CN214849150U - 一种机器人充电对接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人充电对接装置，包括充电座和充电头，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述调整结构包括安装轴和球面调节部件，所述球面调节部件套装于所述安装轴的上部，且所述球面调节部件的外圈安装于充电桩安装板的轴承座，所述充电座主体固定安装于所述安装轴的下部，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板。所述机器人充电对接装置，在保证对接可靠性和稳定性的同时，有效降低了对接的要求精度，方便实现自动对接，解决了现有充电对接装置对接要求精度高、无法实现自动对接的问题。

Description

一种机器人充电对接装置

技术领域

本实用新型涉及充电装置技术领域，尤其涉及一种机器人充电对接装置。

背景技术

现有机器人充电有两种方式，一种是召回后直接接电源充电，另一种是在充电桩位置进行自主充电。第一种直充式的充电方式无法实现机器人线上充电，特别对于巡检类的机器人，无法在执行任务过程中进行充电，因此无法满足机器人线上能量补给的需求。第二种充电方式在充电桩位置进行自主充电，现有的充电对接装置一般都是固定的形式，对充电座和充电头的对接精度要求较高，一旦插座的位置发生改变，则很难通过机器人自身自动完成对接，需要人为干预才能实现对接。目前也有部分远程自主充电使用无线充电技术，但是由于无线充电最大充电电流较小，充电效率过低，无法满足机器人快速充满电以及长时间使用的需求。

实用新型内容

针对背景技术提出的问题，本实用新型的目的在于提出一种机器人充电对接装置，在保证对接可靠性和稳定性的同时，有效降低了对接的要求精度，方便实现自动对接，解决了现有充电对接装置对接要求精度高、无法实现自动对接的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人充电对接装置，包括充电座和充电头，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述调整结构包括安装轴和球面调节部件，所述球面调节部件套装于所述安装轴的上部，且所述球面调节部件的外圈安装于充电桩安装板的轴承座，所述充电座主体固定安装于所述安装轴的下部，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板；

所述充电座主体的底部设有套筒，所述充电头包括充电头主体，所述充电头主体插接于所述充电座主体的套筒内。

更进一步说明，所述充电座主体的套筒的底部设有对接口，所述对接口呈楔形，所述充电头主体的上部设有对接部，所述对接部与所述对接口相配合，使所述充电头主体插接所述充电座主体。

更进一步说明，所述充电头主体或所述充电座主体还设有行程限位开关，所述行程限位开关设有翘板，所述翘板设有触头，所述行程限位开关用于判断所述充电头与所述充电座是否完成对接。

更进一步说明，所述球面调节部件为关节轴承或者球面轴承。

更进一步说明，所述调整结构还包括紧固件，所述充电座主体的顶部开设有通孔，所述充电座主体通过所述通孔穿设于所述安装轴，且所述充电座主体通过所述紧固件固定安装于所述安装轴的下部。

更进一步说明，所述套筒的内腔设有第一内电极和第一外电极，所述第一外电极环绕设置于所述第一内电极的外侧；

所述充电头主体的顶部设有第二内电极和第二外电极，所述第二外电极环绕设置于所述第二内电极的外侧；

所述充电头与所述充电座完成对接时，所述第一内电极与所述第二内电极电连接，所述第一外电极与所述第二外电极电连接。

更进一步说明，所述第一内电极包括内电极板和多个内电极触头，多个所述内电极触头设置于所述内电极板上，所述第一外电极包括外电极板和多个外电极触头，多个所述外电极触头设置于所述外电极板上。

更进一步说明，所述内电极触头设置有两个，两个所述内电极触头环绕所述内电极板中心对称设置，所述外电极触头设置有三个，三个所述外电极触头呈环形阵列分布于所述外电极板。

更进一步说明，所述第一内电极还包括多个第一弹簧，多个所述内电极触头分别通过所述第一弹簧与所述内电极板连接，所述第一外电极还包括多个第二弹簧，多个所述外电极触头分别通过所述第二弹簧与所述外电极板连接。

更进一步说明，所述充电座主体和所述充电头主体均采用耐候绝缘材质。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置所述调整结构，使得所述充电座主体能够在一定的范围内转动，当所述充电头主体需要与所述充电座主体进行对接时，能够在一定的范围内实现对接，不需要特别高精度的定位关系才能够实现对接，且由于所述充电座主体与所述充电头主体通过套筒式的对接方式对接，有效提高了对接的方便程度，套筒式的对接方式使得所述充电座主体与所述充电头主体的对接可靠性强，在保证对接可靠性和稳定性的同时，有效降低了对接的精度要求，方便实现自动对接；

2、通过在所述充电座主体的套筒的底部设置楔形的对接口，所述对接口能够起到导向作用，使得所述对接部与所述对接口相配合实现对接，所述机器人充电对接装置可实现在一定范围内的对接，不需要特别高精度的定位关系，对接方便，从而更容易实现自动对接；

3、通过设置所述球面调节部件，所述充电座主体通过所述安装轴和球面调节部件可转动地安装于所述充电桩安装板的轴承座，连接结构简单，使得所述充电座主体可以在一定范围内转动，从而使得所述充电座主体和所述充电头主体可一定范围内实现对接，对接精度要求低，对接方便性强。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的充电座的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的充电座的立体结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的充电头的立体结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的第一内电极和第一外电极的立体结构示意图(不带第一弹簧座和第二弹簧座)；

图6是本实用新型一个实施例的机器人充电对接装置的第一内电极和第一外电极的立体结构示意图(带有第一弹簧座和第二弹簧座)；

其中：充电座1、充电座主体11、套筒13、对接口131、第一内电极14、内电极板141、内电极触头142、第一弹簧143、第一弹簧座144、第一外电极15、外电极板151、外电极触头152、第二弹簧153、第二弹簧座154、调整结构12、安装轴121、球面调节部件122、紧固件123、充电头2、充电头主体21、对接部211、行程限位开关212、翘板2121、触头2122、第二内电极22、第二外电极23、充电桩安装板3、轴承座31。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图6所示，一种机器人充电对接装置，包括充电座1和充电头2，所述充电座1包括充电座主体11以及安装于所述充电座主体11的顶部的调整结构12，所述调整结构12包括安装轴121和球面调节部件122，所述球面调节部件122套装于所述安装轴121的上部，且所述球面调节部件122的外圈安装于充电桩安装板3的轴承座31，所述充电座主体11固定安装于所述安装轴121的下部，所述充电座主体11通过所述调整结构12可转动地安装于所述充电桩安装板3；

所述充电座主体11的底部设有套筒13，所述充电头2包括充电头主体21，所述充电头主体21插接于所述充电座主体11的套筒13内。

通过设置所述调整结构12，由于所述充电座主体11固定安装于所述安装轴121，所述球面调节部件122的滑动表面为球面，所述安装轴121通过所述球面调节部件122可以相对所述充电桩安装板3旋转摆动，使得所述充电座主体11也相对所述充电桩安装板3旋转摆动，即所述充电座主体11能够在一定的范围内转动，当所述充电头2需要与所述充电座1进行对接时，能够在一定的范围内实现对接，不需要特别高精度的定位关系才能够实现对接，且由于所述充电座主体11与所述充电头主体21通过套筒式的对接方式对接，有效提高了对接的方便程度，套筒式的对接方式使得所述充电座主体11与所述充电头主体21的对接可靠性强，在保证对接可靠性和稳定性的同时，有效降低了对接的要求精度，方便实现自动对接。

更进一步说明，所述充电座主体11的套筒13的底部设有对接口131，所述对接口131呈楔形，所述充电头主体21的上部设有对接部211，所述对接部211与所述对接口131相配合，使所述充电头主体21插接所述充电座主体11。

通过在所述充电座主体11的套筒13的底部设置楔形的对接口131，所述对接口131能够起到导向作用，使得所述对接部211与所述充对接口131相配合实现对接，所述机器人充电对接装置可实现在一定范围内的对接，不需要特别高精度的定位关系，对接方便，从而更容易实现自动对接。

更进一步说明，所述充电头主体21或所述充电座主体11还设有行程限位开关212，所述行程限位开关212设有翘板2121，所述翘板2121设有触头2122，所述行程限位开关212用于判断所述充电头2与所述充电座1是否完成对接。

优选的，所述行程限位开关212固定安装于所述充电头主体21于所述对接部211的下方。

通过在所述充电头主体21设置所述行程限位开关212，当所述充电头2与所述充电座1完成对接时(即所述充电头主体21的对接部211完全插接于所述充电座主体11的套筒13的对接口131时)，所述触头2122接触到所述充电座主体11，所述行程限位开关212的所述翘板2121被按压，此时触发所述行程限位开关212并接通信号，使得对接成功后所述行程限位开关212发出信号给机器人执行充电指令，机器人在收到充电指令时才会接通充电回路进行充电，如果所述充电头2与所述充电座1没有完成对接时，机器人无法执行充电指令，所述行程限位开关212能够起到机械式的保护作用，保证所述机器人充电对接装置在使用过程中的安全性。

更进一步说明，所述球面调节部件122具体采用关节轴承或者球面轴承等球面连接机构，但不限于上述类型的球面连接机构。

通过设置所述球面调节部件122，所述充电座主体11通过所述安装轴121和球面调节部件122可转动地安装于所述充电桩安装板3的轴承座31，连接结构简单，使得所述充电座主体11可以在一定范围内转动，从而使得所述充电座1和所述充电头2可一定范围内实现对接，对接精度要求低，对接方便性强。

优选的，所述调整结构12还包括紧固件123，所述充电座主体11的顶部开设有通孔，所述充电座主体11通过所述通孔穿设于所述安装轴121，且所述充电座主体11通过所述紧固件123固定安装于所述安装轴121的下部。

通过在所述充电座主体11的顶部开设所述通孔，且所述充电座主体11通过所述紧固件123固定安装于所述安装轴121的下部，使得所述充电座主体11安装于所述安装轴121的稳定性高，以提高所述充电座主体11的转动稳定性，保证所述充电座1与所述充电头2进行对接的对接稳定性。

具体地，所述紧固件123采用止动垫圈和螺母的组合，固定结构简单，紧固稳定性强。

更进一步说明，所述套筒13的内腔设有第一内电极14和第一外电极15，所述第一外电极15环绕设置于所述第一内电极14的外侧；

所述充电头主体21的顶部设有第二内电极22和第二外电极23，所述第二外电极23环绕设置于所述第二内电极22的外侧；

所述充电头2与所述充电座1完成对接时，所述第一内电极13与所述第二内电极22电连接，所述第一外电极15与所述第二外电极23电连接。

更进一步说明，所述第一内电极14包括内电极板141和多个内电极触头142，多个所述内电极触头142设置于所述内电极板141上，所述第一外电极15包括外电极板151和多个外电极触头152，多个所述外电极触头152设置于所述外电极板151上。

通过在所述内电极板141设置多个所述内电极触头142，保证所述第一内电极14与所述第二内电极22的对接可靠性，以及在所述外电极板151设置多个所述外电极触头152，保证所述第一外电极15与所述第二外电极23的对接可靠性，从而保证了所述机器人充电对接装置的使用稳定性。

优选的，所述内电极触头142设置有两个，两个所述内电极触头环绕所述内电极板141中心对称设置，所述外电极触头152设置有三个，三个所述外电极触头152呈环形阵列分布于所述外电极板151。

通过设置两个所述内电极触头142，以及设置三个所述外电极触头152，使得所述机器人充电对接装置在充电时的充电电阻较小，从而使得充电效率较高，能够满足机器人快速充满电的需求，机器人在快速完成充电后能够继续进行工作，提高机器人的工作效率。

优选的，所述第一内电极14还包括多个第一弹簧143，多个所述内电极触头142分别通过所述第一弹簧143与所述内电极板141连接，所述第一外电极15还包括多个第二弹簧153，多个所述外电极触头152分别通过所述第二弹簧153与所述外电极板151连接。

通过设置所述第一弹簧143和所述第二弹簧153，所述内电极触头142通过所述第一弹簧143与所述内电极板141连接，所述外电极触头152通过所述第二弹簧153与所述外电极板151连接，有效提高所述第二内电极22与所述第一内电极14的内电极触头142的对接可靠性，以及提高所述第二外电极23与所述第二外电极15的外电极触头152的对接可靠性。

优选的，所述第一内电极14还包括多个第一弹簧座144，所述第一弹簧座144固定安装于所述内电极板141，且多个所述第一弹簧143分别设置于所述第一弹簧座144的内部；

所述第一外电极15还包括多个第二弹簧座154，所述第二弹簧座154固定安装于所述外电极板151，且多个所述第二弹簧153分别设置于所述第二弹簧座154的内部。

通过设置所述第一弹簧座144和所述第二弹簧座154，每个所述第一弹簧143与每个所述第一弹簧座144一一对应，每个所述第二弹簧153与每个所述第二弹簧座154一一对应，使得所述第一弹簧143能够限位于所述第一弹簧座144的内部，以及所述第二弹簧153能够限位于所述第二弹簧座154的内部，防止所述第一弹簧143和所述第二弹簧153发生位置偏移，从而保证所述第二内电极22与所述第一内电极14的内电极触头142的对接可靠性，以及所述第二外电极23与所述第一外电极15的外电极触头152的对接可靠性。

优选的，所述充电座主体11和所述充电头主体21均采用耐候绝缘材质。

具体地，所述充电座主体11和所述充电头主体21均采用如尼龙66的耐候性好的绝缘材质。

所述充电座主体11和所述充电头主体21采用耐候绝缘材质，如尼龙66材质，尼龙66为绝缘阻燃材料，且具有优良的力学性能，机械强度和硬度高，保证了所述机器人充电对接装置在使用过程中的使用安全性，使用寿命长，有效降低了装置的维护成本。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种机器人充电对接装置，其特征在于，包括充电座和充电头，所述充电座包括充电座主体以及安装于所述充电座主体的顶部的调整结构，所述调整结构包括安装轴和球面调节部件，所述球面调节部件套装于所述安装轴的上部，且所述球面调节部件的外圈安装于充电桩安装板的轴承座，所述充电座主体固定安装于所述安装轴的下部，所述充电座主体通过所述调整结构可转动地安装于所述充电桩安装板；

所述充电座主体的底部设有套筒，所述充电头包括充电头主体，所述充电头主体插接于所述充电座主体的套筒内。

2.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述充电座主体的套筒的底部设有对接口，所述对接口呈楔形，所述充电头主体的上部设有对接部，所述对接部与所述对接口相配合，使所述充电头主体插接所述充电座主体。

3.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述充电头主体或所述充电座主体还设有行程限位开关，所述行程限位开关设有翘板，所述翘板设有触头，所述行程限位开关用于判断所述充电头与所述充电座是否完成对接。

4.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述球面调节部件为关节轴承或者球面轴承。

5.根据权利要求4所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述调整结构还包括紧固件，所述充电座主体的顶部开设有通孔，所述充电座主体通过所述通孔穿设于所述安装轴，且所述充电座主体通过所述紧固件固定安装于所述安装轴的下部。

6.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述套筒的内腔设有第一内电极和第一外电极，所述第一外电极环绕设置于所述第一内电极的外侧；

所述充电头主体的顶部设有第二内电极和第二外电极，所述第二外电极环绕设置于所述第二内电极的外侧；

所述充电头与所述充电座完成对接时，所述第一内电极与所述第二内电极电连接，所述第一外电极与所述第二外电极电连接。

7.根据权利要求6所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述第一内电极包括内电极板和多个内电极触头，多个所述内电极触头设置于所述内电极板上，所述第一外电极包括外电极板和多个外电极触头，多个所述外电极触头设置于所述外电极板上。

8.根据权利要求7所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述内电极触头设置有两个，两个所述内电极触头环绕所述内电极板中心对称设置，所述外电极触头设置有三个，三个所述外电极触头呈环形阵列分布于所述外电极板。

9.根据权利要求7所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述第一内电极还包括多个第一弹簧，多个所述内电极触头分别通过所述第一弹簧与所述内电极板连接，所述第一外电极还包括多个第二弹簧，多个所述外电极触头分别通过所述第二弹簧与所述外电极板连接。

10.根据权利要求1所述的机器人充电对接装置，其特征在于，所述充电座主体和所述充电头主体均采用耐候绝缘材质。

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