CN113799631A - 一种智能充电设备及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能充电设备，包括大壳体，所述大壳体内设有充电机模块、充电机构；所述充电机模块通过固定支架固定安装在大壳体内；所述充电机构沿水平第一方向可移动设置在大壳体内，其部分伸出大壳体用于与待充电的AGV车辆连接以供电；所述充电机构上安装有接近开关。当AGV车辆到达充电位置后，充电机构中的充电铜块伸出大壳体，通过接近开关辅助判断充电铜块到位与否，充电机模块发出到位信号，充电机构开始给AGV车辆充电。该接近开关确保了铜块与AGV车体充电接触面的接触可靠性，减小接触电阻从而避免大电流充电中的热损耗风险，可有效延长设备的使用寿命。

Description

一种智能充电设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种移动机器人的智能充电设备及其使用方法，属于机器人充电技术领域。
背景技术
现在仓储无人化越来越成为一种发展趋势，所以搬运型AGV车辆(即为自动导引运输车)在仓储运输中的应用也越来越广泛。AGV车辆以蓄电池作为行驶动力，大多采用自动充电的工作方式；即通过安装在自动引导车上的充电刷板，接触充电桩上的充电电极，进行充电操作。
AGV车辆目前采用的充电方式一般有三种：一是从AGV车辆底部进行充电的方式，这种充电方式的充电桩安装非常不便，需要挖开地面进行布线及安装充电设备；二是从AGV车辆侧面进行充电的方式，常常会造成移动机器人因行驶位置偏差过大，和充电桩产生硬性碰撞，造成机器人本体以及充电装置的损坏，影响机器人的正常工作；三是从AGV车辆顶部进行充电的方式，AGV车辆驶入充电区域时其顶部的充电刷板与充电桩上的充电刷块摩擦至车子停稳开始充电，这种方式对接压力不可控，且由于充电刷块经常摩擦容易造成损坏，长时间使用充电刷块导致其导电面磨损，平面会慢慢磨损成弧面，导致充电接触面积小，过电流不足，大电流长时间充电发热引起安全隐患，而且充电刷块单独设置在充电装置外，集成度较差，额外的线路会导致不必要的线路热损耗，从而有一定的安全隐患以及施工布线繁琐，金属导体裸露在空气中也有安全隐患。
因此，提出了一种智能充电设备及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明目的是：提供一种智能充电设备及其使用方法，集多种功能于一体且体积小安装方便，适用于大部分仓库AGV车辆充电，解决了目前AGV车辆智能充电问题。
本发明的技术方案是：一种智能充电设备，包括大壳体，所述大壳体内设有充电机模块、充电机构；所述充电机模块通过固定支架固定安装在大壳体内；所述充电机构沿水平第一方向可移动设置在大壳体内，其部分伸出大壳体用于与待充电的AGV车辆连接以供电；所述充电机构上安装有接近开关；所述充电机构还包括电驱系统安装托板、平移电驱装置、铜头伸缩L形支架钣金、绝缘板、充电铜块；所述电驱系统安装托板可拆卸式固定安装在大壳体内，所述平移电驱装置安装在电驱系统安装托板上；所述铜头伸缩L形支架钣金固定连接在平移电驱装置；所述充电铜块通过铜块套铸件固定连接在绝缘板上，绝缘板与铜头伸缩L形支架钣金；所述平移电驱装置通过控制铜头伸缩L形支架钣金在水平第一方向平移进而使充电铜块伸出或缩进大壳体。
优选的，所述绝缘板通过L形支架前保护框钣金与所述铜头伸缩L形支架钣金固定连接，所述L形支架前保护框钣金侧方固定连接有接近开关固定支架，用于安装接近开关。
优选的，所述平移电驱装置包括电机、电机驱动盒、滑块、模组滑轨和行程开关；所述模组滑轨的下方通过多个滑轨地脚固定连接在电驱系统安装托板上，所述滑块沿水平第一方向滑动连接在模组滑轨上，所述电机运转带动滑块移动；所述电机驱动盒用于控制电机运行，所述行程开关用于限定滑块的移动行程。
优选的，所述模组滑轨的尾端固定连接有滑轨转角连接件和滑轨转角配件，用于限定滑块的移动初始位置。
优选的，所述充电铜块上设有温度传感器，所述电驱系统安装托板上安装有温控板；当温度传感器检测到充电铜块温度超过限定值时，将信号发送给温控板，温控板向充电机模块发出过温信号，CPU控制停止充电，并驱动平移电驱装置收回充电铜块，待充电铜块温度恢复后再次启动充电。
优选的，所述大壳体侧方开设有大壳体门和胶木门板；所述大壳体门位于水平第一方向的后侧；所述胶木门板位于水平第一方向的前侧，其采用绝缘材质；当充电铜块伸出大壳体时胶木门板打开，当充电铜块缩回大壳体内时胶木门板关闭。
优选的，所述大壳体上还安装有电源连接器和锁紧防水接头，用于与外部电源线连接。
优选的，所述大壳体的顶部还安装有无线盒。
一种如上述智能充电装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤100、AGV车辆需要充电；
步骤200、AGV车辆到达智能充电装置的充电位置；
步骤300、AGV车辆向智能充电装置发送车辆到位信号；
步骤400、智能充电装置上充电机构的充电铜块伸出；
步骤500、充电铜块伸出到位，充电机构发出充电铜块到位信号；
步骤600、AGV车辆发出允许充电信号，AGV车辆的充电刷板吸合充电铜块；
步骤700、智能充电装置检测到AGV车辆的电池电压，接受AGV车辆充电需求，并根据AGV车辆的指令要求，输出对应要求数据；
步骤800、智能充电装置开始给AGV车辆充电；
步骤900、AGV车辆报错并发出停止充电指令或者电池已经充满；
步骤1000、智能充电装置停止充电，并收回充电铜块；
步骤1100、AGV车辆智能充电装置开始工作。
优选的，AGV车辆报错包括充电铜块表面温度超过限定值、AGV车辆的电池电压异常、充电铜块与AGV车辆的充电刷板未接触或接触未到位。
优选的，AGV车辆因充电铜块表面温度超过限定值报错并发出停止充电指令后，智能充电装置停止充电，并收回充电铜块，待充电铜块表面温度恢复后再次启动步骤300。
本发明的优点是：
1、该设备将充电机构集成于充电设备大壳体内部，可以保护充电铜块。
2、当AGV车辆到达充电位置后，充电机构中的充电铜块伸出大壳体，通过接近开关辅助判断充电铜块到位与否，充电机模块发出到位信号，充电机构开始给AGV车辆充电；接近开关确保了铜块与AGV车体充电接触面的接触可靠性，减小接触电阻从而避免大电流充电中的热损耗风险，可有效延长设备的使用寿命。
3、设置温度传感器，监控大电流运行时充电铜块的表面温度，当温度传感器检测到充电铜块温度超过限定值时，将信号发送给温控板，温控板向充电机模块发出过温信号，CPU控制停止充电，并驱动平移电驱装置收回充电铜块，待充电铜块温度恢复后再次启动充电，可有效避免安全隐患。
4、由于电驱系统安装托板可拆卸式固定安装在大壳体内，使得整个充电机构可从设备中拆出。如果AGV车辆运行中供电系统突然断电，无法行驶到智能充电设备处充电，可打开大壳体门，将充电机构可从设备中拆出，手提到 AGV车辆处进行人工干预充电，这样无需在现场配备专用的手动充电设备。
5、该智能充电装置的使用方法，操作简单，可安全有效的给AGV车辆进行充电。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构爆炸示意图；
图2为本发明中充电机构的结构爆炸示意图；
图3为具体实施例中智能充电装置的充电机构充电状态结构示意图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为具体实施例的智能充电装置的工作流程图；
其中：1、大壳体；1-1、大壳体门；1-2、胶木门板；1-3、合页；1-4、电源连接器；1-5、锁紧防水接头；2、充电机模块；3、接近开关；4、电驱系统安装托板；5、平移电驱装置；51、电机；52、电机驱动盒；53、滑块；54、模组滑轨；55、滑轨地脚；56、滑轨转角连接件；57、滑轨转角配件；6、铜头伸缩L形支架钣金；6-1、L形支架前保护框钣金；6-2、接近开关固定支架； 7、绝缘板；8、充电铜块；9、铜块套铸件；10、温控板；11、空气开关；12、无线盒。
具体实施方式
现在结合附图，对本发明作进一步阐述。(下文中，关于方位，是基于充电铜块伸缩方向而定的，其中“前”指的是充电铜块伸出的方向，“后”指的是充电铜块缩回的方向)。
本发明的一种智能充电设备，如附图1-4所示，包括大壳体1，所述大壳体1内设有充电机模块2、充电机构；所述充电机模块2通过固定支架固定安装在大壳体1内；所述充电机构沿水平第一方向可移动设置在大壳体1内，其部分伸出大壳体1用于与待充电的AGV车辆连接以供电；所述充电机构上安装有接近开关3。所述充电机构还包括电驱系统安装托板4、平移电驱装置5、铜头伸缩L形支架钣金6、绝缘板7、充电铜块8；所述电驱系统安装托板4可拆卸式固定安装在大壳体1内，所述平移电驱装置5安装在电驱系统安装托板 4上；所述铜头伸缩L形支架钣金6固定连接在平移电驱装置5；所述充电铜块8通过铜块套铸件9固定连接在绝缘板7上，绝缘板7与铜头伸缩L形支架钣金6；所述平移电驱装置5通过控制铜头伸缩L形支架钣金6在水平第一方向平移进而使充电铜块8伸出或缩进大壳体1。所述绝缘板7通过L形支架前保护框钣金6-1与所述铜头伸缩L形支架钣金6固定连接，所述L形支架前保护框钣金6-1侧方固定连接有接近开关固定支架6-2，用于安装接近开关3。该设备将充电机构集成于充电设备大壳体内部，可以保护充电铜块，当AGV车辆到达充电位置后，充电机构中的充电铜块8伸出大壳体1，通过接近开关3 辅助判断充电铜块8到位与否，充电机模块发出到位信号，充电机构开始给 AGV车辆充电；该接近开关确保了充电铜块与AGV车体充电接触面的接触可靠性，减小接触电阻从而避免大电流充电中的热损耗风险，可有效延长设备的使用寿命。由于电驱系统安装托板可拆卸式固定安装在大壳体内，使得整个充电机构可从设备中拆出。如果AGV车辆运行中供电系统突然断电，无法行驶到智能充电设备处充电，可打开大壳体门，将充电机构可从设备中拆出，手提到AGV车辆处进行人工干预充电，这样无需在现场配备专用的手动充电设备。
对上述技术方案进一步的说明，所述平移电驱装置5包括电机51、电机驱动盒52、滑块53、模组滑轨54和行程开关；所述模组滑轨54的下方通过多个滑轨地脚55固定连接在电驱系统安装托板4上，所述滑块53沿水平第一方向滑动连接在模组滑轨54上，所述电机51运转带动滑块53移动；所述电机驱动盒52用于控制电机运行，所述行程开关用于限定滑块53的移动行程。所述模组滑轨54的尾端固定连接有滑轨转角连接件56和滑轨转角配件57，用于限定滑块53的移动初始位置。该平移电驱装置中行程开关、滑轨转角连接件 56和滑轨转角配件57的结构设计，确保了充电铜块8恒定的伸缩行程，进而保证了充电铜块8和AGV车辆充电端的接触力恒定，可有效延长充电设备的使用寿命。
对上述技术方案进一步的说明，所述充电铜块8上设有温度传感器，所述电驱系统安装托板4上安装有温控板10，当温度传感器检测到充电铜块8温度超过限定值时，将信号发送给温控板10，温控板10向充电机模块2发出过温信号，CPU控制停止充电，并驱动平移电驱装置5收回充电铜块8，待充电铜块8温度恢复后再次启动充电，可有效避免安全隐患。
对上述技术方案进一步的说明，所述大壳体1侧方开设有大壳体门1-1和胶木门板1-2；所述大壳体门1-1位于水平第一方向的后侧；所述胶木门板1-2 位于水平第一方向的前侧，其采用绝缘材质；所述胶木门板1-2通过合页1-3 铰接在大壳体1上。当充电铜块8伸出大壳体1时胶木门板1-2被动推开，当充电铜块8缩回大壳体1内时胶木门板1-2在合页1-3的回弹力作用下自动关闭。该结构可有效保护充电铜块8，避免在不充电时灰尘进入充电铜块8的内部，从而降低长时间使用后在对AGV车辆充电时接触不良的概率。
进一步的说明，所述大壳体1上还安装有电源连接器1-4和锁紧防水接头 1-5，用于与外部电源线连接，方便安装及接线。
进一步的说明，所述大壳体1的顶部还安装有无线盒12，用于无线信号的收发。
进一步的说明，所述电驱系统安装托板4上安装有空气开关11，所述空气开关11用于设备检修的时候断电，设计非常人性化，便于设备后期维护。
本发明的智能充电装置，主要用于无人化仓储中搬运型AGV车辆的智能充电。该AGV智能充电设备，在AGV车辆靠近充电时，电机51带动滑块53沿模组滑轨54水平移动带动充电铜块8从胶木门板1-2处伸出，与待充电的AGV 车辆连接以供电，等AGV车辆充电完毕，电机51反转带动充电铜块8缩回至初始位置，胶木门板1-2自动关闭。
上述具体实施例所述的智能充电装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤100)、AGV车辆需要充电；
步骤200)、AGV车辆到达智能充电装置的充电位置；
步骤300)、AGV车辆向智能充电装置发送车辆到位信号；
步骤400)、智能充电装置上充电机构的充电铜块8伸出；
步骤500)、充电铜块8伸出到位，充电机构发出充电铜块8到位信号；
步骤600、AGV车辆中电池的BMS系统发出允许充电信号，并且AGV车辆的充电刷板吸合智能充电装置上的充电铜块8；
步骤700、智能充电装置检测到AGV车辆的电池电压，接受AGV车辆中电池的BMS系统的充电需求，并根据AGV车辆的指令要求，输出对应要求数据；
步骤800)、智能充电装置开始给AGV车辆充电；
步骤900)、AGV车辆报错并发出停止充电指令或者电池已经充满；所述AGV车辆报错包括充电铜块(8)表面温度超过限定值、AGV车辆的电池电压异常、充电铜块8与AGV车辆的充电刷板未接触或接触未到位等。如果AGV 车辆因充电铜块表面温度超过限定值报错并发出停止充电指令后，充电铜块缩回，待充电铜块表面温度恢复后再次启动步骤300，继续进行充电直至电池充满。如果是其他报错并发出停止充电指令后，及时人工干预维护，待修正问题后再次启动步骤300，继续进行充电直至电池充满。
步骤1000)、智能充电装置停止充电，并收回充电铜块8；
步骤1100)、AGV车辆智能充电装置开始工作。
该智能充电装置的使用方法，操作简单，可安全有效的给AGV车辆进行充电。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种智能充电设备，包括大壳体(1)，其特征在于：所述大壳体(1)内设有充电机模块(2)、充电机构；所述充电机模块(2)通过固定支架固定安装在大壳体(1)内；所述充电机构沿水平第一方向可移动设置在大壳体(1)内，其部分伸出大壳体(1)用于与待充电的AGV车辆连接以供电；所述充电机构上安装有接近开关(3)；
所述充电机构还包括电驱系统安装托板(4)、平移电驱装置(5)、铜头伸缩L形支架钣金(6)、绝缘板(7)、充电铜块(8)；所述电驱系统安装托板(4)可拆卸式固定安装在大壳体(1)内，所述平移电驱装置(5)安装在电驱系统安装托板(4)上；所述铜头伸缩L形支架钣金(6)固定连接在平移电驱装置(5)；所述充电铜块(8)通过铜块套铸件(9)固定连接在绝缘板(7)上，绝缘板(7)与铜头伸缩L形支架钣金(6)；所述平移电驱装置(5)通过控制铜头伸缩L形支架钣金(6)在水平第一方向平移进而使充电铜块(8)伸出或缩进大壳体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述绝缘板(7)通过L形支架前保护框钣金(6-1)与所述铜头伸缩L形支架钣金(6)固定连接，所述L形支架前保护框钣金(6-1)侧方固定连接有接近开关固定支架(6-2)，用于安装接近开关(3)。
3.根据权利要求1所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述平移电驱装置(5)包括电机(51)、电机驱动盒(52)、滑块(53)、模组滑轨(54)和行程开关；所述模组滑轨(54)的下方通过多个滑轨地脚(55)固定连接在电驱系统安装托板(4)上，所述滑块(53)沿水平第一方向滑动连接在模组滑轨(54)上，所述电机(51)运转带动滑块(53)移动；所述电机驱动盒(52)用于控制电机运行，所述行程开关用于限定滑块(53)的移动行程。
4.根据权利要求3所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述模组滑轨(54)的尾端固定连接有滑轨转角连接件(56)和滑轨转角配件(57)，用于限定滑块(53)的移动初始位置。
5.根据权利要求4所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述充电铜块(8)上设有温度传感器，所述电驱系统安装托板(4)上安装有温控板(10)；当温度传感器检测到充电铜块(8)温度超过限定值时，将信号发送给温控板(10)，温控板(10)向充电机模块(2)发出过温信号，CPU控制停止充电，并驱动平移电驱装置(5)收回充电铜块(8)，待充电铜块(8)温度恢复后再次启动充电。
6.根据权利要求1所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述大壳体(1)侧方开设有大壳体门(1-1)和胶木门板(1-2)；所述大壳体门(1-1)位于水平第一方向的后侧；所述胶木门板(1-2)位于水平第一方向的前侧，其采用绝缘材质；当充电铜块(8)伸出大壳体(1)时胶木门板(1-2)打开，当充电铜块(8)缩回大壳体(1)内时胶木门板(1-2)关闭。
7.根据权利要求1所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述大壳体(1)上还安装有电源连接器(1-4)和锁紧防水接头(1-5)，用于与外部电源线连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能充电设备，其特征在于：所述大壳体(1)的顶部还安装有无线盒(12)。
9.一种如权利要求1所述的智能充电装置的使用方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤100、AGV车辆需要充电；
步骤200、AGV车辆到达智能充电装置的充电位置；
步骤300、AGV车辆向智能充电装置发送车辆到位信号；
步骤400、智能充电装置上充电机构的充电铜块(8)伸出；
步骤500、充电铜块(8)伸出到位，充电机构发出充电铜块(8)到位信号；
步骤600、AGV车辆发出允许充电信号，AGV车辆的充电刷板吸合充电铜块(8)；
步骤700、智能充电装置检测到AGV车辆的电池电压，接受AGV车辆充电需求，并根据AGV车辆的指令要求，输出对应要求数据；
步骤800、智能充电装置开始给AGV车辆充电；
步骤900、AGV车辆报错并发出停止充电指令或者电池已经充满；
步骤1000、智能充电装置停止充电，并收回充电铜块(8)；
步骤1100、AGV车辆智能充电装置开始工作。
10.根据权利要求9所述的一种智能充电装置的使用方法，其特征在于：步骤900中的AGV车辆报错包括充电铜块(8)表面温度超过限定值、AGV车辆的电池电压异常、充电铜块(8)与AGV车辆的充电刷板未接触或接触未到位。
11.根据权利要求10所述的一种智能充电装置的使用方法，其特征在于：AGV车辆因充电铜块(8)表面温度超过限定值报错并发出停止充电指令后，智能充电装置停止充电，并收回充电铜块，待充电铜块(8)表面温度恢复后再次启动步骤300。
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