CN114919434A - 一种带避障功能的移动充电机器人 - Google Patents

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CN114919434A CN202210660587.3A CN202210660587A CN114919434A CN 114919434 A CN114919434 A CN 114919434A CN 202210660587 A CN202210660587 A CN 202210660587A CN 114919434 A CN114919434 A CN 114919434A
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吴桐琳
吴爱民
谭颜东
郭江寒
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Abstract

本发明公开了一种带避障功能的移动充电机器人，属于充电机器人技术领域，包括机器人本体，所述机器人本体安装在密封防撞壳体内部，密封防撞壳体的顶端一侧嵌入安装有显示面板，所述密封防撞壳体的一端部垂直阵列排布设有若干个充电口，所述充电口包括收纳腔体,收纳腔体的内部安装有可以伸缩的充电头，充电口的外侧安装有防护组件。本发明可以对完成充电操作的充电头进行遮挡，实现密封状态，从而对充电头和密封防撞壳体内部的电路结构进行防护，减少外界环境对密封防撞壳体内部结构的破坏，延长结构的使用寿命，并且提高不使用时密封防撞壳体的安全性。

Description

一种带避障功能的移动充电机器人
技术领域
本发明涉及充电机器人技术领域，尤其涉及一种带避障功能的移动充电机器人。
背景技术
随着全球污染的不断扩大，越来越多的人希望开发出新的污染性低的能源，并以此新能源为基础发展新能源车辆，新能源电动汽车是将电源的电能转化为机械能，由于新能源电动车使用的是电池，利用电池的电量实现续航，因此，相较于燃油汽车，充电速度慢、充电不方便成了新能源电动车需要攻克的技术难题。
专利申请公布号CN112467849A的发明专利公开了一种智能机器人移动充电座，包括主体机构、充电机构、固定机构、卡杆、滑板、卡块、固定杆、固定板、压簧、卡槽和卷收机构。本发明的有益效果是：卡块连接于充电机构，卡杆滑动于主体机构内部设有的卡槽部位，压簧套接于卡杆侧壁且两端分别固定于主体机构和固定板，固定板安装于卡杆侧壁，卡杆滑动于固定杆侧壁，滑板一端固定于卡杆且另一端滑动连接于主体机构内壁，卡块随充电机构转动并卡入卡槽处对卡杆端部进行挤压，进而使卡杆带动固定板滑动时压簧拉伸，进而使卡杆顺着固定杆滑动时滑板在主体机构内部滑动，进而使卡块卡好后卡杆在压簧反作用力下滑入卡块内壁，从而在便于对机器人充电的同时也便于对卡块进行固定限位。
专利申请公布号CN113258639A的发明专利公开了一种移动充电机器人，涉及充电机器人技术领域。该移动充电机器人包括移动主体和换热柜；移动主体包括壳体，以及分别设置于壳体内的电池模组与液冷系统，液冷系统与电池模组配合，用于为电池模组降温，液冷系统包括第一接头；换热柜包括柜体和设置于柜体内的换热系统，换热系统包括第二接头；其中，在移动主体需要换热时，移动主体通过第一接头与第二接头连通，以通过换热柜中的换热系统为液冷系统中的冷媒进行换热。该移动充电机器人能够提高充电机器人的冷却降温效果，且能够满足充电机器人移动灵活的要求
但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，虽然可以利用移动式的充电座对车辆进行充电，但是充电口位置往往是开放式设置，而由于充电口附近结构多为电路电气结构，容易受到外界环境因素干扰，减少结构的使用寿命。为此，我们提出了一种带避障功能的移动充电机器人来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种带避障功能的移动充电机器人，通过防护组件，对充电头和密封防撞壳体内部的电路结构进行防护，减少外界环境对密封防撞壳体内部结构的破坏，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种带避障功能的移动充电机器人，包括机器人本体，所述机器人本体之中安装有控制系统，所述控制系统包括用于进行信号处理的单片机、识别道路情况的识别模块、在道路运行的避障让行模块、用于安装启停控制系统的人机交互界面、对目标车辆进行充电的充电模块、反馈机器人本体工作状态的反馈模块和更新控制系统的更新模块，所述识别模块、避障让行模块、人机交互界面、充电模块、反馈模块和更新模块均与单片机相连接。
在一个优选地实施方式中，所述识别模块包括用以拍摄并采集道路信息和车辆信息的视频采集发送单元、对数据进行处理并分析的视频数据处理单元和控制机器人本体机械结构的机械控制单元。
在一个优选地实施方式中，所述避障让行模块包括驱动机器人本体对障碍物进行避让的避障单元、驱动机器人本体停止的紧急停车单元和驱动机器人本体泊车进入维护舱的自动泊车单元。
在一个优选地实施方式中，所述充电模块包括识别车辆充电时电池电量状态的状态感知单元、驱动机器人本体打开充电口的执行机构单元和启动电池对车辆进行充电的充电单元。
在一个优选地实施方式中，所述机器人本体安装在密封防撞壳体内部，密封防撞壳体的顶端一侧嵌入安装有显示面板，所述密封防撞壳体的一端部垂直阵列排布设有若干个充电口，所述充电口包括收纳腔体,收纳腔体的内部安装有可以伸缩的充电头，充电口的外侧安装有防护组件。
在一个优选地实施方式中，所述收纳腔体的下方开设有弧形槽,防护组件安装在弧形槽内部。
在一个优选地实施方式中，所述防护组件包括外挡板，外挡板的顶端中部位置处安装固定块,固定块的中部贯穿设有连接转轴,连接转轴的良好端部均通过轴承与弧形槽的内侧壁转动连接，所述连接转轴的外部位于固定块两侧的位置堆成套设支撑卷簧,支撑卷簧的一端部与固定块的侧壁固定连接，支撑卷簧的另一端部与弧形槽的内侧壁固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述外挡板的外侧壁安装有斜撑块,斜撑块的一端部与固定块的侧壁固定连接，所述斜撑块的端部与弧形槽的内侧壁之间通过第一复位弹簧相连接。
在一个优选地实施方式中，所述外挡板的顶端固定连接挤压块，所述收纳腔体的内顶壁对应挤压块的位置处开设有收纳槽,挤压块收纳在收纳槽内部。
在一个优选地实施方式中，所述收纳槽的内顶壁上等距开设有若干个收纳孔，收纳孔的内部安装有外套筒,外套筒中空设置，滑动杆的一端部在外套筒的内部滑动，滑动杆的另一端部连接接触块,外套筒的外部套设第二复位弹簧,第二复位弹簧的一端部与接触块固定连接，第二复位弹簧的另一端部与收纳孔的内顶壁相连接，所述外挡板的顶端对应接触块的位置处开设有限位槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过本发明设计的整体结构，与现有技术相比，使充电集机器人可以自动寻找需要充电的新能源电动车，并且在移动的过程中，可以自行识别路面障碍，从而到达指定新能源电动车的位置，并对指定的车辆进行充电操作。
2、通过设置控制系统，利用视频采集发送单元进行路面情况的信息采集和识别处理，并将数据传递至单片机内部，通过避障让行模块进行与之对应的操作，当遇到路边障碍时可以通过避障单元来进行避让操作，绕过路面障碍；遇到特殊情况，例如撞击到行人或即将与行人发生碰撞时可以通过紧急停车单元进行紧急刹车，减少对行人的伤害；当完成对指定车辆的充电操作后，可以通过自动泊车单元驱动机器人本体进入到维护舱中，实现机器人停泊操作；与现有技术相比，实现了避让障碍的功能，并且在对指定的新能源电动车进行充电时，可以通过状态感知单元，识别新能源电动车中电池存储的电量，并且对车辆电池充电达到电量百分之百后，可以识别电池状态，从而将信息传递至执行机构单元，通过执行机构单元将充电过程中止，实现自动充电和充满电池后自动断电的操作。
3、通过设置防护组件，在充电的过程中，充电头会伸出，并挤压外挡板，使得外挡板向外翻转，同时充电头不断伸出并最终与新能源电动车的充电口进行连接，实现充电操作，与现有技术相比，在充电时，外挡板可以实现类似支撑板的支撑作用，对充电头伸出的部分进行支撑，并且在充电操作完成后充电头收回收纳腔体中的过程中，在支撑卷簧和第一复位弹簧的作用下复位，从而对完成充电操作的充电头进行遮挡，实现密封状态，从而对充电头和密封防撞壳体内部的电路结构进行防护，减少外界环境对密封防撞壳体内部结构的破坏，延长结构的使用寿命，并且提高不使用时密封防撞壳体的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种带避障功能的移动充电机器人的控制系统的示意图。
图2为本发明提出的一种带避障功能的移动充电机器人的整体结构示意图。
图3为本发明提出的一种带避障功能的移动充电机器人的剖视图。
图4为本发明提出的一种带避障功能的移动充电机器人防护组件第一视角下的结构示意图。
图5为本发明提出的一种带避障功能的移动充电机器人防护组件第二视角下的结构示意图。
图6为本发明提出的外套筒、伸缩杆和接触块的结构示意图。
图7为本发明提出的接触块和防护组件配合时的结构示意图。
图中：1、单片机；2、识别模块；3、避障让行模块；4、人机交互界面；5、充电模块；6、反馈模块；7、更新模块；8、密封防撞壳体；9、显示面板；10、收纳腔体；11、弧形槽；12、充电头；13、外挡板；14、连接转轴；15、固定块；16、支撑卷簧；17、斜撑块；18、第一复位弹簧；19、挤压块；20、限位槽；21、收纳槽；22、外套筒；23、伸缩杆；24、接触块；25、第二复位弹簧；
21、视频采集发送单元；22、视频数据处理单元；23、机械控制单元；31、避障单元；32、紧急停车单元；33、自动泊车单元；51、状态感知单元；52、执行机构单元；53、充电单元。
具体实施方式
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。
如附图1-7所示的一种带避障功能的移动充电机器人，包括机器人本体，参照图3，机器人本体安装在密封防撞壳体8内部，并且密封防撞壳体8的顶端一侧嵌入安装有显示面板9，通过29可以实现人机交互的操作，从而将机器人本体与外接维护人员通过显示面板9连接成整体，在机器人本体之中安装有控制系统，控制系统包括用于进行信号处理的单片机1、识别道路情况的识别模块2、在道路运行的避障让行模块3、用于安装启停控制系统的人机交互界面4、对目标车辆进行充电的充电模块5、反馈机器人本体工作状态的反馈模块6和更新控制系统的更新模块7，识别模块2、避障让行模块3、人机交互界面4、充电模块5、反馈模块6和更新模块7均与单片机1相连接。
具体的，识别模块2包括用以拍摄并采集道路信息和车辆信息的视频采集发送单元201、对数据进行处理并分析的视频数据处理单元202和控制机器人本体机械结构的机械控制单元203，视频采集发送单元201通过密封防撞壳体8顶端安装的工业高清摄像头进行拍摄，工业高清摄像头为现有技术，在此不过多赘述，另外，摄像头通过摄像采集到的图像数据传输到视频数据处理单元202中，视频数据处理单元202对数据进行处理，并搭配GPS定位系统识别道路情况，形成一条直达目标车辆的行驶路线，然后将路线输送至单片机1中，通过机械控制单元203驱动机器人本体沿着行驶路线移动；
避障让行模块3包括驱动机器人本体对障碍物进行避让的避障单元301、驱动机器人本体停止的紧急停车单元302和驱动机器人本体泊车进入维护舱的自动泊车单元303，视频数据处理单元202将路面障碍数据和行驶路线输入单片机1中后，避障让行模块31可以调动数据，并避让路面可能新形成的障碍，从而完成避让障碍的操作，并且遇到即将与行人发生碰撞或已经与突然出现的行人碰撞时可以通过紧急停车单元302进行紧急刹车，减少对行人的伤害，当完成对指定车辆的充电操作后，可以通过自动泊车单元303驱动机器人本体进入到维护舱中，实现机器人的停泊操作，便于对充电机器人的维护；
充电模块5包括识别车辆充电时电池电量状态的状态感知单元501、驱动机器人本体打开充电口的执行机构单元502和启动电池对车辆进行充电的充电单元503，当机器人沿着形式路线移动到需要充电的目标车辆充电口附近时，通过充电单元503使充电头12伸出，并与目标车辆的充电口相连接进行充电操作，在充电的同时通过状态感知单元501，识别新能源电动车中电池存储的电量，当车辆电池充电达到电量百分之百后，通过执行机构单元502将充电过程中止，实现自动充电和充满电池后自动断电的操作。
除此之外，密封防撞壳体8的一端部垂直阵列排布设有若干个充电口，本实施例中机器人本体的充电口的数量为2个，充电口包括收纳腔体10,收纳腔体10的内部安装有可以伸缩的充电头12，充电头12为现有技术中常用的新能源充电机器人的充电头，充电口的外侧安装有防护组件，收纳腔体10的下方开设有弧形槽11,防护组件安装在弧形槽11内部，充电头12充电时，撑开防护组件，防护组件对充电头12伸长的部分进行支撑，充电结束后，防护组件对充电头12以及密封防撞壳体8内部的电路电气结构进行密封和防护，减少外界环境对密封防撞壳体8内部结构的破坏，延长结构的使用寿命，并且提高不使用时密封防撞壳体8的安全性。
值得说明的是，防护组件包括外挡板13，参照图4，外挡板13是一块与收纳腔体10截面形状大小相适配的方板，外挡板13的顶端中部位置处安装固定块15,固定块15的中部贯穿设有连接转轴14,连接转轴14的良好端部均通过轴承与弧形槽11的内侧壁转动连接，连接转轴14的外部位于固定块15两侧的位置堆成套设支撑卷簧16,支撑卷簧16的一端部与固定块15的侧壁固定连接，支撑卷簧16的另一端部与弧形槽11的内侧壁固定连接，当外挡板13翻转时，固定块15在连接转轴14的外部转动带动两侧的支撑卷簧16发生形变，积蓄弹性势能，从而使得外挡板13存在一个与翻转方向相反的运动趋势，利用这个运动趋势，外挡板13可以对充电头12伸长的部分进行抵触，从而实现支撑效果。
参照图5，可以更进一步的发现，外挡板13的外侧壁安装有斜撑块17,斜撑块17的一端部与固定块15的侧壁固定连接，斜撑块17的端部与弧形槽11的内侧壁之间通过第一复位弹簧18相连接，外挡板13的顶端固定连接挤压块19，收纳腔体10的内顶壁对应挤压块19的位置处开设有收纳槽21,挤压块19收纳在收纳槽21内部吗，当外挡板13翻转时，第一复位弹簧18被挤压也积蓄弹性势能，从而使得外挡板13向外翻转角度越大时，挤压外挡板13所需要的力更大，进一步增加支撑的效果，并且当外挡板13复位时，积蓄的弹性势能释放，推动着外挡板13复位。
不得不说的，收纳槽21的内顶壁上等距开设有若干个收纳孔，图中没有示出，但很容易联想，参照图3，就是在收纳槽21的内部沿着充电头121的直线方向上等距直线排布收纳孔，本实施例中收纳孔的数量是两个，并且收纳孔的内部安装有外套筒22,参照图6，外套筒22中空设置，滑动杆23的一端部在外套筒22的内部滑动，滑动杆23的另一端部连接接触块24,外套筒22的外部套设第二复位弹簧25,第二复位弹簧25的一端部与接触块24固定连接，第二复位弹簧25的另一端部与收纳孔的内顶壁相连接，外挡板13的顶端对应接触块24的位置处开设有限位槽20；
参照图6-7，当外挡板13在支撑卷簧16和第一复位弹簧18的作用下复位时，由于运动惯性的作用，当外挡板13移动到原来位置后，外挡板13还存在一个向收纳腔体10内部继续移动的趋势，此时，外挡板13顶部的挤压块19刚好处于收纳槽21内部，与此同时，限位槽20刚好撞击到接触块24侧壁，在惯性作用下，限位槽20会挤压接触块24，由于接触块24,外套筒22和滑动杆23限制成只能做直线往复运动，此时，接触块24会向上移动一段距离，从而挤压第二复位弹簧25，使得第二复位弹簧25积蓄弹性势能，因此将外挡板13的惯性运动动能转化为弹性势能，从而实现缓冲的效果并随着第二复位弹簧25中弹性势能的释放，最终将外挡板13停止在指定位置。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带避障功能的移动充电机器人，包括机器人本体，其特征在于：所述机器人本体之中安装有控制系统，所述控制系统包括用于进行信号处理的单片机(1)、识别道路情况的识别模块(2)、在道路运行的避障让行模块(3)、用于安装启停控制系统的人机交互界面(4)、对目标车辆进行充电的充电模块(5)、反馈机器人本体工作状态的反馈模块(6)和更新控制系统的更新模块(7)，所述识别模块(2)、避障让行模块(3)、人机交互界面(4)、充电模块(5)、反馈模块(6)和更新模块(7)均与单片机(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述识别模块(2)包括用以拍摄并采集道路信息和车辆信息的视频采集发送单元(201)、对数据进行处理并分析的视频数据处理单元(202)和控制机器人本体机械结构的机械控制单元(203)。
3.根据权利要求1所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述避障让行模块(3)包括驱动机器人本体对障碍物进行避让的避障单元(301)、驱动机器人本体停止的紧急停车单元(302)和驱动机器人本体泊车进入维护舱的自动泊车单元(303)。
4.根据权利要求1所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述充电模块(5)包括识别车辆充电时电池电量状态的状态感知单元(501)、驱动机器人本体打开充电口的执行机构单元(502)和启动电池对车辆进行充电的充电单元(503)。
5.根据权利要求1所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述机器人本体安装在密封防撞壳体(8)内部，密封防撞壳体(8)的顶端一侧嵌入安装有显示面板(9)，所述密封防撞壳体(8)的一端部垂直阵列排布设有若干个充电口，所述充电口包括收纳腔体(10),收纳腔体(10)的内部安装有可以伸缩的充电头(12)，充电口的外侧安装有防护组件。
6.根据权利要求5所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述收纳腔体(10)的下方开设有弧形槽(11),防护组件安装在弧形槽(11)内部。
7.根据权利要求6所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述防护组件包括外挡板(13)，外挡板(13)的顶端中部位置处安装固定块(15),固定块(15)的中部贯穿设有连接转轴(14),连接转轴(14)的良好端部均通过轴承与弧形槽(11)的内侧壁转动连接，所述连接转轴(14)的外部位于固定块(15)两侧的位置堆成套设支撑卷簧(16),支撑卷簧(16)的一端部与固定块(15)的侧壁固定连接，支撑卷簧(16)的另一端部与弧形槽(11)的内侧壁固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述外挡板(13)的外侧壁安装有斜撑块(17),斜撑块(17)的一端部与固定块(15)的侧壁固定连接，所述斜撑块(17)的端部与弧形槽(11)的内侧壁之间通过第一复位弹簧(18)相连接。
9.根据权利要求6所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述外挡板(13)的顶端固定连接挤压块(19)，所述收纳腔体(10)的内顶壁对应挤压块(19)的位置处开设有收纳槽(21),挤压块(19)收纳在收纳槽(21)内部。
10.根据权利要求9所述的一种带避障功能的移动充电机器人，其特征在于：所述收纳槽(21)的内顶壁上等距开设有若干个收纳孔，收纳孔的内部安装有外套筒(22),外套筒(22)中空设置，滑动杆(23)的一端部在外套筒(22)的内部滑动，滑动杆(23)的另一端部连接接触块(24),外套筒(22)的外部套设第二复位弹簧(25),第二复位弹簧(25)的一端部与接触块(24)固定连接，第二复位弹簧(25)的另一端部与收纳孔的内顶壁相连接，所述外挡板(13)的顶端对应接触块(24)的位置处开设有限位槽(20)。
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CN116454675A (zh) * 2023-06-16 2023-07-18 江苏兰格特自动化设备有限公司 一种用于接触式巡检机器人的充电开关

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CN116454675A (zh) * 2023-06-16 2023-07-18 江苏兰格特自动化设备有限公司 一种用于接触式巡检机器人的充电开关
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