CN110429686A - 自动充电装置及插接式充电公头组件 - Google Patents

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张洪铨
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Abstract

本发明公开一种自动充电装置及插接式充电公头组件，属于AGV小车或AMR小车自动充电技术领域。其中，该自动充电装置包括充电装置主体、多自由度活动组件以及插接式充电母头组件，插接式充电母头组件通过多自由度活动组件安设于充电装置主体上。本技术方案，其可有效解决现有自动充电装置采用面接触式进行充电对接时存在的漏电、充电接触时易打火花、充电过程接触不牢等技术问题。

Description

自动充电装置及插接式充电公头组件
技术领域
本发明涉及AGV小车或AMR小车自动充电技术领域，特别涉及一种自动充电装置及插接式充电公头组件。
背景技术
自主移动小车最开始都被叫做AGV(Auto guided vehicle)，现在增加了Lidar的自主导航功能，又叫做AMR(Auto Mobile Robot)。目前，绝大多数AGV小车所采用的供电方式是车载蓄电池供电，而随着物流系统对自动化程度的要求越来越高，为了提高AGV小车的工作效率，越来越多的AGV小车采用自动充电方式进行电池充电，自动充电是指AGV小车在感知到电池电量不足时，通过预置的程序自动运行到充电区域，与地面上自动充电装置进行对接，实现电池充电。现在市面上常见的轻载AGV小车或服务移动机器人进行自动充电时，其采用的对接方式都是面接触式的，存在漏电、充电接触时易打火花、充电过程接触不牢的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种自动充电装置及插接式充电公头组件，其旨在解决现有自动充电装置采用面接触式进行充电对接时存在的漏电、充电接触时易打火花、充电过程接触不牢等技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种自动充电装置，所述自动充电装置包括充电装置主体、多自由度活动组件以及插接式充电母头组件，所述插接式充电母头组件通过所述多自由度活动组件安设于所述充电装置主体上。
可选地，所述多自由度活动组件包括波纹管联轴器与活动组件固定座体，所述活动组件固定座体固设于所述充电装置主体上，所述波纹管联轴器的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述波纹管联轴器的内端依次通过两左右活动组件及两上下活动组件安设于所述充电装置主体上。
可选地，所述多自由度活动组件包括波纹管联轴器与活动组件固定座体，所述波纹管联轴器的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述波纹管联轴器的内端的上下两侧分别通过一左右活动组件安设于所述活动组件固定座体上，所述活动组件固定座体的左右两侧分别通过一上下活动组件安设于所述充电装置主体上。
可选地，所述波纹管联轴器包括联轴器主体以及联轴器活动块，所述联轴器主体的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述联轴器主体的内端连接所述联轴器活动块，所述联轴器活动块的上下两侧分别设置一所述左右活动组件。
可选地，所述左右活动组件包括横轴套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧以及横轴，所述横轴套横向设置紧固在所述联轴器活动块的上侧或下侧，所述横轴的两端均紧固在所述活动组件固定座体上或均紧固在一所述上下活动组件上，所述横轴的外侧依次套设有所述第一压缩弹簧、所述横轴套以及所述第二压缩弹簧。
可选地，所述上下活动组件包括上下活动块、第三压缩弹簧、第四压缩弹簧以及竖轴，所述上下活动块的一侧紧固在所述活动组件固定座体上或分别连接一所述左右活动组件的所述横轴的一端及另一所述左右活动组件的所述横轴的一端，所述上下活动块的另一侧设有纵向设置的竖轴套，所述竖轴的两端分别紧固在所述充电装置主体上，且所述竖轴的外侧依次套设有所述第三压缩弹簧、所述竖轴套以及所述第四压缩弹簧。
可选地，所述联轴器主体的外端环设有活动橡胶片，所述活动橡胶片的左右两侧分别通过一风琴保护板抵接连接所述活动组件固定座体。
可选地，所述充电装置主体包括充电桩底板与充电桩变电箱，所述充电桩变电箱安设于所述充电桩底板的一侧，所述充电桩底板的另一侧设置有斜面槽，所述插接式充电母头组件通过所述多自由度活动组件安设于所述充电桩变电箱面向所述斜面槽所在的一侧；所述充电桩变电箱包括变电箱外壳，所述变电箱外壳内置有充电控制模组，所述变电箱外壳的表面还分别设置有充电桩电源指示灯与充电桩充电指示灯，所述充电控制模组分别与所述充电桩电源指示灯、所述充电桩充电指示灯以及所述插接式充电母头组件进行电性连接。
可选地，所述插接式充电母头组件包括充电母头座体，所述插接式充电母头组件包括充电母头座体，所述充电母头座体内置有与所述充电装置主体进行电性连接的充电母头端PCB控制板，所述充电母头座体的一端紧固连接所述多自由度活动组件，所述充电母头座体的另一端设有充电插槽以及小探针插槽，所述充电插槽内置有用于进行充电连接的充电母插针，所述小探针插槽内置有用于检测充电连接状况的第一小探针，所述充电母插针与所述第一小探针分别与所述充电母头端PCB控制板进行电性连接。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种插接式充电公头组件，所述插接式充电公头组件安设于AGV小车上或AMR小车上，并适用于上述自动充电装置，且与所述插接式充电母头组件进行插接式连接，所述插接式充电公头组件包括充电公头座体，所述充电公头插座内置有与所述AGV小车或所述AMR小车进行电性连接的充电公头端PCB控制板，所述充电公头座体的一端紧固连接所述AGV小车或所述AMR小车，所述充电公头座体的另一端设有插接槽，以对应容置所述充电母头座体远离所述多自由度活动组件的一端，所述插接槽的开口内侧为斜面结构，且所述插接槽的底部设置有用于进行充电连接的充电公插针以及用于检测充电连接状况的第二小探针，所述充电公插针与所述第二小探针分别与所述充电公头端PCB控制板进行电性连接。
本发明提供的自动充电装置及插接式充电公头组件，其自动充电装置包括充电装置主体、多自由度活动组件以及插接式充电母头组件，插接式充电母头组件通过多自由度活动组件安设于充电装置主体上。这样一来，当AGV小车或AMR小车在感知到电池电量不足时，可通过预置的程序自动运行到充电区域，与地面上的本自动充电装置的插接式充电母头组件进行点接触插接式对接，确保充电过程接触牢靠，避免出现漏电及充电接触时易打火花的现象，同时，多自由度活动组件使得插接式充电母头组件发生多方位偏移，以适应AGV小车或AMR小车需要充电时导航对接出现的偏移，确保两者之间的插接式对接的准确性及进一步提高充电过程接触牢靠性。可见，本技术方案，其可有效解决现有自动充电装置采用面接触式进行充电对接时存在的漏电、充电接触时易打火花、充电过程接触不牢等技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的自动充电装置的结构示意图。
图2为图1所示自动充电装置的多自由度活动组件的结构示意图。
图3为图2所示多自由度活动组件的另一角度结构示意图。
图4为图1所示自动充电装置的插接式充电母头组件的拆分结构示意图。
图5为本发明实施例提供的插接式充电母头组件的拆分结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供一种自动充电装置100，该自动充电装置100包括充电装置主体110、多自由度活动组件120以及插接式充电母头组件130，插接式充电母头组件130通过多自由度活动组件120安设于充电装置主体110上。
在本实施例中，如图1及图2所示，多自由度活动组件120包括波纹管联轴器121、活动组件固定座体122、两左右活动组件123以及两上下活动组件124，活动组件固定座体122固设于充电装置主体110上，波纹管联轴器121的外端穿过活动组件固定座122后连接插接式充电母头组件130，波纹管联轴器121的内端依次通过两左右活动组件123及两上下活动组件124安设于充电装置主体110上。具体地，如图2及图3所示，波纹管联轴器121包括联轴器主体1211以及联轴器活动块1212，联轴器主体1211的外端穿过活动组件固定座122后连接插接式充电母头组件130，联轴器主体1211的内端连接联轴器活动块1212，联轴器活动块1212的上下两侧分别设置一左右活动组件123。该左右活动组件123具体包括横轴套1231、第一压缩弹簧1232、第二压缩弹簧1233以及横轴1234，横轴套1231横向设置紧固在联轴器活动块1212的上侧或下侧，横轴1234的两端均紧固在一上下活动组件124上(具体为一端连接在一上下活动组件124的上下活动块1241上，另一端连接在另一上下活动组件1241上)，横轴1234的外侧依次套设有第一压缩弹簧1232、横轴套1231以及第二压缩弹簧1233。这样一来，由于横轴套1231套接在横轴1234的圆周上，使得横轴套1231可沿着横轴1234进行横向左右偏移活动，而横轴套1231的两端分别抵接有第一压缩弹簧1232与第二压缩弹簧1233，其可使得横轴套1231及其固接的联轴器活动块1212沿着横轴1234进行横向左右偏移活动后保持相对位置稳定。该上下活动组件124具体包括上下活动块1241、第三压缩弹簧1242、第四压缩弹簧1243以及竖轴1244，上下活动块1241的一侧分别连接一左右活动组件123的横轴1234的一端及另一左右活动组件123的横轴1234的一端，上下活动块1241的另一侧设有纵向设置的竖轴套12411，竖轴1244的两端分别紧固在充电装置主体110(具体可在充电装置主体110上开设一安置槽，以对应安置该多自由度活动组件120，竖轴1244的两端分别紧固连接在该安置槽的上壁与下壁)上，且竖轴1244的外侧依次套设有第三压缩弹簧1242、竖轴套12411以及第四压缩弹簧1243。这样一来，由于竖轴套12411套接在竖轴1244的外侧圆周上，使得竖轴套12411可沿着竖轴1244进行纵向上下偏移活动，而竖轴套12411的两端分别抵接有第三压缩弹簧1242与第四压缩弹簧1243，其可使得竖轴套12411沿着竖轴1244进行纵向上下偏移活动后保持相对位置稳定。由于波纹管联轴器121的内端依次通过两左右活动组件123及两上下活动组件124安设于充电装置主体110上，便可使得整个波纹管联轴器121可相对充电装置主体110进行上下、左右两个自由度的偏移活动。为在波纹管联轴器121左右偏移活动时对联轴器主体1211的外端起到一个缓冲保护左右，联轴器主体1211的外端环设有活动橡胶片125，活动橡胶片125的左右两侧分别通过一风琴保护板126抵接连接活动组件固定座体122。另外，由于波纹管联轴器121本身为软体结构，亦可沿其径向发生小范围弯扭活动。
本实施例中的活动组件固定座体122是固设于充电装置主体110上不动的，仅是波纹管联轴器121可相对充电装置主体110进行上下、左右两个自由度的偏移活动。这种结构设置需要将左右活动组件123安设在上下活动组件124上，只利于波纹管联轴器121的左右偏移活动，不太利于波纹管联轴器121的上下偏移活动。对于本领域技术人员而言，为使得整个多自由度活动组件120亦有利于波纹管联轴器121的上下偏移活动，可对多自由度活动组件120作出以下结构变异，即使得活动组件固定座体122亦是活动的，此时，解除活动组件固定座体122与充电装置主体110的固定，将其与左右两侧的上下活动块1241连接(即使得两个上下活动块1241的一侧亦紧固在活动组件固定座体122上)，使其可随上下活动块1241一起沿竖轴1244上下移动，同时，由于两个上下活动块1241的一侧均紧固在活动组件固定座体122上，而左右活动组件123的横轴1234的两端均紧固在一上下活动组件1241上亦相当于左右活动组件123的横轴1234的两端均紧固在活动组件固定座体122上。此时，波纹管联轴器121的内端的上下两侧分别通过一左右活动组件123安设于活动组件固定座体122上，活动组件固定座体122的左右两侧分别通过一上下活动组件124安设于充电装置主体110上。这样一来，便可使得波纹管联轴器121相对活动组件固定座体122进行横向左右偏移活动，波纹管联轴器121随着活动组件固定座体122整体相对充电装置主体110进行纵向上下偏移活动，最终，同样实现波纹管联轴器121可相对充电装置主体110进行上下、左右两个自由度的偏移活动。
如图1所示，充电装置主体110包括充电桩底板111与充电桩变电箱112，充电桩底板111的尺寸一般可做成稍大于充电桩变电箱112与AGV或AMR小车尺寸之和，这样可避免在墙上或在地面上打地脚固定的问题，充电桩变电箱112安设于充电桩底板111的一侧，充电桩底板111的另一侧的两边设置有斜面槽1111，插接式充电母头组件130通过多自由度活动组件120安设于充电桩变电箱112面向斜面槽1111所在的一侧。充电桩变电箱112包括变电箱外壳1121，变电箱外壳1121内置有充电控制模组(未图示)，变电箱外壳1121的表面还分别设置有充电桩电源指示灯1122与充电桩充电指示灯1123，充电控制模组分别与充电桩电源指示灯1122、充电桩充电指示灯1123以及插接式充电母头组件130进行电性连接。当AGV小车或AMR小车在感知到电池电量不足时，通过预置的程序自动运行到斜面槽1111上，并在斜面槽1111导引下，与充电桩变电箱112上的插接式充电母头组件130进行对接，实现电池充电。
如图1及图4所示，插接式充电母头组件130包括充电母头座体131，充电母头座体131内置有与充电装置主体110进行电性连接的充电母头端PCB控制板132，充电母头座体131的一端紧固连接多自由度活动组件120(具体可与多自由度活动组件120的波纹管联轴器122的外端紧固连接)，充电母头座体131的另一端设有充电插槽1311以及小探针插槽1312，充电插槽1311内置有用于进行充电连接的充电母插针133，小探针插槽1312内置有用于检测充电连接状况的第一小探针134，充电母插针133与第一小探针134分别与充电母头端PCB控制板132进行电性连接。通过增设第一小探针134，可对充电连接状况进行检测，并在外部插头准确插接在充电母插针133上(即充电连接状况良好)的情况下才开启充电开关进行充电，进一步确保充电过程接触牢靠，避免出现漏电及充电接触时易打火花的现象。
另外，如图5所示，本发明实施例还提供一种插接式充电公头组件200，该插接式充电公头组件200安设于AGV小车上或AMR小车上，并适用于上述的自动充电装置100，且与插接式充电母头组件130进行插接式连接，该插接式充电公头组件200包括充电公头座体210，充电公头插座210内置有与AGV小车或AMR小车进行电性连接的充电公头端PCB控制板220，充电公头座体210的一端紧固连接AGV小车或AMR小车，充电公头座体210的另一端设有插接槽211，以对应容置充电母头座体131远离多自由度活动组件120的一端，插接槽211的开口内侧为斜面结构，且插接槽211的底部设置有用于进行充电连接的充电公插针230以及用于检测充电连接状况的第二小探针240(检测时需与第一小探针134进行弹性接触配合)，充电公插针230与第二小探针240分别与充电公头端PCB控制板220进行电性连接。由于插接槽211的开口内侧为斜面结构，可在该插接式充电公头组件200与插接式充电母头组件130进行插接式连接时起到一定的导引作用，并能够从结构上适应AGV或AMR自动充电对接算法的误差，确保两者之间的插接式对接的准确性及进一步提高充电过程接触牢靠性。
本发明实施例提供的自动充电装置及插接式充电公头组件，其自动充电装置包括充电装置主体、多自由度活动组件以及插接式充电母头组件，插接式充电母头组件通过多自由度活动组件安设于充电装置主体上。这样一来，当AGV小车或AMR小车在感知到电池电量不足时，可通过预置的程序自动运行到充电区域，与地面上的本自动充电装置的插接式充电母头组件进行点接触插接式对接，确保充电过程接触牢靠，避免出现漏电及充电接触时易打火花的现象，同时，多自由度活动组件使得插接式充电母头组件发生多方位偏移，以适应AGV小车或AMR小车需要充电时导航对接出现的偏移，确保两者之间的插接式对接的准确性及进一步提高充电过程接触牢靠性。可见，本技术方案，其可有效解决现有自动充电装置采用面接触式进行充电对接时存在的漏电、充电接触时易打火花、充电过程接触不牢等技术问题。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动充电装置，其特征在于，所述自动充电装置包括充电装置主体、多自由度活动组件以及插接式充电母头组件，所述插接式充电母头组件通过所述多自由度活动组件安设于所述充电装置主体上。
2.根据权利要求1所述的自动充电装置，其特征在于，所述多自由度活动组件包括波纹管联轴器与活动组件固定座体，所述活动组件固定座体固设于所述充电装置主体上，所述波纹管联轴器的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述波纹管联轴器的内端依次通过两左右活动组件及两上下活动组件安设于所述充电装置主体上。
3.根据权利要求1所述的自动充电装置，其特征在于，所述多自由度活动组件包括波纹管联轴器与活动组件固定座体，所述波纹管联轴器的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述波纹管联轴器的内端的上下两侧分别通过一左右活动组件安设于所述活动组件固定座体上，所述活动组件固定座体的左右两侧分别通过一上下活动组件安设于所述充电装置主体上。
4.根据权利要求2或3所述的自动充电装置，其特征在于，所述波纹管联轴器包括联轴器主体以及联轴器活动块，所述联轴器主体的外端穿过所述活动组件固定座后连接所述插接式充电母头组件，所述联轴器主体的内端连接所述联轴器活动块，所述联轴器活动块的上下两侧分别设置一所述左右活动组件。
5.根据权利要求4所述的自动充电装置，其特征在于，所述左右活动组件包括横轴套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧以及横轴，所述横轴套横向设置紧固在所述联轴器活动块的上侧或下侧，所述横轴的两端均紧固在所述活动组件固定座体上或均紧固在一所述上下活动组件上，所述横轴的外侧依次套设有所述第一压缩弹簧、所述横轴套以及所述第二压缩弹簧。
6.根据权利要求5所述的自动充电装置，其特征在于，所述上下活动组件包括上下活动块、第三压缩弹簧、第四压缩弹簧以及竖轴，所述上下活动块的一侧紧固在所述活动组件固定座体上或分别连接一所述左右活动组件的所述横轴的一端及另一所述左右活动组件的所述横轴的一端，所述上下活动块的另一侧设有纵向设置的竖轴套，所述竖轴的两端分别紧固在所述充电装置主体上，且所述竖轴的外侧依次套设有所述第三压缩弹簧、所述竖轴套以及所述第四压缩弹簧。
7.根据权利要求4所述的自动充电装置，其特征在于，所述联轴器主体的外端环设有活动橡胶片，所述活动橡胶片的左右两侧分别通过一风琴保护板抵接连接所述活动组件固定座体。
8.根据权利要求1所述的自动充电装置，其特征在于，所述充电装置主体包括充电桩底板与充电桩变电箱，所述充电桩变电箱安设于所述充电桩底板的一侧，所述充电桩底板的另一侧设置有斜面槽，所述插接式充电母头组件通过所述多自由度活动组件安设于所述充电桩变电箱面向所述斜面槽所在的一侧；所述充电桩变电箱包括变电箱外壳，所述变电箱外壳内置有充电控制模组，所述变电箱外壳的表面还分别设置有充电桩电源指示灯与充电桩充电指示灯，所述充电控制模组分别与所述充电桩电源指示灯、所述充电桩充电指示灯以及所述插接式充电母头组件进行电性连接。
9.根据权利要求1所述的自动充电装置，其特征在于，所述插接式充电母头组件包括充电母头座体，所述充电母头座体内置有与所述充电装置主体进行电性连接的充电母头端PCB控制板，所述充电母头座体的一端紧固连接所述多自由度活动组件，所述充电母头座体的另一端设有充电插槽以及小探针插槽，所述充电插槽内置有用于进行充电连接的充电母插针，所述小探针插槽内置有用于检测充电连接状况的第一小探针，所述充电母插针与所述第一小探针分别与所述充电母头端PCB控制板进行电性连接。
10.一种插接式充电公头组件，所述插接式充电公头组件安设于AGV小车上或AMR小车上，并适用于如权利要求1-9任一项所述自动充电装置，且与所述插接式充电母头组件进行插接式连接，其特征在于，所述插接式充电公头组件包括充电公头座体，所述充电公头插座内置有与所述AGV小车或所述AMR小车进行电性连接的充电公头端PCB控制板，所述充电公头座体的一端紧固连接所述AGV小车或所述AMR小车，所述充电公头座体的另一端设有插接槽，以对应容置所述充电母头座体远离所述多自由度活动组件的一端，所述插接槽的开口内侧为斜面结构，且所述插接槽的底部设置有用于进行充电连接的充电公插针以及用于检测充电连接状况的第二小探针，所述充电公插针与所述第二小探针分别与所述充电公头端PCB控制板进行电性连接。
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