CN209938367U - 一种充电桩自动保护机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种充电桩自动保护机构，包括：信号模组、电极组件、壳体和翻盖结构；信号模组和电极组件均容设于壳体的内部，且电极组件的正极触头和负极触头外露于壳体；翻盖结构包括翻盖、转轴和电机组件；电机组件与转轴连接；信号模组与机器人未建立充电通讯时，翻盖覆盖正极触头和负极触头；信号模组与机器人确定充电通讯后，电机组件转动转轴，使得翻盖显露正极触头和负极触头，以实现机器人与电极组件的电连接。本实用新型有效避免了因为生命体(特别是小孩和动物等)因触碰正极触头和负极触头引发的安全事故，同时也避免了电极外露可能引发的消防安全隐患，由于翻盖的阻挡作用，同时降低了电磁辐射对人体健康的危害。

Description

一种充电桩自动保护机构
技术领域
本实用新型涉及充电桩技术领域，尤指一种充电桩自动保护机构。
背景技术
随着智能科技的快速发展，智能家居和智能仓储等领域越来越多的利用机器人代替人工完成相应的工作，大大减轻了人类的劳动输出，提高了生产效率以及人类生活质量。
现有机器人还是需要通过充电获取动力源，由于机器人的充电桩一般会放在人可以接触到的位置，充电桩上的两个铜块(正极、负极)裸露在外面，正常情况下，充电桩都会上电待机，当有小孩或其他小动物不小心接触到时，可能会造成一定的伤害。电极外露更易于发生消防安全隐患，因此，怎样避免充电桩的电极外露所引起的意外事件是本领域技术人员亟待解决的难题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种充电桩自动保护机构，有效避免了因为生命体(特别是小孩和动物等)因触碰正极触头和负极触头引发的安全事故，同时也避免了电极外露可能引发的消防安全隐患，由于翻盖的阻挡作用，同时降低了电磁辐射对人体健康的危害。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种充电桩自动保护机构，包括：
信号模组、电极组件、壳体和翻盖结构；
所述信号模组和所述电极组件均容设于所述壳体的内部，且所述电极组件的正极触头和负极触头外露于所述壳体；
所述翻盖结构包括翻盖、转轴和电机组件；
所述电机组件与所述转轴连接；
所述信号模组与机器人未建立充电通讯时，所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头；
所述信号模组与机器人确定充电通讯后，所述电机组件转动所述转轴，使得所述翻盖显露所述正极触头和所述负极触头，以实现机器人与所述电极组件的电连接。
本技术方案中，通过翻盖实现对充电桩外露于外环境的正极触头和负极触头进行自动覆盖或显露，保证了充电桩不对机器人充电时，正极触头和负极触头是不外露的，有效避免了因为生命体(特别是小孩和动物等)因触碰正极触头和负极触头引发的安全事故，同时也避免了电极外露可能引发的消防安全隐患，由于翻盖的阻挡作用，同时降低了电磁辐射对人体健康的危害。
进一步优选地，所述电机组件包括电机和用于控制所述转轴的转动角度的霍尔编码器。
本技术方案中，在实际应用中，可通过霍尔编码器实现对转轴转动角度的控制，避免翻盖打开不充分而导致机器人无法充电，同时也避免翻盖打开过度而使得翻盖出现撞击而破损、损坏等现象。在实际应用中，霍尔编码器可根据不同机器人的充电模组的不同结构实现翻盖不同转动角度的有效限定，满足不同客户需求，适用性广和实用性强。
进一步优选地，所述转轴的转动角度不小于180°。
本技术方案中，转轴的转动角度大于等于180°，有效保证了靠近机器人一侧的空间大于180°的大开敞空间，避免了翻盖与机器人产生干涉问题。
进一步优选地，所述壳体对应所述翻盖的转动所在平面开有凹槽。
本技术方案中，为了便于翻盖的转动，避免壳体与翻盖产生干涉问题，壳体开有通道便于翻盖的自由转动。
进一步优选地，还包括限位组件，所述限位组件包括光电开关和挡光片；所述光电开关与所述电机组件连接；所述光电开关包括相对设置的发射器和接收器；所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头时，所述挡光片远离所述发射器和所述接收器之间的光路，所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头；所述翻盖显露所述正极触头和所述负极触头时，所述挡光片遮挡所述发射器和所述接收器之间的光路，所述电机组件停止转动所述转轴。
本技术方案中，通过光电开关实现翻盖的转动角度(即转轴的转动角度)的有效控制，保证了翻盖转动角度满足设计要求，避免了翻盖与机器人产生干涉问题，在实际应用中，本充电桩可根据不同机器人的充电模组的不同结构实现翻盖不同转动角度的有效限定，满足不同客户需求，适用性广和实用性强。
进一步优选地，所述光电开关容设于所述壳体的内部；所述挡光片安装于所述转轴远离所述电机组件一侧的端部。
本技术方案中，光电开关集成于壳体，提高了本实用新型的结构紧凑性，同时利用转轴的转动性质实现了挡光片的运动，节约成本。
进一步优选地，所述电极组件还包括充电器，所述充电器容设于所述壳体的内部；所述正极触头和所述负极触头分别与所述充电器电连接。
进一步优选地，所述壳体对应所述电极组件的位置设有散热机构。
本技术方案中，通过散热机构对电极组件进行散热，提高了本实用新型的散热性能，保证了本实用新型的工作性能、充电效率和使用寿命。
进一步优选地，所述信号模组包括PCB、红外灯和第一镜片；所述PCB容设于所述壳体的内部，所述红外灯安装于所述PCB；所述壳体对应所述红外灯的位置设于第一透光孔；所述第一镜片盖设于所述第一透光孔，使得所述红外灯的光路透过所述第一镜片与机器人建立信号通讯。
进一步优选地，所述信号模组还包括激光发射器和第二镜片；所述激光发射器安装于所述PCB；所述壳体对应所述激光发射器的位置设于第二透光孔；所述第二镜片盖设于所述第二透光孔，使得所述激光发射器的光路透过所述第二镜片与机器人建立信号通讯。
本实用新型提供的一种充电桩自动保护机构，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本实用新型，通过翻盖实现对充电桩外露于外环境的正极触头和负极触头进行自动覆盖或显露，保证了充电桩不对机器人充电时，正极触头和负极触头是不外露的，有效避免了因为生命体(特别是小孩和动物等)因触碰正极触头和负极触头引发的安全事故，同时也避免了电极外露可能引发的消防安全隐患，由于翻盖的阻挡作用，同时降低了电磁辐射对人体健康的危害。
2、本实用新型，通过霍尔编码器实现对转轴转动角度的控制，避免翻盖打开不充分而导致机器人无法充电，同时也避免翻盖打开过度而使得翻盖出现撞击而破损、损坏等现象。更优的，进一步通过光电开关实现转轴的转动角度的限定，同时在编程和结构上对转动的转动角度进行限定，保证了本实用新型运行的可靠性和安全性。在实际应用中，可根据不同机器人的充电模组的不同结构实现翻盖不同转动角度的有效限定，满足不同客户需求，适用性广和实用性强。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对充电桩自动保护机构的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本实用新型的第一种实施例结构示意图；
图2是本实用新型的翻盖机构的一种实施例结构示意图；
图3是本实用新型的第二种实施例结构示意图；
图4是本实用新型的信号模组的一种实施例结构示意图；
图5是本实用新型的翻盖覆盖正极触头和负极触头的一种实施例结构示意图；
图6是本实用新型的翻盖处于转动角度为90°时的一种实施例结构示意图；
图7是本实用新型的翻盖处于转动角度为180°时的一种实施例结构示意图。
附图标号说明：
111.PCB，112.红外灯，113.第一镜片，114.激光发射器，121.充电器，122.正极触头，123.负极触头，131.后盖，1311.散热通孔，132.前盖，1321.轴座，1322.凹槽，1323.收容腔，1324.触头支架，1325.第一透光孔，141.翻盖，1411.第三镜片，1412.第三透光孔，1421.转轴，1422.转轴压件，1423.安装板，1431.电机，1432.电机压件，144.轴承，145.联轴器，146.连接件，1511.发射器，1512.接收器，152.挡光片。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在实施例一中，如图1-7所示，一种充电桩自动保护机构，包括：信号模组、电极组件、壳体和翻盖结构；信号模组和电极组件均容设于壳体的内部，且电极组件的正极触头122和负极触头123外露于壳体；翻盖结构包括翻盖141、转轴1421和电机组件；电机组件与转轴1421连接；信号模组与机器人未建立充电通讯时，翻盖141覆盖正极触头122和负极触头123；信号模组与机器人确定充电通讯后，电机组件转动转轴1421，使得翻盖141显露正极触头122和负极触头123，以实现机器人与电极组件的电连接。在实际应用中，当信号模组与机器人没有建立充电通讯时，此时，翻盖141无动作，翻盖141覆盖正极触头122和负极触头123而使得正极触头122和负极触头123与外界环境隔离；当信号模组与机器人建立充电通讯后，电机组件控制转轴1421转动，带动翻盖141翻起，使得正极触头122和负极触头123外露，这样机器人的充电组件便可实现与正极触头122和负极出头的电连接而实现机器人的充电。在实际应用中，翻盖141可为槽状结构或者微孔结构等可以隔绝生命体的机体与正极触头122和负极触头123接触的可能性的结构均可。翻盖141优选为绝缘翻盖；当然，翻盖141也可为导体翻盖，但此时翻盖141不接触正极触头122和负极触头123。
在实施例二中，如图1-7所示，在实施例一的基础上，电机组件包括电机1431和用于控制转轴1421的转动角度的霍尔编码器。在实际应用中，可通过编程来控制电机1431的转动方向以及角度。进一步优选地，还包括限位组件，限位组件包括光电开关和挡光片152；光电开关与电机组件连接；光电开关包括相对设置的发射器1511和接收器1512；翻盖141覆盖正极触头122和负极触头123时，挡光片152远离发射器1511和接收器1512之间的光路，翻盖141覆盖正极触头122和负极触头123；翻盖141显露正极触头122和负极触头123时，挡光片152遮挡发射器1511和接收器1512之间的光路，电机组件停止转动转轴1421。优选地，光电开关容设于壳体的内部；挡光片152安装于转轴1421远离电机组件一侧的端部。优选地，转轴1421的转动角度不小于180°。为了避免壳体对翻盖141的转动产生干涉，壳体优选对应翻盖141的转动所在平面开有凹槽1322。值得说明的是，转轴1421的转动角度也可小于180°，只要翻盖141外露正极触头122和负极触头123时不影响机器人充电即可。且翻盖141的可朝向上转动、或朝下转动，或朝左转动，或朝右转动均可。
在实施例三中，如图1-7所示，在实施例一或二的基础上，电极组件还包括充电器121，充电器121容设于壳体的内部；正极触头122和负极触头123分别与充电器121电连接。优选地，壳体对应电极组件的位置设有散热机构。散热机构可为设置于壳体上的散热通孔1311，散热通孔1311优选设置于壳体相对设置的两个侧壁上，这样可形成对流，加快机器人在充电时本实用新型的散热性能。散热机构还可为风扇或者水冷等具有降温作用的机构均可。优选地，信号模组包括PCB111、红外灯112和第一镜片113；PCB111容设于壳体的内部，红外灯112安装于PCB111；壳体对应红外灯112的位置设于第一透光孔1325；第一镜片113盖设于第一透光孔1325，使得红外灯112的光路透过第一镜片113与机器人建立信号通讯。优选地，信号模组还包括激光发射器114和第二镜片；激光发射器114安装于PCB111；壳体对应激光发射器114的位置设于第二透光孔；第二镜片盖设于第二透光孔，使得激光发射器114的光路透过第二镜片与机器人建立信号通讯。在实际应用中，信号模组还可为视觉传感器、雷达或天线等具有发射信号和/或接收信号功能的机构。具体地，与机器人建立充电通讯的可为红外灯112和激光发射器114其中的一个，红外灯112和激光发射器114的另一个可为实现机器人与正极触头122和负极触头123精准对接的对接机构。
示例性的，当机器人需要充电时，机器人靠近充电桩，充电桩上的红外灯112发出信号，红外灯112的光路通过第一镜片113，机器人收到信号后机器人同样发出红外信号给充电桩，充电桩收到机器人的红外信号后，充电桩的电机1431转动转轴1421并带动翻盖141翻转，使得正极触头122和负极触头123外露，机器人向充电桩一对，通过激光对位到达充电位置，机器人与电极组件的电连接而实现机器人的充电。当机器人不充电或充满电远离充电桩后，电机1431转动转轴1421复位，翻盖141复位而覆盖正极触头122和负极触头123。由于本实用新型是通过电机1431实现翻盖141的自动转动和复位，因此，小孩即使用手翻转翻盖141也无法实现翻盖141的转动，大大提高了本实用新型的安全性。
在实施例四中，如图1-7所示，在实施例一、二或三的基础上，壳体包括后盖131和前盖132，前盖132靠近机器人一侧设置；后盖131和前盖132共同围设形成容纳信号模组和电极组件的内部空间，壳体对应正极触头122和负极触头123分别设于第一通孔和第二通孔，从而便于正极触头122和负极触头123外露于前盖132。优选地，前盖132设于触头支架1324，触头支架1324设有第一通孔和第二通孔，通过第一通孔和第二通孔实现正极触头122和负极触头123的支撑。优选地，触头支架1324与前盖132可拆拆卸式连接，如触头支架1324通过连接件146实现与前盖132的连接。优选地，触头支架1324还对应红外灯112和激光发射器114的透光孔(即第一透光孔1325和第二透光孔共用一个透光孔)，由于，透光孔设置于触头支架1324上，因此，此时第一镜片113和第二镜片可为一个镜片或者不设镜片，此时，为了便于红外灯112和激光发射器114的光路能够与机器人建立信号通讯，则此时翻盖141对应透光孔的位置设有第三透光孔1412，且第三透光孔1412盖设有第三镜片1411。前盖132设有用于安装转轴1421的轴座1321，使得转轴1421轴接于前盖132，为了提高转轴1421的安装稳定性，还通过转轴压件1422与轴座1321的配合实现转轴1421的安装，优选地，前盖132和转轴1421之间还设有轴承144。为了避免转轴1421外露于外环境，翻盖141通过安装板1423安装于转轴1421，优选地，安装板1423为L型板，包括与转轴1421固接的第一板，以及与翻盖141连接的第二板。优选地，第一板设有套设于转轴1421外侧的套筒。翻盖141通过连接组件安装于第二板。在实际应用中，安装板优选为钣金件或塑料板。优选地，转轴1421通过联轴器145与电机1431连接。且电机1431通过电机压件1432安装于前盖132。优选地，前盖132内凹形成一用于收容信号模组的红外灯112和激光发射器114的收容腔1323，使得触头支架1324盖设于收容腔1323。在实际应用中，信号模组也可远离电极组件设置，单独设置于壳体的另一位置；则此时的第一透光孔1325和第二透光孔则不再设置于用于支撑负极触头123和正极触头122的触头支架1324上，而是设置于前盖132上，且第一透光孔1325和第二透光孔可为一个透光孔或独立设置的两个透光孔；对应的，第一镜片113和第二镜片可为一个镜片或独立设置的两个镜片。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电桩自动保护机构，其特征在于，包括：
信号模组、电极组件、壳体和翻盖结构；
所述信号模组和所述电极组件均容设于所述壳体的内部，且所述电极组件的正极触头和负极触头外露于所述壳体；
所述翻盖结构包括翻盖、转轴和电机组件；
所述电机组件与所述转轴连接；
所述信号模组与机器人未建立充电通讯时，所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头；
所述信号模组与机器人确定充电通讯后，所述电机组件转动所述转轴，使得所述翻盖显露所述正极触头和所述负极触头，以实现机器人与所述电极组件的电连接。
2.根据权利要求1所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述电机组件包括电机和用于控制所述转轴的转动角度的霍尔编码器。
3.根据权利要求1所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述转轴的转动角度不小于180°。
4.根据权利要求1所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述壳体对应所述翻盖的转动所在平面开有凹槽。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的充电桩自动保护机构，其特征在于，还包括：
限位组件，所述限位组件包括光电开关和挡光片；
所述光电开关与所述电机组件连接；
所述光电开关包括相对设置的发射器和接收器；
所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头时，所述挡光片远离所述发射器和所述接收器之间的光路，所述翻盖覆盖所述正极触头和所述负极触头；
所述翻盖显露所述正极触头和所述负极触头时，所述挡光片遮挡所述发射器和所述接收器之间的光路，所述电机组件停止转动所述转轴。
6.根据权利要求5所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述光电开关容设于所述壳体的内部；
所述挡光片安装于所述转轴远离所述电机组件一侧的端部。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述电极组件还包括充电器，所述充电器容设于所述壳体的内部；
所述正极触头和所述负极触头分别与所述充电器电连接。
8.根据权利要求1所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述壳体对应所述电极组件的位置设有散热机构。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述信号模组包括PCB、红外灯和第一镜片；
所述PCB容设于所述壳体的内部，所述红外灯安装于所述PCB；
所述壳体对应所述红外灯的位置设于第一透光孔；
所述第一镜片盖设于所述第一透光孔，使得所述红外灯的光路透过所述第一镜片与机器人建立信号通讯。
10.根据权利要求9所述的充电桩自动保护机构，其特征在于：
所述信号模组还包括激光发射器和第二镜片；
所述激光发射器安装于所述PCB；
所述壳体对应所述激光发射器的位置设于第二透光孔；
所述第二镜片盖设于所述第二透光孔，使得所述激光发射器的光路透过所述第二镜片与机器人建立信号通讯。
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