CN207819490U - 一种轮式机器人充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轮式机器人充电装置，其包括安装在轮式机器人的底盘上的两个滚轮，以及充电座，所述充电座包括座体，对称设置在所述座体上的两个凹槽结构，以及设置在所述座体上的电源；所述凹槽结构包括容纳有充电触板的第一凹槽，以及用于容纳所述滚轮的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽连通；所述第二凹槽内设置有微动开关；所述电源、所述充电触板均与所述微动开关连接；所述滚轮上设置有金属环；当所述滚轮位于所述第二凹槽内时，所述金属环与所述充电触板接触。所述凹槽结构为所述滚轮与所述微动开关的对接以及所述充电触板与所述金属环的对接提供了较大冗余，使得轮式机器人可以与所述充电座快速对接，降低了对接精度要求。

Description

一种轮式机器人充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电装置技术领域，尤其涉及一种轮式机器人充电装置。

背景技术

目前室内轮式机器人的充电装置都是在机器人机体和充电座上采用固定形状和位置的充电触点对接进行充电，轮式机器人在自动充电过程时需要在运动中不断调整自身位置以使机体的触点与充电座的触点精确对接，该方式在使用过程中存在轮式机器人自动充电过程中需要频繁调整姿态、无法克服触点接触不良或撞倒、撞偏充电座、触点定位过程耗时长等缺点。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供

一种轮式机器人充电装置，旨在简化结构，使轮式机器人容易与充电座对接充电。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种轮式机器人充电装置，其包括安装在轮式机器人的底盘上的两个滚轮，以及充电座，其中，所述充电座包括座体，对称设置在所述座体上的两个凹槽结构，以及设置在所述座体上的电源；所述凹槽结构包括容纳有充电触板的第一凹槽，以及用于容纳所述滚轮的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽连通；所述第二凹槽内设置有微动开关；所述电源、所述充电触板均与所述微动开关连接；所述滚轮上设置有金属环；当所述滚轮位于所述第二凹槽内时，所述金属环与所述充电触板接触。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述金属环的中心轴线与所述滚轮的中心轴线重合。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述金属环的直径小于所述滚轮的直径。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述座体上设置有第一控制器、红外发射器和充电座无线通信装置，所述红外发射器、所述微动开关、所述充电座无线通信装置与所述第一控制器连接。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述轮式机器人上设置有第二控制器、机器人无线通信装置、以及用于驱动所述滚轮转动的驱动装置，所述驱动装置、所述机器人无线通信装置均与所述第二控制器连接。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述座体为L型；所述座体包括设置在地面上的水平部，以及与所述水平部连接的垂直部；所述凹槽结构设置在所述水平部上；所述红外发射器设置在所述垂直部上；所述红外发射器在所述水平部上的投影位于两个所述凹槽结构的对称轴上。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述充电座还包括设置在所述第一凹槽内并与所述充电触板连接的弹性组件。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述充电触板上沿其宽度方向贯穿设置有通孔，所述充电触板上被所述通孔贯穿的两侧分别设置有开槽。

所述轮式机器人充电装置，其中，所述弹性组件包括旋转轴、扭簧和固定板；所述旋转轴穿过所述通孔并与所述座体固定连接；所述充电触板可相对所述旋转轴转动；所述固定板设置在所述座体底部并与所述第一凹槽相对；所述扭簧设置在所述开槽内；所述扭簧的一个自由端位于所述开槽内，另一个自由端向下延伸至所述开槽外并与所述固定板连接。

所述轮式机器人充电装置，其中，当所述扭簧处于自然状态时，所述扭簧的两个自由端之间的夹角为90°，所述水平部的顶面低于所述充电触板的顶面。

有益效果：本实用新型中轮式机器人需要充电时，控制轮式机器人向所述充电座移动，通过所述第二凹槽对所述滚轮进行定位和限位，只要所述滚轮能够进入所述第二凹槽，所述充电触板就可以与所述金属环接触，同时所述滚轮压住所述微动开关，使得所述充电触板与所述电源接通，从而为轮式机器人充电，所述凹槽结构为所述滚轮与所述微动开关的对接以及所述充电触板与所述金属环的对接提供了较大冗余，使得轮式机器人可以与所述充电座快速对接，降低了对接过程中的运动控制复杂度和对准精度要求，提高了对接的可靠性以及对接成功率。

附图说明

图1是本实用新型中所述充电座的结构示意图；

图2是本实用新型中所述轮式机器人与所述充电座对接时，所述轮式机器人充电装置的使用状态参考图；

图3是本实用新型中所述充电触板的结构示意图；

图4是本实用新型中所述扭簧处于自由状态时，所述充电座的使用状态参考图；

图5是本实用新型中所述轮式机器人与所述充电座对接时，所述充电座的使用状态参考图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1-图5，其中，图1是本实用新型中所述充电座的结构示意图；图2是本实用新型中所述轮式机器人与所述充电座对接时，所述轮式机器人充电装置的使用状态参考图；图3是本实用新型中所述充电触板的结构示意图；图4是本实用新型中所述扭簧处于自由状态时，所述充电座的使用状态参考图；图5是本实用新型中所述轮式机器人与所述充电座对接时，所述充电座的使用状态参考图。

本实用新型提供一种轮式机器人充电装置，其包括安装在轮式机器人100的底盘上的两个滚轮1，以及充电座，所述充电座包括座体2，对称设置在所述座体2上的两个凹槽结构3，以及设置在所述座体2上的电源；所述凹槽结构3包括容纳有充电触板4的第一凹槽31，以及用于容纳所述滚轮1的第二凹槽32；所述第一凹槽31与所述第二凹槽32连通；所述第二凹槽32内设置有微动开关5；所述电源、所述充电触板4均与所述微动开关5连接；所述滚轮1上设置有金属环6；当所述滚轮1位于所述第二凹槽32内时，所述金属环6与所述充电触板4接触。

所述第一凹槽31和所述第二凹槽32均为U型凹槽，所述第一凹槽31的开口与所述第二凹槽32的开口相对，使得所述第一凹槽31与所述第二凹槽32连通。轮式机器人100需要充电时，控制轮式机器人100向所述充电座移动，通过所述第二凹槽32对所述滚轮1进行定位和限位，只要所述滚轮1能够进入所述第二凹槽32，所述充电触板4就可以与所述金属环6接触，同时所述滚轮1压住所述微动开关5，使得所述充电触板4与所述电源接通，从而为轮式机器人100充电，所述凹槽结构3为所述滚轮1与所述微动开关5的对接以及所述充电触板4与所述金属环6的对接提供了较大冗余，使得轮式机器人100可以与所述充电座快速对接，降低了对接过程中的运动控制复杂度和对准精度要求，提高了对接的可靠性以及对接成功率。

两个所述凹槽结构3内，所述充电触板4相对设置；所述金属环6的中心轴线与所述滚轮1的中心轴线重合，即所述金属环6与所述滚轮1同轴安装，且所述金属环6的直径小于所述滚轮1的直径，使得轮式机器人100在移动过程中所述金属环6不会对所述滚轮1的滚动产生干涉。

所述座体2上设置有第一控制器、红外发射器7和充电座无线通信装置，所述红外发射器7、所述微动开关5、所述充电座无线通信装置与所述第一控制器连接。所述轮式机器人100上设置有第二控制器、机器人无线通信装置、以及用于驱动所述滚轮1转动的驱动装置，所述驱动装置、所述机器人无线通信装置均与所述第二控制器连接。

当所述充电座处于待机模式时，所述红外发射器7向外发射红外信号，同时所述第一控制器检测所述微动开关5是否被按下，只要所述微动开关5一直未被按下，所述微动开关5就一直处于断开状态，所述充电触板4不带电。当轮式机器人100需要充电时，在所述红外传感器感应到红外信号后，轮式机器人100沿着红外信号的发射方向直行，到达所述座体2位置，并沿着所述座体2运行到所述凹槽结构3中，当两个所述滚轮1都进入所述第二凹槽32中，与所述滚轮1同轴安装的所述金属环6压住所述充电触板4，所述滚轮1压合所述微动开关5，使得所述充电触板4带电并为轮式机器人100充电。

所述座体2为L型；所述座体2包括设置在地面上的水平部21，以及与所述水平部21连接的垂直部22；所述凹槽结构3设置在所述水平部21上；所述红外发射器7设置在所述垂直部22上；所述红外发射器7在所述水平部21上的投影位于两个所述凹槽结构3的对称轴上。

所述充电座还包括设置在所述第一凹槽31内并与所述充电触板4连接的弹性组件。

所述充电触板4的长度方向垂直于所述垂直部22，所述充电触板4上沿其宽度方向贯穿设置有通孔41，所述充电触板4上被所述通孔41贯穿的两侧分别设置有开槽42。所述充电触板4的横截面为矩形，纵截面为平行四边形；所述充电触板4的长度方向垂直于所述垂直部22；所述充电触板4的长度方向平行于轮式机器人100在所述座体2上的行进方向。

所述弹性组件包括旋转轴10、扭簧8和固定板9；所述旋转轴10穿过所述通孔41并与所述座体2固定连接；所述充电触板4可相对所述旋转轴10转动；所述固定板9设置在所述座体2底部并与所述第一凹槽31相对；所述扭簧8设置在所述开槽42内；所述扭簧8的一个自由端位于所述开槽42内，另一个自由端向下延伸至所述开槽42外并与所述固定板9连接。所述固定板9与所述水平部21的底部连接，且所述固定板9的部分位于所述第一凹槽31下方并与所述充电触板4相对，使得所述扭簧8的两个自由端中其中一个自由端可以安装并固定在所述固定板9上，未与所述固定板9连接的自由端能够随着所述充电触板4的转动产生扭矩，对所述充电触板4产生复位弹力，使得所述充电触板4与所述金属环6紧密接触，以保证充电的可靠性。

所述充电触板4通过所述旋转轴10与所述水平部21连接，且所述充电触板4可绕所述旋转轴10转动。所述充电触板4上被所述通孔41贯穿的两侧均设置有所述开槽42，即所述充电触板4上被所述通孔41贯穿的两侧均安装有所述扭簧8，使得所述充电触板4受到轮式机器人100的压力而绕所述旋转轴10旋转时可以受力均匀。

所述开槽42包括第一侧壁43和第二侧壁44，所述第一侧壁43与所述第二侧壁44连接，且所述第一侧壁43与所述第二侧壁44之间的夹角为90°；所述第一侧壁43平行于所述充电触板4的高度方向。所述开槽42与所述通孔41连通，使得所述旋转轴10可以穿过所述通孔41和所述扭簧8，从而将所述扭簧8限位在所述充电触板4的侧面。所述通孔41位于所述充电触板4远离所述垂直部22的一端，当所述滚轮1进入所述第二凹槽32内时，所述通孔41在所述充电触板4顶面上的投影相比于所述充电触板4靠近所述垂直部22一端先与所述金属环6接触；当所述扭簧8处于自然状态时，所述扭簧8的两个自由端（第一自由端81和第二自由端82）之间的夹角为90°，所述第一自由端81与所述固定板9连接，所述第一自由端81垂直于水平面；所述第二自由端82水平，所述水平部21的顶面低于所述充电触板4的顶面，且所述充电触板4的顶面倾斜，所述充电触板4远离所述垂直部22一端低于所述充电触板4靠近所述垂直部22一端，且所述充电触板4靠近所述垂直部22一端超出所述水平部21的顶面。

轮式机器人100充电时，所述金属环6首先与所述充电触板4接触，并随着轮式机器人100的前行，所述充电触板4靠近所述垂直部22一端下压，轮式机器人100继续前行，所述滚轮1进入所述第二凹槽32中，当所述滚轮1压住所述微动开关5时，表示轮式机器人100到达最佳充电对接位置，此时所述第一控制器控制所述红外发射器7停止发射红外信号，并通过所述充电座无线通信装置传送信号至所述机器人无线通信装置，进而通过所述第二控制器控制所述驱动装置停止，所述滚轮1停止转动。

当所述滚轮1压合所述微动开关5时，所述充电触板4的顶面平行于水平面，所述第一自由端81依旧垂直于水平面并与所述第一侧壁43分离，所述第二自由端82与所述第二侧壁44接触，且所述第二自由端82与所述第一自由端81之间的夹角小于90°，所述充电触板4的顶面低于所述水平部21的顶面。

轮式机器人100上还设置有用于检测电量的检测装置，所述检测装置与所述第二控制器连接，当轮式机器人100的电量到达100%即充满电后，所述第二控制器控制所述驱动装置启动，使所述滚轮1退出所述第二凹槽32，所述微动开关被释放，同时所述扭簧8回位，所述充电触板4回位，所述充电座重新进入待机模式。

综上所述，本实用新型提供了一种轮式机器人充电装置，其包括安装在轮式机器人的底盘上的两个滚轮，以及充电座，所述充电座包括座体，对称设置在所述座体上的两个凹槽结构，以及设置在所述座体上的电源；所述凹槽结构包括容纳有充电触板的第一凹槽，以及用于容纳所述滚轮的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽连通；所述第二凹槽内设置有微动开关；所述电源、所述充电触板均与所述微动开关连接；所述滚轮上设置有金属环；当所述滚轮位于所述第二凹槽内时，所述金属环与所述充电触板接触。轮式机器人需要充电时，控制轮式机器人向所述充电座移动，通过所述第二凹槽对所述滚轮进行定位和限位，只要所述滚轮能够进入所述第二凹槽，所述充电触板就可以与所述金属环接触，同时所述滚轮压住所述微动开关，使得所述充电触板与所述电源接通，从而为轮式机器人充电，所述凹槽结构为所述滚轮与所述微动开关的对接以及所述充电触板与所述金属环的对接提供了较大冗余，使得轮式机器人可以与所述充电座快速对接，降低了对接过程中的运动控制复杂度和对准精度要求，提高了对接的可靠性以及对接成功率。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮式机器人充电装置，其包括安装在轮式机器人的底盘上的两个滚轮，以及充电座，其特征在于，所述充电座包括座体，对称设置在所述座体上的两个凹槽结构，以及设置在所述座体上的电源；所述凹槽结构包括容纳有充电触板的第一凹槽，以及用于容纳所述滚轮的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽连通；所述第二凹槽内设置有微动开关；所述电源、所述充电触板均与所述微动开关连接；所述滚轮上设置有金属环；当所述滚轮位于所述第二凹槽内时，所述金属环与所述充电触板接触。

2.根据权利要求1所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述金属环的中心轴线与所述滚轮的中心轴线重合。

3.根据权利要求2所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述金属环的直径小于所述滚轮的直径。

4.根据权利要求1所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述座体上设置有第一控制器、红外发射器和充电座无线通信装置，所述红外发射器、所述微动开关、所述充电座无线通信装置与所述第一控制器连接。

5.根据权利要求4所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述轮式机器人上设置有第二控制器、机器人无线通信装置、以及用于驱动所述滚轮转动的驱动装置，所述驱动装置、所述机器人无线通信装置均与所述第二控制器连接。

6.根据权利要求4所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述座体为L型；所述座体包括设置在地面上的水平部，以及与所述水平部连接的垂直部；所述凹槽结构设置在所述水平部上；所述红外发射器设置在所述垂直部上；所述红外发射器在所述水平部上的投影位于两个所述凹槽结构的对称轴上。

7.根据权利要求6所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述充电座还包括设置在所述第一凹槽内并与所述充电触板连接的弹性组件。

8.根据权利要求7所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述充电触板上沿其宽度方向贯穿设置有通孔，所述充电触板上被所述通孔贯穿的两侧分别设置有开槽。

9.根据权利要求8所述轮式机器人充电装置，其特征在于，所述弹性组件包括旋转轴、扭簧和固定板；所述旋转轴穿过所述通孔并与所述座体固定连接；所述充电触板可相对所述旋转轴转动；所述固定板设置在所述座体底部并与所述第一凹槽相对；所述扭簧设置在所述开槽内；所述扭簧的一个自由端位于所述开槽内，另一个自由端向下延伸至所述开槽外并与所述固定板连接。

10.根据权利要求9所述轮式机器人充电装置，其特征在于，当所述扭簧处于自然状态时，所述扭簧的两个自由端之间的夹角为90°，所述水平部的顶面低于所述充电触板的顶面。