呈球形帽的形状，该球形帽具有第二极且半径基本上等于第一半径，并且表面连接器居中地位于其中心是第一极的圆上。

有利地，插头包括定位在插头的第二极上的第三电连接器，基座包括定位在基座的第一极上以便与第三电连接器接触的第四电连接器，以允许当接触表面位于基座上时在第三电连接器和第四电连接器之间的电接触。

有利地，电源是具有正极和负极的直流电压源，第三电连接器连接到电源的负极，第二电连接器连接到电源的正极。

根据另一个实施方式，接触表面包括柔性区域，该柔性区域具有沿着与第一轴线基本上成直角的第二轴线平移的自由度，用于当接触表面被定位在基座上时便于第二电连接器与第一电连接器的接触。

本发明的另一个主题是实现这种充电组件的充电方法，该方法包括以下步骤：

·将接触表面定位在基座的表面上，

·对准第一电连接器和第二电连接器。

有利地，充电方法还包括启动充电的步骤，该步骤包括以下步骤：

·通过存在检测器验证插头存在于物体上，

·测量电池的端子处的电压，并将测得的电压与最小电压值和最大电压值进行比较，

·测量电池的内电阻并将测得的电阻与最小电阻值和最大电阻值进行比较。

有利地，充电方法还包括终止充电的步骤，该步骤包括按照以下顺序执行的下列步骤：

·断开第二电连接器和第一电连接器，

·断开第四电连接器和第三电连接器。

物体可以是具有可以进行充电的电池的任何物体。它可以是诸如电话、玩具的物体，或者它可以涉及诸如机动车辆的移动物体，也就是说其通过其自己的方式四处移动，例如机器人。

附图说明

通过阅读以示例方式给出的实施方式的详细描述，本发明将被更好地理解并且其它优点将变得明显，该描述通过附图图示说明，其中：

-图1示意性地表示根据本发明的充电组件的插头，

-图2表示根据本发明的充电组件的基座的表面的示例，

-图3示意性地表示根据本发明的充电组件的插头的接触表面的正视图，

-图4表示基座的表面的正视图，该基座可以接收图3所示根据本发明的充电组件的插头，

-图5示意性地表示根据本发明的充电组件的插头的电连接器的剖视图，

-图6示意性地表示根据本发明的充电组件的插头的剖视图，

-图7示意性地表示根据本发明的充电组件的插头的剖视图，插头的接触表面与物体的基座的表面接触，

-图8示意性地表示根据本发明的充电组件的物体的剖视图，

-图9图示说明了实现根据本发明的充电组件的充电方法的步骤，

-图10表示被构造成使用根据本发明的充电组件的插头进行充电的人形机器人。

具体实施方式

为了清楚起见，相同的元件在不同的附图中具有相同的附图标记。

在说明书中，以一个物体作为示例描述本发明。然而，本发明可应用于任何其它物体，无论是固定的还是移动的，也就是具有可充电的电池的任何移动载具。

图1示意性地表示根据本发明的充电组件100的插头10。

图2表示根据本发明的充电组件100的物体20的表面的示例。

充电组件100包括含有电池的物体20和用于给电池充电的插头10。插头10可以连接到电源。

如图2中可见，物体20包括能够接收插头10的基座21。基座21包括第一电连接器22和能够相对于基座21定位插头10的第一磁连接器23(图2中不可见)。

在本申请中，无论是电连接器还是磁连接器，都应该被理解为是接触元件，即能够分别形成电连接或磁连接的点或表面。

如在图1中可以看到的，插头10包括形状与基座21的表面互补的接触表面11。插头包括第二电连接器12，第二电连接器12被布置成与第一电连接器22接触，以允许当接触表面11被定位在基座21的表面上时在第一电连接器22与第二电连接器12之间的电接触。插头10包括第二磁连接器13(图1中不可见)，第二磁连接器13定位在接触表面11附近，吸引第一磁连接器23，以允许第一电连接器22和第二电连接器12对准并且在电池充电时使电接触牢固。

根据本发明，第一电连接器22和第二电连接器12中的一个是表面连接器24，而第一电连接器22和第二电连接器12中的另一个是点连接器14该点连接器被布置为抵靠表面连接器24放置以用于接触表面11在基座21上的若干个不同定向。

由于接触表面11呈与包括第一电连接器22的基座21的表面互补的形状，所以当电池充电时，这两个表面抵靠着彼此接触。两个磁连接器23和13分别定位在基座21的表面和接触表面11附近。通过将插头11提供到基座21来吸引第一磁连接器，两个磁连接器23和13彼此施加吸引力。两个磁连接器23和13定位成，当两个磁连接器23和13彼此施加吸引力时，两个电连接器22和12抵靠着彼此接触。

本发明被描述为在插头10中具有一个磁连接器并且在基座21中具有一个磁连接器，但本发明还包括其中插头10包括若干个磁连接器13并且基座21包括若干个磁连接器23的构型，有利地但不是必须地，基座21的磁连接器数量与插头的磁连接器数量相同。

磁连接器13和23使得可以保持电连接器12和22彼此的最佳电接触。磁连接器13和23还充当定位器(détrompeurs)并确保插头10与基座21之间的自对准。

根据有利的实施方式，表面连接器24具有圆形(circulaire)形状。

此外，电连接器22和12中的一个是表面连接器24，并且另一个是布置成与表面连接器24接触的点连接器14，并且磁连接器中的一个或多个分别分布在插头10和基座21中，无论插头10的接触表面11相对于基座21的定向如何，都可以在插头10和基座21之间建立电接触，并且对于接触表面11相对于基座21的表面的若干个不同定向也是如此。例如，对于环形状的表面连接器24，如图2所示，无论插头10的接触表面11在基座上的定向如何，点连接器14都可以与表面连接器24接触。换句话说，接触表面11可以处于相对于基座21的表面旋转360°的任何位置。如果认为一个轴线穿过该环的中心并且与包括环的周边的平面基本上成直角，则插头10以及因此其接触表面11可以处于初始位置，但也可以围绕所述轴线相对于基座21的表面旋转0°至360°的范围内的任意角度，而且无论角度是多少，点连接器14都与表面连接器24抵靠地接触。这也适用于表面连接器24呈多边形(例如矩形)形状的情况。针对接触表面11相对于基座21的若干个不同定向，相同的点连接器14可以与所述表面连接器24形成电接触。

由于在两个电连接器12和22之间形成接触而不需要观察插头10的接触表面11相对于基座21的表面的具体对准，而且当电池充电时，由于一旦在两个电连接器12和22之间形成接触，插头就可以保持少量旋转移动性并且在任何情况下都不会破坏两个电连接器12和22之间的电接触，因此这种结构在将插头10提供给物体20的阶段和将插头10安置在基座21上的阶段都是有利的。实际上，一旦建立了电接触，外部动作就可以移动插头10，使插头10在基座21的表面上稍微滑动。由于表面连接器24和点连接器14之间的接触以及允许的旋转度，因此可以保持电接触。

表面连接器24可以呈圆形形状。在图2中，它是环。本发明还适用于形成圆的表面连接器24，即厚度非常小的环。本发明还适用于是部分圆或部分环的表面连接器24。在这种情况下，前述角度不再处于0°和360°之间。例如，如果部分圆或部分环是半圆或半环，则该角度在0°和180°之间。如果部分圆或部分环是四分之一圆或四分之一环，则该角度在0°和90°之间。

本发明使得可以去除机械接触和电接触之间的联系。因此，完全不受电触头与允许插头10相对于基座21定位的机械结构之间的定位公差的限制。换句话说，本发明使得可以针对插头相对于基座的若干个不同定向在电连接器之间形成电接触。因此，单个点连接器14可以与表面连接器24产生电接触以用于插头10在基座21上的多个定位。

如前所述，电连接器22和12中的一个有利地是表面连接器24，而另一个是点连接器14。在图1和图2中，第一电连接器22是表面连接器24，并且第二电连接器12是点连接器14。这是表面连接器24在基座21上并且点连接器14在插头10的接触表面11上的构型。尽管如此，本发明还包括表面连接器24在插头10的接触表面11上并且点连接器14在基座21上的构型。

本发明还包括有若干个点连接器14的构型。使用若干个点连接器14可以降低接触表面11与基座21之间发生短路的风险。

在一个优选的实施方式中，并且如图1和图2所示，基座21包括腔体，该腔体呈与球形帽互补的形状，该腔体具有第一极30和第一半径31。插头10呈球形帽的形状，该球形帽具有第二极并且半径基本上等于第一半径31，并且表面连接器24居中地位于其中心是第一极30的圆上。

该构型尤其利于形成电接触。因此，表面连接器24在接触表面11上或在基座21的表面上形成进行接触的表面的一部分，并且点连接器14布置在基座21的表面或者接触表面11的表面上，无论在表面连接器24上在哪个点处形成接触，点连接器14都可以与表面连接器24形成电接触。

因此，该构型允许插头完美地定位在基座上，以确保电连接器的对准并且保持电池充电电流的通过所需的电接触。插头和基座的球形部分形状允许它们抵靠着彼此贴合，基座21完全匹配插头10的形状。

可以注意到，球形帽形状的插头和形状与球形帽互补的基座是如前所述和下文所述的尤其有利的构型。尽管如此，本发明类似地适用于彼此压靠的两个平坦表面(接触表面11和基座21的表面)或者适用于立方体插头，该立方体插头具有用于接收插头立方体的形状互补的基座，或者适用于截面为八边形的具有互补形状基座的插头，或者更普遍地，截面为椭圆形或多边形的具有互补形状基座的插头，并且对于每种构型，点连接器压靠表面连接器。换句话说，点连接器和表面连接器之间的接触是在包括表面连接器的元件(基座或接触表面)的表面上形成的。因此，点连接器与元件(根据所选构型，基座或插头的接触表面)的表面接触，该元件包括表面连接器(在图2中该元件是基座)，并且点连接器与元件的表面的这个物理接触也对应于点连接器和表面连接器之间的接触。

充电组件100还可以有利地包括能够检测在接触表面11与基座21的表面之间的接触的存在检测器33。存在检测器33使得可以检测是否存在与基座21的表面抵靠的接触表面11。当形成这种接触时，可以开始给电池充电。

在图1中，存在检测器33在接触表面11上。正如用于点连接器的那样，本发明还包括当表面连接器24在插头10的接触表面11上时存在检测器位于基座21的表面上的构型。

图1表示有三个存在检测器33。本发明同样适用于仅一个、两个、三个或多于三个存在检测器。

有利地，存在检测器33的数量等于点连接器14的数量，并且存在检测器33和点连接器14交替地布置在表面的周边上，也就是在接触球面部分上。

图3示意性地表示根据本发明的充电组件100的插头10的接触表面11的正视图。插头10可以通过电缆15连接到电源。插头10包括主体16，第二电连接器12和第二磁连接器13固定到主体16。插头10还包括相对于主体16旋转地移动的部件17，电缆15固定到移动部件17并且通过允许移动部件17旋转的柔性电线电连接到连接器12。该特征给在电池充电时的(固定或移动的)物体和附近的人提供安全性方面的优势。实际上，当电池正在充电时，物体连接到电缆，存在人在他或她的路径中意外穿过电缆并且跌倒和/或导致物体倒下的风险。然而，借助于相对于主体16旋转地移动的部件17，如果某物(或某人)与电缆接触，则移动部件17可以根据接触的类型相对于主体16旋转地移动而不与基座21断开，甚至不需要基座或插头的任何部分的移动。换句话说，即使在充电期间，电缆15也可以围绕基座21进行360°的连续旋转移动。如果接触施加更大的力，则插头10可以与基座21断开。

移动部件17的旋转移动性可以围绕插头，但也可以围绕电缆的轴线。

图4表示基座21的表面的正视图，基座21可以接收图3中所示根据本发明的充电组件100的插头10。根据另一个实施方式，插头10可以包括定位在插头10的第二极上的第三电连接器35。于是基座21可以包括定位在基座21的第一极上以便与第三电连接器35接触的第四电连接器45，以允许当接触表面11定位在基座21上时在第三电连接器35与第四电连接器45之间的电接触。在插头10呈球形帽的形状并且基座21呈互补形状的情况下，第四电连接器45形成位于表面连接器24的中心处的中心块。表面连接器24和第四电连接器45有利地是同心的。

图5示意性地表示根据本发明的充电组件100的插头10的电连接器的剖视图。该电连接器是点连接器50。点连接器50与接触表面11形成第一接触点51。根据本发明，组件100被构造成，使得第一电连接器和第二电连接器中的一个具有相对于接触表面11沿着第一轴线52平移的自由度，第一轴线52与穿过第一接触点51的接触表面11基本上成直角。这适用于每个点连接器。这种自由度允许每个点连接器进行轻微的径向移动和独立移动。对于存在检测器来说，是刚性地安装的，并且直接承受电缆所支撑的力。电缆的移动被传递到分布在球面部分的表面上的一个或多个存在检测器，该一个或多个存在检测器被提升，并且所述移动使插头与基座之间的物理接触断开。相对于立即反应的存在检测器，电连接器的与保持磁连接器就位的力相关联的安装柔性引起了充电接触的断开的延迟。该顺序允许存在检测器通知充电器插头即将拔出，并且在电接触断开之前的阶段这样做。然后可以切断所传递的电力，以避免在电连接器之间形成电弧。

有利地，接触表面11包括柔性区域32，柔性区域32具有沿着与第一轴线51基本上成直角的第二轴线平移的自由度，旨在便于当接触表面11被定位在基座21上时第二电连接器12与第一电连接器22的接触。柔性区域32允许插头11的电连接器具有一定的自由度，以保证与插头11和基座21的适当接触。因此，柔性区域32的柔性允许第二电连接器12沿着与基座21的表面成直角的轴线有利地定向。

与磁连接器关联的电连接器和存在检测器的交替分布提供了不需要精细对准系统的优点，并且无论表面连接器上的点连接器的位置如何都能工作。

根据一个实施方式，电源是具有正极和负极的DC电压源。有利地，第三电连接器35连接到电源的负极，并且第二电连接器12连接到电源的正极。借助于柔性区域32和第三电连接器35的中心定位，如果发生不希望的插头10拉出的情况，则第三连接器35与基座最后分离，这使得可以避免形成电弧。第三电连接器35可以例如安装在弹簧上或由弹性体制成的部件或具有一定弹性的任何其它部件上。基于相同的原理，当插头10被提供到基座21时，第三电连接器35是首先连接的电连接器。

另外，充电组件可以被构造成，产生沿着与穿过第一接触点51的接触表面11基本上成直角的第一轴线52的力，以在电池充电时使电接触牢固。

图6示意性地表示根据本发明的充电组件100的插头10的横截面图。该横截面图使得可以表示在插头10的接触表面11上的存在检测器33的一种可能构型。同样，磁连接器13与电连接器12交替布置，以便有利于电连接器12与基座21的电连接器22的良好对准。

图7示意性地表示了根据本发明的充电组件100的插头10的剖视图，插头10的接触表面11与物体20的基座21的表面接触。当插头10被提供到基座21时，磁连接器13和23消除了任何机械引导并且在没有优先轴线的情况下工作。由于没有任何部件插入另一部件，因此无需特定的引导。相对低的移动精度足以使插头10正确地定位在基座21上。

此外，电连接器的球形布置结构消除了在触头的平面中进行定向的需要，并且在保持插头10以将其定位在基座21上时不会施加电连接器的任何具体定向。

图8示意性地表示根据本发明的充电组件100的物体20的横截面图。该横截面图使得可以表示第四电连接器45的一种可能构型，该第四电连接器位于基座21的表面的中心。在这种构型中，基座21的电连接器是表面连接器24。如图6所示，磁连接器23与电连接器45和24交替布置，以促进电连接器12与基座21的电连接器的良好对准。

图9示出了实现根据本发明的充电组件100的充电方法的步骤。该方法包括将插头10的接触表面11定位在基座21上的步骤1001以及对准第一电连接器22和第二电连接器12的步骤1002。

该方法还可以包括启动充电的步骤1003，步骤1003包括以下步骤：

·通过存在检测器33验证插头10存在于物体上，

·测量电池的端子处的电压，并将测得的电压与最小电压值和最大电压值进行比较，

·测量电池的内电阻并将测得的电阻与最小电阻值和最大电阻值进行比较。

该方法还包括终止充电的步骤1004，步骤1004包括按以下顺序执行的下列步骤：

·断开第二电连接器12和第一电连接器22，

·断开第四电连接器45和第三电连接器35。

图10表示被构造成使用根据本发明的充电组件100的插头10进行充电的人形机器人。将图10中的机器人200作为被构造成使用根据本发明的充电组件100的插头10进行充电的人形机器人的示例。图10中的机器人200的下部不用于行走，但是可以在其底座140上沿任何方向移动，底座140在机器人200所位于的表面上滚动。在该示例中，机器人200具有可大约120cm的高度110、大约65cm的深度120以及大约40cm的宽度130。在一个具体构型中，机器人具有平板电脑150，机器人可以通过平板电脑150将消息(音频、视频、互联网页面)传送到其环境，或者通过平板电脑的触摸界面接收用户输入。除了平板电脑的处理器之外，机器人还使用它自己的主板的处理器，该主板例如可以是来自Intel^TM的ATOM^TM Z530板。在本发明的一个实施方式中，有利的是，机器人还具有专用于主板和支撑磁性旋转传感器的板之间的数据流的处理器以及传感器，术语磁性旋转编码器缩写为MRE，该传感器控制肢体中的关节的马达和机器人用作轮子的球。马达可以是不同类型的，取决于限定的关节所需的最大扭矩的幅值。例如，可以使用来自e-minebea^TM的无芯直流有刷电机(例如SE24P2CTCA)，或来自Maxon^TM的无刷直流电机(例如EC45_70W)。磁性旋转传感器优选使用霍尔效应，具有12位或14位的精度。

图10中示出的机器人还可以包括不同类型的传感器。某些传感器用于控制机器人的位置和移动。例如，位于机器人的躯干中并且包括3轴陀螺仪和3轴加速度计的惯性单元就是这种情况。机器人还可以在片上系统(或SOC)类型的机器人的前部上(在顶部和底部)包括两个RGB彩色2D摄像机，诸如来自Shenzen V-Vision Technology Ltd^TM的那些摄像机(OV5640)，其具有在每秒5幅图像的速率下5百万像素的分辨率以及在水平方向上约57°、在竖直方向上约44°的视场(也称为FOV)。还可以在机器人的眼睛后面包括3D传感器，诸如ASUS XTION^TM SOC传感器，其具有在每秒20幅图像的速率下30万像素的分辨率，其视场与2D摄像机基本相同。机器人还可配备有激光线发生器，例如在头部水平处有三个并且在基座中有三个，以便能够检测机器人相对于其环境中的物体和/或人的相对位置。机器人还可以包括麦克风，以便能够检测其环境中的声音。在一个实施方式中，可以在机器人的头部植入四个麦克风，麦克风的灵敏度在1kHz的情况下是300mV/Pa+/-3dB，频率范围是300Hz到12kHz(-10dB，相对于1kHz)。机器人还可以包括两个声纳传感器，两个声纳传感器可被定位在机器人的基座的前面和后面，用于测量将机器人与其环境中的物体和/或人分开的距离。机器人可以还包括在其头部和手上的触摸传感器，以允许与人类的交互。机器人还可以包括在其基座上的缓冲器，以保护自身免受其路径中遇到的障碍物的影响。

为了反映其情绪并且与在其环境中的人交流，机器人可以还包括：

-LED或发光二极管，例如在机器人的眼睛中、耳朵中和肩膀上；

-扬声器，例如其中两个位于机器人的耳朵中。

机器人可以通过以太网RJ45或WiFi 802.11连接与基座或其它机器人通信。

机器人可以由能量约为400Wh的磷酸铁锂电池或能量约为860Wh的锂聚合物三元混合(trimix)(锂钴锰)电池供电。机器人可以使用适合于其所包含的电池类型的充电设备。

通过使用算法，在给定来自传感器的测量值的情况下，机器人的马达控制机器人的位置和移动，该算法由限定在每个肢体中的链体和限定在每个肢体的终端处的效应器激活。

为了使用根据本发明的充电组件100进行充电，机器人200包括能够接收插头10的基座21。机器人200在本文中充当能够应用充电组件100的物体的示例。

Claims (12)

1.一种充电组件(100)，所述充电组件(100)包括：

-包括电池的物体(20)，

-用于给所述电池充电的插头(10)，所述插头(10)能够连接到电源，

其特征在于，所述物体(20)包括：

-能够接收所述插头(10)的基座(21)，所述基座(21)包括：

·第一电连接器(22)，

·能够相对于所述基座(21)定位所述插头(10)的第一磁连接器(23)，

所述插头(10)包括：

-形状与所述基座(21)的表面互补的接触表面(11)，

-第二电连接器(12)，所述第二电连接器(12)被布置为接触所述第一电连接器(22)，以在所述接触表面(11)被定位在所述基座(21)的所述表面上时允许所述第一电连接器(22)和所述第二电连接器(12)之间的电接触。

-第二磁连接器(13)，所述第二磁连接器(13)被定位在所述接触表面(11)附近，吸引所述第一磁连接器(23)，以允许所述第一电连接器(23)和所述第二电连接器(13)对准并且在所述电池充电时使电接触牢固。

所述第一电连接器(22)和所述第二电连接器(12)中的一个是表面连接器(24)，并且所述第一电连接器和所述第二电连接器中的另一个是点连接器(14)，所述点连接器(14)被布置为抵靠所述表面连接器(24)安置以用于所述接触表面(11)在所述基座(21)上的若干个不同定向，

所述插头(10)能够通过电缆(15)连接到所述电源，所述插头(10)包括：

·主体(16)，所述第二电连接器(12)和所述第二磁连接器(13)固定到所述主体(16)，

·相对于所述主体(16)旋转地移动的移动部件(17)，所述电缆(15)固定到所述移动部件(17)并且通过允许所述移动部件(17)旋转的柔性电线电连接到所述连接器(12)。

2.根据权利要求1所述的充电组件(100)，其特征在于，所述表面连接器(24)具有圆形形状。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述组件还包括能够检测所述接触表面(11)和所述基座(21)的所述表面之间的接触的存在检测器(33)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述点连接器(14)与所述接触表面(11)形成第一接触点(51)，所述组件(100)被构造成所述第一电连接器(22)和所述第二电连接器(12)中的一个具有相对于所述接触表面(11)沿着第一轴线(52)平移的自由度，所述第一轴线(52)与穿过所述第一接触点(51)的所述接触表面(11)基本上成直角。

5.根据前述权利要求中所述的充电组件(100)，其特征在于，所述点连接器(14)与所述接触表面(11)形成第一接触点(51)，所述组件(100)被构造成在所述第一轴线(52)上产生力，以在所述电池充电时使电接触牢固，所述第一轴线(52)与穿过所述第一接触点(51)的所述接触表面(11)基本上成直角。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述基座(21)包括形状与球形帽互补的腔体，所述腔体具有第一极(30)和第一半径(31)；所述插头(10)呈球形帽的形状，该球形帽具有第二极且半径基本上等于所述第一半径(31)；并且所述表面连接器(24)居中地位于其中心是所述第一极(30)的圆上。

7.根据权利要求6所述的充电组件(100)，其特征在于，所述插头(10)包括定位在所述插头(10)的所述第二极上的第三电连接器(35)，所述基座(21)包括第四电连接器(45)，所述第四电连接器(45)定位在所述基座(21)的所述第一极(30)上以便与所述第三电连接器(35)接触，以允许当所述接触表面(11)被定位在所述基座(21)上时在所述第三电连接器(35)和所述第四电连接器(45)之间的电接触。

8.根据权利要求7所述的充电组件(100)，其特征在于，所述电源是具有正极和负极的直流电压源，所述第三电连接器(35)连接到所述电源的所述负极，并且所述第二电连接器(12)连接到所述电源的所述正极。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述接触表面(11)包括柔性区域(32)，所述柔性区域(32)具有沿着与所述第一轴线(52)基本上成直角的第二轴线平移的自由度，旨在便于当所述接触表面(11)被定位在所述基座(21)上时所述第二电连接器(12)与所述第一电连接器(22)的接触。

10.一种充电方法，所述充电方法实现根据权利要求1至9中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述充电方法包括以下步骤：

·将所述接触表面(11)定位在所述基座(21)的所述表面上(步骤1001)，

·对准所述第一电连接器(22)和所述第二电连接器(12)(步骤1002)。

11.根据前述权利要求所述的充电方法，所述充电方法实现根据权利要求3至10中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述充电方法还包括启动充电的步骤(1003)，其包括以下步骤：

·通过所述存在检测器(33)验证所述插头(10)存在于所述物体(20)上，

·测量所述电池的端子处的电压，并将测得的电压与最小电压值和最大电压值进行比较，

·测量所述电池的内电阻并将测得的电阻与最小电阻值和最大电阻值进行比较。

12.根据权利要求10和11中的任一项所述的充电方法，所述充电方法实现根据权利要求7至9中的任一项所述的充电组件(100)，其特征在于，所述充电方法还包括终止充电的步骤(1004)，其包括按照以下顺序执行的下列步骤：

·断开所述第二电连接器(12)和所述第一电连接器(12)，

·断开所述第四电连接器(45)和所述第三电连接器(35)。