CN113507005A - 一种巡检机器人充电房及巡检机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巡检机器人充电房，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座及左电极探头；所述右充电桩包括右电源基座及右电极探头；所述左电极探头及所述右电极探头为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头及所述右电极探头分别与对应的充电电极电连接。本发明利用了具有弹性的外延式电极探头，不需要巡检机器人与充电桩之间复杂的定位对准，大大提高了巡检机器人的对准成功率及充电效率。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的巡检机器人。

Description

一种巡检机器人充电房及巡检机器人
技术领域
本发明涉及自动机器人领域，特别是涉及一种巡检机器人充电房及巡检机器人。
背景技术
随着机器人技术与人工智能技术的发展，无人巡检机器人开始获得广泛应用，如数据机房巡检、配电房巡检、变电站巡检、园区巡检等。为了真正实现无人化巡检，需要为机器人设计自动充电装置，解决其续航问题。
当前，室内外移动机器人自动充电大都采用定位对准算法使机器人主动寻找对准固定充电装置的方式来完成自主充电。通常，该种方式下的充电装置有两个相邻的接触点，相应地，机器人端也有两个外露的接触点。对于室内机器人来说，该种充电方式简单便捷，也不存在大的安全隐患。但是，对于室外机器人，则需要考虑雨雪等各种天气情况。考虑到安全及防水等问题，通常为机器人充电桩配置一个小体积充电房，这种充电房一般面积很小，基本上仅够容纳一台机器人和充电桩。因此，机器人在充电房里没有足够的运动空间来实现复杂的定位对准过程，导致充电对准缓慢，效率低，且对准失败率高。
综上所述，如何提高室外巡检机器人自主充电的效率及对准成功率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种巡检机器人充电房及巡检机器人，以解决现有技术中室外自动巡检机器人充电对准难的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种巡检机器人充电房，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座及左电极探头；所述右充电桩包括右电源基座及右电极探头；
所述左电极探头及所述右电极探头为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；
所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头及所述右电极探头分别与对应的充电电极电连接。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距小于所述巡检机器人的宽度。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头包括左导电探针及左导电弹簧，所述右电极探头包括右导电探针及右导电弹簧；
所述左导电探针通过所述左导电弹簧连接于所述左电源基座，所述右导电探针通过所述右导电弹簧连接于所述右电源基座。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头及所述右电极探头为条状电极片。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头及所述右电极探头表面设置有绝缘保护层。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头及所述右电极探头位于同一直线上。
可选地，在所述的巡检机器人充电房中，所述左电极探头及所述右电极探头的延伸方向与所述巡检机器人的行进方向垂直。
一种巡检机器人，所述巡检机器人的充电正极及充电负极分别设置于机身的左右两侧；
所述充电正极及所述充电负极用于分别与巡检机器人充电房对应的电极探头电连接。
可选地，在所述的巡检机器人中，所述充电正极和/或所述充电负极为长轴水平的矩形电极。
可选地，在所述的巡检机器人中，所述矩形电极的长轴长度的范围为10厘米至30厘米；所述矩形电极的短轴长度的范围为1.5厘米至2厘米，包括端点值。
本发明所提供的巡检机器人充电房，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座及左电极探头；所述右充电桩包括右电源基座及右电极探头；所述左电极探头及所述右电极探头为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头及所述右电极探头分别与对应的充电电极电连接。
本发明利用了具有弹性的外延式电极探头，当巡检机器人驶入充电房时，由于两个电极探头之间的空隙宽度不超过巡检机器人的宽度，因此巡检机器人的左右两侧均会接触到对应的电极探头，而又因为左电极探头及右电极探头均为弹性导电探头，因此两电极探头会紧贴住巡检机器人的侧面，与位于侧面的充电电极接触，实现电连接，并进一步对巡检机器人充电，不难看出，本发明的方法相比有现有技术中通过金属点状电极实现电连接，不需要巡检机器人与充电桩之间复杂的定位对准，大大提高了巡检机器人的对准成功率及充电效率。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的巡检机器人。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本发明提供的巡检机器人充电房的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明提供的巡检机器人充电房的另一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本发明提供的巡检机器人充电房的又一种具体实施方式的局部结构示意图；
图4为本发明提供的巡检机器人的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种巡检机器人充电房，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座11及左电极探头12；所述右充电桩包括右电源基座21及右电极探头22；
所述左电极探头12及所述右电极探头22为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；
所述左电极探头12及所述右电极探头22相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头12及所述右电极探头22分别与对应的充电电极电连接。
本发明中的充电电极，指所述巡检机器人的充电正极100及充电负极200，电极探头指所述左电极探头12和/或右电极探头22，下文中也相同，之后不在赘述。
优选地，由于需要所述左电极探头12及所述右电极探头22与所述充电电极电连接，则所述左电极探头12及所述右电极探头22为水平探头，且与所述充电电极高度一致。当然，也可设置倾斜的充电探头，巡检机器人上的充电电极位置也随之调整。
优选地，所述左电极探头12及所述右电极探头22相互靠近的两端的间距小于所述巡检机器人的宽度，以保证所述巡检机器人与电极探头接触后，电极探头会发生弹性形变抵住所述巡检机器人，使两者之间的电连接更可靠。
可选地，所述左电极探头12及所述右电极探头22位于同一直线上，方便安装。
另外，所述左电极探头12及所述右电极探头22的延伸方向与所述巡检机器人的行进方向垂直，使所述左电极探头12及所述右电极探头22与所述巡检机器人的接触角度相同，使两者之间的电连接更可靠，工作稳定性进一步提升。
本发明中的电极探头只要满足延伸长度及弹性特点，其具体结构并不做限定，可为通过弹簧固定的导电探针，或弹性金属薄片，或其他类似的结构。
更进一步地，可在电极探头上做加工处理，如表面绝缘或抗氧化涂层等。
机器人充电时驶入充电房，由于电极探头高度与车身充电电极一致，不需要精确定位便可自动接触到车身充电电极片，实现充电。由于车身两侧电极片面积较大，为电极探头对准车身电极片预留了足够的容差量，降低了机器人与充电电极配合精度要求，所以不需要机器人复杂运动来实现精准定位，极大简化了机器人充电对准运动控制，保证了整个充电过程简单且高效。
本发明所提供的巡检机器人充电房，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座11及左电极探头12；所述右充电桩包括右电源基座21及右电极探头22；所述左电极探头12及所述右电极探头22为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；所述左电极探头12及所述右电极探头22相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头12及所述右电极探头22分别与对应的充电电极电连接。本发明利用了具有弹性的外延式电极探头，当巡检机器人驶入充电房时，由于两个电极探头之间的空隙宽度不超过巡检机器人的宽度，因此巡检机器人的左右两侧均会接触到对应的电极探头，而又因为左电极探头12及右电极探头22均为弹性导电探头，因此两电极探头会紧贴住巡检机器人的侧面，与位于侧面的充电电极接触，实现电连接，并进一步对巡检机器人充电，不难看出，本发明的方法相比有现有技术中通过金属点状电极实现电连接，不需要巡检机器人与充电桩之间复杂的定位对准，大大提高了巡检机器人的对准成功率及充电效率。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述充电房的电极探头结构做改进，得到具体实施方式二，其结构示意图如图2所示，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座11及左电极探头12；所述右充电桩包括右电源基座21及右电极探头22；
所述左电极探头12及所述右电极探头22为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；
所述左电极探头12及所述右电极探头22相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头12及所述右电极探头22分别与对应的充电电极电连接；
所述左电极探头12包括左导电探针15及左导电弹簧14，所述右电极探头22包括右导电探针25及右导电弹簧24；
所述左导电探针15通过所述左导电弹簧14连接于所述左电源基座11，所述右导电探针25通过所述右导电弹簧24连接于所述右电源基座21。
图2中的所述右电源基座11与所述左电源基座21的形状不同，这是因为所述右电源基座11中设置有电源转换器，经过电源转换器调制后的电压及电流才适合对巡检机器人进行充电。另外，图2中的充电正极100与所述左导电探针14相接触，充电负极200与所述右导电探针24相接触，而在实际使用中也可以将上述正负极与左右边的对应关系反过来所述左充电桩与所述右充电桩通过图中的充电导线连接。
本具体实施方式中将电极探头的结构进一步限定，即将电极探头分为导电探针及导电弹簧两部分，一般情况下导电探针为刚性探针，而弹性功能通过导电弹簧实现，相比其他结构，弹簧的耐久性更好，更不容易因疲劳失去弹性，使用寿命更长，且可通过替换导电探针的方式，对两个电极探头的间距及电极探头与巡检机器人的接触面做调整，更具泛用性。
本具体实施方式中的导电探针，可为细长的棍状探针，也可为金属帽状探针，可根据实际需求做调整。当然，本发明中的电极探头的结构也不止本具体实施方式中的一种，可根据实际情况做变动。
在具体实施方式一的基础上，进一步从不同方向对电极探头做改进，得到具体实施方式三，其局部结构示意图如图3所示，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座11及左电极探头12；所述右充电桩包括右电源基座21及右电极探头22；
所述左电极探头12及所述右电极探头22为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；
所述左电极探头12及所述右电极探头22相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头12及所述右电极探头22分别与对应的充电电极电连接；
所述左电极探头12及所述右电极探头22为条状电极片；
所述左电极探头12及所述右电极探头22表面设置有绝缘保护层13。
本具体实施方式中，选用了与具体实施方式二中结构不同的电极探头，即条状电极片，且在电极探头表面增设了绝缘保护层13，避免工作人员误触导致发生安全事故，条状电极片工艺简单成本低廉，弹性、延展性均较好，适合作为本发明中的电极探头。
图3中仅以所述左充电桩为例，所述绝缘保护层13并未完全包裹所述左电极探头12，而是使所述左电极探头12暴露在外，方便与对应的充电电极电连接。
所述绝缘保护层13可更进一步地选用质密的绝缘层，在绝缘的同时隔绝电极探头与外界氧气及雪水等的接触，防止锈蚀，进一步延长器件使用寿命。
当然，所述绝缘保护层13也可应用于其他结构的电极探头表面。
本发明同时还提供了一种巡检机器人，其结构示意图如图4所示，称其为具体实施方式四，所述巡检机器人的充电正极100及充电负极200分别设置于机身的左右两侧；
所述充电正极100及所述充电负极200用于分别与巡检机器人充电房对应的电极探头电连接。
在现有技术中，除了前文中提及的室外充电房空间狭小难以调整机器人位置造成对准困难外，还由于车体上充电电极距离过近，巡检时雨雪落在电极附近，会使机器人返回充电室充电时导致短路，存在安全隐患。
本具体实施方式通过将巡检机器人的两个充电电极(即所述充电电极及所述充电负极200)分别设置在机器人机身的左右两侧，从空间上断绝了雨水将两者电连接的可能，因此，即便机器人室外巡检后雨雪残留在机体，也不会出现短路的问题，可以很好地保证整个充电过程安全无隐患，避免了短路事故的发生。
图4中只显示了所述巡检机器人的一侧表面，因此只能展示所述充电正极100，另一侧面与本侧面对称，所述充电负极200在垂直于纸面的方向上的投影与所述充电正极200重叠。
作为一种优选实施方案，所述充电正极100和/或所述充电负极200为长轴水平的矩形电极。所述矩形电极的长轴水平，则所述巡检机器人在与前文中所述的巡检机器人充电房配合使用的时候，可进一步降低巡检机器人的充电对准性的需求，所述巡检机器人稍微靠前或稍微靠后都能保证两充电电极与充电房的电极探头电连接。
更进一步地，所述矩形电极的长轴长度的范围为10厘米至30厘米，包括端点值，如10.0厘米、25.3厘米或30.0厘米中任一个；所述矩形电极的短轴长度的范围为1.5厘米至2厘米，包括端点值，如1.50厘米、1.94厘米或2.00厘米中任一个。上述参数范围是经过大量理论计算与实际检验的优选值，当然，也可根据实际情况做相应调整。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的巡检机器人充电房及巡检机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种巡检机器人充电房，其特征在于，包括左充电桩及右充电桩，所述左充电桩包括左电源基座及左电极探头；所述右充电桩包括右电源基座及右电极探头；
所述左电极探头及所述右电极探头为一端连接于对应的充电桩，另一端向所述充电房中部延伸的弹性导电探头；
所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距不超过巡检机器人的宽度，当所述巡检机器人驶入所述充电房时，所述左电极探头及所述右电极探头分别与对应的充电电极电连接。
2.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头及所述右电极探头相互靠近的两端的间距小于所述巡检机器人的宽度。
3.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头包括左导电探针及左导电弹簧，所述右电极探头包括右导电探针及右导电弹簧；
所述左导电探针通过所述左导电弹簧连接于所述左电源基座，所述右导电探针通过所述右导电弹簧连接于所述右电源基座。
4.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头及所述右电极探头为条状电极片。
5.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头及所述右电极探头表面设置有绝缘保护层。
6.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头及所述右电极探头位于同一直线上。
7.如权利要求1所述的巡检机器人充电房，其特征在于，所述左电极探头及所述右电极探头的延伸方向与所述巡检机器人的行进方向垂直。
8.一种巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人的充电正极及充电负极分别设置于机身的左右两侧；
所述充电正极及所述充电负极用于分别与巡检机器人充电房对应的电极探头电连接。
9.如权利要求8所述的巡检机器人，其特征在于，所述充电正极和/或所述充电负极为长轴水平的矩形电极。
10.如权利要求9所述的巡检机器人，其特征在于，所述矩形电极的长轴长度的范围为10厘米至30厘米；所述矩形电极的短轴长度的范围为1.5厘米至2厘米，包括端点值。
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