CN117595531B - 一种可快速对位纠偏的无线充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线充电桩技术领域，具体说是一种可快速对位纠偏的无线充电桩，包括支脚、底座、移动箱、调节部件和无线充电部件，通过将无线充电桩设置成可移动的模式，同时将发射线圈设计成高度可调结构，解决了传统无线充电桩在和巡检机器人对位充电时，需要多次调整而导致对位效率低下的问题，同时还解决了不同大小的巡检机器人本体上安装的接收线圈高度不同而导致充电对位失败，进而影响了充电的及时性，降低了后续巡检进度的问题。

Description

一种可快速对位纠偏的无线充电桩

技术领域

本发明涉及无线充电桩技术领域，具体说是一种可快速对位纠偏的无线充电桩。

背景技术

无线充电桩是一种利用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量传递的充电技术。随着全自动科技的发展，巡检机器人已逐步取代人工进行巡检作业，当巡检机器人电量即将用完时，其便会导航无线充电桩进行自动充电，充电时，巡检机器人上的接受线圈需要和无线充电桩上的发射线圈相贴合，从而达到充电的目的。

但是，在实际应用过程中，由于无线充电桩多为固定式安装，而巡检机器人的判断系统和识别系统并不能真正准确无误，因此在巡检机器人和无线充电桩对位充电时，需要多次对位并调整自身位置，如此便会消耗大量时间，同时不同巡检机器人的接收线圈安装高度可能会不同，这就会导致巡检机器人充电对位失败的现象，不仅影响了充电的及时性，还会降低后续巡检的进度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可快速对位纠偏的无线充电桩，通过将无线充电桩设置成可移动的模式，同时将发射线圈设计成高度可调结构，解决了传统无线充电桩在和巡检机器人对位充电时，需要多次调整而导致对位效率低下的问题，同时还解决了不同大小的巡检机器人本体上安装的接收线圈高度不同而导致充电对位失败，进而影响了充电的及时性，降低了后续巡检进度的问题；

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种可快速对位纠偏的无线充电桩,包括支脚，所述的支脚上端固定连接有底座，所述的底座上端固定连接有移动箱，移动箱前侧壁左右两端对称开设有矩形通槽，移动箱左右两侧壁且和矩形通槽相连的位置对称开设有矩形滑槽，所述的移动箱内部设置有调节部件，所述的移动箱内部安装有驱动单元，驱动单元前侧啮合有调节单元，调节单元下端转动连接在移动箱底部，匚形架固定连接在调节单元前端且匚形架开口朝前，竖杆从前至后均匀分布在匚形架内侧且竖杆上下两端和匚形架上下两侧壁固定相连，每根所述的竖杆从上至下均匀转动安装有转轮，无线充电部件固定安装在移动箱上端。

优选地，所述的底座内部开设有T形滑槽，T形滑槽中部滑动安装有电动滑块，电动滑块左右两侧对称设置有支撑滑轮，支撑滑轮上端固定安装有支撑柱，电动滑块上端和支撑柱上端均和移动箱下端面固定相连。

优选地，所述的T形滑槽底部中间开设有条形滑道，电动滑块和支撑滑轮下端面均设置有呈线性排列分布的滚珠，滚珠滑动设置在条形滑道内。

优选地，所述的转轮外侧壁上套设有缓冲保护层，该缓冲保护层由橡胶/泡棉/海绵材料制成。

优选地，所述的移动箱左右两侧壁上开设的矩形滑槽内滑动对称设置有L形齿条，L形齿条和移动箱左右两侧壁之间安装有缓冲弹簧，L形齿条相近端下侧固定安装有支撑杆，支撑杆下方的移动箱底部开设有支撑滑槽，支撑杆下端滑动设置在支撑滑槽内，L形齿条相近端上侧铰接有连杆，连杆远离L形齿条的端头分别铰接在驱动块两端，驱动块下端面中部固定安装在驱动电机输出轴上，驱动电机下端通过电机机座规固定安装在移动箱底部。

优选地，所述的左右两侧的连杆以驱动电机中轴线为中心呈中心对称分布。

优选地，位于所述的L形齿条前侧且靠近移动箱左右两侧壁的位置设置有不完全齿轮，不完全齿轮和L形齿条相互啮合，不完全齿轮下端固定安装有转轴，转轴下端转动连接在移动箱底部，不完全齿轮前侧固定安装有调节杆，调节杆前端固定连接有匚形架。

优选地，所述的移动箱上端固定连接有充电箱，充电箱下端呈开口状，充电箱上端固定安装有遮阳板，遮阳板下端设置有监控探头，充电箱内部设置有升降单元，升降单元前侧中部固定安装有升降杆，升降杆前端延伸至充电箱前侧且固定连接有发射线圈。

优选地，所述的充电箱后侧壁中部靠近上端的位置通过推杆底座固定安装有电动推杆，电动推杆左右两侧设置有线轮，左右两个线轮上绕设有同一根牵引线且牵引线中部固定连接在电动推杆下端，线轮固定安装在线轮轴后端，线轮轴前端延伸至充电箱内部并固定安装有调节齿轮，调节齿轮相对的位置中部设置有升降柱，升降柱左右两侧壁中部对称安装矩形齿条段，矩形齿条段和调节齿轮相互啮合，升降柱上下两端均固定连接有T形杆，上下两个T形杆的竖直端上均套设有挤压弹簧，位于上侧的挤压弹簧上端和充电箱顶部固定相连，位于下侧的挤压弹簧下端和移动箱上端面固定相连。

优选地，位于上侧的所述的挤压弹簧在初始位置时为松弛状态，位于下侧的所述的挤压弹簧在初始位置时为半压缩状态。

本发明的有益效果：

1）本发明设置的底座中安装有电动滑块，能够在监控探头的配合下，随时调整无线充电部件的位置，从而提高了巡检机器人对位充电的效率；

2）本发明设置的调节部件能够将匚形架调整成八字形，而匚形架上安装有起导向作用的转轮，在实际使用时，匚形架可根据巡检机器人尺寸大小而改变张角大小，适应性较高，从而达到快速纠正巡检机器人对位的目的；

3）本发明设置的监控探头能够实时监测巡检机器人上接受线圈和无线充电部件上的发射线圈的高度并进行判断，从而控制升降单元及时调整发射线圈的高度以达到对位适配的目的，提高了充电的及时性，避免了对后续巡检造成影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一立体结构示意图；

图2是本发明的第二立体结构示意图；

图3是本发明中支脚和底座的立体结构示意图；

图4是本发明中支脚、底座、去掉顶部的移动箱和调节部件立体结构示意图；

图5是本发明中图2的A处放大结构示意图；

图6是本发明中图2的B处放大结构示意图；

图7是本发明中无线充电部件中去掉充电箱前侧壁后的立体结构示意图。

图中：

1、支脚；

2、底座；21、T形滑槽；22、电动滑块；23、支撑滑轮；24、支撑柱；

3、移动箱；

4、调节部件；

41、驱动单元；411、驱动电机；412、驱动块；413、连杆；414、L形齿条；415、缓冲弹簧；416、支撑杆；417、支撑滑槽；

42、调节单元；421、不完全齿轮；422、转轴；423、调节杆；

43、匚形架；44、竖杆；45、转轮；

5、无线充电部件；51、充电箱；

52、升降单元；521、电动推杆；522、线轮；523、牵引线；524、线轮轴；525、调节齿轮；526、升降柱；527、矩形齿条段；528、T形杆；529、挤压弹簧；

53、升降杆；54、发射线圈；55、遮阳板；56、监控探头。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：参阅图1至图3，一种可快速对位纠偏的无线充电桩,包括支脚1，所述的支脚1上端固定连接有底座2；

所述的底座2内部开设有T形滑槽21，T形滑槽21中部滑动安装有电动滑块22，电动滑块22左右两侧对称设置有支撑滑轮23，支撑滑轮23上端固定安装有支撑柱24，电动滑块22上端和支撑柱24上端均和移动箱3下端面固定相连。

所述的T形滑槽21底部中间开设有条形滑道，电动滑块22和支撑滑轮23下端面均设置有呈线性排列分布的滚珠，滚珠滑动设置在条形滑道内。

所述的底座2上端固定连接有移动箱3，移动箱3前侧壁左右两端对称开设有矩形通槽，移动箱3左右两侧壁且和矩形通槽相连的位置对称开设有矩形滑槽。

具体工作时，在巡检机器人对位充电过程中，当巡检机器人接近充电箱51且监控探头56监测到巡检机器人上安装的接受线圈和发射线圈54未对齐时，监控探头56便会将信号传递给控制中枢，控制中枢能够控制电动滑块22带动调节部件4和无线充电部件5向左或向右移动，而支撑滑轮23和支撑柱24的设置能够保证调节部件4和无线充电部件5在移动过程中的稳定性，滚珠的设置能够减少电动滑块22和支撑滑轮23在移动过程中的摩擦阻力，从而保证其运行的通畅性。

实施例2：与实施例一技术方案基本相同，参阅图1、图2、图4和图5，区别在于所述的移动箱3内部设置有调节部件4，所述的移动箱3内部安装有驱动单元41，驱动单元41前侧啮合有调节单元42，调节单元42下端转动连接在移动箱3底部，所述的移动箱3左右两侧壁上开设的矩形滑槽内滑动对称设置有L形齿条414，L形齿条414和移动箱3左右两侧壁之间安装有缓冲弹簧415，L形齿条414相近端下侧固定安装有支撑杆416，支撑杆416下方的移动箱3底部开设有支撑滑槽417，支撑杆416下端滑动设置在支撑滑槽417内，L形齿条414相近端上侧铰接有连杆413，连杆413远离L形齿条414的端头分别铰接在驱动块412两端，驱动块412下端面中部固定安装在驱动电机411输出轴上，驱动电机411下端通过电机机座规固定安装在移动箱3底部，所述的左右两侧的连杆413以驱动电机411中轴线为中心呈中心对称分布；

所述的位于L形齿条414前侧且靠近移动箱3左右两侧壁的位置设置有不完全齿轮421，不完全齿轮421和L形齿条414相互啮合，不完全齿轮421下端固定安装有转轴422，转轴422下端转动连接在移动箱3底部，不完全齿轮421前侧固定安装有调节杆423，调节杆423前端固定连接有匚形架43，所述的匚形架43固定连接在调节单元42前端且匚形架43开口朝前，竖杆44从前至后均匀分布在匚形架43内侧且竖杆44上下两端和匚形架43上下两侧壁固定相连，每根所述的竖杆44从上至下均匀转动安装有转轮45，所述的转轮45外侧壁上套设有缓冲保护层，该缓冲保护层可由橡胶/泡棉/海绵材料制成。

具体工作时，在巡检机器人对位过程中，当监控探头56监测到巡检机器人上安装的接受线圈和发射线圈54未对齐时，监控探头56便会将信号传递给控制中枢，控制中枢能够控制驱动电机411运行，通过驱动电机411带动驱动块412转动，从而带动左右两侧的连杆413转动，在连杆413的作用下，左右两侧的L形齿条414会相向运动，由于L形齿条414和不完全齿轮421相互啮合，因此不完全齿轮421会发生转动并带动调节杆423转动，通过调节杆423带动匚形架43向外侧摆动，此时左右两侧的匚形架43呈八字形，而在电动滑块22的作用下，其中匚形架43上的转轮45会贴合在巡检机器人后侧拐角处，随后巡检机器人直线靠近无线充电部件5，从而进行充电。

需要说明的一点就是，匚形架43向外侧摆动的八字形的张角大小取决于巡检机器人的宽度，从而保证不同大小的巡检机器人都能使用该可快速对位纠偏的无线充电桩。

实施例3：与实施例二技术方案基本相同，参阅图1、图2、图6和至图7，区别在于所述的无线充电部件5固定安装在移动箱3上端，所述的移动箱3上端固定连接有充电箱51，充电箱51下端呈开口状，充电箱51上端固定安装有遮阳板55，遮阳板55下端设置有监控探头56，充电箱51内部设置有升降单元52，升降单元52前侧中部固定安装有升降杆53，升降杆53前端延伸至充电箱51前侧且固定连接有发射线圈54。

工作时，巡检机器人直线靠近充电箱51的过程中，监控探头56能够监测并判断巡检机器人上的接收线圈和发射线圈54的高度是否相同并将判断结果传递给控制中枢。

所述的充电箱51后侧壁中部靠近上端的位置通过推杆底座固定安装有电动推杆521，电动推杆521左右两侧设置有线轮522，左右两个线轮522上绕设有同一根牵引线523且牵引线523中部固定连接在电动推杆521下端，线轮522固定安装在线轮轴524后端，线轮轴524前端延伸至充电箱51内部并固定安装有调节齿轮525，调节齿轮525相对的位置中部设置有升降柱526，升降柱526左右两侧壁中部对称安装矩形齿条段527，矩形齿条段527和调节齿轮525相互啮合，升降柱526上下两端均固定连接有T形杆528，上下两个T形杆528的竖直端上均套设有挤压弹簧529，位于上侧的挤压弹簧529上端和充电箱51顶部固定相连，位于下侧的挤压弹簧529下端和移动箱3上端面固定相连，位于上侧的所述的挤压弹簧529在初始位置时为松弛状态，位于下侧的所述的挤压弹簧529在初始位置时为半压缩状态。

在本实施例中，遮阳板55不仅能够起到遮阳、防止局部温度过高而影响发射线圈54正常运行的作用，同时还能起到防止该可快速对位纠偏的无线充电桩内部进水的作用，同时遮阳板55的设置为监控探头56提供了安装位置，使得监控探头56能够获得最佳监控视角。

需要注意的是，在本实施例中，牵引线523的安装方式为图中所示，牵引线523在初始位置时处于紧绷状态，线轮522的转动方向均以从前往后看的反向为准。

具体工作时，当接收线圈的高度低于发射线圈54的高度时，控制中枢便会启动电动推杆521并通过电动推杆521向下推动牵引线523的中部，此时牵引线523便会带动左侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525顺时针装，同时带动右侧的线轮轴524、线轮轴524和调节齿轮525逆时针转动，在矩形齿条段527的作用下，升降柱526会向下运动，位于下侧的挤压弹簧529继续压缩，升降柱526又会带动升降杆53和发射线圈54向下运动，最终巡检机器人上的接收线圈和发射线圈54的高度相同并能够进行充电；

当接收线圈的高度高于发射线圈54的高度时，控制中枢便会启动电动推杆521并通过电动推杆521向上拉动牵引线523的中部，此时挤压弹簧529的反作用力便会带动升降柱526向上运动，而在矩形齿条段527的作用下，左侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525进行逆时针转动，右侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525进行顺时针转动，同时两侧的线轮轴524均会对牵引线523进行收卷处理，此时升降柱526又会带动升降杆53和发射线圈54向上运动，最终在发射线圈54的高度和巡检机器人上的接收线圈高度相同时，电动推杆521停止运行，此时巡检机器人便可进行充电。

本发明在使用时的工作过程：

一：在巡检机器人对位充电过程中，当巡检机器人接近充电箱51且监控探头56监测到巡检机器人上安装的接受线圈和发射线圈54未对齐时，监控探头56便会将信号传递给控制中枢，控制中枢能够控制电动滑块22带动调节部件4和无线充电部件5向左或向右移动；

二：上述步骤一进行的过程中，控制中枢还能能够控制驱动电机411运行，通过驱动电机411带动驱动块412转动，从而带动左右两侧的连杆413转动，在连杆413的作用下，左右两侧的L形齿条414会相向运动，由于L形齿条414和不完全齿轮421相互啮合，因此不完全齿轮421会发生转动并带动调节杆423转动，通过调节杆423带动匚形架43向外侧摆动，此时左右两侧的匚形架43呈八字形，而在电动滑块22的作用下，其中匚形架43上的转轮45会贴合在巡检机器人后侧拐角处，随后巡检机器人直线靠近无线充电部件5，从而进行充电；

三：巡检机器人直线靠近充电箱51的过程中，监控探头56能够监测并判断巡检机器人上的接收线圈和发射线圈54的高度是否相同并将判断结果传递给控制中枢；

四：当接收线圈的高度低于发射线圈54的高度时，控制中枢便会启动电动推杆521并通过电动推杆521向下推动牵引线523的中部，此时牵引线523便会带动左侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525顺时针装，同时带动右侧的线轮轴524、线轮轴524和调节齿轮525逆时针转动，在矩形齿条段527的作用下，升降柱526会向下运动，位于下侧的挤压弹簧529继续压缩，升降柱526又会带动升降杆53和发射线圈54向下运动，最终巡检机器人上的接收线圈和发射线圈54的高度相同并能够进行充电；

五：当接收线圈的高度高于发射线圈54的高度时，控制中枢便会启动电动推杆521并通过电动推杆521向上拉动牵引线523的中部，此时挤压弹簧529的反作用力便会带动升降柱526向上运动，而在矩形齿条段527的作用下，左侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525进行逆时针转动，右侧的线轮522、线轮轴524和调节齿轮525进行顺时针转动，同时两侧的线轮轴524均会对牵引线523进行收卷处理，此时升降柱526又会带动升降杆53和发射线圈54向上运动，最终在发射线圈54的高度和巡检机器人上的接收线圈高度相同时，电动推杆521停止运行，此时巡检机器人便可进行充电。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种可快速对位纠偏的无线充电桩,其特征在于，包括：

支脚（1）；

底座（2），所述的支脚（1）上端固定连接有底座（2）；

移动箱（3），所述的底座（2）上端固定连接有移动箱（3），移动箱（3）前侧壁左右两端对称开设有矩形通槽，移动箱（3）左右两侧壁且和矩形通槽相连的位置对称开设有矩形滑槽；

调节部件（4），所述的移动箱（3）内部设置有调节部件（4）；

驱动单元（41），所述的移动箱（3）内部安装有驱动单元（41），驱动单元（41）前侧啮合有调节单元（42），调节单元（42）下端转动连接在移动箱（3）底部；

匚形架（43），所述的匚形架（43）固定连接在调节单元（42）前端且匚形架（43）开口朝前；

竖杆（44），所述的竖杆（44）从前至后均匀分布在匚形架（43）内侧且竖杆（44）上下两端和匚形架（43）上下两侧壁固定相连；

转轮（45），每根所述的竖杆（44）从上至下均匀转动安装有转轮（45）；

无线充电部件（5），所述的无线充电部件（5）固定安装在移动箱（3）上端；

所述的移动箱（3）左右两侧壁上开设的矩形滑槽内滑动对称设置有L形齿条（414），L形齿条（414）和移动箱（3）左右两侧壁之间安装有缓冲弹簧（415），L形齿条（414）相近端下侧固定安装有支撑杆（416），支撑杆（416）下方的移动箱（3）底部开设有支撑滑槽（417），支撑杆（416）下端滑动设置在支撑滑槽（417）内，L形齿条（414）相近端上侧铰接有连杆（413），连杆（413）远离L形齿条（414）的端头分别铰接在驱动块（412）两端，驱动块（412）下端面中部固定安装在驱动电机（411）输出轴上，驱动电机（411）下端通过电机机座规固定安装在移动箱（3）底部。

2.根据权利要求1所述的无线充电桩，其特征在于：所述的底座（2）内部开设有T形滑槽（21），T形滑槽（21）中部滑动安装有电动滑块（22），电动滑块（22）左右两侧对称设置有支撑滑轮（23），支撑滑轮（23）上端固定安装有支撑柱（24），电动滑块（22）上端和支撑柱（24）上端均和移动箱（3）下端面固定相连。

3.根据权利要求2所述的无线充电桩，其特征在于：所述的T形滑槽（21）底部中间开设有条形滑道，电动滑块（22）和支撑滑轮（23）下端面均设置有呈线性排列分布的滚珠，滚珠滑动设置在条形滑道内。

4.根据权利要求1所述的无线充电桩，其特征在于：所述的转轮（45）外侧壁上套设有缓冲保护层，该缓冲保护层由橡胶、泡棉和海绵材料制成。

5.根据权利要求4所述的无线充电桩，其特征在于：所述的左右两侧的连杆（413）以驱动电机（411）中轴线为中心呈中心对称分布。

6.根据权利要求5所述的无线充电桩，其特征在于：位于所述的L形齿条（414）前侧且靠近移动箱（3）左右两侧壁的位置设置有不完全齿轮（421），不完全齿轮（421）和L形齿条（414）相互啮合，不完全齿轮（421）下端固定安装有转轴（422），转轴（422）下端转动连接在移动箱（3）底部，不完全齿轮（421）前侧固定安装有调节杆（423），调节杆（423）前端固定连接有匚形架（43）。

7.根据权利要求1或6所述的无线充电桩，其特征在于：所述的移动箱（3）上端固定连接有充电箱（51），充电箱（51）下端呈开口状，充电箱（51）上端固定安装有遮阳板（55），遮阳板（55）下端设置有监控探头（56），充电箱（51）内部设置有升降单元（52），升降单元（52）前侧中部固定安装有升降杆（53），升降杆（53）前端延伸至充电箱（51）前侧且固定连接有发射线圈（54）。

8.根据权利要求7所述的无线充电桩，其特征在于：所述的充电箱（51）后侧壁中部靠近上端的位置通过推杆底座固定安装有电动推杆（521），电动推杆（521）左右两侧设置有线轮（522），左右两个线轮（522）上绕设有同一根牵引线（523）且牵引线（523）中部固定连接在电动推杆（521）下端，线轮（522）固定安装在线轮轴（524）后端，线轮轴（524）前端延伸至充电箱（51）内部并固定安装有调节齿轮（525），调节齿轮（525）相对的位置中部设置有升降柱（526），升降柱（526）左右两侧壁中部对称安装矩形齿条段（527），矩形齿条段（527）和调节齿轮（525）相互啮合，升降柱（526）上下两端均固定连接有T形杆（528），上下两个T形杆（528）的竖直端上均套设有挤压弹簧（529），位于上侧的挤压弹簧（529）上端和充电箱（51）顶部固定相连，位于下侧的挤压弹簧（529）下端和移动箱（3）上端面固定相连。

9.根据权利要求8所述的无线充电桩，其特征在于：位于上侧的所述的挤压弹簧（529）在初始位置时为松弛状态，位于下侧的所述的挤压弹簧（529）在初始位置时为半压缩状态。