CN113161816A - 一种机器人全自动充电对接装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人全自动充电对接装置及控制方法，一种机器人全自动充电对接装置，包括充电座和充电头，所述充电座安装于充电桩安装板，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板，所述充电桩安装板的上方设有供机器人行走的行走轨道。所述机器人全自动充电对接装置，装置结构简单，可实现充电座对接位置的自动调节和自动对接，对接灵活性强，所述的机器人全自动充电对接装置的控制方法，无需人工干预，充电对接过程全自动，对接方便，解决了现有机器人充电装置无法对接时需要人工干预、对接过程复杂的问题。

Description

一种机器人全自动充电对接装置及控制方法

技术领域

本发明涉及机器人充电装置技术领域，尤其涉及一种机器人全自动充电对接装置及控制方法。

背景技术

现有机器人充电有两种方式，一种是召回后直接接电源充电，另一种是在充电桩位置进行自主充电。第一种直充式的充电方式无法实现机器人线上充电，特别对于巡检类的机器人，无法在执行任务过程中进行充电，因此无法满足机器人线上能量补给的需求。第二种充电方式在充电桩位置进行自主充电，远程自主充电需要解决的主要问题是机器人需要能够通过自动控制程序与充电座进行自动对接，而现有的充电对接装置一般都是固定的形式，一旦插座的位置发生改变，则很难通过机器人自身自动完成对接，由于充电座的位置难以调整，机器人也无法实现自动对充电座的位置进行调整，然后自动完成对接，通常需要人为干预调整充电座的位置才能实现对接，对接过程复杂，因此现有远程自主充电的方式无法适应充电座的位置的改变，无法实现机器人的全自动充电对接。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种机器人全自动充电对接装置，装置结构简单，可实现充电座对接位置的自动调节和自动对接，对接灵活性强，解决了现有机器人充电对接装置无法调整充电座的位置从而无法实现全自动充电对接的问题；

本发明的另一目的在于提出所述的机器人全自动充电对接装置的控制方法，无需人工干预，充电对接过程全自动，对接方便，解决了现有机器人充电装置无法对接时需要人工干预、对接过程复杂的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人全自动充电对接装置，包括充电座和充电头，所述充电座安装于充电桩安装板，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述调整结构包括安装轴和球面调节部件，所述球面调节部件套装于所述安装轴的上部，且所述球面调节部件的外圈安装于所述充电桩安装板的轴承座，所述充电座主体固定安装于所述安装轴的下部，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板，所述充电桩安装板的上方设有供机器人行走的行走轨道，所述充电桩安装板的沿机器人行走方向的一侧设有碰检挡板；

所述机器人包括机臂、行走组件和升降组件，所述行走组件设置于所述机臂的顶部，所述升降组件可上下滑动地安装于所述机臂，所述升降组件包括安装座和碰检主板，所述安装座的沿机器人的行走方向的两侧均设有所述碰检主板，所述安装座的顶面安装有所述充电头，所述充电头包括充电头主体，所述充电头主体或所述充电座主体设有行程限位开关，所述行程限位开关用于判断所述充电头与所述充电座是否完成对接；

所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作或者做远离所述充电座的收臂动作。

更进一步说明，所述球面调节部件为关节轴承或者球面轴承。

更进一步说明，所述调整结构还包括紧固件，所述充电座主体的顶部开设有通孔，所述充电座主体通过所述通孔穿设于所述安装轴，且所述充电座主体通过所述紧固件固定安装于所述安装轴的下部。

更进一步说明，所述充电座主体的底部设有套筒，所述充电座主体的套筒的底部设有对接口，所述对接口呈楔形，所述充电头主体的上部设有对接部，所述对接部与所述对接口相配合，使所述充电头主体插接所述充电座主体。

更进一步说明，所述充电座主体的套筒的内腔设有第一内电极和第一外电极，所述第一外电极环绕设置于所述第一内电极的外侧，所述充电头主体的顶部设有第二内电极和第二外电极，所述第二外电极环绕设置于所述第二内电极的外侧，所述充电头与所述充电座完成对接时，所述第一内电极与所述第二内电极电连接，所述第一外电极与所述第二外电极电连接。

更进一步说明，所述行走组件包括行走轮和行走驱动装置，所述行走驱动装置的输出轴与所述行走轮连接，所述行走轮滚动设置于所述行走轨道，所述行走驱动装置驱动所述行走轮沿所述行走轨道滚动行走从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作或者做远离所述充电座的收臂动作。

一种机器人全自动充电对接控制方法，应用所述的机器人全自动充电对接装置，包括以下步骤：

S1、碰检：所述升降组件的碰检主板与所述充电桩安装板的碰检挡板碰检；

S2、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作；

S3、展臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作；

S4、展臂到位：所述机臂伸展至预设的充电座坐标点；

S5、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述充电头压紧所述充电座；

S6、判断所述充电头与所述充电座是否完成对接，若所述充电头与所述充电座已完成对接，则开始充电；若所述充电头与所述充电座未完成对接，则调用调整程序调整所述充电座的位置，再判断所述充电头与所述充电座是否完成对接；

S7、当调用所述调整程序未够n次且判断所述充电头与所述充电座未完成对接时，重复调用所述调整程序；

当调用所述调整程序够n次时，所述升降组件回位，重复以上步骤S1至S5，判断所述充电头与所述充电座是否完成对接，若所述充电头与所述充电座已完成对接，则开始充电；若所述充电头与所述充电座未完成对接，则报错。

更进一步说明，所述步骤S6中的调整程序具体包括以下步骤：

S61、展臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作；

S62、回位：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂恢复至展臂前的位置；

S63、收臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做远离所述充电座的收臂动作；

S64、回位：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂恢复至收臂前的位置；

S65、加压：所述升降组件沿所述机臂向上加压使得所述充电头进一步压紧所述充电座；

S66、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作，此时所述充电头松开并远离所述充电座；

S67、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述充电头压紧所述充电座。

更进一步说明，所述步骤S4展臂到位具体为采用计数到位的方式：通过计算所述行走驱动装置的电机转数，确定所述机臂是否伸展至预设的充电座坐标点。

更进一步说明，所述步骤S7中，所述升降组件回位具体包括以下步骤：

S71、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作，此时所述充电头松开并远离所述充电座；

S72、收臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做远离所述充电座的收臂动作；

S73、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述升降组件恢复至未碰检时的位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过将所述充电头安装于所述机器人，若所述充电头与所述充电座未完成对接，当所述充电头压紧所述充电座时，通过所述机臂做展臂或者收臂的动作，可以实现所述充电头的摆动，从而带动所述充电座摆动，所述充电座通过设置所述调整结构，能够在一定的范围内转动，从而实现对所述充电座的位置的调整，可将所述充电座调整到理想的对接位置，重新对接时可完成所述充电头与所述充电座的对接，从而实现机器人的全自动充电，所述机器人全自动充电对接装置的装置结构简单，可实现所述充电座对接位置的自动调节和自动对接，对接灵活性强；

进而提出所述的机器人全自动充电对接装置的控制方法，通过设置所述调整程序，能够将所述充电座的位置调整到理想的对接位置，在实际应用中万一所述充电座的位置发生偏移，通过自动判断所述充电头与所述充电座是否完成对接，仍然可以将所述充电座调整至理想的位置，通过对所述充电座的位置进行调整，完成所述充电座与所述充电头的对接，无需人工干预，即使所述充电座的位置发生偏移，也能够有效实现机器人的全自动充电对接，充电对接过程全自动。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的充电座的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的充电座的立体结构示意图；

图4是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的充电头的立体结构示意图；

图5是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的第一内电极和第一外电极的立体结构示意图(不带第一弹簧座和第二弹簧座)；

图6是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接装置的第一内电极和第一外电极的立体结构示意图(带有第一弹簧座和第二弹簧座)；

图7是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接控制方法的流程图；

图8是本发明一个实施例的机器人全自动充电对接控制方法的调整程序的流程图；

其中：充电座1、充电座主体11、套筒13、对接口131、第一内电极14、内电极板141、内电极触头142、第一弹簧143、第一弹簧座144、第一外电极15、外电极板151、外电极触头152、第二弹簧153、第二弹簧座154、调整结构12、安装轴121、球面调节部件122、紧固件123、充电头2、充电头主体21、行程限位开关211、翘板2111、触头2112、对接部212、第二内电极22、第二外电极23、充电桩安装板3、碰检挡板31、轴承座32、行走轨道4、机器人5、机臂51、行走组件52、行走轮521、行走驱动装置522、升降组件53、安装座531、碰检主板532。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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一个或者更多个该特征。

如图1至图6所示，一种机器人全自动充电对接装置，包括充电座1和充电头2，所述充电座1安装于充电桩安装板3，所述充电座1包括充电座主体11以及安装于所述充电座主体11的顶部的调整结构12，所述调整结构12包括安装轴121和球面调节部件122，所述球面调节部件122套装于所述安装轴121的上部，且所述球面调节部件122的外圈安装于所述充电桩安装板3的轴承座32，所述充电座主体11固定安装于所述安装轴121的下部，所述充电座主体11通过所述调整结构12可转动地安装于所述充电桩安装板3，所述充电桩安装板3的上方设有供机器人5行走的行走轨道4，所述充电桩安装板3的沿机器人5行走方向的一侧设有碰检挡板31；

所述机器人5包括机臂51、行走组件52和升降组件53，所述行走组件52设置于所述机臂51的顶部，所述升降组件53可上下滑动地安装于所述机臂51，所述升降组件53包括安装座531和碰检主板532，所述安装座531的沿机器人5的行走方向的两侧均设有所述碰检主板532，所述安装座531的顶面安装有所述充电头2，所述充电头2包括充电头主体21，所述充电头主体21或所述充电座主体11设有行程限位开关211，所述行程限位开关211用于判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接；

所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作或者做远离所述充电座1的收臂动作。

当所述升降组件53的碰检主板532与所述充电桩安装板3的碰检挡板31碰检时，所述机器人5开始进行充电对接，所述升降组件53沿所述机臂51向下滑动，且所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作，当所述机臂51伸展至预设的充电座1的坐标点时，所述充电头2到达所述充电座1的正下方，所述升降组件53沿所述机臂51向上移动做压紧的动作，此时所述充电头2压紧所述充电座1，所述行程限位开关211判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接，若所述充电头2与所述充电座1能够完成对接，则开始充电，若所述充电头2与所述充电座1未完成对接，由于此时所述充电头2压紧所述充电座1，通过所述机臂51做展臂或者收臂的动作，可以实现所述充电头2的摆动，从而带动所述充电座1摆动，通过设置所述调整结构12，由于所述充电座主体11固定安装于所述安装轴121，所述球面调节部件122的滑动表面为球面，所述安装轴121通过所述球面调节部件122可以相对所述充电桩安装板3旋转摆动，使得所述充电座主体11也相对所述充电桩安装板3旋转摆动，即所述充电座主体11能够在一定的范围内转动，从而实现对所述充电座1的位置的调整，可将所述充电座1调整到理想的对接位置，重新对接时可完成所述充电头2与所述充电座1的对接，从而实现机器人的全自动充电，所述机器人全自动充电对接装置的装置结构简单，可实现所述充电座对接位置的自动调节和自动对接，对接灵活性强。

更进一步说明，所述球面调节部件122为关节轴承或者球面轴承。

通过设置所述球面调节部件122，所述充电座主体11通过所述安装轴121和球面调节部件122可转动地安装于所述充电桩安装板3的轴承座32，连接结构简单，所述充电座主体11能够在一定的范围内转动，当所述充电头2需要与所述充电座1进行对接时，能够在一定的范围内实现对接，不需要特别高精度的定位关系才能够实现对接，在保证对接可靠性和稳定性的同时，有效降低了对接的精度要求，方便实现自动对接。

更进一步说明，所述调整结构12还包括紧固件123，所述充电座主体11的顶部开设有通孔，所述充电座主体11通过所述通孔穿设于所述安装轴121，且所述充电座主体11通过所述紧固件123固定安装于所述安装轴121的下部。

通过在所述充电座主体11的顶部开设所述通孔，且所述充电座主体11通过所述紧固件123固定安装于所述安装轴121的下部，使得所述充电座主体11安装于所述安装轴121的稳定性高，以提高所述充电座主体11的转动稳定性，保证所述充电座1与所述充电头2进行对接的对接稳定性。

具体地，所述紧固件123采用止动垫圈和螺母的组合，固定结构简单，紧固稳定性强。

更进一步说明，所述充电座主体11的底部设有套筒13，所述充电座主体11的套筒13的底部设有对接口131，所述对接口131呈楔形，所述充电头主体21的上部设有对接部212，所述对接部212与所述对接口131相配合，使所述充电头主体21插接所述充电座主体11。

由于所述充电座主体11与所述充电头主体21通过套筒式的对接方式对接，有效提高了对接的方便程度，套筒式的对接方式使得所述充电座1与所述充电头2的对接可靠性强，通过在所述充电座主体11的套筒13的底部设置楔形的对接口131，所述对接口131能够起到导向作用，使得所述对接部212与所述对接口131相配合实现对接，提高所述充电座1与所述充电头2的对接可靠性。

具体地，所述行程限位开关211固定安装于所述充电头主体21于所述对接部212的下方，所述行程限位开关211设有翘板2111，所述翘板2111设有触头2122。

通过在所述充电头主体21设置所述行程限位开关211，当所述充电头2与所述充电座1完成对接时(即所述充电头主体21的对接部212完全插接于所述充电座主体11的套筒13的对接口131时)，所述触头2112接触到所述充电座主体11，所述行程限位开关211的所述翘板2111被按压，此时触发所述行程限位开关211并接通信号，判断为所述充电座1与所述充电头2已完成对接，所述行程限位开关211发出充电对接信号给所述机器人5的控制器，控制器发出充电指令，所述机器人5在收到充电指令时才会接通充电回路并开始充电，如果所述充电头2与所述充电座1没有完成对接时，判断为未接通，机器人5无法执行充电指令，所述行程限位开关211能够起到机械式的保护作用，保证所述机器人充电对接装置在使用过程中的安全性。

更进一步说明，所述充电座主体11的套筒13的内腔设有第一内电极14和第一外电极15，所述第一外电极15环绕设置于所述第一内电极14的外侧，所述充电头主体21的顶部设有第二内电极22和第二外电极23，所述第二外电极23环绕设置于所述第二内电极22的外侧，所述充电头2与所述充电座1完成对接时，所述第一内电极14与所述第二内电极22电连接，所述第一外电极15与所述第二外电极23电连接。

所述充电座1与所述充电头2之间通过所述第一内电极14和第二内电极22电连接，以及所述第一外电极15与所述第二外电极23电连接，对接可靠性高，使用安全性好，保证了所述机器人全自动充电对接装置的使用稳定性。

更进一步说明，所述第一内电极14包括内电极板141和多个内电极触头142，所述内电极板141设置有多个第一弹簧143和第一弹簧座144，多个所述第一弹簧143分别设置于所述第一弹簧座144的内部，多个所述内电极触头142分别通过第一弹簧143与所述内电极板141连接；

所述第一外电极15包括外电极板151和多个外电极触头152，所述外电极板151设置有多个第二弹簧153和第二弹簧座154，多个所述第二弹簧153分别设置于所述第二弹簧座154的内部，多个所述外电极触头152分别通过第二弹簧153与所述外电极板151连接；

通过在所述内电极板141设置多个所述内电极触头142，且通过设置所述第一弹簧143和第一弹簧座144，每个所述第一弹簧143与每个所述第一弹簧座144一一对应，保证所述第一内电极14与所述第二内电极22的对接可靠性，通过在所述外电极板151设置多个所述外电极触头152，且通过设置第二弹簧153和第二弹簧座154，每个所述第二弹簧153与每个所述第二弹簧座154一一对应，保证所述第一外电极15与所述第二外电极23的对接可靠性，从而保证了所述机器人充电对接装置的使用稳定性。

具体地，所述内电极触头142设置有两个，两个所述内电极触头142环绕所述内电极板141中心对称设置，所述外电极触头152设置有三个，三个所述外电极触头152呈环形阵列分布于所述外电极板151。

通过设置两个所述内电极触头142，以及设置三个所述外电极触头152，使得所述机器人充电对接装置在充电时的充电电阻较小，从而使得充电效率较高，能够满足机器人快速充满电的需求，机器人在快速完成充电后能够继续进行工作，提高机器人的工作效率。

具体地，所述行走组件52包括行走轮521和行走驱动装置522，所述行走驱动装置522的输出轴与所述行走轮521连接，所述行走轮521滚动设置于所述行走轨道4，所述行走驱动装置522驱动所述行走轮521沿所述行走轨道4滚动行走从而带动所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作或者做远离所述充电座1的收臂动作。

通过所述行走驱动装置522驱动所述行走轮521沿所述行走轨道4滚动行走，从而带动所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作或者做远离所述充电座1的收臂动作，使得所述机臂51的展臂、收臂动作稳定性强，保证所述充电头2与所述充电座1的对接效果。

具体地，所述行走驱动装置522采用电机，驱动结构简单，驱动稳定性强。

更进一步说明，所述升降组件53通过滑块滑动安装于所述机臂51，通过电机驱动丝杆旋转从而带动滑块沿丝杆的轴向滑动的驱动方式来带动所述升降组件53沿所述机臂51上下移动，驱动结构和驱动方式简单。

如图7和图8所示，一种机器人全自动充电对接控制方法，应用所述的机器人全自动充电对接装置，包括以下步骤：

S1、碰检：所述升降组件53的碰检主板532与所述充电桩安装板3的碰检挡板31碰检；

S2、升降组件53松开：所述升降组件53沿所述机臂51向下移动做松开的动作；

S3、展臂：所述行走组件52沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作；

S4、展臂到位：所述机臂51伸展至预设的充电座坐标点；

S5、升降组件53压紧：所述升降组件53沿所述机臂51向上移动做压紧的动作，此时所述充电头2压紧所述充电座1；

S6、判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接，若所述充电头2与所述充电座1已完成对接，则开始充电；若所述充电头2与所述充电座1未完成对接，则调用调整程序调整所述充电座1的位置，再判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接；

S7、当调用所述调整程序未够n次且判断所述充电头2与所述充电座1未完成对接时，重复调用所述调整程序；

当调用所述调整程序够n次时，所述升降组件53回位，重复以上步骤S1至S5，判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接，若所述充电头2与所述充电座1已完成对接，则开始充电；若所述充电头2与所述充电座1未完成对接，则报错。

当所述升降组件53的碰检主板532与所述充电桩安装板3的碰检挡板31碰检时，所述机器人5开始进行充电对接，所述升降组件53做松开的动作，且所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作，当所述机臂51伸展至预设的充电座坐标点时，所述充电头2达到所述充电座1的正下方，所述升降组件53沿所述机臂51向上移动做压紧的动作，此时所述充电头2压紧所述充电座1，若所述充电头2与所述充电座1未完成对接，则调用所述调整程序调整所述充电座1的位置，可将所述充电座1调整到理想的对接位置，若调用所述调整程序够n次时，所述充电头2与所述充电座1仍无法对接，则可能由于所述机器人5在展臂时由于打滑等原因导致展臂的距离与预设的距离不符合，此时所述升降组件53回位，重复所述步骤S1至S5，可以排除所述机器人5的展臂误差的影响。

通过设置所述调整程序，能够将所述充电座1的位置调整到理想的对接位置，在实际应用中万一所述充电座1的位置发生偏移，通过自动判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接，仍然可以将所述充电座1调整至理想的位置，通过对所述充电座1的位置进行调整，完成所述充电座1与所述充电头2的对接，无需人工干预，即使所述充电座1的位置发生偏移，也能够有效实现机器人的全自动充电对接，充电对接过程全自动。

具体地，所述步骤S7中的n＝3，确定n＝3，保证调用所述调整程序进行调整的效率，若调用所述调整程序够3次时，所述充电头2与所述充电座1仍无法对接，此时所述升降组件53回位，重复所述步骤S1至S5，可以排除所述机器人5的展臂误差的影响。

更进一步说明，所述步骤S6中的调整程序具体包括以下步骤：

S61、展臂：所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51做靠近所述充电座1的展臂动作；

S62、回位：所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51恢复至展臂前的位置；

S63、收臂：所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51做远离所述充电座1的收臂动作；

S64、回位：所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51恢复至收臂前的位置；

S65、加压：所述升降组件53沿所述机臂51向上加压使得所述充电头2进一步压紧所述充电座1；

S66、升降组件松开：所述升降组件53沿所述机臂51向下移动做松开的动作，此时所述充电头2松开并远离所述充电座1；

S67、升降组件压紧：所述升降组件53沿所述机臂51向上移动做压紧的动作，此时所述充电头2压紧所述充电座1。

所述充电座1在正常情况下的中心轴线位于竖直位置，当在户外由于大风或者安装的时候发生偏移时，则无法实现对接，调用所述调整程序时，所述升降组件53处于压紧的动作状态，即此时所述充电头2压紧所述充电座1，此时进行展臂、回位、收臂、回位的动作从而带动所述充电头2摆动，所述充电头2压紧所述充电座1的同时也带动所述充电座1摆动，通过所述充电头2压紧所述充电座1的同时也带动所述充电座1摆动以实现所述充电座1的角度调整，所述升降组件53沿所述机臂51向上加压使得所述充电头2在压紧所述充电座1的基础上进一步加压，从而对所述充电座1的位置进行进一步的调整，此外，如果在进行展臂、回位、收臂、回位的动作后已经将所述充电座1调整到理想的位置，那么在加压时所述充电头2与所述充电座1即可完成对接，随后，所述升降组件53松开后再压紧，使得所述充电头2能够重新压紧所述充电座1，以进行重新对接，再判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接，调整过程方便，调整效果好。

更进一步说明，所述机器人5设有压力传感器，能反馈所述升降组件53向上压紧的力，加压是指驱动所述升降组件53的上下移动的电机在所述充电头2碰到充电座1后继续进行驱动，此时能够使得所述充电头2对所述充电座1进行进一步的压紧，从而进一步调整所述充电座1的位置，如果所述充电座1有角度偏移，通过加压可以调正所述充电座1的角度。

具体地，所述步骤S4展臂到位具体为采用计数到位的方式：通过计算所述行走驱动装置522的电机转数，确定所述机臂51是否伸展至预设的充电座坐标点。

由于所述充电桩安装板3的尺寸是固定的，即所述充电座1的中心轴线与所述碰检挡板31之间的相对距离是确定的，当所述碰检主板532碰到所述碰检挡板31后，开始计数，通过计算所述行走驱动装置522的电机转数确定所述机臂51是否伸展至预设的充电座坐标点，比如所述行走驱动装置522的电机转数为100圈，可以使得所述机臂51从碰检位置伸展至预设的充电座坐标点，则该电机转数为需要计算的数，需要说明的是，前期通过试验得到所述行走驱动装置522的电机转数。通过计数到位的方式，有效提高所述机臂51的位移的精准度，从而提高所述充电头2与所述充电座1的对接成功率。

具体地，所述步骤S7中，所述升降组件53回位具体包括以下步骤：

S71、升降组件53松开：所述升降组件53沿所述机臂51向下移动做松开的动作，此时所述充电头2松开并远离所述充电座1；

S72、收臂：所述行走组件52沿所述行走轨道4移动从而带动所述机臂51做远离所述充电座1的收臂动作；

S73、升降组件53压紧：所述升降组件53沿所述机臂51向上移动做压紧的动作，此时所述升降组件53恢复至未碰检时的位置。

通过升降组件53松开、收臂、升降组件53压紧实现所述升降组件53恢复至未碰检时的位置，然后重复所述步骤S1至S5，再一次进行展臂，可以排除所述机器人展臂误差的因素，提高所述充电头2与所述充电座1的对接成功率。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人全自动充电对接装置，其特征在于，包括充电座和充电头，所述充电座安装于充电桩安装板，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述调整结构包括安装轴和球面调节部件，所述球面调节部件套装于所述安装轴的上部，且所述球面调节部件的外圈安装于所述充电桩安装板的轴承座，所述充电座主体固定安装于所述安装轴的下部，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板，所述充电桩安装板的上方设有供机器人行走的行走轨道，所述充电桩安装板的沿机器人行走方向的一侧设有碰检挡板；

所述机器人包括机臂、行走组件和升降组件，所述行走组件设置于所述机臂的顶部，所述升降组件可上下滑动地安装于所述机臂，所述升降组件包括安装座和碰检主板，所述安装座的沿机器人的行走方向的两侧均设有所述碰检主板，所述安装座的顶面安装有所述充电头，所述充电头包括充电头主体，所述充电头主体或所述充电座主体设有行程限位开关，所述行程限位开关用于判断所述充电头与所述充电座是否完成对接；

所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作或者做远离所述充电座的收臂动作。

2.根据权利要求1所述的机器人全自动充电对接装置，其特征在于，所述球面调节部件为关节轴承或者球面轴承。

3.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述调整结构还包括紧固件，所述充电座主体的顶部开设有通孔，所述充电座主体通过所述通孔穿设于所述安装轴，且所述充电座主体通过所述紧固件固定安装于所述安装轴的下部。

4.根据权利要求1所述的机器人全自动充电对接装置，其特征在于，所述充电座主体的底部设有套筒，所述充电座主体的套筒的底部设有对接口，所述对接口呈楔形，所述充电头主体的上部设有对接部，所述对接部与所述对接口相配合，使所述充电头主体插接所述充电座主体。

5.根据权利要求4所述的机器人全自动充电对接装置，其特征在于，所述充电座主体的套筒的内腔设有第一内电极和第一外电极，所述第一外电极环绕设置于所述第一内电极的外侧，所述充电头主体的顶部设有第二内电极和第二外电极，所述第二外电极环绕设置于所述第二内电极的外侧，所述充电头与所述充电座完成对接时，所述第一内电极与所述第二内电极电连接，所述第一外电极与所述第二外电极电连接。

6.根据权利要求1所述的机器人全自动充电对接装置，其特征在于，所述行走组件包括行走轮和行走驱动装置，所述行走驱动装置的输出轴与所述行走轮连接，所述行走轮滚动设置于所述行走轨道，所述行走驱动装置驱动所述行走轮沿所述行走轨道滚动行走从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作或者做远离所述充电座的收臂动作。

7.一种机器人全自动充电对接控制方法，应用权利要求1～6任意一项所述的机器人全自动充电对接装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、碰检：所述升降组件的碰检主板与所述充电桩安装板的碰检挡板碰检；

S2、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作；

S3、展臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作；

S4、展臂到位：所述机臂伸展至预设的充电座坐标点；

S5、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述充电头压紧所述充电座；

S6、判断所述充电头与所述充电座是否完成对接，若所述充电头与所述充电座已完成对接，则开始充电；若所述充电头与所述充电座未完成对接，则调用调整程序调整所述充电座的位置，再判断所述充电头与所述充电座是否完成对接；

S7、当调用所述调整程序未够n次且判断所述充电头与所述充电座未完成对接时，重复调用所述调整程序；

当调用所述调整程序够n次时，所述升降组件回位，重复以上步骤S1至S5，判断所述充电头与所述充电座是否完成对接，若所述充电头与所述充电座已完成对接，则开始充电；若所述充电头与所述充电座未完成对接，则报错。

8.根据权利要求7所述的机器人全自动充电对接控制方法，其特征在于，所述步骤S6中的调整程序具体包括以下步骤：

S61、展臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做靠近所述充电座的展臂动作；

S62、回位：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂恢复至展臂前的位置；

S63、收臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做远离所述充电座的收臂动作；

S64、回位：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂恢复至收臂前的位置；

S65、加压：所述升降组件沿所述机臂向上加压使得所述充电头进一步压紧所述充电座；

S66、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作，此时所述充电头松开并远离所述充电座；

S67、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述充电头压紧所述充电座。

9.根据权利要求7所述的机器人全自动充电对接控制方法，其特征在于，所述步骤S4展臂到位具体为采用计数到位的方式：通过计算所述行走驱动装置的电机转数，确定所述机臂是否伸展至预设的充电座坐标点。

10.根据权利要求7所述的机器人全自动充电对接控制方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述升降组件回位具体包括以下步骤：

S71、升降组件松开：所述升降组件沿所述机臂向下移动做松开的动作，此时所述充电头松开并远离所述充电座；

S72、收臂：所述行走组件沿所述行走轨道移动从而带动所述机臂做远离所述充电座的收臂动作；

S73、升降组件压紧：所述升降组件沿所述机臂向上移动做压紧的动作，此时所述升降组件恢复至未碰检时的位置。

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