CN214314644U - 一种机器人的充电设备和机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人的充电设备和机器人系统，用以解决现有技术中机器人充电存在的拉弧放电问题。充电设备包括：检测电路，检测机器人是否接入充电设备；开关电路，控制充电设备是否输出电能；控制器，在检测电路检测到机器人接入充电设备时，控制开关电路导通，充电设备输出电能为机器人充电，在检测电路未检测到机器人接入充电设备时，控制开关电路断开，充电设备不能输出电能。由于在机器人接入到充电设备时，才控制充电设备的电能输出端带电，为机器人充电，从而能够避免机器人和充电设备接触的瞬间产生巨大冲击电流，避免产生拉弧放电现象，进而能够延长机器人和充电设备的使用寿命。

Description

一种机器人的充电设备和机器人系统

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，特别涉及一种机器人的充电设备和机器人系统。

背景技术

目前机器人是市场发展的趋势，比如工业机器人、服务机器人、扫地机器人等。一般机器人可以通过充电桩进行充电，在机器人机身设置有充电触点，在充电桩上设置有连接机器人的充电触点的电能输出端。

现有技术中，机器人的充电触点和充电桩的电能输出端接触的瞬间，往往会产生巨大冲击电流，从而瞬间电离空气中的带电离子而产生拉弧放电。使用时间长了以后，触点会因为拉弧放电打火而氧化变黑，影响充电效果，导致发热严重，甚至会导致接触阻抗过大而充不了电和使固定电极的结构件熔化，影响机器人和充电桩的寿命。

综上所述，现有技术中机器人充电时存在拉弧放电现象。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人的充电设备和机器人系统，用以解决现有技术中机器人充电时存在的拉弧放电问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种机器人的充电设备，包括：

检测电路，用于检测所述机器人是否接入所述充电设备；

开关电路，用于控制所述充电设备是否输出电能；

控制器，与所述检测电路、所述开关电路分别连接，用于在所述检测电路检测到所述机器人接入所述充电设备时，控制所述开关电路导通，所述充电设备输出电能为所述机器人充电，在所述检测电路未检测到所述机器人接入所述充电设备时，控制所述开关电路断开，所述充电设备不输出电能。

在一种可能的实现方式中，所述检测电路包括光电开关；

所述光电开关，用于在所述机器人接入所述充电设备时输出第一信号，在所述机器人未接入所述充电设备时输出第二信号；

所述控制器，具体与所述检测电路的光电开关连接，具体用于在所述检测电路的光电开关输出第一信号时，控制所述开关电路导通，在所述检测电路的光电开关输出第二信号时，控制所述开关电路断开。

在一种可能的实现方式中，所述开关电路的第一端与所述充电设备的电能输入端的负极连接，所述开关电路的第二端与所述充电设备的电能输出端的负极连接；

所述控制器，具体与所述开关电路的通断控制端连接，具体用于在所述检测电路检测到所述机器人接入所述充电设备时，向所述开关电路的通断控制端输出控制所述开关电路导通的第一电平，在所述检测电路未检测到所述机器人接入所述充电设备时，向所述开关电路的通断控制端输出控制所述开关电路断开的第二电平。

在一种可能的实现方式中，所述开关电路包括开关模块和开关控制模块，其中；

所述开关模块的第一端作为所述开关电路的第一端，所述开关模块的第二端作为所述开关电路的第二端；

所述开关控制模块的第一端作为所述开关电路的通断控制端，所述开关控制模块的第二端与所述开关模块的第三端连接，所述开关控制模块用于在所述控制器输出第一电平时，控制所述开关模块导通，在所述控制器输出第二电平时，控制所述开关模块断开。

在一种可能的实现方式中，所述开关模块包括第一电阻、第二电阻以及第一开关管，其中：

所述第一电阻的一端与所述电能输入端的正极连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端和所述第一开关管的控制端连接，作为所述开关模块的第三端；

所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的第一端连接，作为所述开关模块的第一端；

所述第一开关管的第二端作为所述开关模块的第二端。

在一种可能的实现方式中，所述开关控制模块包括第一开关控制单元和第二开关控制单元，其中：

所述第一开关控制单元的第一端作为所述开关控制模块的第一端，所述第一开关控制单元的第二端与所述第二开关控制单元的第一端连接；

所述第二开关控制单元的第二端作为所述开关控制模块的第二端。

在一种可能的实现方式中，所述第一开关控制单元包括第三电阻和第二开关管，其中：

所述第三电阻的一端与所述第二开关管的控制端连接，作为所述第一开关控制单元的第一端，所述第三电阻的另一端与所述第二开关管的第一端和所述电能输入端的负极连接；

所述第二开关管的第二端作为所述第一开关控制单元的第二端。

在一种可能的实现方式中，所述第二开关控制单元包括第四电阻、第五电阻以及第三开关管，其中：

所述第四电阻的一端与所述电能输入端的正极连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端和所述第三开关管的控制端连接，作为所述第二开关控制单元的第一端；

所述第五电阻的另一端与所述第三开关管的第一端和所述电能输入端的负极连接；

所述第三开关管的第二端作为所述第二开关控制单元的第二端。

在一种可能的实现方式中，所述第二开关控制单元还包括二极管，其中：

所述二极管的阳极与所述第四电阻的另一端连接，作为所述第二开关控制单元的第一端，所述二极管的阴极与所述第三开关管的基极和所述第五电阻的一端连接。

第二方面，本实用新型公开一种机器人的充电设备和机器人系统，包括机器人和如第一方面任一所述的机器人的充电设备。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供的一种机器人的充电设备和机器人系统，在机器人接入到充电设备时，才控制充电设备的电能输出端带电，为机器人充电，从而能够避免机器人和充电设备接触的瞬间产生巨大冲击电流，避免产生拉弧放电现象，进而能够延长机器人和充电设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种机器人的充电设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种开关电路的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种开关模块的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种开关控制模块的结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种第一开关控制单元的结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种第二开关控制单元的结构示意图；

图8为本实用新型提供的另一种第二开关控制单元的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种机器人的充电设备的电路图；

图10为本实用新型实施例提供的一种机器人系统的结构示意图。

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，下面将结合附图对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一部份实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种机器人的充电设备，如图1所示，包括检测电路11、开关电路12、以及控制器13，其中：

检测电路11，用于检测机器人是否接入充电设备；

开关电路12，用于控制充电设备是否输出电能；

控制器13，与检测电路11、开关电路12分别连接，用于在检测电路11检测到机器人接入充电设备时，控制开关电路12导通，充电设备输出电能为机器人充电，在检测电路11未检测到机器人接入充电设备时，控制开关电路12断开，充电设备不输出电能。

本实用新型实施例中，在机器人接入到充电设备后，通过控制开关电路12的导通控制充电设备为机器人充电，从而能够避免机器人的充电触点和充电设备的电能输出端接触的瞬间产生巨大冲击电流，避免产生拉弧放电现象，进而能够延长机器人和充电设备的使用寿命。

图1中，充电设备的电能输入端A和B与电源连接，充电设备的电能输出端的正极C与机器人的正极充电触点连接，充电设备的电能输出端的负极D与机器人的负极充电触点连接。

在具体实施中，检测电路11可以包括光电开关，光电开关用于在机器人接入充电设备时，输出第一信号，在机器人未接入充电设备时，输出第二信号。

当检测电路11包括光电开关时，控制器13，具体与检测电路11的光电开关连接，具体用于在检测电路11的光电开关输出第一信号时，控制开关电路12导通，电能输出端带电，在检测电路11的光电开关输出第二信号时，控制开关电路12断开，电能输出端不带电，也就是，在机器人未接入充电设备时，充电设备的电能输出端不带电，在机器人接入充电设备后，充电设备的电能输出端带电，即实现机器人接入充电设备时是无电接入，从而防止产生拉弧放电现象。

本实用新型中的光电开关，可以包括一个，也可以包括多个，光电开关110可以设置于充电设备的电能输出端的正极C附近的位置，也可以设置在充电设备的电能输出端的负极D附近的位置，也可以在充电设备的电能输出端的正极C附近的位置和负极D附近的位置各设置一个光电开关。

由于当机器人的充电触点和充电设备的电能输出端接触时才能充电，所以在充电设备的电能输出端附近的位置设置光电开关，可以更精确的判断机器人是否接入到充电设备。

比如，在充电设备的电能输出端的正极C附近的位置设置有光电开关，当机器人的正极充电触点与充电设备的电能输出端的正极C接触时，由于机器人的正极充电触点遮挡了光电开关，则光电开关输出第一信号，控制器13接收到第一信号后，控制开关电路12导通，使充电设备的电能输出端带电。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种检测电路的结构示意图。检测电路11包括一个光电开关110、电阻R7和电阻R8，其中，光电开关110的第一端和第四端接地，光电开关110的第二端和电阻R7的一端连接，光电开关110的第三端和电阻R8的一端以及控制器13连接，电阻R7的另一端和电阻R8的另一端以及供电电源连接。

当光电开关110被遮挡时，输出第一信号给控制器13，控制器13接收到第一信号后，控制开关电路12导通，充电设备的电能输出端带电；当光电开关未被遮挡时，输出第二信号给控制器13，控制器13接收到第二信号后，控制开关电路12关断，充电设备的电能输出端不带电。

图2是以检测电路包括一个光电开关进行的举例说明，如果包括多个光电开关，则所有光电开关的第二端和第三端都与控制器13连接，控制器13可以具体用于在所有光电开关均输出第一信号时，控制开关电路12导通，否则控制开关电路12断开。

在一种可能的实施例中，如图1所示，开关电路12的第一端与充电设备的电能输入端的负极B连接，开关电路12的第二端与充电设备的电能输出端的负极D连接；

控制器13，具体与开关电路12的通断控制端连接，具体用于，在检测电路11检测到机器人接入充电设备时，向开关电路12的通断控制端输出控制开关电路12导通的第一电平，在检测电路11未检测到机器人接入充电设备时，向开关电路12的通断控制端输出控制开关电路12断开的第二电平。

控制器13控制开关电路12的断开和导通，可以在机器人未接入充电设备时，使电能输出端C和D不带电，当机器人接入充电设备时，使电能输出端C和D带电，从而可以避免在机器人和充电设备接触的瞬间产生巨大冲击电流，避免产生拉弧放电现象，进而延长机器人和充电设备的使用寿命。

在一种具体的实施方式中，如图3所示，开关电路12可以包括开关模块121和开关控制模块120，开关模块121的第一端作为开关电路12的第一端，开关模块的第二端作为开关电路12的第二端；

开关控制模块120的第一端作为开关电路12的通断控制端，开关控制模块120的第二端与开关模块121的第三端连接。

基于上述的连接结构，开关控制模块120接收到控制器13输出的第一电平时，控制开关模块121导通，接收到控制器13输出的第二电平时，控制开关模块121断开。

需要说明的是，本实用新型实施例中，控制器13控制开关模块121导通的信号可以为高电平，控制开关模块121断开的信号可以为低电平。

下面对开关模块和开关控制模块的具体结构进行说明。

如图4所示，为本实用新型提供的一种开关模块的结构示意图。

开关模块121包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第一开关管Q1，其中：

第一电阻R1的一端与电能输入端的正极A连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端和第一开关管Q1的控制端连接，作为开关模块121的第三端；

第二电阻R2的另一端与第一开关管Q1的第一端连接，作为开关模块121的第一端；

第一开关管Q1的第二端作为开关模块121的第二端。

本实用新型中的第一开关管Q1可以为MOS管，如图4所示，第一开关管Q1的控制端为MOS管的栅极，第一开关管Q1的第一端为MOS管的源极，第一开关管Q1的第二端为MOS管的漏极。

如图5所示，为本实用新型提供的一种开关控制模块的结构示意图。

开关控制模块120可以包括第一开关控制单元1201和第二开关控制单元1202，其中：

第一开关控制单元1201的第一端作为开关控制模块120的第一端，第一开关控制单元1201的第二端与第二开关控制单元1202的第一端连接；

第二开关控制单元1202的第二端作为开关控制模块120的第二端。

在一种具体的实施方式中，如图6所示，第一开关控制单元1201可以包括第三电阻R3和第二开关管Q2，其中：

第三电阻R3的一端与第二开关Q2的控制端连接，作为第一开关控制单元1201的第一端，第三电阻R3的另一端与第二开关管Q2的第一端和电能输入端的负极B连接；

第二开关管Q2的第二端作为第一开关控制单元1201的第二端。

其中，第三电阻R3在该电路中起分压作用。

如图6所示，第二开关管Q2可以为NPN型三极管，其中，第二开关管Q2的控制端为NPN型三极管的基极，第二开关管Q2的第一端为NPN型三极管的发射极，第二开关管Q2的第二端为NPN型三极管的集电极。

在一种可能的实施例中，如图7所示，第二开关控制单元1202可以包括第四电阻R4、第五电阻R5以及第三开关管Q3，其中：

第四电阻R4的一端与电能输入端的正极A连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端和第三开关管Q3的控制端连接，作为第二开关控制单元1202的第一端；

第五电阻R5的另一端与第三开关管Q3的第一端和电能输入端的负极B连接；

第三开关管Q3的第二端作为第二开关控制单元1202的第二端。

其中，第四电阻R4和第五电阻R5起分压作用。

具体的，如图7所示，第三开关管Q3可以为NPN型三极管，其中，第三开关管Q3的控制端为NPN型三极管的基极，第三开关管Q3的第一端为NPN型三极管的发射极，第三开关管Q3的第二端为NPN型三极管的集电极。

在一种可能的实施例中，如图8所示，第二开关控制单元1202还包括二极管D1，其中：

二极管D1的阳极与第四电阻R4的另一端连接，作为第二开关控制单元1202的第一端，二极管D1的阴极与第三开关管Q3的控制端和第五电阻R5的一端连接。

这里的二极管D1，起分压作用的同时，还可以防止第三开关管Q3由于干扰而误导通。

如图9所示，为本实用新型实施例提供一种机器人的充电设备的电路图。从图9中可以看出，该电路中还可以包括二极管D2、稳压管D3、电容C1和电阻R6，其中：

电阻R6的一端与控制器13连接，电阻R6的另一端与电阻R3的一端连接；

二极管D2的阴极与电能输入端的正极A连接，二极管D2的负极与电能输入端的负极B连接；

稳压管D3的输入端和稳压管D3的接地端与电能输入端的负极B连接，稳压管D3的输出端与第三开关管Q3的第二端连接；

电容C1的一端与电能输出端的正极C连接，电容C1的另一端与电能输出端的负极D连接。

图9电路中的二极管D2在该电路中起保护作用，保护第三开关管Q3后面的整个电路；稳压管D3也起保护作用，保护第三开关管Q3；电容C1起滤波作用。

下面对图9中的电路的工作原理进行说明。

当控制器13输出高电平时，第二开关管Q2导通，Q2的集电极是低电平，第三开关管Q3的基极是低电平，第三开关管Q3不导通，第一开关管Q1被驱动导通，电能输出端带电；

当控制器13输出低电平时，第二开关管Q2断开，Q2的集电极是高电平，第三开关管Q3的基极是高电平，第三开关管Q3导通，第一开关管Q1不导通，电能输出端不带电。

基于相同的构思，本实用新型实施例还提供一种机器人系统，如图10所示，包括机器人101和如上述所述的任意一种机器人的充电设备102。

该系统的实施可以参考上述机器人的充电设备的实施，重复之处不再赘述。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

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 (10)

1.一种机器人的充电设备，其特征在于，包括：

检测电路，用于检测所述机器人是否接入所述充电设备；

开关电路，用于控制所述充电设备是否输出电能；

控制器，与所述检测电路、所述开关电路分别连接，用于在所述检测电路检测到所述机器人接入所述充电设备时，控制所述开关电路导通，所述充电设备输出电能为所述机器人充电，在所述检测电路未检测到所述机器人接入所述充电设备时，控制所述开关电路断开，所述充电设备不输出电能。

2.如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述检测电路包括光电开关；

所述光电开关，用于在所述机器人接入所述充电设备时输出第一信号，在所述机器人未接入所述充电设备时输出第二信号；

所述控制器，具体与所述检测电路的光电开关连接，具体用于在所述检测电路的光电开关输出第一信号时，控制所述开关电路导通，在所述检测电路的光电开关输出第二信号时，控制所述开关电路断开。

3.如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述开关电路的第一端与所述充电设备的电能输入端的负极连接，所述开关电路的第二端与所述充电设备的电能输出端的负极连接；

所述控制器，具体与所述开关电路的通断控制端连接，具体用于在所述检测电路检测到所述机器人接入所述充电设备时，向所述开关电路的通断控制端输出控制所述开关电路导通的第一电平，在所述检测电路未检测到所述机器人接入所述充电设备时，向所述开关电路的通断控制端输出控制所述开关电路断开的第二电平。

4.如权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述开关电路包括开关模块和开关控制模块，其中；

所述开关模块的第一端作为所述开关电路的第一端，所述开关模块的第二端作为所述开关电路的第二端；

所述开关控制模块的第一端作为所述开关电路的通断控制端，所述开关控制模块的第二端与所述开关模块的第三端连接，所述开关控制模块用于在所述控制器输出第一电平时，控制所述开关模块导通，在所述控制器输出第二电平时，控制所述开关模块断开。

5.如权利要求4所述的充电设备，其特征在于，所述开关模块包括第一电阻、第二电阻以及第一开关管，其中：

所述第一电阻的一端与所述电能输入端的正极连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端和所述第一开关管的控制端连接，作为所述开关模块的第三端；

所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的第一端连接，作为所述开关模块的第一端；

所述第一开关管的第二端作为所述开关模块的第二端。

6.如权利要求4所述的充电设备，其特征在于，所述开关控制模块包括第一开关控制单元和第二开关控制单元，其中：

所述第一开关控制单元的第一端作为所述开关控制模块的第一端，所述第一开关控制单元的第二端与所述第二开关控制单元的第一端连接；

所述第二开关控制单元的第二端作为所述开关控制模块的第二端。

7.如权利要求6所述的充电设备，其特征在于，所述第一开关控制单元包括第三电阻和第二开关管，其中：

所述第三电阻的一端与所述第二开关管的控制端连接，作为所述第一开关控制单元的第一端，所述第三电阻的另一端与所述第二开关管的第一端和所述电能输入端的负极连接；

所述第二开关管的第二端作为所述第一开关控制单元的第二端。

8.如权利要求6或7所述的充电设备，其特征在于，所述第二开关控制单元包括第四电阻、第五电阻以及第三开关管，其中：

所述第四电阻的一端与所述电能输入端的正极连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端和所述第三开关管的控制端连接，作为所述第二开关控制单元的第一端；

所述第五电阻的另一端与所述第三开关管的第一端和所述电能输入端的负极连接；

所述第三开关管的第二端作为所述第二开关控制单元的第二端。

9.如权利要求8所述的充电设备，其特征在于，所述第二开关控制单元还包括二极管，其中：

所述二极管的阳极与所述第四电阻的另一端连接，作为所述第二开关控制单元的第一端，所述二极管的阴极与所述第三开关管的基极和所述第五电阻的一端连接。

10.一种机器人系统，其特征在于，包括机器人和如权利要求1～9任一所述的机器人的充电设备。

Images