CN120999844B - 一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，涉及太阳能产业技术领域，包括：桩体,当扫地机器人靠近并推动接触板时，通过齿杆与齿轮的传动作用，推块前移顶起升降板，使电极片从连通槽伸出并与机器人接触充电，充电完成后借助弹簧复位机制，电极片自动缩回底槽并重新被遮蔽，该结构通过机械联动实现电极片的自动伸缩与防护，显著提升了非充电状态下的安全性和耐用性，降低了漏电隐患，解决了充电装置的外露电极在非充电状态下直接暴露于外界环境，不仅易因磕碰、腐蚀发生损坏，存在漏电风险，且户外环境中的灰尘等杂质易附着于电极表面，影响导电性能，因此，由于缺乏有效的防护结构，电极片在非充电状态下的安全性和耐用性欠佳的问题。

Description

一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构

技术领域

本发明涉及太阳能产业技术领域，特别涉及一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构。

背景技术

扫地机器人作为现代智能家居体系的关键组成部分，在日常生活中的应用愈发广泛，随着家用智能电器的普及，扫地机器人的使用频率显著提升，据相关数据统计，部分家庭中其每周使用次数可达 3-5 次甚至更多，扫地机器人每次使用完毕后，需依托专用充电装置进行电量补充，以确保下次使用时具备充足电力。

例如申请号：CN202220422499.5中涉及一种充电装置及清洁机器人系统，该充电装置用于与清洁机器人配合，该充电装置包括充电装置主体和防潮垫；充电装置主体，包括水平延伸的平台和设置于平台上的一对充电极片，平台的前端形成有第一拼接边缘，一对充电极片用于对清洁机器人进行充电；防潮垫与平台可拆卸连接，防潮垫形成有第二拼接边缘，第一拼接边缘与第二拼接边缘对齐拼接设置，防潮垫用于承载清洁机器人，通过设置可相互拆卸连接的充电装置主体和防潮垫，可解决清洁机器人停靠于充电装置时，湿润的清洁件容易导致地面产生积水的问题，也可解决了防潮垫不可拆卸或拆卸不便而导致用户无法单独对防潮垫进行清理的问题，提升用户体验感。

然而，在目前的清洁机器人充电机构的设计中存在一些不足之处：

首先，充电装置的外露电极在非充电状态下直接暴露于外界环境，不仅易因磕碰、腐蚀发生损坏，存在漏电风险，且户外环境中的灰尘等杂质易附着于电极表面，影响导电性能，因此，由于缺乏有效的防护结构，电极片在非充电状态下的安全性和耐用性欠佳；

其次，充电装置的供电模式存在单一性且适应性不足。传统充电机构多依赖外接电源的充电口直接供电，当外接电源出现故障时，无法保障机器人的正常充电需求；同时，其未能实现光照条件下的供电模式自动切换，无法有效利用太阳能资源，不符合节能降耗的设计理念。

发明内容

针对以上问题，本发明的一个目的在于弥补这些缺点，更具体地在于提供了一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，不仅能够为扫地机器人提供两种供电方式，有效的节省能源，可还能对充电用的电极片进行保护。

本发明第一方面，提供了一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，具体包括：桩体；所述桩体整体为L形结构，桩体的下端内部设置有底槽，所述底槽的上端对称设置有两组贯穿式的连通槽；所述桩体的前侧上端设有接触板，接触板外端的齿杆A与桩体滑动配合，齿杆A贯穿桩体，齿杆A与底槽内的齿轮传动连接，接触板与桩体之间设有弹簧，底槽的内部滑动设置有推块，所述推块能够水平在底槽内前后滑动，推块外端的齿杆B与齿轮传动连接，底槽的内部上端通过弹簧配合滑动安装有滑动板，滑动板能够水平在底槽内前后滑动，滑动板外部的侧块对连通槽进行遮蔽，底槽的内部前侧通过弹簧配合滑动安装有升降板，升降板能够垂直在底槽内上下滑动，升降板上的电极片与侧块底部相贴合，且电极片能够从连通槽中伸出，推块向前移动时，能够将升降板推起，电极片可与桩体内的蓄电池以及充电口电连接。

优选的，桩体的上端内侧开设有贯穿式的活动槽，且桩体的底部侧端设置有充电口。

优选的，桩体的内部中间位置开设有矩形内槽，所述内槽中安装有蓄电池，内槽的两端等距分布有贯穿式的散热孔，蓄电池电量充足时，能够对电极片供电，蓄电池电量过低时，可自动切换至由充电口为电极片供电，桩体的顶部安装有光敏电池，内槽的内部上端安装有电磁块，且电磁块的启动受光敏电池控制，电磁块由蓄电池供电。

优选的，桩体的两端通过卷簧配合转动安装有翻板，所述翻板的外端固定安装有光伏板，翻板展开时，光伏板可为蓄电池供电。

优选的，内槽中通过弹簧配合滑动安装有罩板，所述罩板的两端罩在翻板的外侧，罩板上升时，翻板向两侧翻转展开，罩板的上端中间位置安装有固定块，电磁块通电时，固定块与电磁块磁性连接。

优选的，底槽的内部后侧转动安装有旋转杆，所述旋转杆的两端固定安装有齿轮。

优选的，接触板的前侧设置有橡胶垫，且接触板的后侧两端设置有齿杆A。

优选的，推块为楔形结构，且推块的后端两侧固定安装有两组齿杆B。

优选的，滑动板为矩形结构，且滑动板的两侧下端固定安装有侧块，所述侧块为楔形结构。

优选的，升降板为矩形结构，且升降板的上端两侧设置有两组电极片。

本发明提供一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，具有以下有益效果：

1、本发明中，通过设置接触板、齿轮传动结构、推块、升降板及滑动板等联动组件，实现了电极片的动态防护功能，在非充电状态下，电极片收纳于底槽内部，滑动板的侧块对连通槽形成遮蔽，可有效避免电极片直接暴露于外界环境中，减少因磕碰、腐蚀导致的损坏风险，同时防止灰尘附着影响导电性能；当扫地机器人靠近并推动接触板时，通过齿杆与齿轮的传动作用，推块前移顶起升降板，使电极片从连通槽伸出并与机器人接触充电，充电完成后借助弹簧复位机制，电极片自动缩回底槽并重新被遮蔽，该结构通过机械联动实现电极片的自动伸缩与防护，显著提升了非充电状态下的安全性和耐用性，降低了漏电隐患。

2、本发明中，通过创新性地采用“光伏板+蓄电池+外接电源”的多元供电模式，通过光敏电池与电磁块的协同控制，实现了供电模式的智能切换，当光照强度达到设定阈值时，光敏电池触发电磁块工作，吸附罩板上升，使桩体两侧的翻板在卷簧作用下展开，光伏板接收太阳能并为蓄电池充电；蓄电池电量充足时优先为电极片供电，电量过低时自动切换至外接电源（充电口）供电，确保机器人充电需求不受单一电源故障影响，此外，翻板展开时可扩大光伏板受光面积，提升能量转换效率，闲置时罩板复位遮蔽翻板，减少光伏板磕碰损坏风险，该设计不仅适应了不同光照条件与电源环境，还充分利用清洁能源，符合节能降耗的设计理念。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本发明内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本发明内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本发明内容的范围。

在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的立体结构示意图。

图2示出了根据本发明的实施例的分解结构示意图。

图3示出了根据本发明的实施例的后侧仰视结构示意图。

图4示出了根据本发明的实施例的侧部结构示意图。

图5示出了根据本发明的实施例的桩体顶部剖切结构示意图。

图6示出了根据本发明的实施例的桩体上端内侧结构示意图。

图7示出了根据本发明的实施例的桩体底部平剖结构示意图。

图8示出了根据本发明的实施例的桩体底部后侧剖切结构示意图。

图9示出了根据本发明的实施例的桩体底部前侧剖切结构示意图。

附图标记列表

1、桩体；101、活动槽；1011、充电口；102、内槽；1021、蓄电池；103、光敏电池；1031、电磁块；104、翻板；1041、光伏板；105、罩板；1051、固定块；106、底槽；1061、连通槽；107、旋转杆；1071、齿轮；2、接触板；201、齿杆A；3、推块；301、齿杆B；4、滑动板；401、侧块；5、升降板；501、电极片。

具体实施方式

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的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参考图1至图9所示：

本发明提供一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，包括：桩体1；桩体1整体为L形结构，桩体1的下端内部设置有底槽106，底槽106的上端对称设置有两组贯穿式的连通槽1061；桩体1的前侧上端设有接触板2，接触板2外端的齿杆A201与桩体1滑动配合，齿杆A201贯穿桩体1，齿杆A201与底槽106内的齿轮1071传动连接，接触板2与桩体1之间设有弹簧，底槽106的内部滑动设置有推块3，推块3能够水平在底槽106内前后滑动，推块3外端的齿杆B301与齿轮1071传动连接，底槽106的内部上端通过弹簧配合滑动安装有滑动板4，滑动板4能够水平在底槽106内前后滑动，滑动板4外部的侧块401对连通槽1061进行遮蔽，底槽106的内部前侧通过弹簧配合滑动安装有升降板5，升降板5能够垂直在底槽106内上下滑动，升降板5上的电极片501与侧块401底部相贴合，且电极片501能够从连通槽1061中伸出，推块3向前移动时，能够将升降板5推起，电极片501可与桩体1内的蓄电池1021以及充电口1011电连接。

作为本发明的第2实施例，在实施例1的基础上，如图5至图9所示，桩体1的上端内侧开设有贯穿式的活动槽101，且桩体1的底部侧端设置有充电口1011；桩体1的内部中间位置开设有矩形内槽102，内槽102中安装有蓄电池1021，内槽102的两端等距分布有贯穿式的散热孔，蓄电池1021电量充足时，能够对电极片501供电，蓄电池1021电量过低时，可自动切换至由充电口1011为电极片501供电，桩体1的顶部安装有光敏电池103，内槽102的内部上端安装有电磁块1031，且电磁块1031的启动受光敏电池103控制，电磁块1031由蓄电池1021供电；桩体1的两端通过卷簧配合转动安装有翻板104，翻板104的外端固定安装有光伏板1041，翻板104展开时，光伏板1041可为蓄电池1021供电；内槽102中通过弹簧配合滑动安装有罩板105，罩板105的两端罩在翻板104的外侧，罩板105上升时，翻板104向两侧翻转展开，罩板105的上端中间位置安装有固定块1051，电磁块1031通电时，固定块1051与电磁块1031磁性连接；底槽106的内部后侧转动安装有旋转杆107，旋转杆107的两端固定安装有齿轮1071；设置桩体1，当扫地机器人移动至桩体1的前测时，能够实现在桩体1上进行充电；设置矩形活动槽101，可将活动槽101的内部安装电磁块1031，并将罩板105通过活动槽101滑动安装到桩体1的内部上端；设置充电口1011，可在蓄电池1021电量低时，充电口1011能够对电极片501进行供电，从而满足对扫地机器人的充电需求；设置矩形内槽102，可将蓄电池1021通过内槽102安装到桩体1的内部；设置蓄电池1021，可存储电能，并未扫地机器人进行供电；设置光敏电池103，当外界光照达到一定的强度时，光敏电池103能够控制电磁块1031启动，并让翻板104展开，从而使光伏板1041进行工作；设置电磁块1031，当电磁块1031通电后，就能够对固定块1051进行吸附，并使罩板105移动到上端；设置翻板104，能够在翻板104上安装光伏板1041；设置光伏板1041，能够将太阳能转换成电能，并存储到蓄电池1021中；设置罩板105，通过将罩板105罩到翻板104的外部，可使翻板104收回到桩体1的两侧，当罩板105抬起时，会失去对翻板104的限位，并使翻板104在桩体1的外端展开，罩板105的两侧足够长时，可对安装在翻板104外端的光伏板1041进行保护；设置底槽106，可在底槽106内活动安装带有电极片501的升降板5；设置连通槽1061，可使电极片501通过连通槽1061从底槽106内部伸出，从而实现给扫地机器人供电；设置旋转杆107，可在旋转杆107上安装齿轮1071，设置齿轮1071，能够用于对齿杆A201和齿杆B301的传动连接。

作为本申请的另一实施例，将罩板105通过螺杆配合滑动安装在内槽102中，使光敏电池103能够控制螺杆所连接的电机，将罩板105的两端遮住翻板104及外端的光伏板1041，罩板105能够对翻板104及光伏板1041起到保护的作用，当光照达到一定的强度后，光敏电池103能够控制螺杆旋转，使罩板105上升，这样同样能够达到控制翻板104带动光伏板1041展开进行工作的作用效果。

本发明通过在桩体1的两端设置转动安装带有光伏板1041的翻板104，在内槽102中滑动安装罩板105，使罩板105对翻板104进行限位，在桩体1的上端设置光敏电池103，并使光敏电池103能够控制内槽102中电磁块1031的开启，当光照到达一定的强度后，光敏电池103控制电磁块1031启动，通过对固定块1051的磁吸作用，使罩板105上升，并使翻板104带动光伏板1041展开工作，翻板104展开后能够提高接受光照的效果，当罩板105贴合到桩体1的两侧时，能将光伏板1041进行收纳，减少受到磕碰而发生损坏的风险，设置充电口1011以及蓄电池1021这两种可自动切换的充电模式，能满足不同环境下对扫地机器人的供电需求，并有效节约能源。

作为本发明的第3实施例，在实施例1的基础上，如图7至图9所示，接触板2的前侧设置有橡胶垫，且接触板2的后侧两端设置有齿杆A201；推块3为楔形结构，且推块3的后端两侧固定安装有两组齿杆B301；滑动板4为矩形结构，且滑动板4的两侧下端固定安装有侧块401，侧块401为楔形结构；升降板5为矩形结构，且升降板5的上端两侧设置有两组电极片501；设置接触板2，当扫地机器人移动到桩体1的前端时，能够推动接触板2，并使电极片501伸出，从而进行充电，设置齿杆A201，可在接触板2移动时，通过齿杆A201来带动齿轮1071进行旋转；设置推块3，通过使推块3向前移动，能够将升降板5抬起，并使电极片501从底槽106内伸出；设置齿杆B301，可在齿轮1071旋转时，能够带动推块3在底槽106内部进行滑动；设置滑动板4，能够在滑动板4的两端设置侧块401；设置楔形侧块401，能够使侧块401对连通槽1061进行遮挡，充电时，电极片501能够推开侧块401从连通槽1061中伸出；设置升降板5，能够在升降板5上设置两组电极片501；设置电极片501，电极片501从连通槽1061中伸出后，通过使其与扫地机器人上的充放电区域相接触，能够实现对扫地机器人的充电。

本发明通过在电极片501内的底槽106中滑动安装带有电极片501的升降板5，扫地机器人在移动到桩体1前侧进行充电的过程中，会推动接触板2移动，在齿轮1071的传动作用下，使推块3前移，并将升降板5顶起，机器人移动到相应位置后，电极片501通过连通槽1061伸出，从而实现电极片501与扫地机器人的接触充电，冲完电后，扫地机器人离开，弹簧推动接触板2复位，使推块3向后滑动，并使升降板5带动电极片501缩回到底槽106中，从而对其进行保护。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，如图1至图9所示，当扫地机器人需要充电时，其移动至桩体1的前侧，机器人前端与接触板2前侧的橡胶垫接触并推动接触板2向后移动，接触板2后侧的齿杆A201随接触板2同步移动并带动底槽106内旋转杆107两端的齿轮1071转动，齿轮1071转动时与推块3后端的齿杆B301啮合传动，使推块3在底槽106内向前滑动，楔形结构的推块3前移过程中与升降板5底部接触并将升降板5向上推起，升降板5上升时其上端的电极片501与滑动板4两侧的楔形侧块401底部贴合并推动侧块401，使滑动板4在底槽106内向后滑动，侧块401从连通槽1061处移开，电极片501通过连通槽1061伸出底槽106并与机器人的充放电区域接触，此时电极片501与桩体1内的蓄电池1021或充电口1011电连接开始为机器人充电；在充电过程中，若外界光照强度达到设定值，桩体1顶部的光敏电池103控制内槽102上端的电磁块1031启动，电磁块1031产生磁力吸附罩板105上端的固定块1051，使罩板105在内槽102中向上滑动，罩板105脱离对桩体1两端翻板104的限位，翻板104在卷簧的作用下向两侧翻转展开，翻板104外端的光伏板1041展开后接收太阳能并将电能存储至蓄电池1021中，当蓄电池1021电量充足时优先为电极片501供电，若蓄电池1021电量过低则自动切换至充电口1011供电；当机器人充电完成后，其从桩体1前侧移开，接触板2在弹簧的作用下向前复位，齿杆A201带动齿轮1071反向转动，推块3在齿轮1071与齿杆B301的传动下向后滑动复位，升降板5在自身重力及弹簧作用下向下移动，电极片501缩回底槽106内，滑动板4在弹簧作用下向后滑动复位，侧块401重新对连通槽1061进行遮蔽，同时，若光照强度降低，光敏电池103控制电磁块1031关闭，罩板105在弹簧作用下向下滑动复位并罩在翻板104外侧，翻板104在罩板105的挤压下反向转动收纳至桩体1两侧，光伏板1041停止工作。

本文中，有以下几点需要注意：

1.本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其它结构可参考通常设计。

2.在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合，以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，包括：桩体（1）；所述桩体（1）整体为L形结构，桩体（1）的下端内部设置有底槽（106），所述底槽（106）的上端对称设置有两组贯穿式的连通槽（1061）；其特征在于，所述桩体（1）的前侧上端设有接触板（2），接触板（2）外端的齿杆A（201）与桩体（1）滑动配合，齿杆A（201）贯穿桩体（1），齿杆A（201）与底槽（106）内的齿轮（1071）传动连接，接触板（2）与桩体（1）之间设有弹簧，底槽（106）的内部滑动设置有推块（3），所述推块（3）能够水平在底槽（106）内前后滑动，推块（3）外端的齿杆B（301）与齿轮（1071）传动连接，底槽（106）的内部上端通过弹簧配合滑动安装有滑动板（4），滑动板（4）能够水平在底槽（106）内前后滑动，滑动板（4）外部的侧块（401）对连通槽（1061）进行遮蔽，底槽（106）的内部前侧通过弹簧配合滑动安装有升降板（5），升降板（5）能够垂直在底槽（106）内上下滑动，升降板（5）上的电极片（501）与侧块（401）底部相贴合，且电极片（501）能够从连通槽（1061）中伸出，推块（3）向前移动时，能够将升降板（5）推起，电极片（501）可与桩体（1）内的蓄电池（1021）以及充电口（1011）电连接，所述底槽（106）的内部后侧转动安装有旋转杆（107），所述旋转杆（107）的两端固定安装有齿轮（1071）；所述接触板（2）的前侧设置有橡胶垫，且接触板（2）的后侧两端设置有齿杆A（201）；所述推块（3）为楔形结构，且推块（3）的后端两侧固定安装有两组齿杆B（301）；所述滑动板（4）为矩形结构，且滑动板（4）的两侧下端固定安装有侧块（401），所述侧块（401）为楔形结构；当机器人需要充电时，其移动至桩体（1）的前侧，机器人前端与接触板（2）前侧的橡胶垫接触并推动接触板（2）向后移动，接触板（2）后侧的齿杆A（201）随接触板（2）同步移动并带动底槽（106）内旋转杆（107）两端的齿轮（1071）转动，齿轮（1071）转动时与推块（3）后端的齿杆B（301）啮合传动，使推块（3）在底槽（106）内向前滑动，楔形结构的推块（3）前移过程中与升降板（5）底部接触并将升降板（5）向上推起，升降板（5）上升时其上端的电极片（501）与滑动板（4）两侧的楔形侧块（401）底部贴合并推动侧块（401），使滑动板（4）在底槽（106）内向后滑动，侧块（401）从连通槽（1061）处移开，电极片（501）通过连通槽（1061）伸出底槽（106）并与机器人的充放电区域接触，此时电极片（501）与桩体（1）内的蓄电池（1021）或充电口（1011）电连接开始为机器人充电。

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，其特征在于：所述桩体（1）的上端内侧开设有贯穿式的活动槽（101），且桩体（1）的底部侧端设置有充电口（1011）。

3.根据权利要求2所述的一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，其特征在于：所述桩体（1）的内部中间位置开设有矩形内槽（102），所述内槽（102）中安装有蓄电池（1021），内槽（102）的两端等距分布有贯穿式的散热孔，蓄电池（1021）电量充足时，能够对电极片（501）供电，蓄电池（1021）电量过低时，可自动切换至由充电口（1011）为电极片（501）供电，桩体（1）的顶部安装有光敏电池（103），内槽（102）的内部上端安装有电磁块（1031），且电磁块（1031）的启动受光敏电池（103）控制，电磁块（1031）由蓄电池（1021）供电。

4.根据权利要求3所述的一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，其特征在于：所述桩体（1）的两端通过卷簧配合转动安装有翻板（104），所述翻板（104）的外端固定安装有光伏板（1041），翻板（104）展开时，光伏板（1041）可为蓄电池（1021）供电。

5.根据权利要求4所述的一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，其特征在于：所述内槽（102）中通过弹簧配合滑动安装有罩板（105），所述罩板（105）的两端罩在翻板（104）的外侧，罩板（105）上升时，翻板（104）向两侧翻转展开，罩板（105）的上端中间位置安装有固定块（1051），电磁块（1031）通电时，固定块（1051）与电磁块（1031）磁性连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洁机器人的专用充电机构，其特征在于：所述升降板（5）为矩形结构，且升降板（5）的上端两侧设置有两组电极片（501）。