CN201576723U - 充电定位机构 - Google Patents

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CN2009202904096U
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王坚敏
张彩友
曹涛
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State Grid Intelligent Technology Co Ltd
Jiaxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Jiaxing Electric Power Bureau
Shandong Luneng Intelligence Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型充电定位机构，其包括：充电头，一端面设有接触脚和红外发生器；第一驱动机构，设于移动机器人的车体上，用于驱动所述充电头沿直线运动；充电箱，其朝向所述充电头的面设有与该充电头匹配的充电座和驱动该充电座上下运动的第二驱动机构，其中充电座上设有红外接收器；以及控制器，接受所述红外接收器的信号，计算充电头与充电箱的位置偏差生成目标位置，控制所述第二驱动机构驱动所述充电座运行至目标位置，其后控制所述第一驱动机构驱动所述充电头运行至预定充电位置。本方案便于机器人控制，安全可靠。

Description

充电定位机构
技术领域
本实用新型涉及一种充电机构。
背景技术
为了使移动机器人长期可靠的工作，需定期对移动机器人的供电电池进行自主充电。为了实现移动机器人的自主充电，目前本领域的技术人员开发出了一些充电机构，其中中国知识产权局第200420040971号实用新型专利公开了一种移动机器人电池充电装置，所记载的电池充电装置包括供电端和受电端，其中所述受电端所包含的次级线圈设有用于该次级线圈可靠连接的弹簧支座，且该次级线圈与供电端所包含的初级线圈所绕铁芯接触的端面装有接触传感器，用于到位指示。不过由于车体停靠位置，及控制精度因素影响，基于该结构的技术方案其充电端需要预留很大的接触空间，不仅加大了机器人车体运行的负担，而且在充电过程中留有安全隐患，主要是充电端长期在户外接触，易在空气中氧化，会使得充电时存在虚接触的可能，充电时会产生电火花，存在安全隐患，并容易烧坏线圈。加之因上述弹簧座的存在，使得受电端每次停靠的位置不同，控制起来比较麻烦。
发明内容
本实用新型针对目前现有技术的上述缺陷，提供了一种便于机器人控制、安全可靠的充电定位机构。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型充电定位机构，其包括：
充电头，一端面设有接触脚和红外发生器；
第一驱动机构，设于移动机器人的车体上，用于驱动所述充电头沿直线运动；
充电箱，其朝向所述充电头的面设有与该充电头匹配的充电座和驱动该充电座上下运动的第二驱动机构，其中充电座上设有红外接收器；以及
控制器，接受所述红外接收器的信号，计算充电头与充电箱的位置偏差生成目标位置，控制所述第二驱动机构驱动所述充电座运行至目标位置，其后控制所述第一驱动机构驱动所述充电头运行至预定充电位置。
依据本实用新型优选的实施例，借助于红外定位元件以期获得充电的准确定位，本方案采用了充电头与充电座的直线对接，依赖所述第一驱动机构实现所说的直线运动，从传动机构机械原理上来说，直线运动的传动精度最宜于保证，可以进一步的对所说对接的过程的控制精度提供保证。此外，为了获得更高的定位精度，本方案采用了浮动设置的充电座，从而，可以根据所述红外定位元件的反馈控制所述充电座居于合适的位置，便于位置的准确调整。
另一方面，从结构形式上来说，本方案中所使用的第一驱动机构和第二驱动机构均为提供直线驱动的机构，在机械领域中属于结构简单，制造成本低，且运行可靠的机构，相比于现有的充电定位机构有较大的优势。而进一步地，采用红外定位元件用于对现场位置信息的获取，受天气等环境因素影响小，可以更可靠的获取准确的位置数据信息，而该位置数据信息可准确地反映所述充电头和充电座的位置关系，从而为充电定位提供准确的位置参考。
相比而言，现场机器人对机械的结构强度有较高的要求，而本方案所采用的机械结构均容易保证设备的结构强度，更适合于现场机器人的操作。
上述充电定位机构，所述第一驱动机构为齿轮齿条机构，该齿轮齿条机构中的驱动齿轮的齿轮座固定设置，齿条为一端固定所述充电头的直线运动构件。
上述充电定位机构，所述车体上设有与所述齿条构成移动副的固定座。
对于所说的所述第二传动机构为丝杠丝母副，其中所述充电座的背面设有作为丝母的连接块。
上述充电定位机构，所述红外发生器固定在所述充电头的中下部，所述红外接收器设有三个，在所述充电座上呈等腰三角形布置。
附图说明
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作更具体的说明，使本领域的技术人员更好的理解本实用新型，其中：
图1为本实用新型实施例中充电定位机构充电头及其驱动机构的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中充电定位机构充电座及其驱动机构的结构示意图。
图3为图2中充电座的左视结构示意图。
图中：1、车体，2、信号线，3、电源线，4、固定座，5、导线移动轴，6、驱动齿轮，7、充电头，8、接触脚，9、红外发生器，10、齿轮组，11、电机，12、连接块，13、导轨，14、红外接收器，15、充电接触端，16、充电座，17、充电箱。
具体实施方式
参照说明附图1和2，其示出了一种充电定位机构，其包括：
充电头7，一端面设有接触脚8和红外发生器9；
第一驱动机构，设于移动机器人的车体1上，用于驱动所述充电头沿直线运动；
充电箱17，其朝向所述充电头的面设有与该充电头匹配的充电座16和驱动该充电座上下运动的第二驱动机构，其中充电座上设有红外接收器14；以及
控制器，接受所述红外接收器的信号，计算充电头与充电箱的位置偏差生成目标位置，控制所述第二驱动机构驱动所述充电座运行至目标位置，其后控制所述第一驱动机构驱动所述充电头运行至预定充电位置。
所述第一驱动机构优选齿轮齿条机构，本身齿轮传动机构是机械传动机构中传动精度较高、成本较低的一种传动机构，作为充电头直线运动的驱动机构在满足使用要求的情况下，可以节约成本。自然，本领域的技术人员还可以想到使用其它的能够实现直线运动的机构，比如丝杠丝母机构，但相对成本较高。这种替代也应当落入本实用新型的保护范围之内。且基于本方案的设计构思的技术特征的等同替代方式和明显变形方式为本实用新型技术构思和技术特征示例指导下不需要付出创造性劳动获得的，也应当落入本实用新型的保护范围之内。该齿轮齿条机构中的驱动齿轮6的齿轮座固定设置，齿条为一端固定所述充电头的直线运动构件。这里还需要考虑充电头对应的电源线3和红外发生器对应的信号线2的走线，可行的方式是所述齿条开设贯穿两端的通孔，以使所述信号线和电源线通过。
所述车体上设有与所述齿条构成移动副的固定座4，该固定座与所述齿条的配合方式可以采用最简单的成本较低的轴孔配合方式，自然，这里所考虑的是充电头所需要的行程并不长，因此所述轴孔配合方式也易于设置，且轴孔配合也是一种面接触配合，传动精度也易于保证。另外一种方式可以采用轨道副，稳定性更好。
为了获得较高的定位精度，所述第二传动机构为丝杠丝母副，其中所述充电座的背面设有作为丝母的连接块12。其中丝杠的驱动装置可以采用伺服电机配置相应的减速机，因伺服电机控制精度比较高，速度也容易控制，可以之间使用简易的齿轮组10予以替代。
为了更好的实现充电定位，所述红外发生器固定在所述充电头的中下部，所述红外接收器设有三个，在所述充电座上呈等腰三角形布置。

Claims (5)

1.一种充电定位机构，其特征在于其包括：
充电头(7)，一端面设有接触脚(8)和红外发生器(9)；
第一驱动机构，设于移动机器人的车体(1)上，用于驱动所述充电头沿直线运动；
充电箱(17)，其朝向所述充电头的面设有与该充电头匹配的充电座(16)和驱动该充电座上下运动的第二驱动机构，其中充电座上设有红外接收器(14)；以及
控制器，接受所述红外接收器的信号，计算充电头与充电箱的位置偏差生成目标位置，控制所述第二驱动机构驱动所述充电座运行至目标位置，其后控制所述第一驱动机构驱动所述充电头运行至预定充电位置。
2.根据权利要求1所述的充电定位机构，其特征在于：所述第一驱动机构为齿轮齿条机构，该齿轮齿条机构中的驱动齿轮(6)的齿轮座固定设置，齿条为一端固定所述充电头的直线运动构件。
3.根据权利要求2所述的充电定位机构，其特征在于：所述车体上设有与所述齿条构成移动副的固定座(4)。
4.根据权利要求1所述的充电定位机构，其特征在于：所述第二传动机构为丝杠丝母副，其中所述充电座的背面设有作为丝母的连接块(12)。
5.根据权利要求1至4任一所述的充电定位机构，其特征在于：所述红外发生器固定在所述充电头的中下部，所述红外接收器设有三个，在所述充电座上呈等腰三角形布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105207280A (zh) * 2014-06-20 2015-12-30 展讯通信（上海）有限公司 充电位置的校准方法、装置、无线充电设备及移动终端
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CP03 Change of name, title or address
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Patentee after: National Network Intelligent Technology Co., Ltd.

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Co-patentee before: Jiaxing Electric Power Bureau

Patentee before: Shandong Luneng Intelligent Technology Co., Ltd.

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