CN213846295U - 一种移动机器人自动充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动机器人自动充电装置，包括柜体、充电电极总成、用于驱动充电电极总成运动的推杆机构和充电电源，推杆机构和充电电源均安装在柜体中，柜体上设有用于保护充电电极总成的凹口，充电电极总成位于凹口中固定安装在推杆机构上，推杆机构的一端穿出柜体与充电电极总成连接，充电电极总成与充电电源连接。凹口内陷在柜体中，凹口与柜体内连通，构成矩形保护罩结构，用于对充电电极总成进行保护。

Description

一种移动机器人自动充电装置

技术领域

本实用新型属于工业移动机器人充电技术领域，具体涉及一种移动机器人自动充电装置。

背景技术

随着科技的发展和进步，智能机器人的应用越来越普及，智能移动移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统，其行走驱动部分，交互显示屏、各种处理电路、语音视频设备等。移动机器人的耗电量很大，由于自身配备的电源容量限制，机器人的工作时间受到限制，一般只能维持几个小时，一旦电能耗尽，大都采用人工干预的方式来给机器人充电，例如在非工作时间，安排工作人员接上电源统一充电。如果不能够实现智能机器人自动充电，就降低了用户的使用便利性，因此，如何让移动机器人能够自动充电成为机器人领域一个亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的移动机器人自动充电装置，可应用于生产企业的物流、运输，其中包括了自动行走机器人、沿轨道行驶的车辆、遥控行驶的车辆等领域。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：包括柜体、充电电极总成、用于驱动充电电极总成运动的推杆机构和充电电源，推杆机构和充电电源均安装在柜体中，柜体上设有用于保护充电电极总成的凹口，充电电极总成位于凹口中固定安装在推杆机构上，推杆机构的一端穿出柜体与充电电极总成连接，充电电极总成与充电电源连接。

进一步的，所述充电电极总成包括绝缘安装板和充电电极，充电电极安装在绝缘安装板上，绝缘安装板安装在推杆机构靠近凹口一端的端部。

进一步的，所述推杆机构包括推杆体支座、推杆体部件和推杆驱动部件，推杆体支座固定连接在柜体的内壁上，推杆体部件滑动连接在推杆体支座上，推杆驱动部件与推杆体部件连接，推杆体部件的一端穿过凹口在柜体内外滑动，充电电极总成连接在推杆体部件上。

进一步的，所述推杆体支座包括安装底板、导向块、传感器支架和限位传感器，安装底板固定连接在柜体的内壁上，导向块连接在安装底板上，传感器支架安装在安装底板上，限位传感器安装在传感器支架上。

进一步的，所述导向块与安装底板之间设有垫块，传感器支架的顶端设有长条形安装板，限位传感器包括限位传感器Ⅰ和限位传感器Ⅱ，限位传感器Ⅰ安装在长条形安装板的前端，限位传感器Ⅱ安装在长条形安装板的末端。

进一步的，所述推杆体部件包括推杆、导向轴和用于检测待充电机器人的限位开关，导向轴滑动连接在导向块中，导向轴的两端部分别通过固定块与推杆的两端部连接，充电电极总成安装在推杆的端部，限位开关连接在绝缘安装板上，推杆与推杆驱动部件连接。

进一步的，所述推杆驱动部件包括驱动电机、齿轮和安装支架，安装支架固定连接在柜体中，驱动电机固定连接在安装支架上，齿轮与驱动电机的输出轴连接。

进一步的，所述推杆上设有齿条，齿条沿推杆的长度方向设置，齿轮与齿条啮合，驱动电机带动齿轮转动，齿轮驱动齿条带动推杆移动，进而带动充电电极总成伸出或缩回凹口。

进一步的，所述推杆体部件还包限位感应支架，限位感应支架安装在推杆，限位感应支架包括限位感应支架Ⅰ和限位感应支架Ⅱ，限位感应支架Ⅰ安装在推杆的前部与限位传感器Ⅰ，限位感应支架Ⅱ安装在推杆的后部与限位传感器Ⅱ感应。

进一步的，所述柜体包括底座、壳体、前盖板和后盖板，底座安装在壳体的底部，前盖板安装在壳体的前部，后盖板安装在壳体的后部；充电电源包括稳压电源和安装板，安装板固定连接在壳体的内壁上，稳压电源安装在安装板上。

采用本实用新型技术方案的优点为：

本实用新型的自动充电装置可以和多台移动机器人配套使用，在配套使用时，可安装在指定的专属充电区域，或者指定的临时充电的站点，当移动机器人到达指定区域或临时站点时，通过控制部分伸出“推杆”、接通“电源”，开始为移动机器人正常充电，，当移动机器人充满电后包括在临时站点充电时，接收到需要离开的信号后)，该自动充电装置的控制部分会切断电源，收回推杆体，从而使移动机器人与该自动充电装置完全分离，移动机器人顺利离开。本实用新型的自动充电装置可自动对移动机器人进行充电，提高了机器人使用的便利性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型自动充电装置结构示意图；

图2为本实用新型柜体结构示意图；

图3为本实用新型推杆体支座结构示意图；

图4为本实用新型推杆体部件结构示意图；

图5为本实用新型推杆驱动部件结构示意图；

图6为本实用新型充电电源结构示意图。

上述图中的标记分别为：1、柜体；11、底座；12、壳体；13、前盖板；14、后盖板；15、把手；16、凹口；2、充电电极总成；21、绝缘安装板；22、充电电极；3、充电电源；31、稳压电源；32、安装板；4、推杆体支座；41、安装底板；42、导向块；43、传感器支架；44、限位传感器；441、限位传感器Ⅰ；442、限位传感器Ⅱ；45、垫块；46、长条形安装板；5、推杆体部件；51、推杆；52、齿条；53、导向轴；54、限位开关；55、固定块；56、限位感应支架；561、限位感应支架Ⅰ；562、限位感应支架Ⅱ；6、推杆驱动部件；61、驱动电机；62、齿轮；63、安装支架。

具体实施方式

在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”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。

如图1至图6所示，一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：包括柜体1、充电电极总成2、用于驱动充电电极总成2运动的推杆机构和充电电源3，推杆机构和充电电源3均安装在柜体1中，柜体1上设有用于保护充电电极总成2的凹口16，充电电极总成2位于凹口16中固定安装在推杆机构上，推杆机构的一端穿出柜体1与充电电极总成2连接，充电电极总成2与充电电源3连接。凹口16内陷在柜体1中，凹口16与柜体1内连通，构成矩形保护罩结构，用于对充电电极总成2进行保护。

充电电极总成2包括绝缘安装板21和充电电极22，充电电极22安装在绝缘安装板21上，绝缘安装板21安装在推杆机构靠近凹口16一端的端部。

推杆机构包括推杆体支座4、推杆体部件5和推杆驱动部件6，推杆体支座4固定连接在柜体1的内壁上，推杆体部件5滑动连接在推杆体支座4上，推杆驱动部件6与推杆体部件5连接，推杆体部件5的一端穿过凹口16在柜体1内外滑动，充电电极总成2连接在推杆体部件5上。

推杆体支座4包括安装底板41、导向块42、传感器支架43和限位传感器44，安装底板41固定连接在柜体1的内壁上，导向块42连接在安装底板41上，传感器支架43安装在安装底板41上，限位传感器44安装在传感器支架43上。导向块42与安装底板41之间设有垫块45，优选的，安装底板41上设有四个导向块42，对应设有四个等高垫块45。传感器支架43的顶端设有长条形安装板46，限位传感器44包括限位传感器Ⅰ441和限位传感器Ⅱ442，限位传感器Ⅰ441安装在长条形安装板46的前端，限位传感器Ⅱ442安装在长条形安装板46的末端。

推杆体部件5包括推杆51、导向轴53和用于检测待充电机器人的限位开关54，导向轴53滑动连接在导向块42中，导向轴53的两端部分别通过固定块55与推杆51的两端部连接，充电电极总成2安装在推杆51的端部，限位开关54连接在绝缘安装板21上，推杆51与推杆驱动部件6连接。

推杆驱动部件6包括驱动电机61、齿轮62和安装支架63，安装支架63固定连接在柜体1中，驱动电机61固定连接在安装支架63上，齿轮62与驱动电机61的输出轴连接。推杆51上设有齿条52，齿条52沿推杆51的长度方向设置，齿轮62与齿条52啮合，驱动电机61带动齿轮62转动驱动齿条52带动推杆51移动，进而带动充电电极总成2伸出或缩回凹口16。

推杆体部件5还包限位感应支架56，限位感应支架56安装在推杆51，限位感应支架56包括限位感应支架Ⅰ561和限位感应支架Ⅱ562，限位感应支架Ⅰ561安装在推杆51的前部与限位传感器Ⅰ441，限位感应支架Ⅱ562安装在推杆51的后部与限位传感器Ⅱ442感应。

柜体1包括底座11、壳体12、前盖板13和后盖板14，底座11安装在壳体12的底部，前盖板13安装在壳体12的前部，后盖板14安装在壳体12的后部；壳体12两外侧壁上设有把手15，充电电源3包括稳压电源31和安装板32，安装板32固定连接在壳体12的内壁上，稳压电源31安装在安装板32上。

在使用本实用新型的自动充电装置进行充电时，通过定位导航使智能机器人到达充电装置附近的归零位置；智能机器人扫描充电装置，确定充电装置的位置；在确定充电装置的位置后，规划到达充电装置的轨迹和速度；移动机器人根据规划的轨迹和速度接近充电装置；机器人充电接口对接充电装置的电源接口。

当接口对正后，控制部分发出充电指令，推杆驱动部件6接受到充电指令后开始工作，驱动电机61带动齿轮62转动，齿轮62驱动齿条52带动推杆51移动从凹口16伸出，推动充电电极总成2向机器人充电接口处运动，当充电装置的充电电极与机器人充电接口紧密接触后，限位开关54发出驱动电机61停止运动的指令，推杆51停止运动，这时自动充电装置开始充电。

在推杆51伸出的过程中若限位开关54失灵，无法控制驱动电机61停止运动，推杆51会继续向靠近机器人充电接口的方向运行，若是充电电极与机器人充电接口接触后，驱动电机61仍然转动，推杆51一直运行，充电电极会对机器人充电接口产生压力，导致充电电极22和机器人充电接口损坏。为了避免上述现象的发生，在推杆51的末端设有限位感应支架Ⅱ562，限位感应支架Ⅱ562与限位传感器44感应，限位传感器44与驱动电机61连接，推杆51继续前行，当限位传感器44感应到推杆51末端的限位感应支架Ⅱ562时，发出控制指令给驱动电机61，控制驱动电机61停止转动，使推杆51停止运动。此处限位传感器44指的是限位传感器Ⅰ441和限位传感器Ⅱ442，限位传感器Ⅰ441和限位传感器Ⅱ442任意一个传感器感应到限位感应支架Ⅱ562时，都会发出控制指令给驱动电机61使推杆停止运动。

当充电结束或接受到系统需要生产指令需要就位时，自动充电装置切断电源，限位开关54检测到机器人离开充电位置后，发出指令给驱动电机61控制驱动电机61反转驱动电机61，带动推杆回收，当推杆上的限位感应支架Ⅰ561到达限位传感器44的位置时，限位传感器Ⅰ441和限位传感器Ⅱ442任意一个传感器感应到限位感应支架Ⅰ561后，发出控制指令给驱动电机，控制驱动电机62停止运动，从而使推杆51停止运动，充电电极总成2进入到凹口16中进行保护，移动机器人按需求就位。

本实用新型中限位感应支架Ⅰ561、限位感应支架Ⅱ562和限位传感器Ⅰ441、限位传感器Ⅱ442的设置起到对充电装置进行保护的作用。

本实用新型的自动充电装置可以和多台移动机器人配套使用，在配套使用时，可安装在指定的专属充电区域，或者指定的临时充电的站点，当移动机器人到达指定区域或临时站点时，通过控制部分伸出“推杆”、接通“电源”，开始为移动机器人正常充电，，当移动机器人充满电后包括在临时站点充电时，接收到需要离开的信号后)，该自动充电装置的控制部分会切断电源，收回推杆体，从而使移动机器人与该自动充电装置完全分离，移动机器人顺利离开。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：包括柜体(1)、充电电极总成(2)、用于驱动充电电极总成(2)运动的推杆机构和充电电源(3)，推杆机构和充电电源(3)均安装在柜体(1)中，柜体(1)上设有用于保护充电电极总成(2)的凹口(16)，充电电极总成(2)位于凹口(16)中固定安装在推杆机构上，推杆机构的一端穿出柜体(1)与充电电极总成(2)连接，充电电极总成(2)与充电电源(3)连接。

2.如权利要求1所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述充电电极总成(2)包括绝缘安装板(21)和充电电极(22)，充电电极(22)安装在绝缘安装板(21)上，绝缘安装板(21)安装在推杆机构靠近凹口(16)一端的端部。

3.如权利要求2所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆机构包括推杆体支座(4)、推杆体部件(5)和推杆驱动部件(6)，推杆体支座(4)固定连接在柜体(1)的内壁上，推杆体部件(5)滑动连接在推杆体支座(4)上，推杆驱动部件(6)与推杆体部件(5)连接，推杆体部件(5)的一端穿过凹口(16)在柜体(1)内外滑动，充电电极总成(2)连接在推杆体部件(5)上。

4.如权利要求3所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆体支座(4)包括安装底板(41)、导向块(42)、传感器支架(43)和限位传感器(44)，安装底板(41)固定连接在柜体(1)的内壁上，导向块(42)连接在安装底板(41)上，传感器支架(43)安装在安装底板(41)上，限位传感器(44)安装在传感器支架(43)上。

5.如权利要求4所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述导向块(42)与安装底板(41)之间设有垫块(45)，传感器支架(43)的顶端设有长条形安装板(46)，限位传感器(44)包括限位传感器Ⅰ(441)和限位传感器Ⅱ(442)，限位传感器Ⅰ(441)安装在长条形安装板(46)的前端，限位传感器Ⅱ(442)安装在长条形安装板(46)的末端。

6.如权利要求4或5所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆体部件(5)包括推杆(51)、导向轴(53)和用于检测待充电机器人的限位开关(54)，导向轴(53)滑动连接在导向块(42)中，导向轴(53)的两端部分别通过固定块(55)与推杆(51)的两端部连接，充电电极总成(2)安装在推杆(51)的端部，限位开关(54)连接在绝缘安装板(21)上，推杆(51)与推杆驱动部件(6)连接。

7.如权利要求6所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆驱动部件(6)包括驱动电机(61)、齿轮(62)和安装支架(63)，安装支架(63)固定连接在柜体(1)中，驱动电机(61)固定连接在安装支架(63)上，齿轮(62)与驱动电机(61)的输出轴连接。

8.如权利要求7所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆(51)上设有齿条(52)，齿条(52)沿推杆(51)的长度方向设置，齿轮(62)与齿条(52)啮合，驱动电机(61)带动齿轮(62)转动，齿轮(62)驱动齿条(52)带动推杆(51)移动，进而带动充电电极总成(2)伸出或缩回凹口(16)。

9.如权利要求7所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述推杆体部件(5)还包限位感应支架(56)，限位感应支架(56)安装在推杆(51)，限位感应支架(56)包括限位感应支架Ⅰ(561)和限位感应支架Ⅱ(562)，限位感应支架Ⅰ(561)安装在推杆(51)的前部与限位传感器Ⅰ(441)感应，限位感应支架Ⅱ(562)安装在推杆(51)的后部与限位传感器Ⅱ(442)感应。

10.如权利要求1所述的一种移动机器人自动充电装置，其特征在于：所述柜体(1)包括底座(11)、壳体(12)、前盖板(13)和后盖板(14)，底座(11)安装在壳体(12)的底部，前盖板(13)安装在壳体(12)的前部，后盖板(14)安装在壳体(12)的后部；充电电源(3)包括稳压电源(31)和安装板(32)，安装板(32)固定连接在壳体(12)的内壁上，稳压电源(31)安装在安装板(32)上。

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