CN213547127U - 一种充电机构和巡检机器人装置 - Google Patents

Abstract

一种充电机构和巡检机器人装置，包括：充电连接臂、充电滑片、充电器基架和供电组件；充电连接臂，用于带动充电滑片移动，使充电滑片接触于供电组件，充电滑片与供电组件电连接；充电滑片，设有下充电面和下引导面；充电滑片移动时抵靠于充电头，通过下引导面驱动充电头相对于充电器基架位移，调节充电头压紧和脱离于下充电面；充电头与充电滑片电连接。巡检机器人装置，其机器人主体连接于充电连接臂，电连接于充电滑片；当充电滑片接触于供电组件时，供电组件为机器人主体充电。本充电机构，其能提高巡检机器人蓄电池的续航能力，使巡检机器人在缺电的情况下能快速充电，并能够保持正常运行，实现无人值守、自主巡检的效果。

Description

一种充电机构和巡检机器人装置

技术领域

本实用新型涉及充电机构技术领域，尤其涉及一种充电机构和巡检机器人装置。

背景技术

现有的巡检机器人，目前的技术方案主要为两种：

1、设计电池更换装置，在特定轨道位置点设有电池充电更换站点，通过机械结构将机器人需要充电的电池取出，放入已经在站点充满电的电池，然后机器人返回工作；而对于该方案，首先巡检机器人的机械结构复杂，需要额外的驱动源；其次巡检机器人需要频繁拆装电池，对于轨道机器人的机械结构会损伤，且对更换电池装置结构和动作的可靠性有要求。

2、巡检机器人在线充电时，其会驶向充电装置，在机器人前端上方(或下方)有垂直于水平面的充电基座，布有充电碳刷，与充电装置的充电头53水平对接，进行充电；但机器人驶向充电装置时，由于惯性对其会有冲击力，可能会对机器人和充电装置累积造成损害；只能单方向充电，且不能通行，无法应用于封闭轨道上；同时，对于复杂现场环境，轨道机器人的安装位置有时会出现偏差，在竖直方向上会出现高度的变化，对于水平方向接触充电方式有较大影响，且调整困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种充电机构，其通过充电滑片对充电头驱动，以使充电头能在充电滑片导向作用下，贴住下充电面，为机器人主体充电。

本实用新型还提出一种巡检机器人装置，其通过充电滑片接触于供电组件时，由供电组件为机器人主体充电。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种充电机构，包括：充电连接臂、充电滑片、充电器基架和供电组件；

所述充电滑片安装于所述充电连接臂；所述充电连接臂，用于带动所述充电滑片移动，使所述充电滑片接触于所述供电组件，所述充电滑片与所述供电组件电连接；

所述充电滑片，设有下充电面和下引导面；所述下引导面，其一端过渡至所述下充电面，并与另一端形成高度差；

所述供电组件包括：导向柱和充电头；

所述导向柱高度可调节地安装于所述充电器基架，所述充电头同步移动地连接于所述导向柱；

所述充电滑片移动时抵靠于所述充电头，通过所述下引导面驱动所述充电头相对于所述充电器基架位移，调节所述充电头压紧和脱离于所述下充电面；所述充电头与所述充电滑片电连接。

优选地，所述供电组件包括：复位弹性件；所述复位弹性件，具有弹性，其一端接触于所述充电器基架，另一端接触于所述导向柱。

优选地，所述充电器基架设有伸缩通道；所述复位弹性件的一端接触于所述伸缩通道的内部，另一端接触于所述导向柱；所述导向柱限位移动于所述伸缩通道。

优选地，所述导向柱的一端伸出于所述伸缩通道外，并连接有所述充电头；

所述充电头移动时伸缩于所述伸缩通道内。

优选地，所述下充电面的两端为所述下引导面。

优选地，下引导面的形状为：倾斜设置并成直线延伸的平面，或圆弧状曲面。

优选地，还包括：安装基座；所述充电器基架可活动地连接于所述安装基座；所述供电组件位于所述安装基座的两侧。

优选地，还包括：移动轨道；所述安装基座设有轨道安装槽；所述移动轨道可活动地安装于所述轨道安装槽；所述移动轨道连接于所述充电器基架。

优选地，还包括：移动部；所述安装基座的至少一侧设有机器人移动道；

所述移动部，用于连接机器人主体，为机器人主体提供移动功能；

所述移动部活动于所述机器人移动道。

一种巡检机器人装置，包括：机器人主体和上述的充电机构；

所述机器人主体连接于所述充电连接臂，并电连接于所述充电滑片；当所述充电滑片接触于所述供电组件时，所述供电组件为所述机器人主体充电。

本实用新型的有益效果：

本充电机构，用于为机器人提供快速接触充电的功能，通过供电组件与充电滑片的下充电面和下引导面的配合，实现了为机器人提供自动充电的功能，解决了现有技术中充电时接触不良及需要频繁拆卸电池的问题。

附图说明

图1是充电机构的结构示意图；

图2是巡检机器人装置的结构示意图；

图3是充电滑片相对移动于供电组件时的结构示意图；

图4是供电组件安装在充电器基架时的剖面图。

其中：

充电器基架1、供电组件5、充电连接臂3、充电滑片4；安装基座6；移动轨道7；移动部8；机器人主体9；

伸缩通道11；

下充电面41、下引导面42；

导向柱51、复位弹性件52、充电头53；

轨道安装槽61；机器人移动道62。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一种充电机构，包括：充电连接臂3、充电滑片4、充电器基架1和供电组件5；

所述充电滑片4安装于所述充电连接臂3；所述充电连接臂3，用于带动所述充电滑片4移动，使所述充电滑片4接触于所述供电组件5，所述充电滑片4 与所述供电组件5电连接；

所述充电滑片4，设有下充电面41和下引导面42；所述下引导面42，其一端过渡至所述下充电面41，并与另一端形成高度差d；

所述供电组件5包括：导向柱51和充电头53；

所述导向柱51高度可调节地安装于所述充电器基架1，所述充电头53同步移动地连接于所述导向柱51；

所述充电滑片4移动时抵靠于所述充电头53，通过所述下引导面42驱动所述充电头53相对于所述充电器基架1位移，调节所述充电头53压紧和脱离于所述下充电面41；所述充电头53与所述充电滑片4电连接。

本充电机构，用于为机器人提供快速接触充电的功能，通过供电组件5与充电滑片4的下充电面41和下引导面42的配合，实现了为机器人提供自动充电的功能，解决了现有技术中充电时接触不良及需要频繁拆卸电池的问题。

具体地，如图1-图3，充电连接臂3用于连接机器人主体9，机器人主体9可为悬挂于半空中，或移动于地面等；当机器人主体9需要充电时，其会驱动充电连接臂3移动，带动充电滑片4移动；充电滑片4移动时，其会经过供电组件5，充电滑片4移动后，通过下引导面42接触于充电头53；当下引导面42 保持移动时，下引导面42会托起充电头53，充电头53会进行竖直方向上的相对位移；充电头53，在两端带有高度差d的下引导面42的导向作用下，移动至接触下充电面41，下充电面41与充电头53保持平面接触，当供电组件5接触于下引导面42或下充电面41，充电头53通过充电滑片4与机器人主体9产生电连接，充电头53为机器人主体9的电源充电。

充电时，由于充电头53具有重力作用，当下充电面41托起充电头53时，其会压紧下充电面41，下充电面41会通过充电头53带动导向柱51相对移动；而当充电完成后，下充电面41脱离于充电头53后，充电头53在会重力的作用下复位。

本充电机构，其能提高巡检机器人蓄电池的续航能力，以及为巡检机器人提供自主充电功能，使巡检机器人在缺电的情况下能快速充电，并能够保持正常运行，实现无人值守、自主巡检的效果，提高充电的效率及稳定性。

优选地，所述供电组件5包括：复位弹性件52；

所述复位弹性件52，具有弹性，其一端接触于所述充电器基架1，另一端接触于所述导向柱51。

如图4，复位弹性件52处于压缩状态，当充电滑片4接触充电头53后，其会带动充电头53压缩复位弹性件52，使充电头53始终压紧充电滑片4，提高充电头53对充电滑片4的压紧力，提高充电的稳定性；当充电滑片4脱离于充电头53后，复位弹性件52对充电头53复位，通过弹性势能转换成动能，加速充电头53的复位；

同时，复位弹性件52设置于充电器基架1和导向柱51之间，当充电滑片4 托起充电头53时，充电滑片4需克服复位弹性件52的弹力做功，复位弹性件52收缩压紧，转换成弹性势能，充电滑片4还需要克服导向柱51和充电头53 两者的重力做功；因此设置了复位弹性件52后，充电滑片4相比于不设置时的实施例，其移动速度更慢，有效地减缓了充电滑片4接触充电头53时移动速率，使充电滑片4能准确地与充电头53接触。由于充电滑片4移动时，充电滑片4 会碰撞至供电组件5，因此通过引入复位弹性件52抵消了部分动能，使机器人主体9的移动更稳定，不会摇晃。

复位弹性件52可为公知具有弹性的工件，如弹簧、橡胶筋等。

优选地，所述充电器基架1设有伸缩通道11；所述复位弹性件52的一端接触于所述伸缩通道11的内部，另一端接触于所述导向柱51；所述导向柱51限位移动于所述伸缩通道11。

导向柱51可通过固定器55可活动地限位安装于伸缩通道11，以达到移动于伸缩通道11的效果；导向柱51用于为充电头53提供导向作用，使充电头53 始终保持延导向柱51的延伸方向移动，提高了充电头53的移动稳定性，确保了充电头53每次由充电滑片4托起时都可保持相同的移动轨迹，防止了充电头 53的移动位置有偏移，提高了充电的稳定性。

优选地，所述导向柱51的一端伸出于所述伸缩通道11外，并连接有所述充电头53；

所述充电头53移动经伸缩于所述伸缩通道11内。

伸缩通道11能容纳充电头53，当充电滑片4接触并托起充电头53时，充电头53会移动，并收缩至伸缩通道11内；当充电滑片4逐渐脱离于充电头53 时，充电头53会移动，并从伸缩通道11内逐渐伸出，直至完成复位。设置伸缩通道11后，充电头53的移动位置限位于伸缩通道11内，而充电滑片4对充电头53压紧后，伸缩通道11的开口可抵靠于充电滑片4，以防止充电头53被压缩过度而导致的复位弹性件52负荷过大，影响复位弹性件52的使用寿命。

优选地，所述下充电面41的两端为所述下引导面42。

下充电面41的两端为下引导面42，下引导面42的一端连接下充电面41，另一端倾斜伸向于充电滑片4的两侧；充电头53依次移动于下引导面42、下充电面41和下引导面42。如图3，充电滑片4左端的下引导面42托起充电头53，使充电头53沿左端的下引导面42移动，充电头53的竖直位置变化，直至充电头53接触于下充电面41；本方案可设计下充电面41的长度，以使下充电面41 有足够的长度接触充电头53，提高两者的接触面积，降低充电的接触难度。进一步地，充电头53沿充电滑片4右端的下充电面41移动，直至充电头53脱离于充电滑片4；即充电头53与充电滑片4之间的相对移动是通过充电头53下引导面42和下充电面41之间的相对移动，以确保下充电面41与充电头53接触后充电，提高了机器人主体9的充电稳定性。

优选地，下引导面42的形状为：倾斜设置并成直线延伸的平面，或圆弧状曲面。下引导面42通过自身的高度差d变化，引导充电头53移动，使下充电面41接触于充电头53。

优选地，还包括：安装基座6；所述充电器基架1可活动地连接于所述安装基座6；所述供电组件5位于所述安装基座6的两侧。

当充电器基架1可移动于安装基座6时，由于供电组件5位于安装基座6 的两侧，两侧的充电滑片4接触两侧的供电组件5，一方面提高机器人主体9的充电稳定性，只需要任意一侧的供电组件5接触到对应的充电滑片4，即可完成对机器人主体9的充电，减小了机器人主体9与本充电机构连接时所需要精确度；同时，当两侧的供电组件5都接触到对应的充电滑片4后，其为两侧充电，充电速度为单侧充电的2倍。

优选地，还包括：移动轨道7；所述安装基座6设有轨道安装槽61；所述移动轨道7可活动地安装于所述轨道安装槽61；所述移动轨道7连接于所述充电器基架1。

移动轨道7可移动于轨道安装槽61，而移动轨道7连接充电器基架1，当移动轨道7移动时，充电器基架1可移动，带动供电组件5移动，更方便了充电器基架1在安装基座6的位置调节，以调节机器人主体9与充电机构的充电位置。

优选地，由于充电器基架1相对移动于安装基座6，当充电滑片4与供电组件5接触时，通电状态下，充电滑片4与供电组件5通过磁力吸引，当机器人主体9移动时，充电连接臂3通过充电滑片4驱动供电组件5移动，带动充电器基架1相对移动于安装基座6，能通过机器人主体9的移动带动供电组件5移动，使巡检机器人在移动的同时又处于充电状态，充电稳定性；而当充电结束后，断开对供电组件5的供电，供电组件5与充电滑片4之间的磁吸引消失，充电滑片4可自由脱离于供电组件5。

优选地，还包括：移动部8；所述安装基座6的至少一侧设有机器人移动道 62；

所述移动部8，用于连接机器人主体9，为机器人主体9提供移动功能；

所述移动部8活动于所述机器人移动道62。

如图2，机器人主体9能移动于安装基座6，通过移动部8接触于安装基座 6的机器人移动道62；当移动部8移动于机器人移动道62时，由于机器人移动道62为水平延伸，保持了机器人主体9为水平移动；充电滑片4为水平移动，其移动后能水平接触于充电头53，充电头53会在下引导面42和下充电面41的导向作用下移动，以使充电头53紧密贴住充电滑片4，保证了充电的充电稳定性。

一种巡检机器人装置，包括：机器人主体9和上述任意实施例的充电机构；

所述机器人主体9连接于所述充电连接臂3，并电连接于所述充电滑片4；当所述充电滑片4接触于所述供电组件5时，所述供电组件5为所述机器人主体9充电。

本巡检机器人装置，通过机器人主体9与充电机构的配合，提高了机器人主体9的充电稳定性，解决了现有技术中巡检机器人的机械结构复杂，需要额外的驱动源的问题，又避免了现有技术中巡检机器人需要频繁拆装电池，容易损伤机器人的电池的现象。

机器人主体9为公知的巡检机器人，充电机构通过充电连接臂3连接于机器人主体9，机器人主体9移动时，会带动充电连接臂3移动，使充电滑片4相对移动于供电组件5，实现了两者的快速接触。机器人主体9设有电源，供电组件5与充电滑片4接触后，为机器人主体9的电源充电。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电机构，其特征在于，包括：充电连接臂、充电滑片、充电器基架和供电组件；

所述充电滑片安装于所述充电连接臂；所述充电连接臂，用于带动所述充电滑片移动，使所述充电滑片接触于所述供电组件，所述充电滑片与所述供电组件电连接；

所述充电滑片，设有下充电面和下引导面；所述下引导面，其一端过渡至所述下充电面，并与另一端形成高度差；

所述供电组件包括：导向柱和充电头；

所述导向柱高度可调节地安装于所述充电器基架，所述充电头同步移动地连接于所述导向柱；

所述充电滑片移动时抵靠于所述充电头，通过所述下引导面驱动所述充电头相对于所述充电器基架位移，调节所述充电头压紧和脱离于所述下充电面；所述充电头与所述充电滑片电连接。

2.根据权利要求1所述的充电机构，其特征在于，所述供电组件包括：复位弹性件；

所述复位弹性件，具有弹性，其一端接触于所述充电器基架，另一端接触于所述导向柱。

3.根据权利要求2所述的充电机构，其特征在于，所述充电器基架设有伸缩通道；所述复位弹性件的一端接触于所述伸缩通道的内部，另一端接触于所述导向柱；所述导向柱限位移动于所述伸缩通道。

4.根据权利要求3所述的充电机构，其特征在于，所述导向柱的一端伸出于所述伸缩通道外，并连接有所述充电头；

所述充电头移动时伸缩于所述伸缩通道内。

5.根据权利要求1所述的充电机构，其特征在于，所述下充电面的两端为所述下引导面。

6.根据权利要求1所述的充电机构，其特征在于，下引导面的形状为：倾斜设置并成直线延伸的平面，或圆弧状曲面。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的充电机构，其特征在于，还包括：安装基座；

所述充电器基架可活动地连接于所述安装基座；所述供电组件位于所述安装基座的两侧。

8.根据权利要求7所述的充电机构，其特征在于，还包括：移动轨道；

所述安装基座设有轨道安装槽；所述移动轨道可活动地安装于所述轨道安装槽；所述移动轨道连接于所述充电器基架。

9.根据权利要求7所述的充电机构，其特征在于，还包括：移动部；

所述安装基座的至少一侧设有机器人移动道；

所述移动部，用于连接机器人主体，为机器人主体提供移动功能；

所述移动部活动于所述机器人移动道。

10.一种巡检机器人装置，其特征在于，包括：机器人主体和如权利要求1-9任意一项所述的充电机构；

所述机器人主体连接于所述充电连接臂，并电连接于所述充电滑片；当所述充电滑片接触于所述供电组件时，所述供电组件为所述机器人主体充电。

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