CN218975902U - 可转向的充电基座及机器人充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开可转向的充电基座及机器人充电系统，充电基座包括：基座主体、基座底座和转动机构；其中，基座主体上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子和第一磁铁，转动机构用于在第一磁铁受磁吸作用时带动基座主体相对于基座底座转动，以使得磁吸供电端与需对接的磁吸充电端对接。本申请实现基座主体能够相对于基座底座进行转向，充电基座通过整体可转向的方式辅助移动机器人回充对接成功，磁吸供电端能够更精准的与磁吸充电端对接，有效提高移动机器人与充电基座的回充对接成功率，简化移动机器人回充所需执行的位置调节步骤。

Description

可转向的充电基座及机器人充电系统

技术领域

本申请涉及机器人充电技术领域，具体涉及可转向的充电基座及机器人充电系统。

背景技术

目前移动机器人自动回充的方案主要包括导轨式和非导轨式，导轨式方案通过设置导轨引导移动机器人完成接触式充电，非导轨式方案主要通过电磁铁提供吸附力引导移动机器人完成接触式充电。

由于导轨式方案外露的垫片存在安全隐患且为了减小回充座所占用的空间，非导轨式回充方案逐渐成为主流回充方案。中国专利CN205997008U公开了一种接触式家用机器人自动充电装置，采用了非导轨式回充方案，该接触式家用机器人自动充电装置通过固定于充电座上的电磁铁引导机器人的回座执行接触式充电，该技术方案仅采用电磁铁的吸附力引导机器人的充电端口与充电座的供电端口进行对接。目前充电座固定且供电端口不可移动的技术方案，需要移动机器人主动进行位置调节以实现对接，在复杂环境中或移动机器人机体不便于移动的情况下，移动机器人回充对接成功率较低。

实用新型内容

本申请提供了可转向的充电基座及机器人充电系统，具体技术方案如下：

可转向的充电基座，包括：基座主体、基座底座和转动机构；其中，基座主体上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子和第一磁铁，转动机构用于在第一磁铁受磁吸作用时使得基座主体相对于基座底座转动，以使得磁吸供电端与需对接的磁吸充电端对接。

进一步地，所述转动机构为轴承。

进一步地，所述基座底座顶部设有第一限位圈，第一限位圈与轴承外圈抵接。

进一步地，所述基座主体底部设有第二限位圈，第二限位圈与轴承内圈抵接，基座主体上第一磁铁受磁吸作用时基座主体带动轴承内圈相对于轴承外圈转动。

进一步地，所述基座底座的底面设置有固定装置，用于固定基座底座。

进一步地，所述固定装置为具有粘合作用的背胶，用于将基座底座粘合固定。

进一步地，所述基座主体上设有弹性转动装置，用于在第一磁铁受磁吸作用时带动磁吸供电端在竖直方向上转动。

进一步地，所述弹性转动装置包括：弹性转动支架和安装座，磁吸供电端安装于弹性转动支架上，弹性转动支架与安装座可相对转动地组装。

进一步地，所述弹性转动支架的左侧和右侧分别设有第一转动柱和第二转动柱，所述安装座的左侧和右侧分别设有第一开孔和第二开孔，第一转动柱与第一开孔可相对转动地组装，第二转动柱与第二开孔可相对转动地组装。

进一步地，所述弹性转动装置还包括：至少一个复位扭簧，用于在第一磁铁不受磁吸作用时基于扭簧作用力带动弹性转动支架恢复初始位置；其中，所述复位扭簧套设于弹性转动支架的第一转动柱和/或第二转动柱。

本申请还公开一种机器人充电系统，包括：可转向的充电基座和移动机器人；其中，所述可转向的充电基座，包括基座主体、基座底座和转动机构，基座主体上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子和第一磁铁，转动机构用于在第一磁铁受磁吸作用时带动基座主体相对于基座底座转动，以使得充电基座的供电端子与移动机器人的充电端子对接；所述移动机器人，机身上设有磁吸充电端，磁吸充电端包括充电端子和第二磁铁，第二磁铁与充电基座上的第一磁铁产生磁吸作用，磁吸作用使得充电基座的基座主体朝移动机器人的第二磁铁所在方向转动，充电端子与充电基座上的供电端子对接后实现充电基座向移动机器人供电。

本申请所述的可转向的充电基座及机器人充电系统，通过在充电基座中设置转向机构，实现基座主体能够相对于基座底座进行转向，充电基座通过整体可转向的方式辅助移动机器人回充对接成功，磁吸供电端能够更精准的与磁吸充电端对接，有效提高移动机器人与充电基座的回充对接成功率，简化移动机器人回充所需执行的位置调节步骤。

附图说明

图1为本申请一种实施例所述可转向的充电基座的结构示意图。

图2为本申请一种实施例所述可转向的充电基座的剖面图。

图3为本申请一种实施例所述弹性转动支架的结构示意图。

图4为本申请一种实施例所述安装座的结构示意图。

图中数字释义：1-基座主体；11-供电端子；12-第一磁铁；13-第二限位圈；14-基座主体底板；2-转动机构；21-轴承外圈；22-轴承内圈；23-轴承滚珠；3-基座底座；31-第一限位圈；4-弹性转动支架；41-第一转动柱；42-第二转动柱；43-复位扭簧；5-安装座；51-第一开孔；52-第二开孔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂且冗长的，然而对于本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如：包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请的第一实施例提供一种可转向的充电基座，如图1所示，所述可转向的充电基座包括：基座主体1、基座底座3和转动机构2。其中，基座主体1上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子11和第一磁铁12，转动机构2用于在第一磁铁12受磁吸作用时使得基座主体1相对于基座底座3转动，以使得磁吸供电端与需对接的磁吸充电端对接，实现充电基座对待充电设备的供电。具体地，所述转动机构可以是但不限于轴承、转动圆环等能够实现基座主体与基座底座之间相对转动的机构。当第一磁铁受磁吸作用吸引时，第一磁铁带动基座主体朝磁吸力牵引方向转动，基于转动机构的可转动特性，使得基座主体能够相对于基座底座发生转动。本实施例通过在充电基座的基座主体和基座底座之间设置转动机构，使得基座主体能够在受磁吸作用时相对于基座底座转向，充电基座上的磁铁带来的磁吸作用带动基座主体转动，相较于磁吸供电端固定的现有技术，能够更有效的辅助基座主体上磁吸供电端与待充电设备的磁吸充电端对接，提高接触式充电的对接成功率。

本申请的一些实施例中，所述基座主体上还设置有红外传感器，所述红外传感器用于与待充电设备发生信号交互，当红外传感器与待充电设备发生信号交互时，代表待充电设备已存在于红外传感器所辐射的小范围内，此时第一磁铁与待充电设备上的磁铁发生磁吸作用，基座主体朝待充电设备所在方向转动，进一步提高回充对接成功率。

本申请的第二实施例提供的一种可转向的充电基座中，将转动机构2限定为轴承，如图2所示，所述轴承2包括轴承外圈21、轴承内圈22和轴承滚珠23，所述轴承内圈22可相对于所述轴承外圈21转动。具体地，所述轴承内圈22与所述基座主体1相接，所述轴承外圈21与所述基座底座3相接，所述轴承基于轴承滚珠23实现轴承内圈22与轴承外圈21之间可相对转动的特性，从而带动所述基座主体1与所述基座底座3之间可相对转动。

本申请的第三实施例提供的可转向的充电基座中，如图1所示，所述基座底座3的顶部设有第一限位圈31，所述第一限位圈31用于对轴承2进行限位，使得轴承2转动过程中不会相对于充电基座发生移位。具体地，如图2所示，所述第一限位圈31与所述轴承2的轴承外圈21抵接，所述第一限位圈31与所述轴承外圈21之间存在相互作用力，第一限位圈31限制轴承的轴承内圈相对于轴承外圈转动时发生移位。在本申请一些实施例中，所述轴承可以固定设置于基座底座上，并基于第一限位圈31实现限位。

本申请的第四实施例提供的可转向的充电基座中，如图1所示，所述基座主体1的底部设有第二限位圈13，如图2所示，所述第二限位圈13设置于基座主体1的底板14下方，底板14将基座主体1密封，使得第二限位圈13受轴承带动转向时外部灰尘不会进入基座主体内部。所述第二限位圈13的外部与轴承内圈22抵接，以使得所述第二限位圈13受轴承内圈22带动而转向，第二限位圈13带动基座主体1整体转向。具体地，所述第二限位圈13的外部与轴承内圈22抵接是指所述第二限位圈13的外部与轴承内圈22存在相互作用力的安装，所述第二限位圈13与所述轴承内圈22可以是但不限于可拆分地套设安装或固定连接安装等。所述第二限位圈13呈中空状，本申请一些实施例中所述第二限位圈13可以是但不限于被设计为中空结构或实心结构等。本实施例通过在基座主体的底部设置第二限位圈，实现基座主体与轴承内圈的抵接，轴承内圈与基座主体之间存在相互作用力，当轴承内圈转动时，基于第二限位圈与轴承内圈的相互作用力，轴承内圈带动基座主体转向，同理，当基座主体的第一磁铁受磁吸力作用时，基于轴承内圈可转动的特性，基座主体能够灵活地相对于基座底座发生转动。

本身的第五实施例提供的可转向的充电基座中，在基座底座的底面上设置有固定装置，所述固定装置用于固定基座底座，以使得基座主体基于转动机构相对于基座底座转动时，基座底座不会受转动机构带动发生位置偏移。具体地，所述固定装置可以是但不限于具有粘合作用的背胶、真空固定座、螺纹固定座等具有固定基座底座作用的装置，所述具有粘合作用的背胶使得基座底座被粘合固定在地面上；所述真空固定座通过抽真空的方式使得基座底座固定于地面，且当消除真空固定座的抽真空状态，则基座底座可移动，真空固定座不会在地面留下余胶且方便基座底座的移动；所述螺纹固定座通过螺丝将基座底座固定于地面上，固定效果更稳定。

本申请的第六实施例提供的可转向的充电基座中，所述基座主体上设置有弹性转动装置，所述磁吸供电端装配在弹性转动装置上，所述弹性转动装置用于在基座主体上的第一磁铁受磁吸作用带动磁吸供电端在竖直方向上转动。本实施例通过设置弹性转动装置使得磁吸供电端能够实现基于磁吸作用在竖直方向上转动，同时基于基座主体能够左右转动，可以理解地，磁吸供电端能够实现上下左右四个方向的转动，更有益于磁吸供电端基于磁吸作用与磁吸充电端完成对接，磁吸供电端的多方位转动提高了充电端对接成功率。

本申请的一些实施例中，所述弹性转动装置至少包括：弹性转动支架4和安装座5，弹性转动支架4与安装座5之间可相对转动地组装，其中，如图3所示，磁吸供电端装配在弹性转动支架4的开孔中，具体地，弹性转动支架4的左侧设有第一转动柱41，弹性转动支架4的右侧设有第二转动柱42，如图4所示，安装座5的左侧设有第一开孔51，安装座的右侧设有第二开孔52，当弹性转动支架装配于安装座上时，所述第一转动柱41与所述第一开孔51可相对转动，所述第二转动柱42与所述第二开孔52可相对转动。本实施例通过在弹性转动支架的两侧分别设置一组转动柱的方式，使得弹性转动支架基于转动柱的可转动特性带动装配于其中的磁吸供电端在竖直方向上转动，丰富磁吸供电端可转动方向，提高磁吸供电端在多方向上与磁吸充电端对接的可能性，间接提高充电对接成功率。

本申请的第七实施例提供的可转向的充电基座中，所述弹性转动装置中还包括：至少一个复位扭簧。所述复位扭簧用于提供一个与磁吸力相反方向的扭簧作用力以限制弹性转动支架的转动范围，并在弹性转动支架上的磁吸供电端不受磁吸作用时基于扭簧作用力带动弹性复位支架恢复至初始位置，所述弹性复位支架的初始位置是指所述弹性复位支架未受磁吸力作用转动前所处位置。

具体地，如图3所示，所述复位扭簧43套设于弹性转动支架4的第二转动柱41上。在本申请一些实施例中，所述弹性转动装置具有两个复位扭簧，两个复位扭簧分别套设于弹性转动支架4的第一转动柱41和第二转动柱42上，分别在弹性转动支架的两侧起限位、复位作用。弹性转动支架的转动柱上套设复位扭簧，基于复位扭簧的转臂与安装座抵接，复位扭簧为弹性转动支架提供支撑力，使得装配于弹性转动支架上的磁吸供电端在不受磁吸力作用时能够稳定于初始位置。

本申请的第八实施例提供一种机器人充电系统，旨在提高机器人回充对接成功率。具体地，所述机器人充电系统包括可转向的充电基座和移动机器人，通过提供可转向的充电基座，减少移动机器人回座充电时所需的自身位置调节步骤，解决了在复杂环境中移动机器人不便于左右摆动进行位置调节导致回充对接成功率低的难题。

具体地，如图1所示，所述可转向的充电基座包括：基座主体1、基座底座3和转动机构2，基座主体1上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子11和第一磁铁12，第一磁铁12将供电端子11环绕包裹，转动机构2设置在基座主体1和基座底座3之间，转动机构2用于在第一磁铁12受磁吸作用时带动基座主体1相对于基座底座3转动。该充电基座通过转动机构带动基座主体1相对于基座底座3转动的方式，使得设置于基座主体1上的磁吸供电端随基座主体1转动，磁吸供电端的转向有效提高磁吸供电端与磁吸充电端的对接成功率。

具体地，所述移动机器人机身上设置有磁吸充电端，当磁吸充电端与充电基座上的磁吸供电端对接时，实现移动机器人与充电基座的接触式充电；其中，所述磁吸充电端包括充电端子和第二磁铁，第二磁铁将充电端子环绕包裹，当移动机器人接近充电基座时，第二磁铁与第一磁铁之间相互吸引产生磁吸作用，磁吸作用使得充电基座的基座主体朝移动机器人的第二磁铁所在方向转动，从而辅佐基座主体上被第一磁铁包裹的供电端子与移动机器人上被第二磁铁包裹的充电端子对接。本实施例基于充电基座可转向的特性提高磁吸充电端与磁吸供电端之间的对接成功率，减少移动机器人所需调节自身位置次数，提高移动机器人回充对接流畅度。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，以上实施例仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限定本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.可转向的充电基座，其特征在于，充电基座包括：基座主体、基座底座和转动机构；其中，基座主体上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子和第一磁铁，转动机构用于在第一磁铁受磁吸作用时使得基座主体相对于基座底座转动，以使得磁吸供电端与需对接的磁吸充电端对接。

2.根据权利要求1所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述转动机构为轴承。

3.根据权利要求2所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述基座底座顶部设有第一限位圈，第一限位圈与轴承外圈抵接。

4.根据权利要求3所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述基座主体底部设有第二限位圈，第二限位圈与轴承内圈抵接，基座主体上第一磁铁受磁吸作用时基座主体带动轴承内圈相对于轴承外圈转动。

5.根据权利要求1所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述基座底座的底面设置有固定装置，用于固定基座底座。

6.根据权利要求5所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述固定装置为具有粘合作用的背胶，用于将基座底座粘合固定。

7.根据权利要求1所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述基座主体上设有弹性转动装置，用于在第一磁铁受磁吸作用时带动磁吸供电端在竖直方向上转动。

8.根据权利要求7所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述弹性转动装置包括：弹性转动支架和安装座，磁吸供电端安装于弹性转动支架上，弹性转动支架与安装座可相对转动地组装。

9.根据权利要求8所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述弹性转动支架的左侧和右侧分别设有第一转动柱和第二转动柱，所述安装座的左侧和右侧分别设有第一开孔和第二开孔，第一转动柱与第一开孔可相对转动地组装，第二转动柱与第二开孔可相对转动地组装。

10.根据权利要求9所述的可转向的充电基座，其特征在于，所述弹性转动装置还包括：至少一个复位扭簧，用于在第一磁铁不受磁吸作用时基于扭簧作用力带动弹性转动支架恢复初始位置；其中，所述复位扭簧套设于弹性转动支架的第一转动柱和/或第二转动柱。

11.一种机器人充电系统，其特征在于，所述充电系统包括：可转向的充电基座和移动机器人；其中，

所述可转向的充电基座，包括基座主体、基座底座和转动机构，基座主体上设有磁吸供电端，磁吸供电端包括供电端子和第一磁铁，转动机构用于在第一磁铁受磁吸作用时带动基座主体相对于基座底座转动，以使得充电基座的供电端子与移动机器人的充电端子对接；

所述移动机器人，机身上设有磁吸充电端，磁吸充电端包括充电端子和第二磁铁，第二磁铁与充电基座上的第一磁铁产生磁吸作用，磁吸作用使得充电基座的基座主体朝移动机器人的第二磁铁所在方向转动，充电端子与充电基座上的供电端子对接后实现充电基座向移动机器人供电。

Images