CN111245064A - 一种本安型巡检机器人自动充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种本安型巡检机器人自动充电装置，包括门体开闭机构、换轨机构、一号电路安装盒、二号电路安装盒，箱体一侧设有门体，箱体内部靠近门体的一侧设有门体开闭机构，门体开闭机构的转动臂铰接至门体，箱体内顶部设有换轨机构，输送轨道从箱体外侧延伸至箱体内侧，箱体内与门体相对的侧壁上固定安装一号电路安装盒、二号电路安装盒，换轨机构的一号导轨通过一号充电连接板与一号电路安装盒固定连接，换轨机构的二号导轨通过二号充电连接板与二号电路安装盒固定连接，输送轨道上设有定位传感器，箱体上设有控制器，定位传感器信号连接至控制器。本发明可以对两个机器人进行同时充电，节省空间以及时间。
Description
技术领域
本发明属于机器人充电领域，尤其是涉及一种本安型巡检机器人自动充电装置。
背景技术
现在煤矿自动化、无线化程度越来越高，为了提高现场和生产效率，所以好多设备均采用电池供电，自动巡检机器人也是未来煤矿发展的趋势，每个巡检机器人的动力均来源于电池，而当机器人的电池电压出现低的情况时，就需要工人拆下进行充电，这样大大浪费了人力资源和降低了机器人的使用率，采用本系统可以为巡检机器人自动充电；对此，需要提供一种安全、可靠、数据实时传输，方便安装的自动充电装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种本安型巡检机器人自动充电装置，可以方便快速的同时对两个机器人进行充电，节省时间。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种本安型巡检机器人自动充电装置，包括门体开闭机构、换轨机构、一号电路安装盒、二号电路安装盒、箱体和门体，箱体一侧设有门体，箱体内部靠近门体的一侧设有门体开闭机构，门体开闭机构的转动臂铰接至门体，箱体内顶部设有换轨机构，输送轨道从箱体外侧延伸至箱体内侧，且换轨机构的一号导轨初始位置与输送轨道在同一直线上，箱体内与门体相对的侧壁上固定安装一号电路安装盒、二号电路安装盒，换轨机构的一号导轨通过一号充电连接板与一号电路安装盒固定连接，换轨机构的二号导轨通过二号充电连接板与二号电路安装盒固定连接，输送轨道上设有定位传感器，箱体上设有控制器，定位传感器信号连接至控制器。
进一步的，门体开闭机构，包括转动电机、转动臂和连接机构，门体铰接至箱体，转动电机安装在箱体底板上，安装位置在门体与箱体铰接处一侧，转动电机的输出端通过转动臂连接至连接机构，连接机构固定安装在门体上，所述转动臂整体呈L型结构，包括一号臂和二号臂，一号臂一端与二号臂一端固定连接至形成转动臂，一号臂上设有通槽，通槽的长度小于一号臂的长度，所述连接机构包括一号连接柱、二号连接柱、连接片和三角板，连接片一面通过一号连接柱、二号连接柱固定连接至门体上，连接片另一面固定安装三角板，三角板通过连接柱连接至通槽，实现连接机构与转动臂之间的固定连接，且三角板相对通槽移动。
进一步的，所述通槽的两端为弧形结构，所述转动臂的两端也为弧形结构，所述一号臂的长度大于二号臂的长度，所述转动电机为步进电机，型号为NMRV030。
进一步的，换轨机构，包括安装架、丝杆、一号导向杆、二号导向杆、一号驱动电机、滑块、连接板、一号导轨和二号导轨，安装架一端通过依次通过互相平行的一号导向杆、丝杠、二号导向杆连接至安装架的另一端，一号驱动电机固定安装在安装架上，且一号驱动电机的输出端连接至丝杠，滑块依次穿过一号导向杆、丝杆和二号导向杆，且滑块相对一号导向杆、丝杆和二号导向杆移动，滑块底部通过连接板固定连接至一号导轨、二号导轨，一号导轨、二号导轨上均设有一个光电对射传感器，光电对射传感器信号连接至控制器，
进一步的，所述安装架横截面呈U型结构，包括一号板、中间板和二号板，一号板一端通过中间板连接至二号板形成安装架，一号板的一面依次通过互相平行的一号导向杆、丝杠、二号导向杆连接至二号板，一号板的另一面固定安装一号驱动电机，所述中间板设有与一号板互相平行的限位板，且限位板的安装位置靠近一号板，所述滑块设有一号通孔、螺纹孔和二号通孔，一号导向杆套接在一号通孔内；二号导向杆套接在二号通孔内；丝杆套接在螺纹孔内且与螺纹孔螺纹连接。
进一步的，所述一号驱动电机为步进电机，型号为MMRV030，一号导轨、二号导轨为C型管，材质为合金钢。
进一步的，一号电路安装盒和二号电路安装盒机构相同，一号电路安装盒设有一号充电插口，一号充电插口下方设有一号防脱机构，包括防脱电机、支架、传动杆和防脱盖板，支架安装在一号电路安装盒上，防脱电机安装在支架一侧，传动杆穿过支架且一端连接至防脱电机的输出端，防脱盖板固定安装在传动杆上跟随传动杆一起转动。
进一步的，所述控制器为MCU。
相对于现有技术，本发明所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置具有以下优势：
(1)本发明所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，结构简单，实用方便，利用丝杆驱动滑块滑动，达到换轨的目的，在安装架上设置了限位板，防止一号导轨对安装架撞击造成一号驱动电机的损坏。
(2)本发明所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，通过电机驱动门体打开，其中使用的是L型转动臂进行传动，节省空间，增大转角。
(3)本发明所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，使用防脱机构对充电时的机器人进行固定，防止机器人脱落充不上电的情况发生。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置整体示意图；
图2为本发明实施例所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置整体内部示意图；
图3为本发明实施例所述的门体开闭机构示意图；
图4为本发明实施例所述的门体开闭机构局部示意图；
图5为本发明实施例所述的换轨机构示意图；
图6为本发明实施例所述的一号防脱机构示意图。
附图标记说明：
1-门体开闭机构；11-转动电机；12-转动臂；121-一号臂；122-二号臂；123-通槽；13-连接机构；131-一号连接柱；132-二号连接柱；133-连接片；134-三角板；2-换轨机构；21-安装架；211-一号板；212-中间板；213-二号板；214-限位板；22-丝杠；23-一号导向杆；24-二号导向杆；25-一号驱动电机；26-滑块；27-连接板；28-一号导轨；29-二号导轨；3-一号电路安装盒；31-一号充电插口；32-一号防脱机构；321-防脱电机；322-支架；323-传动杆；324-防脱盖板；4-二号电路安装盒；5-输送轨道；6-箱体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种本安型巡检机器人自动充电装置，如图1至图5所示，包括门体开闭机构1、换轨机构2、一号电路安装盒3、二号电路安装盒4，
箱体6一侧设有门体，箱体6内部靠近门体的一侧设有门体开闭机构1，门体开闭机构1的转动臂铰接至门体，箱体6内顶部设有换轨机构2，输送轨道5从箱体6外侧延伸至箱体6内侧，且换轨机构2的一号导轨28初始位置与输送轨道5在同一直线上，接近但不接触，箱体6内与门体相对的侧壁上固定安装一号电路安装盒3、二号电路安装盒4，换轨机构2的一号导轨28通过一号充电连接板与一号电路安装盒3固定连接，换轨机构2的二号导轨29通过二号充电连接板与二号电路安装盒4固定连接，输送轨道5上设有定位传感器，箱体6上设有控制器，定位传感器信号连接至控制器。
门体开闭机构，包括转动电机11、转动臂12和连接机构13，门体铰接至箱体6，转动电机11安装在箱体6底板上，安装位置在门体与箱体6铰接处一侧，转动电机11的输出端通过转动臂12连接至连接机构13，连接机构13固定安装在门体上。所述转动臂12整体呈L型结构，包括一号臂121和二号臂122，一号臂121一端与二号臂122一端固定连接至形成转动臂12，一号臂121与二号臂122互相垂直，一号臂121上设有通槽123，通槽123的长度小于一号臂121的长度。
所述连接机构13包括一号连接柱131、二号连接柱132、连接片133和三角板134，连接片133一面通过一号连接柱131、二号连接柱132固定连接至门体上，连接片133另一面固定安装三角板134。
三角板134通过连接柱连接至通槽123，实现连接机构13与转动臂12之间的固定连接，且三角板134相对通槽123移动，转动电机11工作，通过转动臂12带动门体打开或者闭合所述通槽123的两端为弧形结构，所述转动臂12的两端也为弧形结构，避免对零部件造成损坏。
所述一号臂121的长度大于二号臂122的长度，增大转角的幅度。所述转动电机11为步进电机，型号为NMRV030。
换轨机构，包括安装架21、丝杠22、一号导向杆23、二号导向杆24、一号驱动电机25、滑块26、连接板27、一号导轨28和二号导轨29，安装架21一端通过依次通过互相平行的一号导向杆23、丝杠22、二号导向杆24连接至安装架21的另一端，一号驱动电机25固定安装在安装架21上，且一号驱动电机25的输出端连接至丝杠22，滑块26依次穿过一号导向杆23、丝杠22和二号导向杆24，且滑块26相对一号导向杆23、丝杠22和二号导向杆24移动，滑块26底部通过连接板27固定连接至一号导轨28、二号导轨29，一号导轨28、二号导轨29上均设有一个光电对射传感器，型号为SYM18T-2PL/2PD，光电对射传感器信号连接至控制器，在传送的机器人上设有光电对射传感器的接收端，当传送来的机器人与光电对射传感器在同一直线时，装置会继续工作；当机器人偏离光电对射传感器时，控制器会控制一号驱动电机25对一号导轨28或二号导轨29的位置进行调整。
所述安装架21横截面呈U型结构，包括一号板211、中间板212和二号板213，一号板211一端通过中间板212连接至二号板213形成安装架21，一号板211的一面依次通过互相平行的一号导向杆23、丝杠22、二号导向杆24连接至二号板213，一号板211的另一面固定安装一号驱动电机25，一号导向杆23、二号导向杆24保证滑块可以做直线运动，丝杠22用于滑块进行传动作用。所述中间板212设有与一号板211互相平行的限位板214，且限位板214的安装位置靠近一号板211，限位板214用于保护安装架21，放置一号导轨28与安装架撞击，对一号驱动电机25造成损坏。
所述滑块26设有一号通孔、螺纹孔和二号通孔，一号导向杆23套接在一号通孔内；二号导向杆24套接在二号通孔内；丝杠22套接在螺纹孔内且与螺纹孔螺纹连接。
所述一号驱动电机25为步进电机，型号为MMRV030。一号导轨28、二号导轨29为C型管，C型管是为了方便安装机器人，材质为合金钢，保证稳定性。
一号电路安装盒3和二号电路安装盒4机构相同，一号电路安装盒3设有一号充电插口31，一号充电插口31下方设有一号防脱机构32，包括防脱电机321、支架322、传动杆323和防脱盖板324，支架322安装在一号电路安装盒3上，防脱电机321安装在支架322一侧，传动杆323穿过支架322且一端连接至防脱电机321的输出端，防脱盖板324固定安装在传动杆323上跟随传动杆323一起转动，防脱盖板324初始状态是盖在一号充电插口31上用来保护一号充电插口31的，防脱电机321控制防脱盖板324打开，然后机器人插入一号充电插口31中进行充电，然后防脱盖板324抬起，固定连接到机器人上，防止机器人脱落。
所述控制器为MCU。
一种本安型巡检机器人自动充电装置，工作原理，在输送导轨上设有若干定位传感器，用来对机器人在输送轨道5上的位置进行报告，当机器人输送到输送轨道5的设定位置时，定位传感器检测到机器人信息，然后将检测信息传给控制器，控制器控制门体开闭机构1将门体打开，然后机器人进入箱体6中，一号导轨28上的光电对射传感器会对机器人进行检测，当机器人与一号轨道28处于同一直线时，机器人从输送轨道5过渡到一号轨道28，且控制器控制防脱电机321控制防脱盖板324打开，然后机器人插入一号充电插口31中进行充电，然后防脱盖板324抬起，固定连接到机器人上，防止机器人脱落，当此巡检机器人在充电过程中时，再有巡检机器人需要充电时，控制器会控制换轨机构2的一号驱动电机25工作，而后丝杠22带动滑块26开始移动，将二号导轨29移动至与输送轨道5在同一条直线的位置上，在此状态下，新进入箱体6的机器人重复上述过程，对新进入机器人进行充电。
机器人分为4个阶段进行充电：
阶段1：涓流充电—涓流充电用来先对机器人电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于低压保护阈值时，先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。
阶段2：恒流充电—当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至1.0C之间。
阶段3：恒压充电—当电池电压上升到电池允许电压值时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳，稳压容差应当优于+1％。
阶段4：充电终止—控制器会自动切断充电电流，即停止充电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：包括门体开闭机构(1)、换轨机构(2)、一号电路安装盒(3)、二号电路安装盒(4)，
箱体(6)一侧设有门体，箱体(6)内部靠近门体的一侧设有门体开闭机构(1)，门体开闭机构(1)的转动臂铰接至门体，箱体(6)内顶部设有换轨机构(2)，输送轨道(5)从箱体(6)外侧延伸至箱体(6)内侧，且换轨机构(2)的一号导轨(28)初始位置与输送轨道(5)在同一直线上，箱体(6)内与门体相对的侧壁上固定安装一号电路安装盒(3)、二号电路安装盒(4)，换轨机构(2)的一号导轨(28)通过一号充电连接板与一号电路安装盒(3)固定连接，换轨机构(2)的二号导轨(29)通过二号充电连接板与二号电路安装盒(4)固定连接，
输送轨道(5)上设有定位传感器，箱体(6)上设有控制器，定位传感器信号连接至控制器。
2.根据权利要求1所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：门体开闭机构(1)包括转动电机(11)、转动臂(12)和连接机构(13)，门体铰接至箱体(6)，转动电机(11)安装在箱体(6)底板上，安装位置在门体与箱体(6)铰接处一侧，转动电机(11)的输出端通过转动臂(12)连接至连接机构(13)，连接机构(13)固定安装在门体上，所述转动臂(12)整体呈L型结构，包括一号臂(121)和二号臂(122)，一号臂(121)一端与二号臂(122)一端固定连接至形成转动臂(12)，一号臂(121)上设有通槽(123)，通槽(123)的长度小于一号臂(121)的长度。
3.根据权利要求2所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述连接机构(13)包括一号连接柱(131)、二号连接柱(132)、连接片(133)和三角板(134)，连接片(133)一面通过一号连接柱(131)、二号连接柱(132)固定连接至门体上，连接片(133)另一面固定安装三角板(134)，三角板(134)通过连接柱连接至通槽(123)，实现连接机构(13)与转动臂(12)之间的固定连接，且三角板(134)相对通槽(123)移动。
4.根据权利要求3所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述通槽(123)的两端为弧形结构，所述转动臂(12)的两端也为弧形结构，所述一号臂(121)的长度大于二号臂(122)的长度，所述转动电机(11)为步进电机，型号为NMRV030。
5.根据权利要求1所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：换轨机构(2)包括安装架(21)、丝杠(22)、一号导向杆(23)、二号导向杆(24)、一号驱动电机(25)、滑块(26)、连接板(27)、一号导轨(28)和二号导轨(29)，安装架(21)一端通过依次通过互相平行的一号导向杆(23)、丝杠(22)、二号导向杆(24)连接至安装架(21)的另一端，一号驱动电机(25)固定安装在安装架(21)上，且一号驱动电机(25)的输出端连接至丝杠(22)，滑块(26)依次穿过一号导向杆(23)、丝杠(22)和二号导向杆(24)，且滑块(26)相对一号导向杆(23)、丝杠(22)和二号导向杆(24)移动，滑块(26)底部通过连接板(27)固定连接至一号导轨(28)、二号导轨(29)，一号导轨(28)、二号导轨(29)上均设有一个光电对射传感器，光电对射传感器信号连接至控制器。
6.根据权利要求5所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述安装架(21)横截面呈U型结构，包括一号板(211)、中间板(212)和二号板(213)，一号板(211)一端通过中间板(212)连接至二号板(213)形成安装架(21)，一号板(211)的一面依次通过互相平行的一号导向杆(23)、丝杠(22)、二号导向杆(24)连接至二号板(213)，一号板(211)的另一面固定安装一号驱动电机(25)，所述中间板(212)设有与一号板(211)互相平行的限位板(214)，且限位板(214)的安装位置靠近一号板(211)。
7.根据权利要求6所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述滑块(26)设有一号通孔、螺纹孔和二号通孔，一号导向杆(23)套接在一号通孔内；二号导向杆(24)套接在二号通孔内；丝杠(22)套接在螺纹孔内且与螺纹孔螺纹连接。
8.根据权利要求5所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述一号驱动电机(25)为步进电机，型号为MMRV030，一号导轨(28)、二号导轨(29)为C型管，材质为合金钢。
9.根据权利要求1所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：一号电路安装盒(3)和二号电路安装盒(4)机构相同，一号电路安装盒(3)设有一号充电插口(31)，一号充电插口(31)下方设有一号防脱机构(32)，包括防脱电机(321)、支架(322)、传动杆(323)和防脱盖板(324)，支架(322)安装在一号电路安装盒(3)上，防脱电机(321)安装在支架(322)一侧，传动杆(323)穿过支架(322)且一端连接至防脱电机(321)的输出端，防脱盖板(324)固定安装在传动杆(323)上跟随传动杆(323)一起转动。
10.根据权利要求1所述的一种本安型巡检机器人自动充电装置，其特征在于：所述控制器为PLC。
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|---|---|---|---|---|
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2020
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