CN207606855U - 一种自动充电装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动充电装置及机器人，包括移动电极端与固定电极端，所述移动电极端包括导向座，所述导向座与电极压板之间设置有取电电极，所述电极压板连接至待充电装置；固定电极端包括导向单元、电极座及至少一个输电单元，输电单元与电极座装配在导向单元上，所述导向单元适用于实现在充电过程中其导向滚轮与导向座侧面接触并校正待充电装置在左右方向上的偏摆波动。本实用新型输电电极与取电电极的压合动作，利用了轨道机器人的水平运动及机械旋转机构，将机器人的水平推力转变为竖直方向的弹簧压力，避免了额外的动力源，即保证了压合结构可靠性，又具备电极紧密贴合的效果。

Description

一种自动充电装置及机器人

技术领域

本实用新型涉及装备应用技术领域，特别是涉及一种自动充电装置及机器人。

背景技术

电缆隧道及与电缆相关的管廊成为现代城市公共设施的重要组成部分，部分隧道及管廊中应用了移动电源供电轨道式机器人，用于对内部设施进行巡视检测。为保证轨道机器人的足够的续航能力，满足长距离、不间断地巡视检测，需要沿轨道布置一定数量的自动充电装置。隧道及管廊的内部环境复杂、空间相对狭小，要求装置的结构简单可靠，因此充电装置既要满足轨道机器人的行走特点，满足自动充电要求，还要避免结构复杂、体积臃肿的设计。因此，设计一种结构可靠、性能安全、体积适合的自动充电装置尤为重要。

现有技术中，申请号201520305110.9名称为“一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置”，旨在解决电刷组与充电槽之间的弹性施力，以保证两者之间良好的接触，为完成此种功能，设有专用电机驱动机构、两部分伸缩机构。此种设计存在的缺点：增加了充电装置复杂性，同时在尺寸方面也有较大的优化空间。

综上所述，现有技术中对于充电装置所存在的结构及精确性的问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种自动充电装置，该充电装置结构简小、体积适中，本装置可将代充电装置的水平推力转换为充电装置的竖直压力，同时导向单元可自动修正前进轨迹、输电单元可独立转动，保证了自动充电装置移动充电端与固定充电端的准确定位及可靠接合。

一种自动充电装置，包括移动电极端与固定电极端，包括移动电极端与固定电极端，所述移动电极端包括导向座，所述导向座与电极压板之间设置有取电电极，所述电极压板连接至待充电装置；

所述固定电极端包括导向单元、电极座及至少一个输电单元，输电单元与电极座装配在导向单元上，所述导向单元适用于实现在充电过程中其导向滚轮与导向座侧面接触并校正待充电装置在左右方向上的偏摆波动。

其中，所述移动电极端用于实现在随待充电装置的行进中与固定电极端相配合将待充电装置的水平推力转变为固定电极端输电电极的竖直方向的压力，所述输电电极的竖直方向的压力使得输电电极与移动电极端的取电电极逐渐接触并最终全面贴合。

进一步的，所述导向座设置有导向机构，该导向机构用于实现在移动电极端靠近固定电极端时与输电电极接触，为取电电极与输电电极的贴合提供缓冲作用。

进一步的，所述导向机构为设置在导向座两端的竖直方向上的坡度平面。

进一步的，所述导向机构还包括设置在导向座两端的水平方向的喇叭口。

进一步的，所述导向机构还包括设置在导向座两侧面的竖直面，作为导向壁，在移动电极端靠近并将与固定电极端接合时，实现所述固定电极端导向滚轮与导向壁接触并滚动，保证取电电极与输电电极在水平方向上的准确定位。

进一步的，所述电极压板内部设置有用于取电电极定位的凹槽，外形为T形，用于压紧取电电极及连接带充电装置。

进一步的，所述取电电极上表面设为滑动平面，用于与输电电极的贴合。

进一步的，所述导向单元包括固定架及导向滚轮，所述固定架设有导向滚轮、输电单元装配位置孔。

进一步的，所述导向滚轮，装配固定架上，在固定架的前后、左右方向上对称分布。

进一步的，所述输电单元包括输电电极、弹性部件、调节座及旋转结构；所述输电电极分别连接弹性部件及旋转结构，所述输电电极可绕旋转结构转动，所述弹性部件用于提供输电电极竖直方向的压力；所述调节座装配在电极座上，用于调节输电电极的旋转幅度。

进一步的，所述输电电极设有圆孔，通过该圆孔与旋转结构相连，实现输电电极绕转动轴旋转；所述输电电极还设有安装柱，用于装弹性部件簧；所述输电电极设有连续的滑动弧面及滑动平面，在充电过程中，所述连续的滑动弧面与导向座的坡度平面接触，所述滑动平面与导向座的平面接触继而实现与取电电极平面接触，完成最后的贴合。

进一步的，所述旋转结构包括转动轴、绝缘垫、转动套，其中转动套与绝缘垫的内圆与转动轴配合，外圆与输电电极的圆孔配合，转动轴装配在电极座上；转动套与绝缘垫采用绝缘材料，保证输电电极之间的绝缘。

进一步的，所述弹性部件为压簧，压簧一端装配在输电电极上，另一端装配在电极座的导向槽中。

进一步的，所述调节座设有内螺纹孔并装配合适长度的螺钉，用于调节输电电极的旋转幅度。

进一步的，所述电极座，设有导向凹槽用于压簧的导向，设有圆孔用于装配转动轴，设有独立舱室，分别容纳输电电极。

一种机器人，所述机器人包括上述自动充电装置，其中移动电极端连接至机器人。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型输电电极与取电电极的压合动作，利用了轨道机器人的水平运动及输电电极的旋转机构即取电电极的转轴，将机器人的水平推力转变为竖直方向的弹簧压力，避免了额外的动力源，即保证了压合结构可靠性，又具备电极紧密贴合的效果。

2、本实用新型导向滚轮与导向座侧面的导向作用，保证了输电电极与取电电极在左右方向的准确定位，消除了轨道机器人微小偏摆波动对输电过程的影响。

3、本实用新型的充电装置应用范围广，本装置的电极压合结构原理通用性及移植性强，可推广至其它电源设备的充电、在线取电应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型总成图(移动电极端与固定电极端未接合)；

图2是本实用新型总成正视图(移动电极端与固定电极端接合)；

图3是本实用新型总成正视图的A-A剖视图；

图4导向单元组成图；

图5输电单元组成图。

图示中，1.导向座，2.导向滚轮，3.固定架，4.输电电极，5.电极座，6.转动轴，7.电极压板，8.取电电极，9.压簧，10.调节座，11.绝缘垫，12.转动套，13.喇叭口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中目前的充电装置结构上存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种自动充电装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种自动充电装置，该充电装置应用在电缆隧道内轨道式行走机器人，主要包括移动电极端与固定电极端，移动电极端随机器人水平运动，当移动电极端的取电电极8与固定电极端的输电电极4接触并挤压时，输电电极4绕转动轴6旋转并受到压簧9的压力反弹，从而让取电电极8与输电电极4紧密贴合，为充电提供了紧密接触保障，为机器人的移动电源提供可靠充电功能，保证了机器人的续航要求。

需要说明的是，本申请的自动充电装置应用在电缆隧道内轨道式行走机器人但并不仅限于此，只要安装上本申请的自动充电装置能够实现自主充电的设备均为该充电装置的应用范围。

实际应用中，该移动电极端包括导向座1、电极压板7、取电电极8，其中，导向座1两端的竖直方向上设有坡度平面，坡度平面的尺寸根据实际的需要进行设定，在移动电极端靠近固定电极端时，坡度平面首先与输电电极4的圆弧面接触，为以后取电电极8与输电电极4的贴合提供缓冲作用。

关于导向座1的具体结构中，两端的水平方向上设有喇叭口13，保证输电电极4的顺利过渡。两侧面设有竖直面，作为导向滚轮2的导向壁，在移动电极端靠近并将与固定电极端接合时，导向滚轮2与导向壁接触并滚动，保证取电电极8与输电电极4在水平方向上的准确定位，取电电极8与输电电极4压合后的状态见图2所示。

关于电极压板7，内部设计为凹槽用于取电电极8的定位，外形设计为T形，用于压紧取电电极8及连接轨道机器人。

关于取电电极8，置于导向座1与电极压板7之间，上表面设为滑动平面，用于与输电电极4的贴合。

实际应用中，固定电极端包括导向单元、输电单元及电极座5。输电单元与电极座5一起装配在导向单元上，充电过程中，导向单元的导向滚轮2与导向座1侧面接触，当机器人在左右方向上有微小偏摆波动时，导向单元及时校正，保证移动电极端的水平方向轨迹，并最终保证取电电极8与输电电极4在水平方向上的准确定位。

其中，如图4所示，导向单元包括固定架3、导向滚轮2；固定架3，设有导向滚轮2、输电单元装配位置孔。导向滚轮2，装配固定架3上，在固定架3的前后、左右方向上对称分布。

如图5所示，输电单元，包括输电电极4、转动轴6、压簧9、调节座10、绝缘垫11、转动套12；输电单元的数量可根据实际情况布置，每个输电单元可独立旋转。输电电极4，设有圆孔，可绕转动轴6旋转；设有安装柱，用于装配压簧9；设有连续的滑动弧面及滑动平面，在充电过程中，分别与导向座1的坡度平面接触，主要为缓冲作用，与导向座1的平面接触，为过渡作用，与取电电极8平面接触，完成最后的贴合。转动轴6、绝缘垫11、转动套12，组成旋转结构，输电电极4可绕旋转结构转动，时刻保持对取电电极8的压合。其中转动套12与绝缘垫11的内圆与转动轴配合，外圆与输电电极4的圆孔配合，转动轴6装配在电极座5上；如图3所示，转动套12与绝缘垫11采用绝缘材料，保证输电电极4之间的绝缘。压簧9，一端装配在输电电极4上，另一端装配在电极座5的导向槽中。调节座10，装配在电极座5上，设有内螺纹孔并装配合适长度的螺钉，用于调节输电电极4的旋转幅度。

电极座5，设有导向凹槽用于压簧9的导向，设有圆孔用于装配转动轴6，设有独立舱室，分别容纳输电电极4。

充电时，移动电极端的取电电极8在轨道机器人的水平行进中，与固定电极端的输电电极4逐渐接触并最终全面贴合，如图2所示，为轨道机器人的移动电源提供充电功能，保证轨道机器人的续航要求。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动充电装置，其特征是，包括移动电极端与固定电极端，所述移动电极端包括导向座，所述导向座与电极压板之间设置有取电电极，所述电极压板连接至待充电装置；

所述固定电极端包括导向单元、电极座及至少一个输电单元，输电单元与电极座装配在导向单元上，所述导向单元适用于实现在充电过程中其导向滚轮与导向座侧面接触并校正待充电装置在左右方向上的偏摆波动。

2.如权利要求1所述的一种自动充电装置，其特征是，所述导向座设置有导向机构，该导向机构用于实现在移动电极端靠近固定电极端时与输电电极接触，为取电电极与输电电极的贴合提供缓冲作用。

3.如权利要求2所述的一种自动充电装置，其特征是，所述导向机构包括设置在导向座两端的竖直方向上的坡度平面；或

所述导向机构还包括设置在导向座两端的水平方向的喇叭口；或

所述导向机构还包括设置在导向座两侧面的竖直面，作为导向壁，在移动电极端靠近并将与固定电极端接合时，实现所述固定电极端导向滚轮与导向壁接触并滚动，保证取电电极与输电电极在水平方向上的准确定位。

4.如权利要求1所述的一种自动充电装置，其特征是，所述电极压板内部设置有用于取电电极定位的凹槽，外形为T形，用于压紧取电电极及连接带充电装置；

所述取电电极上表面设为滑动平面，用于与输电电极的贴合。

5.如权利要求1所述的一种自动充电装置，其特征是，所述导向单元包括固定架及导向滚轮，所述固定架设有导向滚轮、输电单元装配位置孔；

所述导向滚轮，装配固定架上，在固定架的前后、左右方向上对称分布。

6.如权利要求1所述的一种自动充电装置，其特征是，所述输电单元包括输电电极、弹性部件、调节座及旋转结构；所述输电电极分别连接弹性部件及旋转结构，所述输电电极可绕旋转结构转动，所述弹性部件用于提供输电电极竖直方向的压力；所述调节座装配在电极座上，用于调节输电电极的旋转幅度。

7.如权利要求6所述的一种自动充电装置，其特征是，所述输电电极设有圆孔，通过该圆孔与旋转结构相连，实现输电电极绕转动轴旋转；所述输电电极还设有安装柱，用于装弹性部件簧；所述输电电极设有连续的滑动弧面及滑动平面，在充电过程中，所述连续的滑动弧面与导向座的坡度平面接触，所述滑动平面与导向座的平面接触继而实现与取电电极平面接触，完成最后的贴合。

8.如权利要求6所述的一种自动充电装置，其特征是，所述旋转结构包括转动轴、绝缘垫、转动套，其中转动套与绝缘垫的内圆与转动轴配合，外圆与输电电极的圆孔配合，转动轴装配在电极座上；转动套与绝缘垫采用绝缘材料，保证输电电极之间的绝缘。

9.如权利要求6所述的一种自动充电装置，其特征是，所述弹性部件为压簧，压簧一端装配在输电电极上，另一端装配在电极座的导向槽中；或

所述调节座设有内螺纹孔并装配合适长度的螺钉，用于调节输电电极的旋转幅度；或

所述电极座，设有导向凹槽用于压簧的导向，设有圆孔用于装配转动轴，设有独立舱室，分别容纳输电电极。

10.一种机器人，所述机器人包括所述权利要求1-9任一所述的一种自动充电装置，其中所述移动电极端连接至机器人。