CN211127179U - 一种轨道机器人自动充电机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道机器人自动充电机构，包括充电固定端、移动充电端、固定端底座、移动端滑台和触点碳刷，所述充电移动端由移动端滑台、驱动螺杆、直流电机、移动端底座、行程开关压板、行程调节板、滑台伸出行程开关、滑台收回行程开关组成，所述移动端滑台由移动端导向板、外层滑台、触点压力调整弹簧、内层滑台、导轨、移动端安全保护开关、触点碳刷组成。该轨道机器人自动充电机构可以在垂直和前后方向自动调整，消除在这两个方向的安装误差，使充电机构准确对接，具有良好的自我保护功能，最大程度的消除误接触和短路危险，安全可靠，充电电极和触电之间接触压力可调，靠弹簧的柔性保证充电时接触良好。

Description

一种轨道机器人自动充电机构

技术领域

本实用新型属于自动充电机构技术领域，具体为一种轨道机器人自动充电机构。

背景技术

轨道机器人是工作在固定轨道上的一种专用机器人，其工作的环境空间狭小，条件恶略，人工难以达到。可根据需求携带各类检测仪器，依照预先设定好的任务自动开展工作，受环境、气候以及作业时间的影响较小，可以及时发现有可能出现的意外情况和危险，极大的降低人工巡视的劳动强度和潜在的风险，同时提高巡视的可靠性和效率，发展所以机器人自动巡视是未来发展的一种趋势。而轨道机器人一般采用内置蓄电池供电，长时间运行时需要及时充电或更滑电池，因为其工作环境空间狭小，条件恶略，现场更换电池或充电劳神费力，多有不便，严重影响轨道机器人的正常使用，所以，可以对轨道机器人及时充电的自动充电机构显得尤为重要。

所以根据需求，可以在轨道附近间隔一定距离安装自动充电机构，在轨道机器人运行过程中，一旦发现电池电量不足，可以就近寻找充电机构进行充电，补充动力。当电池充满后，充电机构自行脱开，轨道机器人可以继续进行巡视工作。

现有的机器人自动充电机构充电时通过路径规划，接近充电机构，通过安装在机器人上的探测感应元器件，来探测充电机构的位置。机器人和充电机构接触后，通过多种传感器各种复杂的控制程序，使机器人和充电机构准确对接进行充电。这种对接方式，要求环境比较开阔，有足够的回旋空间，对接调整时间比较长，控制过程复杂，效率相对比较低。在环境空间狭小，条件恶略的情况下使用困难，可靠性低下。同时，因为轨道安装误差比较大，不可避免会产生垂直方向和前后方向的位置误差，如果采用刚性的充电系统，充电触点很难准确对接，极易造成对接不准或机构损坏，因此，这种充电方式不能适应于轨道机器人的自动充电。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种轨道机器人自动充电机构，以解决目前的充电机构，对接调整时间比较长，控制过程复杂，效率相对比较低。在环境空间狭小，条件恶略的情况下使用困难，可靠性低下，充电触点很难准确对接，极易造成对接不准或机构损坏的问题。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种轨道机器人自动充电机构，包括充电固定端、移动充电端、固定安装板、移动端滑台和触点碳刷，所述固定端安装板一侧固定连接有固定端底座，且固定端底座为“U”形，固定端底座两端设置有孔，所述固定端底座通过孔镶嵌有圆导轨，且圆导轨与固定端底座连接处设置有导轨固定螺母，所述圆导轨中间设置有固定端滑板，且固定端滑板两端均设置有自适应弹簧，所述固定端滑板中间设置有固定端安全保护开关，且固定端安全保护开关上下两端均设置有固定端导向板，所述固定端导向板上分别设置有充电正极和充电负极，所述移动充电端由移动端滑台、驱动螺杆、直流电机、移动端底座、行程开关压板、行程调节板、滑台伸出行程开关、滑台收回行程开关组成，所述移动端滑台由移动端导向板、外层滑台、触点压力调整弹簧、内层滑台、导轨、移动端安全保护开关、触点碳刷组成，所述驱动螺杆与直流电机相连接，所述移动端滑台下端连接有移动端底座，所述移动端滑台后端连接有行程开关压板和行程调节板。

进一步的，所述圆导轨设置有2根，且圆导轨上面设置有滑台，滑台与圆导轨为活动连接。

进一步的，所述滑台上安装有6脚行程开关。

进一步的，所述自适应弹簧共设置有4个，且4个自适应弹簧的一端均与滑台相连接。

进一步的，所述移动端滑台通过驱动螺杆与直流电机构成伸缩结构。

进一步的，所述移动端滑台上设置有4个导轨，且导轨一端均设置有弹簧。

进一步的，所述移动端滑台上下各设置有2个触点碳刷。

进一步的，所述触点碳刷由碳刷、碳刷座、保护弹簧组成。

进一步的，所述固定端导向板之间的距离与移动端导向板相匹配。

有益效果：与现有技术相比，本申请具有以下优势：

该轨道机器人自动充电机构可以在垂直和前后方向自动调整，消除在这两个方向的安装误差，使充电机构准确对接，具有良好的自我保护功能，只有在对接上之后，固定端和移动端充电电路才接通，脱开后离开断开，最大程度的消除误接触和短路危险，安全可靠，充电电极和触电之间接触压力可调，靠弹簧的柔性保证充电时接触良好，同时该机构结构简单，实用可靠，成本低廉适合大规模生产使用。

附图说明

图1是轨道机器人自动充电机构结构示意图；

图2是轨道机器人自动充电机构充电固定端结构示意图；

图3是轨道机器人自动充电机构移动充电端结构示意图；

图4是轨道机器人自动充电机构移动充电端俯视图；

图5是轨道机器人自动充电机构移动端滑台结构示意图；

图6是轨道机器人自动充电机构触点碳刷结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本申请的轨道机器人自动充电机构，包括充电固定端1、移动充电端2、固定端安装板3、固定端底座4、圆导轨5、导轨固定螺母6、自适应弹簧7、固定端滑板8、充电正极9、固定端导向板10、固定端安全保护开关11、充电负极12、移动端滑台13、驱动螺杆14、直流电机15、移动端底座16、行程开关压板17、行程调节板18、滑台伸出行程开关19、滑台收回行程开关20、移动端导向板21、外层滑台22、触点压力调整弹簧23、内层滑台24、导轨25、移动端安全保护开关26、触点碳刷27、碳刷 28、碳刷座29、保护弹簧30，固定安装板3一侧固定连接有固定端底座4，且固定端底座4为“U”形，固定端底座4两端设置有孔，固定端安装板3用于将充电固定端1安装在于轨道平行且有一定距离的位置，固定端底座4通过孔镶嵌有圆导轨5，且圆导轨5与固定端底座4连接处设置有导轨固定螺母6，圆导轨 5中间设置有固定端滑板8，且固定端滑板8两端均设置有自适应弹簧7，在外力的作用下，固定端滑板8可以上下移动，并在自适应弹簧7作用下自动调整垂直方向的对中误差。固定端滑板8中间设置有固定端安全保护开关11，且固定端安全保护开关11上下两端均设置有固定端导向板10，固定端导向板10上面有导向槽和找正斜角，与移动端导向板21相互配合，可使充电机构在垂直方向自动找正，消除垂直方向对中误差，对接的准确性，2个固定端导向板10上分别设置有充电正极9和充电负极12，充电电源的正负两极分别接在双路开关其中一路的常开触点一端另一端接在充电正极9和充电负极12上。

移动充电端2由移动端滑台13、驱动螺杆14、直流电机15、移动端底座16、行程开关压板17、行程调节板18、滑台伸出行程开关19、滑台收回行程开关20 组成，驱动螺杆14与直流电机15相连接，直流电机15上安装有驱动螺杆14，驱动螺杆14的螺母安装在移动端滑台13上，在直流电机15的驱动下，移动端滑台13可以前后移动，使充电触点伸出或收回，移动端滑台13下端连接有移动端底座16，移动端滑台13后端连接有行程开关压板17和行程调节板18，出行程开关19、滑台收回行程开关20、行程调节板18和行程开关压板17，用于调整移动端滑台13伸出的距离。

移动端滑台13由移动端导向板21、外层滑台22、触点压力调整弹簧23、内层滑台24、导轨25、移动端安全保护开关26、触点碳刷27组成，移动端滑台 13内安装有四根圆导轨25，用于移动端滑台13伸出时的导向。外层滑台22是移动端滑台13的主体，外层滑台22上安装有移动端导向板21，和固定端导向板10配合，用于垂直方向的定位，上下各有一个移动端安全保护开关26和二个充电触点碳刷27，开关的常开触点一端接蓄电池，另一端并联接二个充电触点碳刷27上。内层滑台24上有螺母座，驱动螺杆14从中穿过，在直流电机15 驱动下，移动端滑台13可以沿导轨25前后移动，两层滑台之间安装有触点压力调整弹簧23，用以调整充电触点接触压力。

圆导轨5设置有2根，且圆导轨5上面设置有滑台，滑台与圆导轨5为活动连接，在外力的作用下，滑台可以上下移动。

滑台上安装有6脚行程开关，充电电路的正负极分别接在开关2通路的常开触点，平时充电触点上没有电，只有当开关被压上时，充电电路才导通，保证不会引起触电和短路，安全可靠。

自适应弹簧7共设置有4个，且4个自适应弹簧7的一端均与滑台相连接，保证滑台在圆导轨5上4根弹簧的作用下自动居中。

移动端滑台13通过驱动螺杆14与直流电机15构成伸缩结构，在直流电机 15的带动下，移动端滑台13可以前后移动，使充电触点伸出或收回。

移动端滑台13上设置有4个导轨25，由前后两层构成，后面一层上有螺母座，驱动螺杆14从中穿过，在直流电机15驱动下，移动端滑台13可以沿导轨前后移动，且导轨25一端均设置有弹簧，两层之间安装有弹簧，用以调整充电触点接触压力。

移动端滑台13上下各设置有2个触点碳刷27，两个触点碳刷27之间安装有单路行程开关，两个触点碳刷27接在开关常开触点上，平时充电触点上没有电，只有当开关被压上时，充电电路才导通，保证不会引起触电和短路，安全可靠。

触点碳刷27由碳刷28、碳刷座29、保护弹簧30组成，碳刷座29由底座、碳刷电极和调压弹簧组成，通过调整弹簧的压缩量控制充电触点压力，确保充电触点接触良好。

2个固定端导向板10之间的距离与移动端导向板21相匹配，保证充电固定端1与移动充电端2准确对接。

轨道机器人电量低时，移动端滑台13伸出，机器人沿轨道行走寻找充电位置，当轨道机器人通过充电固定端1位置时，其上移动端安全保护开关26被压下，向机器人控制系统发出一个信号，由于惯性这时机器人应该越过了充电位置，接到信号后，机器人立刻停车并缓慢向后移动。当移动充电端2和充电固定端1 再次接触时，移动端导向板21在固定端导向板10导向槽和找正斜角的作用下使固定端滑板8沿圆导轨5上下移动消除垂直方向的位置偏差，之后移动端导向板 21准确插入固定端导向槽，安装在导向槽内的固定端安全保护开关11被压下，固定端充电电路被导通。移动充电端2上下的正负触点碳刷27压在充电固定端1的正负电极上，同时与触点碳刷27串联的单路行程开关26也被固定端电极压下，移动端充电电路导通，开始充电。当充电完成时，移动充电端1的移动端滑台13收回，充电触点分离，充电固定端1和移动充电端2被压下的行程开关复位，充电固定端1和移动充电端2的充电电路被自动断开，保证两侧的充电触点都不带电，防止误接触和短路损坏充电电路，轨道机器人可以继续工作。

当使用者需要用该轨道机器人自动充电机构去工作的时候首先要检查该轨道机器人自动充电机构有无明显损坏，检查安全后就可以进行作业。

本实用新型提供了一种轨道机器人自动充电机构的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上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，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种轨道机器人自动充电机构，其特征在于：包括充电固定端(1)、移动充电端(2)、固定安装板(3)、移动端滑台(13)和触点碳刷(27)，所述固定安装板(3)一侧固定连接有固定端底座(4)，且固定端底座(4)为“U”形，固定端底座(4)两端设置有孔，所述固定端底座(4)通过孔镶嵌有圆导轨(5)，且圆导轨(5)与固定端底座(4)连接处设置有导轨固定螺母(6)，所述圆导轨(5)中间设置有固定端滑板(8)，且固定端滑板(8)两端均设置有自适应弹簧(7)，所述固定端滑板(8)中间设置有固定端安全保护开关(11)，且固定端安全保护开关(11)上下两端均设置有固定端导向板(10)，所述固定端导向板(10)上分别设置有充电正极(9)和充电负极(12)，所述移动充电端(2)由移动端滑台(13)、驱动螺杆(14)、直流电机(15)、移动端底座(16)、行程开关压板(17)、行程调节板(18)、滑台伸出行程开关(19)、滑台收回行程开关(20)组成，所述移动端滑台(13)由移动端导向板(21)、外层滑台(22)、触点压力调整弹簧(23)、内层滑台(24)、导轨(25)、移动端安全保护开关(26)、触点碳刷(27)组成，所述驱动螺杆(14)与直流电机(15)相连接，所述移动端滑台(13)下端连接有移动端底座(16)，所述移动端滑台(13)后端连接有行程开关压板(17)和行程调节板(18)。

2.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述圆导轨(5)设置有2根，且圆导轨(5)上面设置有滑台，滑台与圆导轨(5)为活动连接。

3.根据权利要求2所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述滑台上安装有6脚行程开关。

4.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述自适应弹簧(7)共设置有4个，且4个自适应弹簧(7)的一端均与滑台相连接。

5.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述移动端滑台(13)通过驱动螺杆(14)与直流电机(15)构成伸缩结构。

6.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述移动端滑台(13)上设置有4个导轨(25)，且导轨(25)一端均设置有弹簧。

7.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述移动端滑台(13)上下各设置有2个触点碳刷(27)。

8.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述触点碳刷(27)由碳刷(28)、碳刷座(29)、保护弹簧(30)组成。

9.根据权利要求1所述的轨道机器人自动充电机构，其特征在于：所述固定端导向板(10)之间的距离与移动端导向板(21)相匹配。

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