CN208423908U - 一种充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电桩，所述充电桩包括充电器、充电输出触点、充电控制器、第一继电器、充电检测触点；其中，充电输出触点和充电检测触点，用于与机器人对应触点接触；充电控制器分别与第一继电器和充电检测触点连接，用于检测是否存在与充电检测触点接触的机器人，如果存在，向第一继电器发送第一闭合信号；第一继电器分别与充电器和充电输出触点连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通充电器和充电输出触点。由于在本实用新型实施例中，充电控制器只有检测到存在与充电桩接触的机器人，才控制第一继电器闭合，导通充电器与充电输出触点，消除了充电桩未与机器人接触时，充电输出触点带电，被金属等导电物体短路的安全隐患。

Description

一种充电桩

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电桩。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，机器人已逐渐走进了人们生产生活的方方面面，从生产车间的生产机器人、物流行业的运输机器人，到家庭使用的扫地机器人，机器人在不同领域内发挥着不可估量的作用。机器人是依靠自身内部电池提供动力来源的，通常情况下，机器人充电是通过充电桩将交流电转换为对机器人充电的直流电，通过充电桩的充电输出触点，输出到与充电桩的充电输出触点接触的机器人的充电输入触点，给机器人充电。

现有技术对机器人的充电电路如图1所示，充电桩包括充电器和充电输出触点，其中充电输出触点包括电源正极触点和电源负极触点；机器人包括充电输入触点和电池，其中充电输入触点包括充电正极输入触点和充电负极输入触点；机器人需要充电时，通过导航移动到充电桩处，将自身的充电输入触点与充电桩的充电输出触点接触，充电桩对机器人的电池进行充电，充电完成后，机器人离开充电桩，与充电输出触点接触断开，充电完成。

然而，现有充电桩的充电输出触点一直带电，金属等导电物体与充电桩的充电输出触点接触时，会导致充电输出触点短路，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型公开了一种充电桩，用以解决现有技术中充电桩存在短路风险、存在安全隐患的问题。

本实用新型公开了一种充电桩，所述充电桩包括：充电器、充电输出触点、充电控制器、第一继电器、充电检测触点；其中，

所述充电输出触点和充电检测触点，用于与机器人对应触点接触；

所述充电控制器分别与所述第一继电器和充电检测触点连接，用于检测是否存在与所述充电检测触点接触的机器人，如果存在，向所述第一继电器发送第一闭合信号；

所述第一继电器分别与所述充电器和充电输出触点连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通所述充电器和充电输出触点。

进一步地，所述充电检测触点包括：充电检测输出触点和充电检测输入触点；其中，

所述充电控制器，具体用于向所述充电检测输出触点发送第一充电检测信号，通过所述充电检测输入触点接收第二充电检测信号，判断所述第一充电检测信号与所述第二充电检测信号是否相同，如果是，向所述第一继电器发送第一闭合信号。

进一步地，所述充电输出触点包括：电源正极触点和电源负极触点；其中，

所述电源负极触点与所述电源正极触点长度不同，且与所述机器人接触时，所述电源负极触点先于所述电源正极触点，与所述机器人接触。

进一步地，所述电源正极触点与所述充电检测触点的长度不同，且与所述机器人接触时，所述电源正极触点先于所述充电检测触点，与所述机器人接触。

进一步地，所述触点为长条型触点。

进一步地，所述充电桩还包括：充电插头；其中，

所述充电插头与所述充电器连接，用于与机器人对应充电插口连接。

进一步地，所述充电桩还包括：充电控制开关和第二继电器；

所述充电控制器分别与所述充电控制开关和第二继电器连接，用于如果接收到所述充电控制开关发送的第一充电控制信号，向所述第二继电器发送第二闭合信号；

所述第二继电器连接在所述充电插头与所述充电器之间，用于如果接收到第二闭合信号，导通所述充电器和充电插头。

本实用新型公开了一种充电桩，所述充电桩包括充电器、充电输出触点、充电控制器、第一继电器、充电检测触点；其中，所述充电输出触点和充电检测触点，用于与机器人对应触点接触；所述充电控制器分别与所述第一继电器和充电检测触点连接，用于检测是否存在与所述充电检测触点接触的机器人，如果存在，向所述第一继电器发送第一闭合信号；所述第一继电器分别与所述充电器和充电输出触点连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通所述充电器和充电输出触点。由于在本实用新型实施例中，充电控制器只有检测到存在与充电桩接触的机器人，才控制第一继电器闭合，导通充电器与充电输出触点，避免了充电桩未与机器人接触时，充电桩的充电输出触点带电，被金属等导电物体短路的风险，消除了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术对机器人充电的架构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种充电控制器与充电检测触点连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种充电控制器检测的点平信号示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种充电控制器检测的点平信号示意图；

图7A-7B为本实用新型实施例提供的一种充电桩的触点的正视图和侧视图；

图8A-8B为本实用新型实施例提供的一种机器人的触点的正视图和侧视图；

图9为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的一种充电架构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例1：

图2为本实用新型实施例提供的一种充电桩结构示意图，所述充电桩包括：充电器11、充电输出触点14、充电控制器13、第一继电器12、充电检测触点15；其中，

充电输出触点14和充电检测触点15，用于与机器人对应触点接触；

充电控制器13分别与第一继电器12和充电检测触点15连接，用于检测是否存在与充电检测触点15接触的机器人，如果存在，向第一继电器12发送第一闭合信号；

第一继电器12分别与充电器11和充电输出触点14连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通充电器11和充电输出触点14。

具体的，在机器人上设置有与充电检测触点15对应的充电触发触点，当充电控制器13检测到机器人的充电触发触点与充电检测触点15接触时，确定存在与充电检测触点15接触的机器人，向第一继电器12发送第一闭合信号，控制第一继电器12闭合，导通充电器11和充电输出触点14为机器人充电。

例如：充电桩的充电检测触点15可以设置为通过电阻接地，机器人的充电触发触点可以设置为通过电阻与直流电源连接，当机器人未与充电桩接触时，机器人的充电触发触点与充电桩的充电检测触点15不接触，充电控制器13检测到的充电检测触点15的电平为0，不向第一继电器12发送第一闭合信号，控制第一继电器12处于开启状态，充电器11和充电输出触点14不导通；当机器人与充电桩接触时，机器人的充电触发触点与充电桩的充电检测触点15接触，充电控制器13检测到的充电检测触点15的电平为与充电触发触点连接的直流电源的输出电平，充电检测触点15的电平非0，向第一继电器12发送第一闭合信号，控制第一继电器12闭合，充电器11和充电输出触点14导通，为机器人充电。具体的，充电控制器13中可以设置有比较器，用于检测充电检测触点15的电平是否为0，不再进行赘述。

由于在本实用新型实施例中，充电控制器只有检测到存在与充电桩接触的机器人，才控制第一继电器闭合，导通充电器与充电输出触点，避免了充电桩未与机器人接触时，充电桩的充电输出触点带电，被金属等导电物体短路的风险，消除了安全隐患。

实施例2：

为了保证对是否存在与充电桩接触的机器人检测的准确性，在上述实施例的基础上，在本实用新型实施例中，如图3所示，充电检测触点15包括：充电检测输出触点151和充电检测输入触点152；其中，

充电控制器13，具体用于向充电检测输出触点151发送第一充电检测信号，通过充电检测输入触点152接收第二充电检测信号，判断所述第一充电检测信号与所述第二充电检测信号是否相同，如果是，向第一继电器12发送第一闭合信号。

具体的，机器人上设置有在与充电桩接触时，将充电桩上设置的充电输出触点14和充电检测输入触点152短路的充电触发触点。其中，较佳的，在本使用新型实施例中，机器人的充电触发触点为不带电的导电金属。具体的，充电控制器13向充电检测输出触点151发送第一充电检测信号，并通过充电检测输入触点152接收第二充电检测信号，如果不存在与充电桩接触的机器人，充电检测输入触点152与充电检测输出触点151不导通，充电控制器13向充电检测输出触点151发送的第一充电检测信号与通过充电检测输入触点152接收的第二充电检测信号不相同，充电控制器13不向第一继电器12发送第一闭合信号，其中充电控制器13通过充电检测输入触点152接收的第二充电检测信号可以为空；如果存在与充电桩接触的机器人，充电检测输入触点152与充电检测输出触点151被机器人的充电触发触点短路，充电检测输入触点152与充电检测输出触点151导通，充电控制器13通过充电检测输入触点152接收的第二充电检测信号，为充电控制器13通过充电检测输出触点151发送的第一充电检测信号，第一充电检测信号与第二充电检测信号相同，向第一继电器12发送第一闭合信号，控制第一继电器12闭合，为机器人充电。

在本实用新型实施例中，充电检测信号可以为电平信号，例如：如图4所示，充电控制器13与充电检测输出触点151连接的输入输出(Input/Output，IO)输出(OUT)引脚输出一个连续固定频率的高低电平，如果不存在与充电桩接触的机器人，充电检测输出触点151和充电检测输入触点152未被机器人的充电触发触点短路，如图5所示，充电控制器13通过IOOUT引脚检测到向充电检测输出触点151输出的第一充电检测信号为高低电平，通过IO IN引脚检测到充电检测输入触点152接收的第二充电检测信号为低电平，确定不存在与充电桩接触的机器人，较佳的，可以将充电检测输入触点152通过电阻与直流电源(VCC)连接，其中所述VCC输出的电平不高于充电控制器13输出的高低电平中的低电平。

如果存在与充电桩接触的机器人，充电检测输出触点151和充电检测输入触点152被机器人的充电触发触点短路，如图6所示，充电控制器13通过IO OUT引脚检测到向充电检测输出触点151输入的第一充电检测信号为高低电平，通过IO IN引脚检测到充电检测输入触点152接收的第二充电检测信号为与第一充电检测信号相同的高低电平，充电控制器13确定存在与充电桩接触的机器人，向第一继电器12发送第一闭合信号。在本实用新型实施例中，充电控制器13持续检测是否存在与充电桩接触的机器人，如果充电过程中出现第一充电检测信号与第二充电检测信号不同，充电控制器13向第一继电器12发送第一断开信号，控制第一继电器12断开充电器11与充电输出触点14的连接。

实施例3：

为了防止机器人的触点与充电桩的触点在接触时未对齐，导致接触不良，在上述各实施例的基础上，在本实用新型实施例中，所述充电输出触点14包括：电源正极触点141和电源负极触点142；其中，

电源负极触点142与电源正极触点141长度不同，且与机器人接触时，电源负极触点142先于电源正极触点141，与机器人接触。

电源正极触点141与充电检测触点15的长度不同，且与机器人接触时，电源正极触点141先于充电检测触点15，与机器人接触。

图7A和图7B为本实用新型实施例提供的一种充电桩的触点的正视图和侧视图，图8A和图8B为本实用新型实施例提供的一种机器人的触点的正视图和侧视图，其中机器人的充电正极输入触点、充电负极输入触点和充电触发触点的长度相同。由图7A和图7B可知，充电桩的电源负极触点142、电源正极触点141和充电检测触点15的长度不同，电源负极触点142的长度大于电源正极触点141、电源正极触点141的长度大于充电检测触点15，并且针对电源正极触点141和电源负极触点142设置有弹性簧片，使得电源正极触点141和电源负极触点142在与机器人接触时，可被按压，在与机器人接触时，电源负极触点142先于电源正极触点141，与所述机器人接触，电源负极触点142被按压，电源正极触点141与机器人接触，电源正极触点141被按压，充电检测触点15与机器人接触，充电控制器13检测到与充电检测触点15接触的机器人，控制第一继电器12闭合，为机器人充电。

较佳的，在本实用新型实施例中，触点为长条型触点。

实施例4：

为了便于用户通过充电插头对机器人充电，如图9所示充电桩还包括：充电插头16；其中，

充电插头16与充电器11连接，用于与机器人对应充电插口连接。

较佳的，如图10所示，充电桩还包括：充电控制开关18和第二继电器17；

充电控制器13分别与充电控制开关18和第二继电器17连接，用于如果接收到充电控制开关18发送的第一充电控制信号，向第二继电器17发送第二闭合信号；

第二继电器17连接在充电插头16与充电器11之间，用于如果接收到第二闭合信号，导通充电器11和充电插头16。

具体的，充电桩上还设置有连接机器人的充电插口的充电插头16，用户可以通过手动的方式，将充电插头16与机器人的充电插口连接，按下充电控制开关18，切换到充电插头16充电的模式，充电控制开关18向充电控制器13发送第一充电控制信号，充电控制器13接收到第一充电控制信号，向第二继电器17发送第二闭合指令，控制第二继电器17闭合，导通充电器11和充电插头16。较佳的，充电控制器13在接受到第一充电控制信号时，还可以向第一继电器12发送第一断开指令，控制第一继电器12断开充电器11和充电输出触点14的连接。此外，用户还可以在通过充电插头16为机器人充电完成后，通过充电控制开关18向充电控制器13发送第二充电控制信号，充电控制器13接受到第二充电控制信号，向第二继电器17发送断开指令，断开充电插头16与充电器11的连接。

实施例5：

较佳的，如图11所示，在充电桩中还可以设置有与充电控制器13连接的通信模块19，用于与机器人平台管理端通信，向机器人平台管理段上报充电桩是否有机器人进行充电，此外充电控制器13还可以与充电器11连接，用于根据接收到的机器人平台管理端发送的充电指令，控制充电器11的开启与关闭。如图12所示，机器人在电池电量过低时，向机器人平台管理端发送充电请求，机器人平台管理端搜索空闲充电桩，并确定为机器人充电的目标充电桩，并将目标充电桩的位置发送给机器人，机器人导航至目标充电桩的位置，与目标充电桩的触点进行接触，如果目标充电桩的充电控制器13通过充电检测触点15检测到与充电桩接触的机器人，控制第一继电器12闭合，为机器人充电，并在机器人充电完成后，控制第一继电器12断开，停止充电，具体的，充电控制器13可以是自身检测到对机器人充电完成后，主动控制第一继电器12断开；也可以是机器人离开充电桩后，检测不到与充电桩接触的机器人后，控制第一继电器12断开。

此外，在机器人电量过低时，用户还可以手动将充电插头16与机器人的充电插口连接，按下充电控制开关18，向充电控制器13发送第一充电控制信号，充电控制器13接收到第一充电控制信号，控制第二继电器17闭合，导通充电器11与充电插头16，为机器人充电，并在检测到位机器人充电完成后，控制第二继电器17断开，充电完成，机器人离开充电桩。

本实用新型公开了一种充电桩，所述充电桩包括充电器、充电输出触点、充电控制器、第一继电器、充电检测触点；其中，所述充电输出触点和充电检测触点，用于与机器人对应触点接触；所述充电控制器分别与所述第一继电器和充电检测触点连接，用于检测是否存在与所述充电检测触点接触的机器人，如果存在，向所述第一继电器发送第一闭合信号；所述第一继电器分别与所述充电器和充电输出触点连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通所述充电器和充电输出触点。由于在本实用新型实施例中，充电控制器只有检测到存在与充电桩接触的机器人，才控制第一继电器闭合，导通充电器与充电输出触点，避免了充电桩未与机器人接触时，充电桩的充电输出触点带电，被金属等导电物体短路的风险，消除了安全隐患。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种充电桩，所述充电桩包括充电器、充电输出触点，其特征在于，所述充电桩还包括充电控制器、第一继电器、充电检测触点；其中，

所述充电输出触点和充电检测触点，用于与机器人对应触点接触；

所述充电控制器分别与所述第一继电器和充电检测触点连接，用于检测是否存在与所述充电检测触点接触的机器人，如果存在，向所述第一继电器发送第一闭合信号；

所述第一继电器分别与所述充电器和充电输出触点连接，用于如果接收到第一闭合信号，导通所述充电器和充电输出触点。

2.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述充电检测触点包括：充电检测输出触点和充电检测输入触点；其中，

所述充电控制器，具体用于向所述充电检测输出触点发送第一充电检测信号，通过所述充电检测输入触点接收第二充电检测信号，判断所述第一充电检测信号与所述第二充电检测信号是否相同，如果是，向所述第一继电器发送第一闭合信号。

3.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述充电输出触点包括：电源正极触点和电源负极触点；其中，

所述电源负极触点与所述电源正极触点长度不同，且与所述机器人接触时，所述电源负极触点先于所述电源正极触点，与所述机器人接触。

4.如权利要求3所述的充电桩，其特征在于，所述电源正极触点与所述充电检测触点的长度不同，且与所述机器人接触时，所述电源正极触点先于所述充电检测触点，与所述机器人接触。

5.如权利要求1-4任一项所述的充电桩，其特征在于，所述触点为长条型触点。

6.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：充电插头；其中，

所述充电插头与所述充电器连接，用于与机器人对应充电插口连接。

7.如权利要求6所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括：充电控制开关和第二继电器；

所述充电控制器分别与所述充电控制开关和第二继电器连接，用于如果接收到所述充电控制开关发送的第一充电控制信号，向所述第二继电器发送第二闭合信号；

所述第二继电器连接在所述充电插头与所述充电器之间，用于如果接收到第二闭合信号，导通所述充电器和充电插头。