CN215705790U - 充电装置、充电基站、机器人及充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人充电技术领域，其提供了一种充电装置以及包括该充电装置的充电基站、机器人和充电系统。充电装置包括电连接头、基座、摆动机构和第一弹性装置。其中，摆动机构被构造成相对于基座活动连接；电连接头相对固定在摆动机构上，并且电连接头被构造为当受到偏转外力作用是带动摆动机构相对于基座发生偏转；第一弹性装置设置在摆动机构与基座之间，且被构造为当电连接头受到的偏转外力消失后驱动摆动机构复位。该充电装置可以自动调节其电连接头和与之相适配的电连接头的相对位置，使两者快速顺利完成对接，可以省去目前通过人工辅助调整的步骤，降低了机器人充电的运营成本。

Description

充电装置、充电基站、机器人及充电系统

技术领域

本实用新型涉及机器人充电技术领域，特别涉及一种充电装置、充电基站、机器人及充电系统。

背景技术

随着智能制造的发展，各种机器人替代了人工能完成各种各样的工种。比如应用于智能化生产车间的自动化物流系统，AGV(Automated Guided Vehicle)，通常也称为AGV小车。AGV小车是指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其提供动力来源。一般地，AGV小车等机器人需要行驶到充电桩给其蓄电池充电，由于路面凹凸不平等原因，机器人和充电桩两者充电接口对接难度大，需要人工辅助对接。

实用新型内容

本实用新型为了解决机器人和充电桩两者充电接口对接难度大的技术问题，提供了一种充电装置。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种充电装置，包括电连接头，以电连接头的延伸方向记为X轴方向，以在水平面中垂直于X轴的方向记为Y轴方向，以垂直于水平面的方向记为Z轴方向，包括：

基座；

摆动机构，所述摆动机构被构造为相对于所述基座活动连接；所述电连接头相对固定在所述摆动机构上，并被构造为当受到偏转外力时带动所述摆动机构相对于所述基座发生偏转；

第一弹性装置，所述第一弹性装置设置在所述摆动机构与基座之间，且被构造为当所述电连接头受到的偏转外力消失后驱动所述摆动机构复位。

在本实用新型一个实施例中，还包括X轴运动机构及第二弹性装置；

所述X轴运动机构被配置为当所述电连接头受到X轴方向的外力时，带动所述电连接头在X轴方向上发生位移；

所述第二弹性装置被构造为当所述电连接头受到X轴方向的外力消失后驱动所述X轴运动机构复位。

在本实用新型一个实施例中，所述X轴运动机构包括第二连接板及X轴导向组件，所述第二连接板被构造为通过X轴导向组件相对于所述基座在X轴方向上运动；所述第二弹性装置相对设置在所述第二连接板与所述基座之间。

在本实用新型一个实施例中，还包括Z轴运动机构及第三弹性装置；

所述Z轴运动机构被构造为当所述电连接头受到Z轴方向的外力时，带动所述电连接头在Z轴方向上发生位移；

所述第三弹性装置被构造为当所述电连接头受到Z轴方向的外力消失后驱动所述Z轴运动机构复位。

在本实用新型一个实施例中，所述Z轴运动机构包括第三连接板及Z轴导向组件，所述第三连接板被构造为通过Z轴导向组件相对于所述基座在Z轴方向上运动；所述第三弹性装置相对设置在所述第三连接板与所述基座之间。

在本实用新型一个实施例中，还包括Y轴运动机构及第四弹性装置；

所述Y轴运动机构被构造为当所述电连接头受到Y轴方向的外力时，带动所述电连接头在Y轴方向上发生位移；

所述第四弹性装置被构造为当所述电连接头受到Y轴方向的外力消失后驱动所述Y轴运动机构复位。

在本实用新型一个实施例中，所述Y轴运动机构包括第四连接板及Y轴导向组件，所述第四连接板被构造为通过所述Y轴导向组件相对于所述基座在Y轴方向上运动；所述第四弹性装置相对设置在所述第四连接板与所述基座之间。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种充电基站，包括如上所述的充电装置。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种机器人，包括如上所述的充电装置。

根据本实用新型的第四方面，提供了一种充电系统，包括充电基站和机器人，其中，所述充电基站上设有如上所述的充电装置，所述机器人上设有用于与充电装置配合的扩口结构，或者是，

所述机器人上设有如上所述的充电装置，所述充电基站上设有用于与充电装置配合的扩口结构。

本实用新型的充电装置包括电连接头、基座、摆动机构和第一弹性装置。其中，摆动机构被构造成相对于基座活动连接；电连接头相对固定在摆动机构上，并且电连接头被构造为当受到偏转外力作用时带动摆动机构相对于基座发生偏转；第一弹性装置设置在摆动机构与基座之间，且被构造为当电连接头受到的偏转外力消失后驱动摆动机构复位。

实际应用时，该充电装置可以通过基座固定安装在机器人或者充电基站的充电桩上，其电连接头需要和与之相适配的电连接头对接后给机器人充电。当机器人达到充电位置，如果两个电连接头存在相对位置偏差时，充电装置上电连接头如果受到另一个电连接头施加的偏转外力作用时，电连接头带动摆动机构相对于基座发生偏转，以补偿两个电连接头之间的位置偏差，快速完成两者的对接。当充电完成后，机器人离开充电位置后电连接头受到的偏转外力消失，在第一弹性装置的弹性力作用下摆动机构带动电连接头复位。

由此可见，本实用新型的充电装置可以自动调节其电连接头和与之相适配的电连接头的相对位置，使两者快速顺利完成对接，可以省去目前通过人工辅助调整的步骤，降低了机器人充电的运营成本。

需要说明的是，本实用新型的充电基站、机器人和充电系统均具有上述充电装置所具备的技术效果，本领域技术人员基于针对充电装置的描述可以毫无疑义的得知，故而本文在此不再赘述。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型所提供的充电装置准备对接时的主视结构示意图；

图2是图1所示充电装置的俯视结构示意图；

图3是图1所示充电装置的爆炸结构示意图。

图1至图3中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：

1电连接头；

2基座；

30摆动机构、301第一连接板、3010限位孔、302铰接轴、31第一弹性装置、32摆动限位柱；

40X轴运动机构、401第二连接板、402导向杆、4020止挡环、41第二弹性装置；

50Z轴运动机构、501第三连接板、502第一Z轴直线导轨、503第二Z轴直线导轨、51第三弹性装置、52Z轴限位柱、53第一Z轴止挡块、54第二Z轴止挡块、540抵接槽；

60Y轴运动机构、601第四连接板、602第一Y轴直线导轨、603第二Y轴直线导轨、61第四弹性装置、62Y轴限位柱、63第一Y轴止挡块、64第二Y轴止挡块；

7第五连接板；

8扩口结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决机器人与充电基站的充电是两者的充电接口对准难的问题，本实用新型一方面提供了一种充电装置，另一方面还提供了一种充电基站和机器人，该机器人具体可以为AGV机器人。

下面本文将结合应用场景来描述充电装置的结构、工作原理及效果时，具体应用场景是指充电装置设置在充电基站上或者设置在机器人上。为了保持文本简洁，本文不再单独描述充电基站和机器人的具体结构。

需要说明的是，本文在描述充电装置的具体结构及其工作原理时所使用的方位词“X轴、Y轴和Z轴”是指以电连接头1的延伸方向为基准建立的空间坐标系，电连接头的延伸方向是指比如插头与插座插接电连接的相互插接方向。空间坐标系的X轴方向为电连接头的延伸方向，Y轴方向是指在水平面中垂直于X轴方向的方向，Z轴的方向是指以垂直于水平面的方向,X轴、Y轴和Z轴三者的相对位置关系，请参见图1和图2中用直线标识的方向。

参见图1，本实用新型的充电装置包括电连接头1、基座2、摆动机构30和第一弹性装置31。其中，摆动机构30被构造成相对于基座2活动连接；电连接头1相对固定在摆动机构30上，并且电连接头1被构造为当受到偏转外力作用时带动摆动机构30相对于基座2发生偏转；第一弹性装置31设置在摆动机构30与基座2之间，且被构造为当电连接头1受到的偏转外力消失后驱动摆动机构30复位。为了便于更好地理解充电装置的结构及其工作原理，请一并参见图1和图2。

实际应用时，该充电装置可以通过基座2固定安装在机器人或者充电基站的充电桩上，其电连接头1需要和与之相适配的电连接头对接后给机器人充电。机器人到达充电位置，如果两个电连接头存在相对位置偏差，充电装置上电连接头1如果受到另一个电连接头施加的偏转外力作用时，电连接头1带动摆动机构30相对于基座2发生偏转，以补偿两个电连接头1之间的位置偏差，快速完成两者的对接。当充电完成后，机器人离开充电位置后电连接头1受到的偏转外力消失，在第一弹性装置31的弹性力作用下摆动机构30带动电连接头1复位。

由此可见，本实用新型的充电装置可以自动调节其电连接头1和与之相适配的电连接头的相对位置，使两者快速顺利完成对接，可以省去目前通过人工辅助调整的步骤，降低了机器人充电的运营成本。

需要说明的是，相适配的两个电连接头1中一个是公电连接头，另一个则为母电连接头，本实用新型的充电装置的电连接头1可以为公电连接头或母电连接头。

另外，本实用新型中的摆动机构30被构造为相对于基座2活动连接，在一些实施例中该摆动机构30可以与基座2直接活动连接，在另一些实施例中摆动机构30和基座2则通过中间机构间接活动连接，为了便于更好地理解，下面结合图1至3以一个实施例为例来详细说明摆动机构30和基座2间接活动连接的结构。

参见图3，本实施例中，摆动机构30包括第一连接板301和铰接轴302；其中，第一连接板301通过铰接轴302相对铰接在基座2上。

详细地，铰接轴302的轴线沿Z轴延伸，即第一连接板301可绕Z轴相对于基座2摆动，以补偿两个电连接头1在竖直平面内的角度偏差。可以理解，铰接轴302的轴向延伸方向并不仅限于沿Z轴方向延伸，在一些实施例中其可以沿X轴或Y轴方向延伸，在另一些实施中，其也可以与空间坐标系的三个坐标轴成一定角度的方向延伸。

如上文所述，摆动机构30被构造为相对于基座2活动连接，也就是说，第一连接板301可以通过铰接轴302直接铰接在基座2上，第一连接板301也可以通过铰接轴302间接铰接在基座2上。而，在本实施例中，第一连接板301通过铰接轴302以及中间机构间接铰接在基座2上，该中间机构能使第一连接板301相对于基座2可以沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动，从而使该充电装置具备多个运动自由度，能更加灵活高效的完成两个电连接头1之间的对接。

详细地，充电装置包括X轴运动机构40和第二弹性装置41。

其中，X轴运动机构40被配置为当电连接头1受到X轴方向的外力时，带动电连接头1在X轴方向上发生位移；第二弹性装置41被构造为当电连接头1受到的X轴方向的外力消失后驱动X轴运动机构40复位。

详细地，本实施例中，X轴运动机构40包括第二连接板401和X轴导向组件；其中，第二连接板401通过X轴导向组件相对于基座2在X轴方向上运动。

摆动机构30的第一连接板301通过铰接轴302铰接在第二连接板401上，具体地，第二连接板401上间隔设置有向第一连接板301延伸的两个连接部，第一连接板301上则设置有向第二连接板401延伸的一个连接部，第一连接板301的连接部插入第二连接板401的两个连接部之间，铰接轴穿入这三个连接部从而使第一连接板301和第二连接板401铰接，形成类似于门窗所使用的合页结构。

更为详细地，X轴导向组件包括四个导向杆402，这四个导向杆402分布成方形并且每个导向杆402沿X轴方向延伸。每个导向杆402的一个端部相对固定连接在基座2上，另一个端部贯穿第二连接板401并且设置了止挡环4020，以使第一连接板301可沿导向杆402在X轴方向上相对于第二连接板401往复移动。

第二弹性装置41具体为压缩弹簧，其套设在导向杆402上并且相对预压紧在第二连接板401和基座2之间。当电连接头1受到X轴方形的外力时，电连接头1带动第二连接板401克服第二弹性装置41的弹性力沿导向杆402向靠近基座2方向运动；当电连接头1受到的X轴方向的外力消失时，在第二弹性装置41的弹性力作用下，第二连接板401带动电连接头1沿导向杆402向远离基座2的方向运动，直至止挡环4020和第一连接板301相抵。

需要说明的是，本实用新型的第二弹性装置41并不仅限于压缩弹簧，其也可以为其他能实现电连接头1受到的X轴方向的外力消失后驱动X轴运动机构40复位功能的弹性机构。比如，在另一些实施例中，第二弹性装置41可以是由记忆性材料制成的弹性块，并且弹性块被配置成：当电连接头1未受到X轴方向的外力时，弹性块相对连接在第一连接板301和基座2之间；当电连接头1受到X轴方向的外力时，在该外力作用下，第二连接板401克服弹性块的弹性力带动电连接头1沿X轴导向杆402向靠近或远离基座2方向移动，与此同时弹性块被拉伸或压缩；当电连接头1受到的X轴方向上的外力消失后，弹性块根据自身材料特性自动缩短或伸长，继而推动第二连接板401带动电连接头1复位。

可以理解，在一些实施例中，本实用新型的充电装置的第一连接板301可以直接和底座固定连接，以使该充电装置的电连接头1相对于底座仅具备摆动和沿X轴方向运动的功能。

而，为了使充电装置的电连接头1能够更加灵活快速的和与之相适配的电连接头对接，本实施例中，充电装置还包括Z轴运动机构50和第三弹性装置51。其中，Z轴运动机构50被构造为当电连接头1受到Z轴方向的外力时，带动电连接头1在Z轴方向上发生位移；第三弹性装置51被构造为当电连接头1受到Z轴方向的外力消失后驱动Z轴运动机构50复位。

详细地，继续参见图3，Z轴运动机构50包括第三连接板501和Z轴导向组件，第三连接板501被构造为通过Z轴导向组件相对于基座2在Z轴方向上运动，X轴运动机构40的导向杆402的一个端部固定或抵接在第三连接板501上，第二弹簧装置设置在第二连接板401和第三连接板501之间。

X轴运动机构40的第二连接板401通过X轴导向组件连接在Z轴运动机构的第三连接板501上，且被构造为当受到X方向的外力时，朝向第三连接板501的方向发生位移。

更为详细地，Z轴导向组件包括平行且间隔设置的第一Z轴直线导轨502和第二Z轴直线导轨503，第一Z轴直线导轨502和第二Z轴直线导轨503的轨道均沿Z轴方向延伸，并且两者的轨道和滑块一者固定连接在第三连接板501上，另一者相对固定连接在基座2上，在外力作用下第三连接板501通过第一Z轴直线导轨502和第二Z轴直线导轨503可以相对于基座2沿Z轴方向运动。

进一步地，继续参见图3，该充电装置还包括Z轴限位机构，该Z轴限位装置用于限制Z轴运动机构50在Z轴方向上的位移。

具体地，Z轴限位机构包括Z轴限位柱52、第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54；其中，第一Z轴止挡块53固定在第三连接板501的上部，第二Z轴止挡块54相对固定在基座2的下部，Z轴限位轴的一个端部与第二Z轴止挡块54抵接，第二Z轴止挡块54上开设有便于Z轴限位轴端部抵接的抵接槽540，Z轴限位轴的另一个端部贯穿第一Z轴止挡块53。

第三弹性装置51具体为压缩弹簧，其套装在Z轴限位柱52上，且第三弹性装置51的两端分别抵接在第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54上。

第三连接板501没有受到沿Z轴方向上的外力的情况下，第三弹性装置51预压紧在第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54之间；反之，当第三连接板501受到沿Z轴方向上的外力时，第三连接板501克服第三弹性装置51的弹性力在第一Z轴直线导轨502、第二Z轴直线导轨503以及Z轴限位柱52三者的导向作用下相对于基座2沿Z轴方向运动。

需要说明的是，第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54中一者固定在第二连接板401上，另一者相应地固定在第三连接板501上，本领域技术人员依据实际装配工艺确定即可。另外，Z轴限位柱52也可以通过粘接、焊接等方式固定连接在第二Z轴止挡块54。

另外，本实用新型中的第三弹性装置51也并不仅限于压缩弹簧，其也可以为其他能实现电连接头1受到的Z轴方向的外力消失后驱动Z轴运动机构50复位功能的弹性机构。

比如，在另一些实施例中，第三弹性装置51可以是由记忆性材料制成的弹性块，并且弹性块被配置成：当电连接头1未受到Z轴方向的外力时，弹性块连接在第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54之间；当电连接头1受到Z轴方向的外力时，在该外力作用下，第三连接板501克服弹性块的弹性力带动电连接头1沿Z轴向靠近或远离基座2的方向运动，与此同时弹性块被拉伸或压缩；当电连接头1受到的Z轴方向上的外力消失后，弹性块根据自身材料特性自动缩短或伸长，继而推动第三连接板501复位。

可以理解，在一些实施例中，本实用新型的充电装置的第三连接板501可以直接和底座固定连接，以使该充电装置的电连接头1相对于底座仅具备摆动、沿X轴方向以及沿Z轴方向运动的功能。

同样，为了进一步使充电装置的电连接头1能够更加灵活快速的和与之相适配的电连接头1对接，本实施例中，充电装置还包括Y轴运动机构60和第四弹性装置61。

其中，Y轴运动机构60被构造为当电连接头1受到Y轴方向的外力时，带动电连接头1在Y轴方向上发生位移；第四弹性装置61被构造为当电连接头1受到Y轴方向的外力消失后驱动Y轴运动机构60复位。

详细地，继续参见图3，Y轴运动机构60包括第四连接板601和Y轴导向组件。

其中，第四连接板601被构造为通过Y轴导向组件相对于基座2在Y轴方向上运动。

详细地，第一Z轴止挡块53和第二Z轴止挡块54中一者固定连接在第三连接板501上，另一者则固定连接在第四连接板601上，并且第一Z轴直线导轨502和第二Z轴直线导轨503两者的轨道和滑块中一者固定连接在第三连接板501上，另一者在固定连接在第四连接板601上，从而使Z轴运动机构50的第三连接板501通过Z轴导向组件连接在Y轴运动机构60的第四连接板601上，且第三连接板501被构造为当受到Z轴方向的外力时，在第四连接板601上沿Z轴方向发生位移。

Y轴导向组件包括平行且间隔设置的第一Y轴直线导轨602和第二Y轴直线导轨603，第一Y轴直线导轨602和第二Y轴直线导轨603的轨道均沿Y轴方向延伸，并且两者的轨道均固定连接在第四连接板601上，两者的滑块均固定连接在第五连接板7上，第五连接板7则通过紧固件、焊接或粘接等方式固定在底座上。在外力作用下第四连接板601和第五连接板7两者中一者通过第一Y轴直线导轨602和第二Y轴直线导轨603可以相对于另一者沿Y轴方向运动。

进一步地，继续参见图3，该充电装置还包括Y轴限位机构，该Y轴限位装置用于限制Y轴运动机构60在Y轴方向上的位移。

具体地，Y轴限位机构包括Y轴限位柱62、第一Y轴止挡块63和第二Y轴止挡块64；其中，第一Y轴止挡块63固定在第四连接板601的右侧，第二Y轴止挡块64固定在第五连接板7的左侧，Y轴限位轴的一个端部与第二Y轴止挡块64抵接，第二Y轴止挡块64上开设有便于Y轴限位轴端部抵接的抵接槽，或者Y轴限位轴的一个端部焊接或粘接在第二Y轴止挡块64上。Y轴限位轴的另一个端部贯穿第一Y轴止挡块63。

第四弹性装置61具体为压缩弹簧，其套装在Y轴限位柱62上，且第四弹性装置61的两端分别抵接在第一Y轴止挡块63和第二Y轴止挡块64上。第四连接板601或第五连接板7没有受到沿Y轴方向上的外力的情况下，第四弹性装置61预压紧在第一Y轴止挡块63和第二Y轴止挡块64之间；反之，当第四连接板601或第五连接板7受到沿Y轴方向上的外力时，第四连接板601和第五连接板7克服第四弹性装置61的弹性力在第一Y轴直线导轨602、第二Y轴直线导轨603以及Y轴限位柱62三者的导向作用下沿Y轴方向相对运动。

需要说明的是，第一Y轴直线导轨602和第二Y轴直线导轨603任意一个的轨道和滑块中一者固定在第四连接板601上，另一者则固定在第五连接板7上，本领域技术人员根据实际装配工艺选择即可。同样，第一Y轴止挡块63和第二Y轴止挡块64中一者固定在第四连接板601上，另一者相应地固定在第五连接板7上，本领域技术人员依据实际装配工艺确定即可。

另外，在一些实施例中，充电装置也可以不设置第五连接板7，Y轴运动机构60的第四连接板601通过Y轴导向组件直接活动连接在基座2上。

另外，本实用新型中的第四弹性装置61也并不仅限于压缩弹簧，其也可以为其他能实现电连接头1受到的Y轴方向的外力消失后驱动Y轴运动机构60复位功能的弹性机构。比如，在另一些实施例中，第四弹性装置61可以是由记忆性材料制成的弹性块，并且弹性块被配置成：当电连接头1未受到Y轴方向的外力时，弹性块连接在第一Y轴止挡块63和第二Y轴止挡块64之间，处于初始位置；当电连接头1受到Y轴方向的外力时，在该外力作用下，第四连接板601克服弹性块的弹性力带动电连接头1沿Y轴向靠近或远离第五连接板7方向运动，与此同时弹性块被拉伸或压缩；当电连接头1受到的Y轴方向上的外力消失后，弹性块根据自身材料特性自动缩短或伸长，继而推动第四连接块和第五连接板7复位。

可以理解，在另一些实施例中，除了电连接头1相对于基座2的摆动外，本实用新型的充电装置可仅具有沿X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向上的运动的自由度，也就是说，充电装置仅包括X轴运动机构40和第二弹性装置41、Z轴运动机构50和第三弹性装置51或者Y轴运动机构60和第四弹性装置61。

或者是，在又一些实施例中，除了电连接头1相对于基座2的摆动外，本实用新型的充电装置可仅具有沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的运动的任意两个自由度，也即充电装置包括X轴运动机构40和第二弹性装置41、Z轴运动机构50和第三弹性装置51、Y轴运动机构60和第四弹性装置61中任意两个的组合。

如前文所述，本实用新型的充电装置的电连接头1在受到偏转外力时，其带动摆动机构30相对于基座2发生偏转，当电连接头1受到的偏转外力消失后，第一弹性装置31驱动摆动机构30复位。

为了保证摆动机构30复位的稳定性，继续参见图3，本实施例中充电装置包括至少两个第一弹性装置31，至少两个弹性装置分别位于铰接轴302相对的两侧。

具体地，第一弹性装置31为压缩弹簧，位于铰接轴302一侧的第一弹性装置31驱动第一连接板301相对于基座2绕铰接轴302正转，位于铰接轴302另一侧的第一弹性装置31则驱动第一连接板301相对于基座2绕铰接轴302反转。第一弹性装置31的具体数量，本领域技术人员可以根据驱动第一连接板301相对于基座2摆动所需的驱动力确定。

进一步地，参见图3，本实施例中的充电装置还包括摆动限位机构32，该摆动限位机构32用于限制摆动机构30相对于底座的偏转角度。该摆动限位机构32包括设置在第二连接板401上的至少两个摆动限位柱32，该摆动限位柱32穿入第一连接板301上设置的相应限位孔3010，并且被构造为当摆动机构30发生偏转时，摆动限位柱32在限位孔3010中与限位孔3010的内壁发生干涉。可以理解，第一连接板301上限位孔3010的孔径必然要大于摆动限位柱32的轴径，以便使第一连接板301在外力作用下绕铰接轴302摆动，两者的具体比例关系，本领域技术人员根据产品实际尺寸确定即可。

继续参见图3，本实施例中，第一弹性装置31具体为压缩弹簧，第一弹性装置31套装在摆动限位柱32并且其两个端部分别与第一连接板301和第二连接板401抵接。

另外，本实用新型中的第一弹性装置31也并不仅限于压缩弹簧，其也可以为其他能实现电连接头1受到的偏转外力消失后驱动摆动机构30复位功能的弹性机构。

比如，在另一些实施例中，第一弹性装置31可以是由记忆性材料制成的弹性块，并且弹性块被配置成：当电连接头1未受到偏转外力时，弹性块连接第一连接板301和第二连接板401之间；当电连接头1受到偏转外力时，在该外力作用下，第一连接板301克服弹性块的弹性力带动电连接头1绕铰接轴302相对基座2摆动，与此同时弹性块被拉伸或压缩；当电连接头1受到的偏转外力消失后，弹性块根据自身材料特性自动缩短或伸长，继而驱动摆动机构30复位。

本实用新型还提供一种充电基站和机器人。

在一个实施例中，充电基站上设有如上所述的充电装置，机器人上设有用于与充电装置配合的扩口结构8。

详细地，沿电连接头1的延伸方向(即沿X轴的方向)该扩口结构8的横截面面积逐渐缩小，以便随着机器人相对于充电基站的运动逐渐缩小充电装置相对于机器人的量，直至充电装置的电连接头1和机器人上的电连接头1对接。

更为详细地，本实施例中，该扩口结构8的横截面形状为方形。可以理解，扩口结构8的横截面形状也可以为圆形、椭圆形等。

在另一个实施例中，机器人上设有如上所述的充电装置，充电基站上设有用于与充电装置配合的扩口结构8。

需要说明的是，充电基站上扩口结构8可以与前一实施例中的扩口结构8相同，本文在此不再赘述。

本实用新型的充电装置在收到多轴方向的外力时，Y轴运动机构会带动Z轴运动机构、X轴运动机构及摆动机构在Y轴方向上运动；Z轴运动机构会带动X轴运动机构、摆动机构在Z轴方向上运动；X轴运动机构会带动摆动机构在X轴方向上运动；摆动机构自身则相对于其铰接轴发生偏转、摆动。

应用场景一

当机器人驶入充电基站时，因地面不平导致机器人充电接口和充电基站的电连接头1存在高度方向(Z轴方向)上的偏差。随着机器人沿X轴向充电基站方向运动，充电基站上的电连接头1会与机器人充电接口位置的扩口结构8接触在一起，并受到扩口结构8对电连接头1施加的Z轴方向上的外力。在该外力作用下，Z轴运动机构的第三连接板501克服第三弹性装置51的弹性力相对于充电基站的基座2沿Z轴方向运动，与此同时机器人继续沿X轴向靠近充电基站的方向运动，直至电连接头1在Z轴方向上运动至与机器人的充电接口对接在一起。

另外，在机器人沿着X轴方向运动与充电基站的电连接头1对接时，第二连接板401会克服第二弹性装置41的弹性力向第三连接板501的方向移动，由此来缓冲机器人与充电基站对接时的力，避免刚性碰撞对机器人或充电基站造成损坏，从而可以提高充电装置的使用寿命。

充电结束后，机器人驶离充电基站，施加于第三连接板501的外力消失，其在第三弹性装置51的弹性力作用下复位。

应用场景二

当机器人驶入充电位置时，因机器人运动不到位或者机器人控制精度低等原因，造成充电基站的电连接头1与机器人充电接口在Y轴方向上有偏差。以及由于地面不平或者其它因素导致的二者之间还存在Z轴方向上的偏差。

当机器人沿充电基站的电连接头1的延伸方向(X轴方向)向充电基站运动，直至使充电基站的电连接头1与机器人充电接口位置的扩口结构8接触时，充电基站的电连接头1受到扭力，在该扭力作用下，第一连接板301克服第一弹性装置31的弹性力绕铰接轴302相对于第二连接板401摆动，第三连接板501和第四连接板601均受到机器人扩口结构8施加的外力，第三连接板501克服第三弹性装置51的弹性力相对于第四连接板601沿Z轴方向运动，补偿电连接头与电连接口在Z轴方向上的对接偏差量，与此同时第四连接板601克服第四弹性装置61的弹性力相对于第五连接板7沿Y轴方向运动，补偿电连接头与电连接口在Y轴方向上的对接偏差量，直至充电基站的电连接头1运动至与机器人电连接口对接在一起。

另外，在机器人沿着X轴方向运动与充电基站的电连接头1对接时，第二连接板401会克服第二弹性装置41的弹性力向第三连接板501的方向移动，由此来缓冲机器人与充电基站对接时的力，避免刚性碰撞对机器人或充电基站造成损坏，从而可以提高充电装置的使用寿命。

充电结束后，机器人沿远离充电基站方向运动，施加于第一连接板301、第二连接板401、第三连接板501和第四连接板601的外力消失，第一连接板301、第二连接板401、第三连接板501和第四连接板601在各自的弹性装置的弹性力作用下复位。

综上所述，本实用新型充电基站的电连接头1相对于基座2兼具摆动、沿X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的运动，当电连接头1和与之相适配的另一个电连接口对接时，其可相对于基座2在上述四个维度上运动，使两个电连接口、电连接头无需人工辅助可自动的灵活快速对接，可以满足不同应用场景下的充电需求，极大的提高了用户的使用体验。充电装置的电连接头1相对于基座2在X轴方向的浮动起到对接缓冲作用，避免两个电连接头多次刚性对接造成的损伤。摆动机构可以缓冲电连接头在Y轴方向上的运动，避免扩口结构直接挤压电连接头在Y轴方向上运动。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (28)

1.一种充电装置，包括电连接头，以电连接头的延伸方向记为X轴方向，以在水平面中垂直于X轴的方向记为Y轴方向，以垂直于水平面的方向记为Z轴方向，其特征在于，包括：

基座；

摆动机构，所述摆动机构被构造为相对于所述基座活动连接；所述电连接头相对固定在所述摆动机构上，并被构造为当受到偏转外力时带动所述摆动机构相对于所述基座发生偏转；

第一弹性装置，所述第一弹性装置设置在所述摆动机构与基座之间，且被构造为当所述电连接头受到的偏转外力消失后驱动所述摆动机构复位。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述摆动机构包括第一连接板，所述第一连接板通过铰接轴相对铰接在所述基座上；所述电连接头固定在所述第一连接板上。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述第一弹性装置至少设置两个，至少两个所述第一弹性装置分别位于所述铰接轴相对的两侧。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，还包括限制摆动机构偏转角度的摆动限位机构，所述摆动限位机构包括设置在第二连接板上的至少两个摆动限位柱，至少两个所述摆动限位柱分别位于铰接轴相对的两侧。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述第一弹性装置套接在所述摆动限位柱上。

6.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括X轴运动机构及第二弹性装置；

所述X轴运动机构被配置为当所述电连接头受到X轴方向的外力时，带动所述电连接头在X轴方向上发生位移；

所述第二弹性装置被构造为当所述电连接头受到X轴方向的外力消失后驱动所述X轴运动机构复位。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述X轴运动机构包括第二连接板及X轴导向组件，所述第二连接板被构造为通过X轴导向组件相对于所述基座在X轴方向上运动；所述第二弹性装置相对设置在所述第二连接板与所述基座之间。

8.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括Z轴运动机构及第三弹性装置；

所述Z轴运动机构被构造为当所述电连接头受到Z轴方向的外力时，带动所述电连接头在Z轴方向上发生位移；

所述第三弹性装置被构造为当所述电连接头受到Z轴方向的外力消失后驱动所述Z轴运动机构复位。

9.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述Z轴运动机构包括第三连接板及Z轴导向组件，所述第三连接板被构造为通过Z轴导向组件相对于所述基座在Z轴方向上运动；所述第三弹性装置相对设置在所述第三连接板与所述基座之间。

10.根据权利要求9所述的充电装置，其特征在于，还包括用于限制所述Z轴运动机构在Z轴方向上位移的Z轴限位机构，所述Z轴限位机构包括Z轴限位柱以及用于与所述Z轴限位柱两端配合的Z轴止挡块。

11.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括Y轴运动机构及第四弹性装置；

所述Y轴运动机构被构造为当所述电连接头受到Y轴方向的外力时，带动所述电连接头在Y轴方向上发生位移；

所述第四弹性装置被构造为当所述电连接头受到Y轴方向的外力消失后驱动所述Y轴运动机构复位。

12.根据权利要求11所述的充电装置，其特征在于，所述Y轴运动机构包括第四连接板及Y轴导向组件，所述第四连接板被构造为通过所述Y轴导向组件相对于所述基座在Y轴方向上运动；所述第四弹性装置相对设置在所述第四连接板与所述基座之间。

13.根据权利要求12所述的充电装置，其特征在于，还包括用于限制Y轴运动机构在Y轴方向上位移的Y轴限位机构，所述Y轴限位机构包括Y轴限位柱以及用于与所述Y轴限位柱两端配合的Y轴止挡块。

14.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，还包括X轴运动机构及第二弹性装置；

所述X轴运动机构包括第二连接板，所述第二连接板被构造为相对于基座在X轴方向上运动；所述第二弹性装置被构造为驱动所述X轴运动机构复位；

所述摆动机构的第一连接板通过铰接轴铰接在所述第二连接板上。

15.根据权利要求14所述的充电装置，其特征在于，还包括限制摆动机构偏转角度的摆动限位机构，所述摆动限位机构包括设置在所述第二连接板上的至少两个摆动限位柱，所述摆动限位柱穿入所述第一连接板上设置的相应限位孔，且被构造为当所述摆动机构发生偏转时，所述摆动限位柱在所述限位孔中与所述限位孔的内壁发生干涉。

16.根据权利要求14所述的充电装置，其特征在于，还包括Z轴运动机构及第三弹性装置；

所述Z轴运动机构包括第三连接板，所述第三连接板被构造为相对于基座在Z轴方向上运动；所述第三弹性装置被构造为驱动所述Z轴运动机构复位；

所述X轴运动机构的第二连接板与所述第三连接板平行设置，且通过X轴导向组件连接在所述Z轴运动机构的第三连接板上，所述第二连接板被构造为当受到X方向的外力时，朝向第三连接板的方向发生位移。

17.根据权利要求16所述的充电装置，其特征在于，所述X轴导向组件包括多个导向杆，所述第二弹性装置套在所述导向杆上，所述第二弹性装置的两端在第二连接板和第三连接板上。

18.根据权利要求16所述的充电装置，其特征在于，还包括Y轴运动机构及第四弹性装置；

所述Y轴运动机构包括第四连接板，所述第四连接板被构造为相对于基座在Y轴方向上运动；所述第四弹性装置被构造为驱动Y轴运动机构复位；

所述Z轴运动机构的第三连接板通过Z轴导向组件连接在所述Y轴运动机构的第四连接板上，且被构造为当受到Z轴方向的外力时，在所述第四连接板上沿Z轴方向发生位移。

19.根据权利要求18所述的充电装置，其特征在于，还包括Z轴限位机构，所述Z轴限位机构包括Z轴限位柱以及用于与Z轴限位柱两端配合的Z轴止挡块；所述Z轴限位柱和所述Z轴止挡块中的其中一个连接在所述第三连接板上，另一个设置在所述第四连接板上，且被构造为限制所述第三连接板相对于所述第四连接板在Z轴方向上的位移。

20.根据权利要求19所述的充电装置，其特征在于，所述第三弹性装置套在所述Z轴限位柱上，且所述第三弹性装置的两端分别抵接在所述Z轴止挡块上。

21.根据权利要求18所述的充电装置，其特征在于，所述Y轴运动机构的第四连接板通过Y轴导向组件连接在基座上设置的第五连接板，且被构造为当受到Y轴方向的外力时，在第五连接板上沿Y轴方向发生位移。

22.根据权利要求21所述的充电装置，其特征在于，还包括Y轴限位机构，所述Y轴限位机构包括Y轴限位柱以及用于与所述Y轴限位柱两端配合的Y轴止挡块；所述Y轴限位柱和所述Y轴止挡块中的其中一个连接在所述第四连接板上，另一个设置在所述第五连接板上，且被构造为限制所述第四连接板相对于所述第五连接板在Y轴方向上的位移。

23.根据权利要求22所述的充电装置，其特征在于，所述第四弹性装置套在所述Y轴限位柱上，且，所述第四弹性装置的两端分别抵接在所述Y轴止挡块上。

24.根据权利要求1至23任一项所述的充电装置，其特征在于，所述电连接头为电连接母头或电连接公头。

25.一种充电基站，其特征在于，包括根据权利要求1至24任一项所述的充电装置。

26.一种机器人，其特征在于，包括根据权利要求1至24任一项所述的充电装置。

27.根据权利要求26所述的机器人，其特征在于，所述机器人为AGV机器人。

28.一种充电系统，其特征在于，包括充电基站和机器人，其中，所述充电基站上设有根据权利要求1至24任一项所述的充电装置，所述机器人上设有用于与充电装置配合的扩口结构，或者是，

所述机器人上设有根据权利要求1至24任一项所述的充电装置，所述充电基站上设有用于与充电装置配合的扩口结构。

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