CN109980737A - 一种腿足式机器人的自主充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腿足式机器人的自主充电装置，包括腹部充电座和地面充电座；腹部充电座包括第一绝缘箱体，第一绝缘箱体上安装有腹部第一充电端子、腹部第二充电端子、腹部第一活动端子和腹部第二活动端子，腹部第一充电端子和腹部第一活动端子构成腹部第一常开开关，腹部第二充电端子和腹部第二活动端子构成腹部第二常开开关；地面充电座包括绝缘箱体，第二绝缘箱体上安装有地面第一充电端子、地面第二充电端子、地面第一活动端子和地面第二活动端子，地面第一充电端子和地面第一活动端子构成地面第一常开开关，地面第二充电端子和地面第二活动端子构成地面第二常开开关。本发明结构简单，拆装方便，成本低廉。

Description

一种腿足式机器人的自主充电装置

技术领域

本发明涉及机器人自主充电领域，尤其涉及腿足式机器人的自主充电机构。

背景技术

随着经济的增长以及人口红利的消失，社会治安成本逐年升高。使用机器人替代人来从事一些危险区域的安防巡逻、灾区救援等任务能够有效降低人员的伤亡。机器人长期在无人区活动，因此需要具备自主充电的能力。

发明内容

本发明的目的是针对腿足式机器人无人操作时的充电需求，提出一种腿足式机器人的自主充电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种腿足式机器人的自主充电装置，包括安装在腿足式机器人腹部的腹部充电座和固定在地面的地面充电座；

所述腹部充电座包括第一绝缘箱体，第一绝缘箱体上安装有与机器人内置电池的正极充电端口相连的腹部第一充电端子和与机器人内置电池的负极充电端口相连的腹部第二充电端子，第一绝缘箱体上还安装腹部第一活动端子和腹部第二活动端子，腹部第一充电端子和腹部第一活动端子构成腹部第一常开开关，腹部第二充电端子和腹部第二活动端子构成腹部第二常开开关；

所述地面充电座包括绝缘箱体，第二绝缘箱体上安装有与充电电源正极相连的地面第一充电端子和与充电电源负极相连的地面第二充电端子，第二绝缘箱体上还安装地面第一活动端子和地面第二活动端子，地面第一充电端子和地面第一活动端子构成地面第一常开开关，地面第二充电端子和地面第二活动端子构成地面第二常开开关。

进一步的，所述腹部第一充电端子和腹部第二充电端子安装在第一绝缘箱体的顶部，第一绝缘箱体的底部开有两个第一通孔；

腹部第一活动端子嵌在腹部第一活动底座上，腹部第一活动底座与第一绝缘箱体顶部内侧之间设置腹部第一底座弹簧，腹部第一活动端子抵在其中一个第一通孔处的第一绝缘箱体底部内侧面上，腹部第一活动端子与腹部第一充电端子不接触；

腹部第二活动端子嵌在腹部第二活动底座上，腹部第二活动底座与第一绝缘箱体顶部内侧之间设置腹部第二底座弹簧，腹部第二活动端子抵在另一个第一通孔处的第一绝缘箱体底部内侧面上，腹部第二活动端子与腹部第二充电端子不接触。

进一步的，所述地面第一充电端子和地面第二充电端子安装在第二绝缘箱体的底部，第二绝缘箱体的顶部开有两个第二通孔；

地面第一活动端子嵌在地面第一活动底座上，地面第一活动底座与第二绝缘箱体底部内侧之间设置地面第一底座弹簧，地面第一活动端子抵在其中一个第二通孔处的第二绝缘箱体顶部内侧面上，且地面第一活动端子的端头伸出第二通孔，地面第一活动端子与地面第一充电端子不接触；

地面第二活动端子嵌在地面第二活动底座上，地面第二活动底座与第二绝缘箱体底部内侧之间设置地面第二底座弹簧，地面第二活动端子抵在另一个第二通孔处的第二绝缘箱体顶部内侧面上，且地面第二活动端子的端头伸出第二通孔，地面第二活动端子与地面第二充电端子不接触。

本发明的有益效果是：结构简单，拆装方便，成本低廉，腹部活动端子与底座活动端子采用面对点的接触，对误差的容忍度较大，能够在无高精度的定位系统的帮助下正常完成自主充电操作，降低了系统成本；不充电时，暴露在外的腹部活动端子和地面活动端子均与电路断开，保证了机器人电源系统的安全性。

附图说明

图1是腹部充电座的剖视图；

图2是地面充电座的剖视图；

图3是自主充电系统的安装示意图；

图4是自主充电系统的工作示意图；

图5是自主充电系统非对心的工作示意图。

图中：腹部充电座1、腹部第一充电端子101、腹部第一活动端子102、腹部第一活动底座103、腹部第一底座弹簧104、腹部第二充电端子105、腹部第二活动端子106、腹部第二活动底座107、腹部第二底座弹簧108、腹部充电座底端109、地面充电座2、地面第一充电端子201、地面第一活动端子202、地面第一活动底座203、地面第一底座弹簧204、地面第二充电端子205、地面第二活动端子206、地面第二活动底座207、地面第二底座弹簧208、顶端209、充电电源3、机器人内置电池4、机器人本体5。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本发明的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1-5所示，本发明提供一种腿足式机器人的自主充电装置，用于实现腿足式机器人的自主充电，所述腿足式机器人的自主充电装置包括：腹部充电座1和地面充电座2。

如图1所示，所述腹部充电座1安装在机器人本体5的腹部，腹部充电座1包括第一绝缘箱体，第一绝缘箱体顶部安装有与机器人内置电池4的正极充电端口相连的腹部第一充电端子101和与机器人内置电池4的负极充电端口相连的腹部第二充电端子105，四个腹部第一底座弹簧104一端压在腹部第一活动底座103的四角上，另一端压在腹部充电座1的第一绝缘箱体顶端内侧，腹部第一活动底座103上安装有腹部第一活动端子，在不充电状态下，由于腹部第一底座弹簧104的压力，将腹部第一活动底座103连同腹部第一活动端子102压在腹部充电座底端109的内侧，腹部第一活动端子102与腹部第一充电端子101不接触，腹部第一充电端子101和腹部第一活动端子102构成腹部第一常开开关；四个腹部第二底座弹簧108一端压在腹部第二活动底座107的四角上，另一端压在腹部充电座1的外壳顶端内侧，腹部第二活动底座107上安装有腹部第二活动端子108，在不充电状态下，由于腹部第二底座弹簧108的压力，将腹部第二活动底座107连同腹部第二活动端子106压在腹部充电座底端109的内侧，腹部第二活动端子106与腹部第二充电端子105不接触，腹部第二充电端子105和腹部第二活动端子106构成腹部第二常开开关。

如图2所示，所述地面充电座2安装在地面上，地面充电座2包括第二绝缘箱体，地面充电座2的底部安装有与充电电源3正极连接地面第一充电端子201和与充电电源3负极连接的地面第二充电端子205，四个地面第一底座弹簧204一端压在地面第一活动底座203的四角上，另一端压在地面充电座2的第二绝缘箱体底端内侧，地面第一活动底座203上安装有地面第一活动端子202，在不充电状态下，由于地面第一底座弹簧204的压力，将地面第一活动底座203连同地面第一活动端子202压在第二绝缘箱体的顶端209的内侧，地面第一活动端子202与地面第一充电端子201不接触，地面第一充电端子201和地面第一活动端子202构成地面第一常开开关；四个地面第二底座弹簧208一端压在地面第二活动底座207的四角上，另一端压在地面充电座2的第二绝缘箱体底端内侧，地面第二活动底座207上安装有地面第二活动端子208，在不充电状态下，由于地面第二底座弹簧208的压力，将地面第二活动底座207连同地面第二活动端子206压在第二绝缘箱体的顶端209的内侧，地面第二活动端子206与地面第二充电端子205不接触，地面第二充电端子和地面第二活动端子构成地面第二常开开关。

如图3-5所示，当机器人进行自主充电操作时，通过固定的导航路线行走到地面充电座2上方，随后缓慢蹲下。如图4所示，由于腹部第一活动端子102的半径较大，即使有一定误差也能保证腹部第一活动端子102与地面第一活动端子202接触，推动四个腹部第一底座弹簧104和四个地面第一底座弹簧204压缩，使腹部第一活动端子102与腹部第一充电端子101接触，以及地面第一活动端子202与地面第一充电端子201接触，接通正极充电电路；同样的道理，由于腹部第二活动端子106的半径较大，保证了腹部第二活动端子106与地面第二活动端子206接触，推动四个腹部第二底座弹簧108和四个地面第二底座弹簧208压缩，使腹部第二活动端子106与腹部第二充电端子105接触，以及地面第二活动端子206与地面第二充电端子205接触，接通负极充电电路，接通后，机器人开始充电。

当停止充电后，机器人起立，带动腹部充电座1上升，于是腹部第一底座弹簧104的压迫解除，将腹部第一充电端子101与腹部第一活动端子102的连接断开；腹部第二底座弹簧108的压迫解除，将腹部第二充电端子105与腹部第一活动端子106的连接断开；地面第一底座弹簧204的压迫解除，将地面第一充电端子201与地面第一活动端子202的连接断开；地面第二底座弹簧208的压迫解除，将地面第二充电端子205与地面第一活动端子206的连接断开。这样在机器人不充电时，暴露在外的腹部第一活动端子102、腹部第二活动端子106、地面第一活动端子202、地面第二活动端子206均不接通电路，保证了机器人与充电基座的安全。

本发明的腿足式机器人的自主充电装置，结构简单，拆装方便，成本低廉，腹部活动端子与底座活动端子采用面对点的接触，对误差的容忍度较大，能够在无高精度的定位系统的帮助下正常完成自主充电操作，降低了系统成本；不充电时，暴露在外的腹部活动端子和地面活动端子均与电路断开，保证了机器人电源系统的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种腿足式机器人的自主充电装置，其特征在于，包括安装在腿足式机器人腹部的腹部充电座和固定在地面的地面充电座；

所述腹部充电座包括第一绝缘箱体，第一绝缘箱体上安装有与机器人内置电池的正极充电端口相连的腹部第一充电端子和与机器人内置电池的负极充电端口相连的腹部第二充电端子，第一绝缘箱体上还安装腹部第一活动端子和腹部第二活动端子，腹部第一充电端子和腹部第一活动端子构成腹部第一常开开关，腹部第二充电端子和腹部第二活动端子构成腹部第二常开开关。

所述地面充电座包括绝缘箱体，第二绝缘箱体上安装有与充电电源正极相连的地面第一充电端子和与充电电源负极相连的地面第二充电端子，第二绝缘箱体上还安装地面第一活动端子和地面第二活动端子，地面第一充电端子和地面第一活动端子构成地面第一常开开关，地面第二充电端子和地面第二活动端子构成地面第二常开开关。

2.根据权利要求1所述的一种腿足式机器人的自主充电装置，其特征在于，所述腹部第一充电端子和腹部第二充电端子安装在第一绝缘箱体的顶部，第一绝缘箱体的底部开有两个第一通孔；

腹部第一活动端子嵌在腹部第一活动底座上，腹部第一活动底座与第一绝缘箱体顶部内侧之间设置腹部第一底座弹簧，腹部第一活动端子抵在其中一个第一通孔处的第一绝缘箱体底部内侧面上，腹部第一活动端子与腹部第一充电端子不接触；

腹部第二活动端子嵌在腹部第二活动底座上，腹部第二活动底座与第一绝缘箱体顶部内侧之间设置腹部第二底座弹簧，腹部第二活动端子抵在另一个第一通孔处的第一绝缘箱体底部内侧面上，腹部第二活动端子与腹部第二充电端子不接触。

3.根据权利要求1所述的一种腿足式机器人的自主充电装置，其特征在于，所述地面第一充电端子和地面第二充电端子安装在第二绝缘箱体的底部，第二绝缘箱体的顶部开有两个第二通孔；

地面第一活动端子嵌在地面第一活动底座上，地面第一活动底座与第二绝缘箱体底部内侧之间设置地面第一底座弹簧，地面第一活动端子抵在其中一个第二通孔处的第二绝缘箱体顶部内侧面上，且地面第一活动端子的端头伸出第二通孔，地面第一活动端子与地面第一充电端子不接触；

地面第二活动端子嵌在地面第二活动底座上，地面第二活动底座与第二绝缘箱体底部内侧之间设置地面第二底座弹簧，地面第二活动端子抵在另一个第二通孔处的第二绝缘箱体顶部内侧面上，且地面第二活动端子的端头伸出第二通孔，地面第二活动端子与地面第二充电端子不接触。