CN109995099B - 室内自动清扫机器人充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内自动清扫机器人充电设备，主要包括电极弹性伸缩机构、框架外壳和充电电源，本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备结构简单，性能稳定，并且生产制造成本较低，维护和更换零部件方便。

Description

室内自动清扫机器人充电设备

技术领域

本发明涉及室内自动清扫机器人技术领域，尤其涉及一种室内自动清扫机器人充电设备。

背景技术

室内自动清扫机器人工作过程中需要充电时会找到为其服务的充电站，通过双方电极有效对接完成充电。不同于其他类型的服务机器人，室内清扫机器人重量更大，速度更快，相应的充电对接时对充电站的撞击压力也就越大，进而要求充电站有良好的抗冲击能力，同时保证充电电极对接的稳定性和充电时电流保护的安全性。

现有技术中公开有一种接触式消防机器人充电装置，包括箱式壳体、电压转换回路、充电插座、充电触手。箱式壳体为六面体壳体，包括充电插口面板、充电插口绝缘挡板和充电装置外壳。充电插口面板上开有长条形充电插口。充电插口绝缘挡板固定在充电插口面板内壁，且位于长条形充电插口上下边沿处。电压转换回路为常规电压转换电路，安装在箱式壳体内，且与充电插座连接。充电插座安装设置在厢式壳体内。这种充电装置无法承受充电接触时的超大冲击载荷，接触缓冲效果一般。

现有技术中还公开有一种自适应充电桩，包括支撑柱、位置调节模块、电极模块；所述支撑柱的上端安装有底部支撑板；所述位置调节模块包括中部支撑板、电极底板，所述中部支撑板可前后移动地安装在所述底部支撑板上，所述电极底板可左右移动地安装在所述中部支撑板上；所述电极模块安装在所述电极底板上。这种充电桩存在安全隐患，容易因充电电流过大产生电弧对电极伤害，且缓冲效果差。

发明内容

针对现有技术中，室内清扫机器人重量更大，速度更快，相应的充电对接时对充电站的撞击压力也就越大，进而要求充电站有良好的抗冲击能力，同时保证充电电极对接的稳定性和充电时电流保护的安全性的问题，为实现更好的使用目的，本发明采用以下的技术方案：本发明提供了一种室内自动清扫机器人充电设备，包括：电极弹性伸缩机构，所述电极弹性伸缩机构包括绝缘导块、信号电极、充电电极、绝缘板、竖撑支柱、限位板、弹性元件、绝缘导向板及限位柱，所述竖撑支柱包括第一竖撑支柱和第二竖撑支柱，所述绝缘板、第一竖撑支柱、限位板和第二竖撑支柱相连接形成箱体结构，所述绝缘导向板、弹性元件和限位柱设置在所述箱体结构的内部并设置在所述限位板上，所述绝缘导块与所述限位板固连，所述限位柱随着所述弹性元件一起运动且当所述限位柱碰触到限位板后所述弹性元件即停止运动，所述绝缘导块、信号电极和充电电极设置在所述箱体结构的外部并设置在所述绝缘板上，所述绝缘板对所述充电电极和所述信号电极机械限位，所述充电电极和所述信号电极的前端外露用于与清扫机器人的电极相接触，所述信号电极短于所述充电电极，所述弹性元件用于给所述充电电极和所述信号电极提供弹性力；框架外壳，所述框架外壳包括顶板、侧板、底支架、支柱和支撑块，所述顶板和侧板组成壳体结构，所述底支架用于支撑所述壳体结构，所述支柱和所述支撑块设置在所述侧板上；及充电电源，所述充电电源设置在所述壳体结构内；所述壳体结构用于安装所述电极弹性伸缩机构及所述充电电源。优选地，所述绝缘导向板与限位板固定在一起，弹性元件可通过两者零部件上的孔前后滑动，限位柱随着弹性元件一起运动但是有位置限制，限位柱撞到限位板时弹性元件即停止运动。

在一些实施例中，本发明提供的一种室内自动清扫机器人充电设备还包括减震垫，所述减震垫设置在所述框架外壳上。优选地，支撑块通过螺纹套在支柱上的同时减震垫安装在支撑块上，三者一起既能调节设备充电时充电站与墙体之间的距离，又能在机器人与充电站接触时起到缓冲作用。

在一些实施例中，所述支柱为螺纹支柱；所述支撑块为旋转支撑块；所述支柱的数量为4个，所述支撑块的数量为4个，每一个支柱与一个支撑块相配合。

在一些实施例中，所述框架外壳的侧板所在端为所述充电设备的后端，所述电极弹性伸缩机构位于所述充电设备的前端，所述充电电源位于所述充电设备的后端。

在一些实施例中，所述信号电极和所述充电电极的侧向均设置有长导向槽。

在一些实施例中，所述底支架包括左底支架和右底支架，分别位于所述壳体结构的底部的两侧。

在一些实施例中，所述支柱设置在所述侧板上，所述支撑块设置在所述支柱上，所述减震垫设置在所述支撑块上。进一步优选地，所述支柱、支撑块及减震垫组成后支撑调整结构。

在一些实施例中，所述充电电极的数量为2组。

在一些实施例中，所述弹性元件为弹簧。

在一些实施例中，所述电极弹性伸缩机构的上下两端共有4处与所述框架外壳固定连接。

本发明提供的一种室内自动清扫机器人充电设备具有有益效果：本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备为用于自主对接充电的充电站，其结构简单、抗冲击性好、成本低廉，能保障清扫机器人的充电工作效率，达到稳定快速充电的目的。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例的充电对接方式原理图；

图2为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的外部结构示意图；

图3为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的内部结构示意图；

图4为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的电极弹性伸缩机构的结构示意图；

图5为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的框架外壳的结构示意图；

图6为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的后支撑调整结构的结构示意图。

图中，100、电极弹性伸缩机构；1、绝缘导块；2、信号电极；3、充电电极；4、绝缘板；5、竖撑支柱；51、第一竖撑支柱；52、第二竖撑支柱；6、限位板；7、弹性元件；8、绝缘导向板；9、限位柱；200、框架外壳；10、顶板；11、侧板；12、底支架；121、左底支架；122、右底支架；13、支柱；14、支撑块；15、减震垫；300、充电电源；400、后支撑调整结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

如图5所示为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的框架外壳200的结构示意图，所述框架外壳200包括顶板10、侧板11、底支架12、支柱13和支撑块14，所述顶板10和侧板11组成壳体结构，所述底支架12用于支撑所述壳体结构；所述支柱13和所述支撑块14设置在所述侧板11上。优选地，所述壳体结构为六面体结构。底支架12包括左底支架121和右底支架122。

如图4所示为根据本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的电极弹性伸缩机构100的结构示意图，所述电极弹性伸缩机构100包括绝缘导块1、信号电极2、充电电极3、绝缘板4、竖撑支柱5、限位板6、弹性元件7、绝缘导向板8及限位柱9，所述竖撑支柱5包括第一竖撑支柱51和第二竖撑支柱52，所述绝缘板4、第一竖撑支柱51、限位板和第二竖撑支柱52相连接形成箱体结构，所述绝缘导向板8、弹性元件7和限位柱9设置在所述箱体结构的内部并设置在所述限位板6上，所述绝缘导块8与所述限位板6固连，所述限位柱9随着所述弹性元件7一起运动且当所述限位柱9碰触到限位板6后所述弹性元件7即停止运动，所述绝缘导块1、信号电极2和充电电极3设置在所述箱体结构的外部并设置在所述绝缘板4上，所述绝缘板4对所述充电电极3和所述信号电极2机械限位，所述充电电极3和所述信号电极2的前端外露用于与清扫机器人的电极相接触，所述信号电极2短于所述充电电极3；所述弹性元件7用于给所述充电电极3和所述信号电极2提供弹性力。优选地，所述绝缘导向板8与限位板6固定在一起，弹性元件7可通过两者零部件上的孔前后滑动，限位柱9随着弹性元件7一起运动但是有位置限制，限位柱9撞到限位板6时弹性元件7即停止运动。

如图2所示为本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的外部结构示意图，如图3所示为本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的内部结构示意图。本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备包括框架外壳200、电极弹性伸缩机构100和充电电源300，所述框架外壳200的壳体结构用于安装所述电极弹性伸缩机构100及所述充电电源300。优选地，所述框架外壳200的侧板11所在端记做为所述充电设备的后端，所述电极弹性伸缩机构100位于所述充电设备的前端，所述充电电源300位于所述充电设备的后端，这样的布置更有利于减轻冲击力。

本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备主要包括电极弹性伸缩机构100、框架外壳200和充电电源300，结构简单，性能稳定，并且生产制造成本较低，维护和更换零部件方便。

信号电极2短于充电电极3，充电过程中虽然充电电极3先接触到清扫机器人端电极，但信号电极2与清扫机器人端电极接触才开始充电过程，同理，充电完成后信号电极2先于充电电极3脱离机器人端电极，避免充电电极间产生电弧造成零部件损坏，起到了一种“后接触先断开”的通断充电电流作用。

如图1所示为根据本发明的一实施例的充电对接方式原理图，清扫机器人充电过程中，本发明的室内自动清扫机器人充电设备置于地面，所述充电电极3和所述信号电极2的前端外露，与清扫机器人端的电极相接触，充电设备侧的电极和清扫机器人端的电极相接触充分对接完成充电。如图1中所示，从左往右，第一个框代表清扫机器人端，第二个框和第三个框代表充电设备端，其中，第二个框显示了充电设备端外露的充电设备端电极(具体包括充电电极和信号电极，进一步优选地，一共三组电极：两组充电电极和一组信号电极)，第三个框代表所示充电设备的内部结构，清扫机器人端电极与充电设备端电极相接触，充电设备侧的电极和清扫机器人端的电极相接触充分对接完成充电。

本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备的工作目的是为了保证充电电极最终充分接触完成电流传递。非充电状态下，所述充电设备放置在水平的地面上，所述充电电极3和所述信号电极2受到所述弹性元件7的弹性力作用处于伸长探出状态，所述绝缘板4用来对所述充电电极3和所述信号电极2的向前方向的机械限位。充电过程开始时候，清扫机器人逐渐靠近本充电设备，清扫机器人端的电极先与本发明的充电设备的充电电极3接触，但此时并没有开始充电过程，清扫机器人继续向充电站靠近，由于弹性元件7的存在，所述充电电极3也跟着向后回缩，行走一定距离，两端的信号电极2接触，清扫机器人继续行走一小段距离后，所述限位柱9则顶在了所述绝缘导向板8上到达了后侧的机械限位，此时，充电开始。充电完成后，清扫机器人离开充电站，首先，所述信号电极2与清扫机器人端信号电极断开，此时，充电电极仍旧接触，但无电流通过，清扫机器人继续行走直至所述充电电极3也断开接触，清扫机器人与充电设备完全分离，所述信号电极2与所述充电电极3在所述弹性元件7的作用下恢复到充电开始前伸长的状态。

在具体的实施例中，本发明的室内自动清扫机器人充电设备还包括减震垫15，所述减震垫15设置在所述框架外壳200上，减振垫15起到缓冲的作用。优选地，所述支柱13设置在所述侧板11上，所述支撑块14设置在所述支柱13上，所述减震垫15设置在所述支撑块14上。所述支柱13、支撑块14和减震垫15共同构成了本发明的室内自动清扫机器人充电设备的后支撑调整结构400，如图6所示为本发明的一实施例的室内自动清扫机器人充电设备的后支撑调整结构的结构示意图。充电过程中，电极接触时产生的冲击力通过弹性伸缩机构100上下两个方向传导至顶板10与侧板11上，侧板11三面焊接保证受力时不会发生形变，同时可通过扭转旋转支撑块14也可以调节后支撑调整结构400的长度，适应不同的后支撑面环境。

在具体的实施例中，优选地，所述支柱13为螺纹支柱；所述支撑块14为旋转支撑块；所述支柱13的数量为4个，所述支撑块14的数量为4个，每一个支柱13与一个支撑块14相配合。

在具体的实施例中，所述信号电极和所述充电电极的侧向均设置有长导向槽(图中未示出)，所述长导向槽由所述绝缘导块1定位配合，从而使得所述充电电极可前后滑动。可极大降低充电过程中清扫机器人端和充电设备端电极对正位置偏差造成对充电效果的影响，而且可有效地避免产生运动卡死现象。进一步优选地，所述绝缘导块1的竖直导向接触面设计为圆弧形式。

在具体的实施例中，所述底支架12包括左底支架121和右底支架122，分别位于所述壳体结构的底部的两侧。

在具体的实施例中，所述充电电极3的数量为2组。

在具体的实施例中，所述弹性元件7为弹簧。

在具体的实施例中，优选地，所述电极弹性伸缩机构100的上下两端共有4处与所述框架外壳200固定连接，可充分传导充电时电极相互接触时产生的冲击力。

本发明提供的室内自动清扫机器人充电设备结构简单，工作稳定，可极大降低充电过程中清扫机器人端和充电设备端电极对正位置偏差造成对充电效果的影响，通过信号电极控制充电起始，避免因充电电流过大产生电弧对电极的伤害，利用外壳布局有效的传导电极限位撞击时产生的冲击力，减缓冲击造成的影响。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种室内自动清扫机器人充电设备，其特征在于，包括：

电极弹性伸缩机构，所述电极弹性伸缩机构包括绝缘导块、信号电极、充电电极、绝缘板、竖撑支柱、限位板、弹性元件、绝缘导向板及限位柱，所述竖撑支柱包括第一竖撑支柱和第二竖撑支柱，所述绝缘板、第一竖撑支柱、限位板和第二竖撑支柱相连接形成箱体结构，所述绝缘导向板、弹性元件和限位柱设置在所述箱体结构的内部并设置在所述限位板上，所述绝缘导块与所述限位板固连，所述限位柱随着所述弹性元件一起运动且当所述限位柱碰触到限位板后所述弹性元件即停止运动，所述绝缘导块、信号电极和充电电极设置在所述箱体结构的外部并设置在所述绝缘板上，所述绝缘板对所述充电电极和所述信号电极机械限位，所述充电电极和所述信号电极的前端外露用于与清扫机器人的电极相接触，所述信号电极短于所述充电电极，所述弹性元件用于给所述充电电极和所述信号电极提供弹性力；

框架外壳，所述框架外壳包括顶板、侧板、底支架、支柱和支撑块，所述顶板和侧板组成壳体结构，所述底支架用于支撑所述壳体结构；所述支柱和所述支撑块设置在所述侧板上；及

充电电源，所述充电电源设置在所述壳体结构内；

所述壳体结构用于安装所述电极弹性伸缩机构及所述充电电源；

所述框架外壳的侧板所在端记做为所述充电设备的后端，所述电极弹性伸缩机构位于所述充电设备的前端，所述充电电源位于所述充电设备的后端。

2.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，还包括减震垫，所述减震垫设置在所述框架外壳上。

3.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述支柱为螺纹支柱；所述支撑块为旋转支撑块；所述支柱的数量为4个，所述支撑块的数量为4个，每一个支柱与一个支撑块相配合。

4.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述框架外壳的侧板所在端为所述充电设备的后端，所述电极弹性伸缩机构位于所述充电设备的前端，所述充电电源位于所述充电设备的后端。

5.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述信号电极和所述充电电极的侧向均设置有长导向槽。

6.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述底支架包括左底支架和右底支架，分别位于所述壳体结构的底部的两侧。

7.根据权利要求2所述的充电设备，其特征在于，所述支柱设置在所述侧板上，所述支撑块设置在所述支柱上，所述减震垫设置在所述支撑块上。

8.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述充电电极的数量为2组。

9.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

10.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述电极弹性伸缩机构的上下两端共有4处与所述框架外壳固定连接。

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