CN114030380B - 一种用于无线充电的随动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于无线充电的随动装置，包括安装在机械臂上的偏转板，偏转板的后侧设有回形板，偏转板穿过回形板与偏转板前侧的浮动板固定连接，无线充电板发射端位于浮动板的前侧，无线充电板发射端在浮动板的四个角所对处分别安装有压弹簧，且压弹簧穿过浮动板后与回形板固定连接；无线充电板发射端的后侧表面中心安装有第一电磁铁；回形板的后侧表面设有驱动回形板前后移动的移动机构。本发明通过控制无线充电板发射端与机械臂之间的硬‑软‑硬连接转换，可解决由于海浪波动等因素对无线充电接收端位置影响的问题，既实现了无线充电板发射端与接收端的完全对接，也实现了后续充电过程中两者之间的随动，满足了特殊场景下的特殊实际需求。

Description

一种用于无线充电的随动装置

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体而言是一种用于无线充电的随动装置。

背景技术

对靠港船舶进行无线充电之前准备过程较为繁琐，首先需要将无线充电发射板移动至船舶接收板附近；若要实现充电板与船接收板在充电过程中的完全贴合，还需要在空间中克服海平面波动及船舶自身停靠位置等因素的影响。若由人工完成此过程，不仅会增加成本，且存在一系列安全隐患，因此有必要设计一种机械装置代替人工完成此过程。

现有的技术为机械臂的前端安装有一个偏转板，然后偏转板可以发生角度偏转，偏转板的前端固定有无线充电板发射端，机械臂带动无线充电板发射端与无线充电板接收端对接。由于船舶本身所处环境的特殊性，其位置受海浪波动程度影响，或多或少都会产生一定的晃动。因此，若要保证无线充电板发射端与接收端在充电过程中的始终贴合，最重要的是需要设计一种可随动装置，使得无线充电发射端能够实现与接收端的随动，才能保证充电过程顺利进行，而现有机械装置无法完全适用于此类特殊场景，满足其特殊需求。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种用于无线充电的随动装置。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于无线充电的随动装置，包括安装在机械臂上的偏转板，偏转板能够发生角度偏转，偏转板的后侧设有回形板，回形板的中心开口与偏转板相匹配，偏转板穿过开口与位于偏转板前侧的浮动板固定连接，无线充电板发射端位于浮动板的前侧，无线充电板发射端在浮动板的四个角所对处分别安装有压弹簧，且压弹簧穿过加工在浮动板上的贯穿孔后与回形板固定连接；无线充电板发射端的后侧表面中心安装有用于吸附浮动板的第一电磁铁；

回形板的后侧表面设有驱动回形板前后移动的移动机构。

无线充电板发射端未与无线充电板接收端对接时，第一电磁铁工作，无线充电板发射端与浮动板吸附固定，且移动机构驱动回形板压紧浮动板；

无线充电板发射端与无线充电板接收端对接时，第一电磁铁停止工作，无线充电板发射端通过压弹簧与浮动板和回形板浮动连接。

无线充电板发射端的四个角处分别安装有对接传感器装置，对接传感器装置包括固定在无线充电板发射端上的支撑杆，前后延伸的滑动轴穿过加工在支撑杆上的滑动孔，并与滑动孔滑动连接，滑动轴的前端与平板固定连接，且平板与支撑杆之间连接有拉弹簧；无线充电板发射端在平板与支撑杆之间固定有止挡，滑动轴的后端安装有第一金属触点，支撑杆的后侧在滑动轴的下方设有与第一金属触点相配合的第二金属触点，平板的前表面安装有用于吸附无线充电板接收端的第二电磁铁。

无线充电板发射端与无线充电板接收端对接时，第二电磁铁工作，第二电磁铁带动滑动轴向前移动，与无线充电板接收端吸附，第一金属触点与第二金属触点断开，第一电磁铁和移动机构工作；

无线充电板发射端与无线充电板接收端未对接时，第二电磁铁不工作，第一金属触点与第二金属触点连接，第一电磁铁和移动机构不工作。

移动机构包括设置在回形板四个角处的滑槽，滑槽内设有与滑槽滑动配合的滑块，滑块通过曲柄与安装在回形板上的电机的输出轴连接。曲柄包括连接部和连接轴，连接轴的一端与连接部固定连接，另一端与滑块固定连接，连接部与电机的输出轴键连接，电机的输出轴与连接轴不同轴，电机在驱动连接部转动的过程中，连接轴围绕电机的输出轴的轴线发生转动，此时驱动滑块在滑槽内滑动的同时挤压滑槽，使滑槽朝向前后方向移动，作为优选的，电机输出轴转动90°时，回形板的运行距离最长，这时需满足回形板挤压浮动板，与浮动板视为一个整体。

中心开口呈矩形，浮动板的背侧固定有四个前后延伸的限位杆，且限位杆的后端穿过中心开口的四个角的内缘处。限位杆保证了回形板只沿前后方向移动，不会沿其他方向移动，需要注意的是本发明中提到的前后是指无线充电板发射端所在平面的轴线方向。

贯穿孔处固定有连接管，压弹簧通过连接管穿过浮动板，连接管的设置可以避免压弹簧在伸长期间弹簧与贯穿孔发生卡住现象。连接管的长度与压弹簧被压缩的距离相匹配，以满足第一电磁铁工作时不会被连接管的长度所影响，而造成不能吸附。

使用状态下：机械臂将无线充电板发射端运送至无线充电板接收端处，在此过程中，控制端控制第一电磁铁工作，将浮动板和无线充电板发射端吸附在一起，同时移动机构工作，将回形板与浮动板进行压紧，在此过程中第二电磁铁不工作，无线充电板发射端、浮动板和回形板可视为一个整体，为刚性连接。无线充电板发射端与接收端对接时，第二电磁铁工作与无线充电板接收端上设置的被吸附结构吸附，此时第二电磁铁向前运动，将滑动轴拉动，之后第一金属触点与第二金属触点断开，控制端接收到此信号，证明无线充电板发射端与接收端完成对接，此时控制端断开第一电磁铁，使其不工作，同时位移机构驱动回形板复位，此时浮动板、回形板与无线充电板发射端为柔性连接，可以随着接收端进行晃动。当充电完成时，第二电磁铁断电，第二电磁铁在拉弹簧的作用下复位，并碰触到止挡，此时第一金属触点和第二金属触点接触，向控制端发送信号，控制端控制第一电磁铁工作，将浮动板和无线充电板发射端吸附在一起，同时移动机构工作，将回形板与浮动板进行压紧，通过机械臂回收无线充电板发射端。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、与现有机械装置相比，本发明所设计随动装置通过控制无线充电板与机械臂之间的硬-软-硬连接转换，可解决由于海浪波动等因素对无线充电接收端位置影响的问题，既实现了无线充电发射端与接收端的完全对接，也实现了后续充电过程中两者之间的随动，满足了特殊场景下的特殊实际需求。

2、此发明将所设计弹性组件用作传感器，不仅适用于本装置，也可灵活运用于其他领域。

3、此装置不仅可手动控制，还可根据实际状况进行自动调整；此外，还可通过改变伺服电机控制方式、弹簧弹力等，满足不同应用情景下对所需随动物体的实际要求。

基于上述理由本发明可在无线充电领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明具体实施方式中一种用于无线充电的随动装置结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中对接传感器装置结构示意图。

图中：1、机械臂；2、偏转板；3、回形板；4、浮动板；5、无线充电板发射端；6、压弹簧；7、第一电磁铁；8、滑槽；9、曲柄；10、电机；11、限位杆；12、连接管；13、支撑杆；14、滑动轴；15、平板；16、拉弹簧；17、止挡；18、第一金属触点；19、第二金属触点；20、第二电磁铁。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～2所示，本发明提供了一种用于无线充电的随动装置，包括安装在机械臂1上的偏转板2，偏转板2能够发生角度偏转，偏转板2的后侧设有回形板3，回形板3的中心开口与偏转板2相匹配，偏转板2穿过开口与位于偏转板2前侧的浮动板4固定连接，无线充电板发射端5位于浮动板4的前侧，无线充电板发射端5在浮动板4的四个角所对处分别安装有压弹簧6，且四个压弹簧6穿过加工在浮动板4上的四个贯穿孔后与回形板3的四个角固定连接；压弹簧6前后延伸，无线充电板发射端5的后侧表面中心安装有用于吸附浮动板4的第一电磁铁7；

回形板3的后侧表面设有驱动回形板3前后移动的移动机构。

移动机构包括设置在回形板3四个角处的滑槽8，滑槽8内设有与滑槽8滑动配合的滑块，滑块通过曲柄9与安装在回形板3上的电机10的输出轴连接。曲柄9包括连接部和连接轴，连接轴的一端与连接部固定连接，另一端与滑块固定连接，连接部与电机10的输出轴键连接，电机10的输出轴和连接轴不同轴，电机10的输出轴在转动的过程中，连接部发生转动，进而连接轴围绕电机10的输出轴的轴线发生转动，此时驱动滑块在滑槽8内滑动的同时挤压滑槽8，使滑槽8朝向前后方向移动，电机10转动90°时，回形板3的运行距离最长，此时回形板3压紧浮动板4，与浮动板4视为一个整体。

中心开口呈矩形，浮动板4的背侧固定有四个前后延伸的限位杆11，且限位杆11的后端穿过中心开口的四个角的内缘处。限位杆11保证了回形板3只沿前后方向移动，不会沿其他方向移动，需要注意的是本实施例中提到的前后是指无线充电板发射端5所在平面的轴线方向。

贯穿孔处固定有连接管12，压弹簧6通过连接管12穿过浮动板4，连接管12的设置可以避免压弹簧6在伸长期间弹簧与贯穿孔发生卡住现象。连接管12的长度与压弹簧6被压缩的极限距离相匹配，以满足第一电磁铁7工作时不会被连接管12的长度所影响，而造成不能吸附。

无线充电板发射端5的四个角处分别安装有对接传感器装置，对接传感器装置包括固定在无线充电板发射端5上的支撑杆13，支撑杆13呈L型，其水平段与无线充电板发射端5固定连接，竖直段呈上下方向的延伸，前后延伸的滑动轴14穿过加工在支撑杆13的竖直段上的滑动孔，并与滑动孔滑动连接，滑动轴14的前端与竖直设置的平板15固定连接，且平板15与支撑杆13的竖直段之间连接有拉弹簧16；无线充电板发射端5在平板15与支撑杆13之间固定有止挡17，止挡17用于限定平板15与支撑杆13之间的最小距离，滑动轴14的后端安装有第一金属触点18，支撑杆13的后侧在滑动轴14的下方设有与第一金属触点18相配合的第二金属触点19，平板15碰触到止挡17时，第一金属触点18与第二金属触点19相接触，平板15的前表面安装有用于吸附无线充电板接收端的第二电磁铁20。第一金属触点18和第二金属触点19为控制电路中的两个连接端，比如当第一金属触点18和第二金属触点19接触时，未对接指示灯亮，同时将信号传输至控制端，控制端选择控制第一电磁铁7工作和移动机构的电机旋转一定角度使回形板3压紧浮动板4，并保持此状态。当第一金属触点18和第二金属触点19断开时，对接完成指示灯亮，同时将信号传输至控制端，控制端选择控制第一电磁铁7不工作和移动机构旋转一定角度使回形板3离开浮动板4。

使用状态下：机械臂1将无线充电板发射端5运送至无线充电板接收端处，在此过程中，控制端控制第一电磁铁7工作，将浮动板4和无线充电板发射端5吸附在一起，同时移动机构工作，将回形板3与浮动板4进行压紧，在此过程中第二电磁铁20不工作，无线充电板发射端5、浮动板4和回形板3可视为一个整体，为刚性连接。无线充电板发射端5与接收端对接时，第二电磁铁20工作与无线充电板接收端上设置的被吸附结构吸附，此时第二电磁铁20被磁力吸附向前运动，将滑动轴14拉动，之后第一金属触点18与第二金属触点19断开，控制端接收到此信号，证明无线充电板发射端5与接收端完成对接，此时控制端断开第一电磁铁7，使其不工作，同时位移机构驱动回形板3复位，此时浮动板4、回形板3与无线充电板发射端5为柔性连接，可以随着接收端进行晃动。当充电完成时，第二电磁铁断20电，平板15和第二电磁铁20在拉弹簧16的作用下复位，并碰触到止挡17，此时第一金属触点18和第二金属触点19接触，向控制端发送信号，控制端控制第一电磁铁7工作，将浮动板4和无线充电板发射端5吸附在一起，同时移动机构工作，将回形板3与浮动板4进行压紧，通过机械臂1回收无线充电板发射端5。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用于无线充电的随动装置，包括安装在机械臂上的偏转板，其特征在于，所述偏转板的后侧设有回形板，所述回形板的中心开口与所述偏转板相匹配，所述偏转板穿过所述开口与位于所述偏转板前侧的浮动板固定连接，无线充电板发射端位于所述浮动板的前侧，所述无线充电板发射端在所述浮动板的四个角所对处分别安装有压弹簧，且所述压弹簧穿过加工在所述浮动板上的贯穿孔后与所述回形板固定连接；所述无线充电板发射端的后侧表面中心安装有用于吸附所述浮动板的第一电磁铁；

所述回形板的后侧表面设有驱动所述回形板前后移动的移动机构；

所述无线充电板发射端的四个角处分别安装有对接传感器装置，所述对接传感器装置包括固定在所述无线充电板发射端上的支撑杆，前后延伸的滑动轴穿过加工在所述支撑杆上的滑动孔，并与所述滑动孔滑动连接，所述滑动轴的前端与平板固定连接，且所述平板与所述支撑杆之间连接有拉弹簧；所述无线充电板发射端在所述平板与所述支撑杆之间固定有止挡，所述滑动轴的后端安装有第一金属触点，所述支撑杆的后侧在所述滑动轴的下方设有与所述第一金属触点相配合的第二金属触点，所述平板的前表面安装有第二电磁铁。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线充电的随动装置，其特征在于，所述移动机构包括设置在所述回形板四个角处的滑槽，所述滑槽内设有与所述滑槽滑动配合的滑块，所述滑块通过曲柄与安装在所述回形板上的电机的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于无线充电的随动装置，其特征在于，所述中心开口呈矩形，所述浮动板的背侧固定有四个前后延伸的限位杆，且所述限位杆的后端穿过所述中心开口的四个角的内缘处。

4.根据权利要求1所述的一种用于无线充电的随动装置，其特征在于，所述贯穿孔处固定有连接管，所述压弹簧通过所述连接管穿过所述浮动板。

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