CN113224805A - 充电装置与充电系统 - Google Patents

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CN113224805A CN202011053210.9A CN202011053210A CN113224805A CN 113224805 A CN113224805 A CN 113224805A CN 202011053210 A CN202011053210 A CN 202011053210A CN 113224805 A CN113224805 A CN 113224805A
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Abstract

一种充电装置与充电系统，其中充电装置包括一固定底座、一充电支臂以及一枢轴杆件。充电支臂具有相对的一第一端部以及一第二端部。枢轴杆件具有一第一部分以及一第二部分，第一部分枢接于固定底座，枢轴杆件适于相对于固定底座旋转，第二部分枢接于第一端部，充电支臂适于相对于枢轴杆件旋转。本发明更提供一种充电系统。

Description

充电装置与充电系统
技术领域
本发明涉及一种充电装置与充电系统，且特别涉及一种与自主移动装置相关的充电装置与充电系统。
背景技术
一般来说，自主移动装置会搭配充电装置以进行回充。充电装置通常会设置在一定位处，而自主移动装置能够自动移动至所述定位处，并与充电装置对接以进行充电。
然而，在自主移动装置移动至充电装置的过程中，自主移动装置与充电装置之间可能会产生偏移量，常导致自主移动装置与充电装置之间无法顺利的对位，甚至发生卡住的情况。
发明内容
本发明提供一种充电装置，其能够具有较大的活动度以与自主移动装置顺利对位。
本发明提供一种充电系统，其包括上述的充电装置。
本发明的充电装置包括一固定底座、一充电支臂以及一枢轴杆件。充电支臂具有相对的一第一端部以及一第二端部。枢轴杆件具有一第一部分以及一第二部分，第一部分枢接于固定底座，枢轴杆件适于相对于固定底座旋转，第二部分枢接于第一端部，充电支臂适于相对于枢轴杆件旋转。
在本发明的一实施例中，上述的固定底座还包括至少一弹性变形部，枢轴杆件包括至少一耳部，耳部卡合于对应的弹性变形部。当枢轴杆件相对于固定底座旋转时，耳部挤压弹性变形部以产生一弹性力，以供枢轴杆件复位。
在本发明的一实施例中，上述的充电支臂的第一端部与枢轴杆件的第二部分的其中一者包括一滑动部，另一者具有一限位槽，滑动部伸入于限位槽适于沿该限位槽移动，以限制充电支臂相对于枢轴杆件的旋转角度。
在本发明的一实施例中，上述的固定底座具有一底板，且包括突出于底板的一第一轴部。枢轴杆件的第一部分通过第一轴部枢接于固定底座。充电支臂的第一端部包括一第二轴部。枢轴杆件的第二部分通过第二轴部枢接于充电支臂。第一轴部的延伸方向平行于第二轴部的延伸方向。
在本发明的一实施例中，上述的充电支臂包括位于第二端部的相对两侧壁以及位于各侧壁的一电连接部。
本发明的充电系统包括一充电装置以及一自主移动装置。充电装置包括一固定底座、一枢轴杆件以及一充电支臂。枢轴杆件具有一第一部分以及一第二部分，第一部分枢接于固定底座。充电支臂具有相对的一第一端部以及一第二端部，第一端部枢接于第二部分。自主移动装置适于电性连接于充电支臂。当自主移动装置对接于充电支臂的第二端部的过程中，充电支臂适于相对于枢轴杆件旋转，且枢轴杆件适于相对于固定底座旋转，以使充电装置与自主移动装置对位。
在本发明的一实施例中，上述的充电支臂具有位于第二端部的相对两侧壁以及位于各侧壁的一电连接部。自主移动装置包括相对的两电极模块，两电极模块构成一轨道，充电支臂的第二端部适于伸入轨道，使各电极模块分别电性连接于对应的电连接部。
在本发明的一实施例中，上述的各电极模块还包括一壳座以及一电极部，壳座包括朝向轨道的一开口以及环绕出开口的多个壁面，电极部可伸缩地配置于开口，各电极部与对应的壁面W之间具有多个间隙。当充电支臂的第二端部伸入自主移动装置的轨道时，充电支臂的电连接部抵压自主移动装置的电极部，以使这些间隙的大小改变。
在本发明的一实施例中，上述的轨道具有一入口端，以让充电支臂的第二端部伸入，电极部具有朝向入口端的一斜面，电连接部具有一弧面，斜面适于抵接弧面。
在本发明的一实施例中，上述的固定底座还包括环设于枢轴杆件的一弹性变形部，枢轴杆件包括对应于弹性变形部的一耳部，耳部卡合于弹性变形部。当枢轴杆件相对于固定底座旋转时，耳部挤压弹性变形部以产生一弹性力，以供枢轴杆件复位。
在本发明的一实施例中，上述的充电支臂与枢轴杆件在朝向于彼此的部位的其中一者包括一滑动部，另一者具有一限位槽，滑动部伸入于限位槽，以限制充电支臂相对于枢轴杆件的旋转角度。
在本发明的一实施例中，上述的固定底座具有一底板，且包括突出于底板的一第一轴部，枢轴杆件的第一部分通过第一轴部枢接于固定底座。充电支臂的第一端部包括一第二轴部，枢轴杆件的第二部分通过第二轴部枢接于充电支臂。第一轴部的延伸方向平行于第二轴部的延伸方向。
基于上述，本发明的充电装置包括固定底座、枢轴杆件以及充电支臂。充电支臂能够相对于枢轴杆件旋转，枢轴杆件能够相对于固定底座旋转。如此一来，在自主移动装置移动至充电装置的过程中，充电装置可以具有较大的旋转角度，以配合自主移动装置的位置，使充电装置与自主移动装置顺利对位，且提升充电的稳定性。
附图说明
图1A是依照本发明的一实施例的一种充电系统的立体示意图。
图1B是图1A的充电系统的爆炸示意图。
图2A与图2B是图1A的充电系统于不同状态的仰视示意图。
图3是图1A的充电装置的另一视角的立体示意图。
图4A是依照本发明的另一实施例的一种充电装置的示意图。
图4B是图4A的充电装置的枢轴杆件相较于固定底座转动的示意图。
图5是依照本发明的另一实施例的一种自主移动装置的剖面示意图。
图6A至图6C是图5的自主移动装置应用于充电装置的不同状态的仰视示意图。
附图标记说明：
10：充电系统
100：充电装置
110：固定底座
111：底板
112：第一轴部
113：弹性变形部
120：枢轴杆件
121：第一部分
122：第二部分
124：耳部
1231：限位槽
130、130A：充电支臂
131：第一端部
132、132A：第二端部
1321：侧壁
1322：电连接部
133：第二轴部
1341：滑动部
200、200A：自主移动装置
210、210A：电极模块
211：壳座
2111：开口
212：电极部
B1：轴承
C1：弧面
D1：斜面
E1：入口端
P1：弹簧
S2：扭簧
T1：轨道
W：壁面
G：间隙
X-Y-Z：直角坐标
具体实施方式
图1A是依照本发明的一实施例的一种充电系统的立体示意图。图1B是图1A的充电系统的爆炸示意图。图2A与图2B是图1A的充电系统于不同状态的仰视示意图。需注意的是，图2A与图2B中省略了固定底座110，以更清楚地示意出枢轴杆件120。
请参考图1A至图2B，本实施例的充电系统10包括一充电装置100以及一自主移动装置200。充电装置100能够对自主移动装置200进行充电。此处，自主移动装置200例如是大电流机器人，但不以此为限。需注意的是，在本实施例中，自主移动装置200仅示出充电端的部分，而省略了其上方的机器人的部分以利于进行描述。
在本实施例中，充电装置100包括一固定底座110、一枢轴杆件120以及一充电支臂130。如图1B所示，在本实施例中，充电支臂130包括位于第二端部132的相对两侧壁1321以及位于两侧壁1321的两电连接部1322。自主移动装置200包括相对的两电极模块210(图2A)。在本实施例中，充电装置100可以通过固定底座110而设置在一定位处，而自主移动装置200能够自动移动至所述定位处，并与充电装置100的充电支臂130对接。此时，电连接部1322能够电性连接于自主移动装置200以进行充电。
此外，充电支臂130的电连接部1322可以通过电线(未示出)而电性连接于靠近固定底座110的电源端(未示出)以提供电源予自主移动装置200。
在本实施例中，枢轴杆件120具有一第一部分121以及一第二部分122，第一部分121枢接于固定底座110。充电支臂130具有相对的一第一端部131以及一第二端部132，第一端部131枢接于第二部分122。在本实施例中，第一部分121以及第二部分122为一体，但第一部分121以及第二部分122也可以是固定在一起的两构件，第一部分121以及第二部分122不以此为限。
详细来说，固定底座110具有一底板111，且包括突出于底板111的一第一轴部112。枢轴杆件120的第一部分121通过第一轴部112枢接于固定底座110。充电支臂130的第一端部131包括一第二轴部133。枢轴杆件120的第二部分122通过第二轴部133枢接于充电支臂130。第一轴部112的延伸方向平行于第二轴部133的延伸方向。当然，在其他实施例中，枢轴杆件120枢接于固定底座110的形式，以及充电支臂130枢接于枢轴杆件120的形式并不以上述为限制。
请参考图2A与图2B，充电支臂130能够朝图面下方或上方的方向进行摆动。本实施例的充电装置100通过第一轴部112(图1B)及第二轴部133(图1B)的设计，而可以增加充电支臂130的摆动范围，使得固定底座110与充电支臂130的第二端部132之间的最大允许偏移量(也就是固定底座110与自主移动装置200之间的最大允许偏移量)可达到约正30毫米与负30毫米之间的程度。因此，充电装置100能够具有较大的活动度以与自主移动装置200顺利对位。
举例来说，图2A为自主移动装置200相较于固定底座110向下偏移28.5毫米，且充电支臂130旋转正20度的实施方式。图2B为自主移动装置200相较于固定底座110向上偏移28.5毫米，且充电支臂130旋转负20度的实施方式。
在上述配置方式之下，固定底座110固定不动，充电支臂130能够相对于枢轴杆件120旋转，且枢轴杆件120能够相对于固定底座110旋转。如此一来，当自主移动装置200对接于充电支臂130的第二端部132的过程中，充电装置100可以具有较大的旋转角度，以配合自主移动装置200的位置，使充电装置100与自主移动装置200顺利对位，且提升充电的稳定性。
图3是图1A的充电装置的另一视角的立体示意图。需注意的是，图3为图1A的仰视视角，且省略了枢轴杆件120的下壳体、充电支臂130的下壳体以及固定底座110的示出，以更清楚地示意出枢轴杆件120与充电支臂130的内部结构。
请参考图3，在本实施例中，充电支臂130的第一端部131包括一滑动部1341，枢轴杆件120的第二部分122具有一限位槽1231。滑动部1341伸入于限位槽1231适于沿限位槽1231移动，以限制充电支臂130相对于枢轴杆件120的旋转角度。
这样的设计方式可以避免充电支臂130过度偏摆，而造成充电支臂130无法顺利地与自主移动装置200(图1A)对位，或是因为充电支臂130过度偏摆，而造成充电支臂130难以恢复至原位(也就是置中、没有偏摆的位置)。
在其他实施例中，也可以是充电支臂130的第一端部131与枢轴杆件120的第二部分122的其中一者包括一滑动部1341，另一者具有一限位槽1231，并不以上述为限制。
此外，在本实施例中，充电支臂130恢复至原位的方式例如是通过将扭簧(未示出)配置于第二轴部133，而使充电支臂130未受力时可以恢复至原位，但并不以此为限。另一方面，在本实施例中，将扭簧与轴承B1配置于第二轴部133，可以使充电支臂130具有较平顺的转动状态，但并不以此为限。
值得一提的是，请参考图3，枢轴杆件120可以通过配置于第一轴部112(图1B)上的扭簧S2，而让被大角度转动的枢轴杆件120在未受力而释放时，恢复至原位。下面实施例的充电装置100A更具有可使枢轴杆件120在被小角度转动后释放时，也能顺利恢复至原位的结构。
以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图4A是依照本发明的另一实施例的一种充电装置的示意图。图4B是图4A的充电装置的枢轴杆件相较于固定底座转动的示意图。请参考图4A与图4B，在本实施例中，固定底座110A包括环设于枢轴杆件120A的一弹性变形部113，枢轴杆件120A包括对应于弹性变形部113的一耳部124，耳部124卡合于弹性变形部113。当自主移动装置200与充电支臂130对接的过程中，枢轴杆件120A可相对于固定底座110A旋转，如图4B所示，耳部124挤压弹性变形部113，使得弹性变形部113变形并产生一弹性力。
如此一来，当自主移动装置200与充电装置100A分离时，上述弹性力被释放，且弹性变形部113推抵耳部124，以使枢轴杆件120A复位，如图4A所示。
在本实施例中，弹性变形部113实际上为固定底座110A的侧壳，且朝远离于第一轴部112A的方向突出一部分，以容置耳部124。在本实施例中，弹性变形部113突出部分的数量示出两个，耳部124的数量示出两个，但在其他实施例中，弹性变形部113的数量与耳部124的数量只要对应即可，并不以此为限制。
此外，下面实施例的充电系统10A将更进一步地提升自主移动装置200A与充电装置100A之间的对位顺畅度。
图5是依照本发明的另一实施例的一种自主移动装置的剖面示意图。图6A至图6C是图5的自主移动装置应用于充电装置的不同状态的仰视示意图。需注意的是，图5中的电极部212用虚线示出，以更清楚地示意出电极模块210A的内部结构。同时，图中提供直角坐标X-Y-Z以利于进行描述。
请先参考图6A，在本实施例中，自主移动装置200A的两电极模块210A构成一轨道T1，轨道T1具有一入口端E1，以让充电支臂130A的第二端部132A从入口端E1伸入轨道T1，使电极模块210A电性连接于电连接部1322。充电支臂130A的第二端部132A呈圆形而使得电连接部1322具有一弧面C1。
此外，在本实施例中，自主移动装置200A的电极部212具有朝向入口端E1的一斜面D1。如图6A至图6B，当充电支臂130A的第二端部132A伸入轨道T1时，电连接部1322的弧面C1能够抵接电极部212的斜面D1。这样设计的好处在于，如图6C，当充电支臂130A倾斜地进入轨道T1时，电连接部1322仍能够顺利地对接于电极部212，以减少卡住的情况发生。
另外，请参考图5，详细来说，电极模块210A包括一壳座211以及一电极部212。壳座211包括朝向轨道T1的一开口2111以及环绕出开口2111的多个壁面W。
本实施例的电极部212可伸缩地配置于开口2111。具体来说，电极部212是通过弹簧P1而可伸缩地配置于开口2111，但在其他实施例中，电极部212的配置方式并不以此限制。
值得一提的是，电极部212与对应的壁面W之间具有间隙G，因此电极部212可具有较大的移动裕度。具体来说，电极部212在X方向与Z方向与壁面W皆具有间隙G。
如此一来，当充电支臂130A的第二端部132A伸入自主移动装置200A的轨道T1时，充电支臂130A的电连接部1322会抵压自主移动装置200A的电极部212，此时的电极部212能够在X方向或Z方向上移动，以使这些间隙G的大小改变，或是通过弹簧P1而在Y方向上移动。
如图6A与图6B所示，当自主移动装置200A的电极部212被充电支臂130A的电连接部1322压抵的过程中，电极部212的部分会缩入开口2111(图5)，以让充电支臂130A能够顺利地进入轨道T1，减少卡住的情况发生。
另一方面，如图6C所示，若自主移动装置200A产生偏移量，则两电极部212受电连接部1322的抵压程度不一样，两电极部212缩入开口2111的程度也会不一样。举例来说，由于图6C中靠近图面下方的电极部212受力较多，故电极部212缩入开口2111的部分也较多。如此一来，即使自主移动装置200A与支臂130A之间偏移，支臂130A也能够顺利地进入轨道T1，减少卡住的情况发生。
综上所述，本发明的充电装置包括固定底座、枢轴杆件以及充电支臂。充电支臂能够相对于枢轴杆件旋转，枢轴杆件能够相对于固定底座旋转，而可以增加充电支臂的摆动范围。如此一来，在自主移动装置移动至充电装置的过程中，充电装置可以具有较大的旋转角度，以配合自主移动装置的位置偏移量，使充电装置与自主移动装置顺利对位，且提升充电的稳定性。在一实施例中，固定底座包括弹性变形部，枢轴杆件包括对应于弹性变形部的耳部，弹性变形部能够受耳部的挤压而变形，并产生弹性力。因此，当自主移动装置与充电装置分离时，上述弹性力被释放，以使枢轴杆件可以确实地旋转至原位。在一实施例中，本发明的充电支臂的第二端部呈圆形而使得电连接部具有弧面，而自主移动装置的电极部具有斜面，且电连接部的弧面能够抵接电极部的斜面。这样设计的好处在于，当充电支臂倾斜地进入轨道时，电连接部仍能够顺利地对接于电极部，以减少卡住的情况发生。此外，电极部与对应的壁面之间具有间隙，而使电极部可具有较大的移动裕度。因此，当自主移动装置的电极部被充电支臂的电连接部压抵的过程中，电极部可顺应充电支臂而在XYZ方向上移动，并减少卡住的情况发生。

Claims (12)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：
一固定底座；
一充电支臂，具有相对的一第一端部以及一第二端部；以及
一枢轴杆件，具有一第一部分以及一第二部分，该第一部分枢接于该固定底座，该枢轴杆件适于相对于该固定底座旋转，该第二部分枢接于该第一端部，该充电支臂适于相对于该枢轴杆件旋转。
2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该固定底座还包括至少一弹性变形部，该枢轴杆件包括至少一耳部，该至少一耳部卡合于对应的该至少一弹性变形部，当该枢轴杆件相对于该固定底座旋转时，该至少一耳部挤压该至少一弹性变形部以产生一弹性力，以供该枢轴杆件复位。
3.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该充电支臂的该第一端部与该枢轴杆件的该第二部分的其中一者包括一滑动部，另一者具有一限位槽，该滑动部伸入于该限位槽适于沿该限位槽移动，以限制该充电支臂相对于该枢轴杆件的旋转角度。
4.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该固定底座具有一底板，且包括突出于该底板的一第一轴部，该枢轴杆件的该第一部分通过该第一轴部枢接于该固定底座，该充电支臂的该第一端部包括一第二轴部，该枢轴杆件的该第二部分通过该第二轴部枢接于该充电支臂，该第一轴部的延伸方向平行于该第二轴部的延伸方向。
5.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，该充电支臂包括位于该第二端部的相对两侧壁以及位于该两侧壁的两电连接部。
6.一种充电系统，其特征在于，包括：
一充电装置，包括：
一固定底座；
一枢轴杆件，具有一第一部分以及一第二部分，该第一部分枢接于该固定底座；以及
一充电支臂，具有相对的一第一端部以及一第二端部，该第一端部枢接于该第二部分；以及
一自主移动装置，适于电性连接于该充电支臂，其中
当该自主移动装置对接于该充电支臂的该第二端部的过程中，该充电支臂适于相对于该枢轴杆件旋转，且该枢轴杆件适于相对于该固定底座旋转，以使该充电装置与该自主移动装置对位。
7.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，该充电支臂具有位于该第二端部的相对两侧壁以及位于该两侧壁的两电连接部，该自主移动装置包括相对的两电极模块，该两电极模块构成一轨道，该充电支臂的该第二端部适于伸入该轨道，使各该电极模块分别电性连接于对应的该电连接部。
8.如权利要求7所述的充电系统，其特征在于，各该电极模块还包括一壳座以及一电极部，该壳座包括朝向该轨道的一开口以及环绕出该开口的多个壁面，该电极部可伸缩地配置于该开口，各该电极部与对应的该壁面之间具有多个间隙，当该充电支臂的该第二端部伸入该自主移动装置的该轨道时，该充电支臂的该电连接部抵压该自主移动装置的该电极部，以使所述多个间隙的大小改变。
9.如权利要求8所述的充电系统，其特征在于，该轨道具有一入口端，以让该充电支臂的该第二端部伸入，该电极部具有朝向该入口端的一斜面，该电连接部具有一弧面，该斜面适于抵接该弧面。
10.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，该固定底座还包括环设于该枢轴杆件的一弹性变形部，该枢轴杆件包括对应于该弹性变形部的一耳部，该耳部卡合于该弹性变形部，当该枢轴杆件相对于该固定底座旋转时，该耳部挤压该弹性变形部以产生一弹性力，以供该枢轴杆件复位。
11.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，该充电支臂与该枢轴杆件在朝向于彼此的部位的其中一者包括一滑动部，另一者具有一限位槽，该滑动部伸入于该限位槽，以限制该充电支臂相对于该枢轴杆件的旋转角度。
12.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，该固定底座具有一底板，且包括突出于该底板的一第一轴部，该枢轴杆件的该第一部分通过该第一轴部枢接于该固定底座，该充电支臂的该第一端部包括一第二轴部，该枢轴杆件的该第二部分通过该第二轴部枢接于该充电支臂，该第一轴部的延伸方向平行于该第二轴部的延伸方向。
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