CN206825467U - 一种机器人充电机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人充电机构，包括电机、丝杠、丝杠滑块、传动杆、挡板和充电电刷；丝杠的一端与电机的输出轴连接，另一端与挡板连接，且丝杠能够相对挡板转动，丝杠滑块套设在丝杠上；传动杆与丝杠平行设置，且传动杆的一端与丝杠滑块连接，另一端穿过挡板与充电电刷连接；丝杠转动时，丝杠滑块沿丝杠轴向移动，并通过传动杆推动充电电刷移动。本实用新型提出的机器人充电机构结构简单，装配方便，安全可靠且传动性能稳定。

Description

一种机器人充电机构

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人充电机构。

背景技术

目前，充电工作的机器人普遍使用快充电池进行供电，为保证机器人能够长期稳定的在室外工作，减少工作人员的工作量，需要机器人有较为稳定的充电机构。而现有的充电机构结构复杂，传动装置稳定性差，伸出充电接头时容易发生晃动，容易导致充电接头与充电桩接触不充分，出现虚接现象。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的机器人充电机构结构复杂，且传动装置稳定性差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机器人充电机构，包括电机、丝杠、丝杠滑块、传动杆、挡板和充电电刷；所述丝杠的一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述挡板连接，且所述丝杠能够相对所述挡板转动，所述丝杠滑块套设在所述丝杠上；所述传动杆与所述丝杠平行设置，且所述传动杆的一端与所述丝杠滑块连接，另一端穿过所述挡板与所述充电电刷连接；所述丝杠转动时，所述丝杠滑块沿所述丝杠轴向移动，并通过所述传动杆推动所述充电电刷移动。

进一步地，所述充电电刷包括电刷正极、电刷负极和连接板，所述电刷正极和电刷负极通过压缩弹簧平行间隔设置在所述连接板一侧；所述连接板的另一侧与所述传动杆连接。

进一步地，还包括套设在所述丝杠上的支撑板，所述支撑板位于所述电机和所述丝杠滑块之间，且所述丝杠能够相对所述支撑板转动。

进一步地，所述支撑板上用于穿设所述丝杠的过孔内部设有角接触轴承，所述丝杠穿过所述角接触轴承后与所述电机的输出端连接。

进一步地，所述挡板和所述支撑板上分别设有一个限位开关，或者所述挡板上设有两个限位开关，用于限制所述丝杠滑块和所述连接板的行程。

进一步地，所述挡板的一侧还设有导轨，所述导轨与所述丝杠平行设置，且设有能够沿所述导轨滑动的导轨滑块，所述导轨滑块与所述丝杠滑块连接。

进一步地，所述丝杠通过联轴器与所述电机的输出轴连接。

进一步地，所述电刷正极和电刷负极通过绝缘层与所述连接板连接。

进一步地，所述丝杠滑块一侧连接有丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述丝杠滑块上用于穿设所述丝杠的过孔同心设置，所述丝杠转动时，所述丝杠螺母带动所述丝杠滑块沿所述丝杠轴向移动。

进一步地，所述丝杠滑块上还安装有磁体，当所述丝杠滑块位于初始位置时，在与所述磁体对应的位置设有霍尔接近开关，用于消除电机的累积误差。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提出的机器人充电机构，电机、丝杠、丝杠滑块、传动杆、挡板和充电电刷；所述丝杠的一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述挡板连接，且所述丝杠能够相对所述挡板转动，所述丝杠滑块套设在所述丝杠上；所述传动杆与所述丝杠平行设置，且所述传动杆的一端与所述丝杠滑块连接，另一端穿过所述挡板与所述充电电刷连接；所述丝杠转动时，所述丝杠滑块沿所述丝杠轴向移动，并通过所述传动杆推动所述充电电刷移动。本实用新型提出的机器人充电机构结构简单，装配方便，安全可靠且传动性能稳定。

附图说明

图1是本实用新型实施例机器人充电机构的主视图；

图2是本实用新型实施例机器人充电机构的轴侧图；

图3是本实用新型实施例机器人充电机构工作整体示意图。

图中：1：电机；2：电机支架；3：联轴器；4：丝杠；5：支撑板；6：角接触轴承；7：孔用弹性挡圈；8：丝杠螺母；9：丝杠滑块；10：传动杆；11：挡板；12：限位开关；13：连接板；14：绝缘层；15：电刷正极；16：电刷负极；17：导轨；18：导轨滑块；19：磁体；20：霍尔接近开关；21：机器人本体；22：充电机构；23：充电桩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例提供的机器人充电机构，包括电机1、丝杠4、丝杠滑块9、传动杆10、挡板11和充电电刷；丝杠4的一端与电机1的输出轴连接，另一端与挡板11连接，且丝杠4能够相对挡板11转动，丝杠滑块9套设在丝杠4上；传动杆10与丝杠4平行设置，且传动杆10的一端与丝杠滑块9连接，另一端穿过挡板11与充电电刷连接；丝杠4转动时，丝杠滑块9沿丝杠4轴向移动，并通过传动杆10推动充电电刷移动。

如图1和图2所示，本实施例中还包括支撑板5，支撑板5与挡板11平行相对设置，支撑板5套设在丝杠4上。丝杠4的一端穿过支撑板5后，通过联轴器3与电机1同轴连接，另一端连接在挡板11上。

当然，在另一个实施例中，丝杠4与电机1也可以采用同步轮连接，电机1同样可以带动丝杠4转动。

具体地，本实施例中所采用的电机1为57步进电机，联轴器3为GR波纹管联轴器。当然也可以根据实际情况需要而选择其他型号的电机和联轴器。

电机1通过电机支架2固定在机器人本体中。电机支架2为L型结构，电机1的输出端穿过电机支架2与丝杠4连接。

丝杠4能够相对支撑板5和挡板11转动。支撑板5上设有用于穿设丝杠4的过孔，过孔内设有角接触轴承6，孔用弹性挡圈7设置在角接触轴承6的外侧，防止角接触轴承6脱离过孔。丝杠4穿过角接触轴承6的内孔后与电机1连接。当电机1转动时，丝杠4同步转动，丝杠4与角接触轴承6配合，角接触轴承6能够使丝杠4相对支撑板5转动时不受阻碍。

优选的，在另一个实施例中，挡板11也可以采用设有角接触轴承6过孔来穿设丝杠4。支撑板5和挡板11起支撑与限制丝杠4位置的作用，同时不影响丝杠4的转动。

如图1所示本实施例中采用了四根传动杆10。丝杠滑块9穿设在丝杠4上，传动杆10平行于丝杠4，一端与丝杠滑块9连接，另一端穿过挡板11与充电电刷连接。

丝杠滑块的一侧连接有丝杠螺母8。具体地，丝杠螺母8连接在丝杠滑块9的左侧(以图1所示的方向而定)。丝杠螺母8与丝杠滑块9上用于穿设丝杠4的过孔同心设置。丝杠滑块9通过丝杠螺母8与丝杠4啮合。转动丝杠4，与丝杠4丝杠螺母8沿丝杠4移动，拖动或推动丝杠滑块9沿丝杠4轴向移动，将丝杠4的转动转化为丝杠滑块9的直线运动。当然，在另一个实施例中，丝杠滑块9的过孔也可以是螺纹孔，丝杠滑块9通过内部的螺纹孔与丝杠4啮合。

当丝杠4转动时，丝杠滑块9发生移动，并通过传动杆10推动充电电刷移动。传动杆10使得充电电刷移动过程中可以保持稳定，充电接头伸出机器人本体充电时不会发生晃动。

如图1和图2所示，优选地，四根传动杆10分别设置在丝杠滑块9的四角上，将丝杠4围绕在中间，且到丝杠4的距离相等，这样的结构是为了使得受力更为均匀，传动过程更为稳定。

如图1和图2所示，充电电刷包括连接板13、电刷正极15和电刷负极16，电刷正极15和电刷负极16通过压缩弹簧与连接板13的外侧连接，连接板13的内侧与传动杆10连接。一种安装方式是电刷正极15和电刷负极16通过螺钉固定在连接板13外侧，充电电刷与连接板13之间留有一定空间，弹簧套设在螺钉上，设置在充电电刷与连接板13之间，且呈压缩状态。由于电刷正极15和电刷负极16均通过压缩弹簧安装到绝缘板上，压缩弹簧在与充电桩接触过程中起到减震作用，减少了充电接头对充电机构和充电桩的冲击，同时可以有效的避免电刷出现虚接，造成冒火花现象。

另外，普通的充电电刷与充电桩上的电刷面积比约为1，本实施例中的充电电刷为加大的电刷，面积约为充电桩上的电刷的2倍以上，优选地，面积为充电桩上的电刷的2～3倍。增大充电电刷的有效接触面积后，充电时，机器人本体不必进行精确的移动，即可正常充电，能够更为安全可靠的完成充电过程。

优选地，还设有绝缘层14，电刷正极15和电刷负极16通过绝缘层14与连接板13与连接。具体到本实施例中，连接板13与传动杆10垂直设置，电刷正极15和电刷负极16平行间隔安装在绝缘板上，绝缘板再安装到连接板13上。

进一步地，连接板13上方还设有横向隔板，位于电刷正极15和电刷负极16上方，机器人本体的外壳上对应位置设有铰接的挡片作为充电开口，电刷连接板13伸出时，横向隔板推动挡片转动，充电电刷伸出机器人本体进行充电，电刷连接板13收回时，铰接的挡片落下，遮挡住充电开口，防止机器人内部落灰。

如图1和图2所示，优选地，挡板11一侧还设有平行于丝杠4的导轨17，导轨17上设有可沿导轨17滑动的导轨滑块18，导轨滑块18一端套设在导轨17上，另一端与丝杠滑块9连接。具体到本实施例中，导轨17设置在支撑板5和挡板11的底部，安装时，导轨17可固定在机器人本体内，支撑板5和挡板11的底部套设在导轨17上。导轨滑块18的底部套接在导轨17，顶部连接丝杠滑块9，导轨17和导轨滑块18相互配合，能够在传动过程中减轻丝杠滑块9对于丝杠4的压力，使得丝杠滑块9可以更容易移动，并且不容易发生位置偏移。

进一步地，为确保丝杠滑块9沿丝杠4移动时不会超出行程，对电机1造成损伤，挡板11侧部还设置有两个限位开关12，一般情况下充电机构不会触碰到限位开关12，当电机1出现丢步或者程序出现错误时，丝杠滑块9或连接板13将会触发限位开关12，将电机1断电，防止出现事故。

当然，在另一个实施例中，也可以在挡板11和支撑板5上分别设置一个限位开关12，当丝杠滑块9即将超出行程时，触发限位开关12使电机1迅速停止转动。

如何设置两个限位开关12取决于传动杆10和丝杠4中较短的一方：若传动杆10较短，则两个限位开关12分别设置在挡板11和支撑板5上；若丝杠4较短，则两个限位开关12均设置在挡板11；若二者行程相同，即连接板13触碰到挡板11时丝杠滑块9也触碰到支撑板5，则两种设置方案都一样。

为了防止电机1出现丢步现象，丝杠滑块9上装有磁体19，在本实施例中磁体19选用的是小磁铁，安装在丝杠滑块9底部一侧，霍尔接近开关20安装在机器人本体内，且丝杠滑块9处于初始位置时霍尔接近开关20位于小磁铁的正下方。在丝杠4行程中安装霍尔接近开关20，小磁铁经过霍尔接近开关20时，可实现电机1归零，清除累积误差，防止电机1出现丢步现象，提高充电机构运动的精度。

优选地，挡板11的左右两侧(以图1所示方向为准)和支撑板5靠近丝杠滑块9的一侧还设有缓冲垫(图中未示出)，当然，在另一个实施例中，也可以在丝杠滑块9的左右两侧(以图1所示方向为准)以及连接板13靠近挡板11的一侧设置缓冲垫。缓冲垫可以选用弹性橡胶等减震材料，能够在出现意外事故时，防止丝杠滑块9和连接板13直接与支撑板5或挡板11发生碰撞，减轻丝杠滑块9和连接板13对装置的冲击，防止装置发生损坏。

本实施例中，机器人本体内还设有控制器、传感单元和电量监测单元。其中电机1、限位开关12、霍尔接近开关20、传感单元和电量监测单元均与控制器电连接。控制器接收其他部件的信号反馈，并处理后发出指令。传感单元可探测机器人本体与充电桩的距离，并将信息反馈给控制器。电量监测单元用于监测机器人本体内的电池电量，当电量低于设定值时，向控制器发出信号。控制器控制机器人本体移动到充电桩附近，机器人充电机构开始工作。

如图3所示，使用时，电机1带动丝杠4转动，丝杠滑块9沿丝杠4和导轨17向挡板11方向移动，由于传动杆10连接在丝杠滑块9和充电电刷之间，充电电刷与丝杠滑块9同步向外侧移动，伸出机器人本体，插入充电桩进行充电，电能充入机器人本体中的电池内。充电结束后，电机1带动丝杠4反向转动，丝杠滑块9沿丝杠4和导轨17向支撑板5方向移动，传动杆10带动充电电刷收回。

需要说明的是，电刷正极15和电刷负极16的位置和大小可以根据需要发生变化，但相应的，充电桩也应调整，与充电机构的充电电刷相匹配。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人充电机构，其特征在于：包括电机(1)、丝杠(4)、丝杠滑块(9)、传动杆(10)、挡板(11)和充电电刷；

所述丝杠(4)的一端与所述电机(1)的输出轴连接，另一端与所述挡板(11)连接，且所述丝杠(4)能够相对所述挡板(11)转动，所述丝杠滑块(9)套设在所述丝杠(4)上；所述传动杆(10)与所述丝杠(4)平行设置，且所述传动杆(10)的一端与所述丝杠滑块(9)连接，另一端穿过所述挡板(11)与所述充电电刷连接；

所述丝杠(4)转动时，所述丝杠滑块(9)沿所述丝杠(4)轴向移动，并通过所述传动杆(10)推动所述充电电刷移动。

2.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述充电电刷包括电刷正极(15)、电刷负极(16)和连接板(13)，所述电刷正极(15)和电刷负极(16)通过压缩弹簧平行间隔设置在所述连接板(13)一侧；所述连接板(13)的另一侧与所述传动杆(10)连接。

3.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：还包括套设在所述丝杠(4)上的支撑板(5)，所述支撑板(5)位于所述电机(1)和所述丝杠滑块(9)之间，且所述丝杠(4)能够相对所述支撑板(5)转动。

4.根据权利要求3所述的机器人充电机构，其特征在于：所述支撑板(5)上用于穿设所述丝杠(4)的过孔内部设有角接触轴承(6)，所述丝杠(4)穿过所述角接触轴承(6)后与所述电机(1)的输出端连接。

5.根据权利要求3所述的机器人充电机构，其特征在于：所述挡板(11)和所述支撑板(5)上分别设有一个限位开关(12)，或者所述挡板(11)上设有两个限位开关(12)，用于限制所述丝杠滑块(9)和所述连接板(13)的行程。

6.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述挡板(11)的一侧还设有导轨(17)，所述导轨(17)与所述丝杠(4)平行设置，且设有能够沿所述导轨(17)滑动的导轨滑块(18)，所述导轨滑块(18)与所述丝杠滑块(9)连接。

7.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述丝杠(4)通过联轴器(3)与所述电机(1)的输出轴连接。

8.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述电刷正极(15)和电刷负极(16)通过绝缘层(14)与所述连接板(13)连接。

9.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述丝杠滑块(9)一侧连接有丝杠螺母(8)，所述丝杠螺母(8)与所述丝杠滑块(9)上用于穿设所述丝杠(4)的过孔同心设置，所述丝杠(4)转动时，所述丝杠螺母(8)带动所述丝杠滑块(9)沿所述丝杠(4)轴向移动。

10.根据权利要求1所述的机器人充电机构，其特征在于：所述丝杠滑块(9)上还安装有磁体(19)，当所述丝杠滑块(9)位于初始位置时，在与所述磁体(19)对应的位置设有霍尔接近开关(20)，用于消除电机(1)的累积误差。