TWI660557B - 充電座 - Google Patents

Abstract

充電座包含充電台、墊高板及定位凹部。移動裝置包含底盤、設置於底盤之接點部及自底盤突出並帶動移動裝置移動的驅動輪。充電台具有台面及充電接點部，且充電接點部之高度高於底盤之高度；墊高板設置於移動裝置朝充電台移動之移動路徑，驅動輪移動至墊高板上時，底盤之高度高於充電接點部之高度，且底盤與充電接點部之間具有第一間隙；定位凹部設置於充電台及墊高板之間且位於移動裝置朝充電台移動之移動路徑上，驅動輪自墊高板朝充電台移動至定位凹部時，底盤之高度小於或等於充電接點部之高度，使底盤覆蓋台面且接點部與充電接點部接觸。

Description

充電座

本發明一般係關於一種充電座，具體而言，本發明係關於一種用於移動裝置之充電座。

習知移動裝置要充電時，通常是移動到充電座上，使得移動裝置的接點與充電座的接點接觸。然而，移動裝置移動到充電座的過程中，移動裝置的底盤常會撞到充電座的接點，容易造成接點鬆脫損壞，而無法有效進行充電。

再者，習知充電座一般利用彈片作為接點，以使得移動裝置在移動過程中利用外型將彈片下壓，而使得移動裝置底部的金屬接點與彈片接觸來進行充電。然而，彈片式接點一般功率例如約45W而無法承受較大功率，因此不適合移動裝置的快速充電應用。

本發明之一目的在於提供一種充電座，用於提供移動裝置充電，其具有抬升設計以減少移動裝置移動至充電位置的過程中撞擊充電接點的機會，進而降低充電接點損壞的可能性。

本發明之另一目的在於提供一種充電座，用於提供移動裝置充電，其具有導引設計以導引移動裝置移動至充電位 置。

本發明之又一目的在於提供一種充電座，用於提供移動裝置充電，其藉由彈性探針作為充電接點，提升高功率的承受性，適合於高功率的快速充電應用。

於一實施例，本發明提供一種充電座，設置於承載面且用於提供移動裝置充電，其中移動裝置包含底盤、設置於底盤之接點部及自底盤突出並帶動移動裝置移動的驅動輪。本發明之充電座包含充電台、墊高板及定位凹部，其中充電台具有台面及充電接點部，充電接點部突出於台面，且充電接點部與承載面之間具有的第一高度高於底盤與承載面之間的底盤高度；墊高板設置於移動裝置朝充電台移動之移動路徑上，墊高板與承載面之間具有第二高度，使驅動輪移動至墊高板上時，第二高度與底盤高度的總和大於第一高度，移動裝置之底盤位於充電接點部上方，且底盤與充電接點部之間具有第一間隙；定位凹部設置於充電台及墊高板之間且位於移動裝置朝充電台移動之移動路徑上，定位凹部至承載面之間具有第三高度，驅動輪自墊高板朝充電台移動至定位凹部時，第三高度與底盤高度的總和小於或等於第一高度，使底盤覆蓋台面且接點部與充電接點部接觸。

於一實施例，移動裝置藉由驅動輪於承載面移動，且充電接點部之頂點與承載面之間具有第一高度，墊高板之頂面與承載面之間具有第二高度，且第二高度與底盤高度的總和大於第一高度。

於一實施例，移動裝置更包含對位件，且充電座更包含導引部，導引部設置於墊高板及定位凹部的一側，導引部用以供對位件對位以導引移動裝置移動。

於一實施例，導引部為導引道，且導引道的寬度朝相對遠離充電台的方向而增加。

於一實施例，移動裝置更包含至少一惰輪，至少一惰輪自底盤突出，且當移動裝置朝充電台移動時，導引道用以容許至少一惰輪於導引道中移動。

於一實施例，本發明之充電座更具有斜面，斜面設置於移動裝置朝充電台移動之移動路徑上且用以導引驅動輪移動至墊高板上。

於一實施例，底盤之端部與驅動輪之軸心之間具有第一水平距離，且斜面與充電接點部之間具有第二水平距離，第二水平距離實質大於第一水平距離。

於一實施例，定位凹部為充電台與墊高板之間的凹穴或開孔。

於一實施例，充電台更具有偵測部，偵測部鄰近充電接點部並突出於台面，驅動輪移動至墊高板時，偵測部與底盤之間具有第二間隙，第二間隙大於第一間隙；驅動輪移動至定位凹部時，偵測部與底盤接觸。

於一實施例，充電接點部包含彈性探針，且彈性探針的頂部設有滾珠。

於一實施例，充電座更包含擋板，擋板相對於墊高板設置於充電台的另一端，擋板用以擋止移動裝置。

相對於習知技術，本發明之用於移動裝置的充電座具有抬升設計，可有效減少移動裝置移動至充電位置時撞擊充電接點的機會，進而降低充電接點損壞的可能性。再者，本發明之用於移動裝置的充電座藉由彈性探針作為充電接點，提升高功率的承受性，適合於高功率充電應用。

1‧‧‧承載面

10‧‧‧移動裝置

110‧‧‧底盤

112‧‧‧端部

120‧‧‧接點部

130‧‧‧驅動輪

130a‧‧‧軸心

140‧‧‧對位件

151‧‧‧第一惰輪

152‧‧‧第二惰輪

160‧‧‧指示部

20‧‧‧充電座

210‧‧‧充電台

212‧‧‧台面

214‧‧‧充電接點部

214a‧‧‧滾珠

216‧‧‧偵測部

220‧‧‧墊高板

222‧‧‧斜面

224‧‧‧頂面

230‧‧‧定位凹部

240‧‧‧導引部

242‧‧‧側壁

250‧‧‧擋板

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

H3‧‧‧第三高度

Hm‧‧‧底盤高度

G1‧‧‧第一間隙

G2‧‧‧第二間隙

L1‧‧‧第一水平距離

L2‧‧‧第二水平距離

圖1A及圖1B為可使用本發明之充電座的移動裝置之側視及底視圖。

圖2A至圖2C為本發明一實施例之充電座之立體、上視、及剖面圖。

圖3A至圖3C為本發明之充電座與移動裝置的作動關係圖。

本發明提供一種充電座，尤其是一種充電座，用於提供一移動裝置充電。具體而言，本發明之充電座較佳應用於接點設置於底盤的任何移動裝置，例如掃地機器人(吸塵器)、玩具車等，以達到移動裝置自動充電的作用，但不以此為限。舉例而言，如圖1A及圖1B所示，移動裝置10較佳包含底盤110、接點部120及驅動輪130。接點部120設置於底盤110且鄰近底盤110的端部112。接點部120較佳為與底盤110的底表面實質共平面的金屬 接點區，但不以此為限。驅動輪130自底盤110突出並帶動移動裝置10移動。再者，驅動輪130自底盤110突出的距離可視為底盤110的高度，亦即底盤110與支撐驅動輪130移動的承載面1之間的高度(即底盤高度Hm)。於此實施例，一對驅動輪130較佳自底盤110的兩側突出，且底盤110的端部112與驅動輪130之軸心130a之間具有第一水平距離L1。

此外，移動裝置10選擇性地更具有對位件140，用以校正移動裝置10的移動路線。對位件140較佳自底盤110的中央區突出，且移動裝置10藉由驅動輪130於承載面1移動時，對位件140與承載面1之間具有預設間距。也就是說，對位件140自底盤110突出的距離較佳小於驅動輪130自底盤110突出的距離，因此移動裝置10藉由驅動輪130於承載面1移動時，對位件140不與承載面1接觸。移動裝置10更可包含第一惰輪151及第二惰輪152，且第一惰輪151及第二惰輪152較佳分別設置於底盤110中央區的前後兩端。第一惰輪151及第二惰輪152其中之一較佳具有避震設計，以與驅動輪130構成平穩的面移動。於此實施例，鄰近接點部120(或端部112)的第二惰輪152較佳具有避震設計，但不以此為限。再者，移動裝置10選擇性更包含指示部160，用以指示進行充電。指示部160設置於底盤110，且指示部160較佳為與底盤110的底表面實質共平面的金屬接點區，但不以此為限。指示部160較佳鄰近接點部120，且位於遠離端部112的一側。

於後，參考圖式詳細說明本發明實施例之用於移動 裝置10之充電座20之細節。

本發明之充電座20較佳設置於承載面1。承載面1例如地面，但不以此為限。承載面1可為移動裝置10移動所在的任何合宜平面。如圖2A至圖2C所示，於一實施例，充電座20包含充電台210、墊高板220及定位凹部230。充電台210具有台面212及充電接點部214。充電接點部214突出於台面212，且充電接點部214與承載面1之間具有的第一高度H1高於底盤110與承載面1之間的底盤高度Hm。舉例而言，充電接點部214之頂點與承載面1之間具有第一高度H1，且第一高度H1高於底盤高度Hm。墊高板220相對於充電台210設置，且墊高板220設置於移動裝置10朝充電台210移動之移動路徑上。墊高板220與承載面1之間具有第二高度H2，舉例而言，墊高板220之頂面224與承載面1之間具有第二高度H2，且第二高度H2與底盤高度Hm的總和大於第一高度H1(即H2+Hm>H1)。定位凹部230設置於充電台210及墊高板220之間，且位於移動裝置10朝充電台210移動之移動路徑上。定位凹部230與承載面1之間具有第三高度H3，第三高度H3與底盤高度Hm的總和小於或等於第一高度H1(即H3+Hm≦H1)。換言之，墊高板220的頂面224突出於定位凹部230，使得墊高板220的頂面224與定位凹部230之間具有段差。

具體而言，充電台210較佳為充電座20的充電主體，其包含用以提供充電所需的電路，且台面212較佳為充電台210的殼體上表面，充電台210的殼體下表面則置於承載面1上。 於一實施例，充電接點部214較佳為彈性探針(pogo pin)，且充電接點部214更佳為頂部設有滾珠214a的彈性探針，但不以此為限。再者，充電接點部214可依據充電功率而設置有複數個彈性探針，且彈性探針較佳能達到耐電壓/電流為約30V/12A(功率約360W)，但不以此為限。

墊高板220位於驅動輪130朝充電台210移動的移動路徑上，例如位於充電接點部214的前方且在充電接點部214的相對兩側，以對應一對驅動輪130。於一實施例，墊高板220的頂面224較佳為平面，但不以此為限。於其他實施例，墊高板220的頂面224可為弧形凸面。再者，本發明之充電座20更可具有斜面222，斜面222設置於移動裝置10朝充電台210移動之移動路徑上，且斜面222用以導引驅動輪130移動至墊高板220上。於一實施例，斜面222較佳與墊高板220整合為具有直角梯形形狀的板件，亦即墊高板220的頂面224較佳為平面，且斜面222自墊高板220的頂面224朝相對於定位凹部230遠離充電台210的方向向下傾斜延伸。斜面222的斜率及長度依據移動裝置10的驅動力變化，以使移動裝置10的驅動輪130可平順地沿斜面222移動至墊高板220的頂面224。於另一實施例(未繪示)，斜面222與墊高板220可整合為具有兩個相對斜面的梯形板，亦即除斜面222之外，墊高板220於鄰近充電台210的一側也可具有斜面朝接近充電台210的方向向下傾斜延伸，且依據實際應用，兩個斜面的斜率及長度可相同或不同。再者，斜面222的低位處與充電接點部214之間具 有第二水平距離L2，且第二水平距離L2實質大該第一水平距離L1。

定位凹部230對應墊高板220也設置於驅動輪130朝充電台210移動的移動路徑上，且較墊高板220接近充電台210。於此實施例，定位凹部230較佳為充電台210與墊高板220之間的開孔，因此定位凹部230至承載面1的第三高度H3實質為零，但不以此為限。於其他實施例，定位凹部230可為充電台210與墊高板220之間的凹穴，使得定位凹部230至承載面1的第三高度H3不為零，且第三高度H3小於墊高板220至承載面1的第二高度H2。

再者，於一實施例，充電台210可更包含導引部240，用以供對位件140對位以導引移動裝置10移動。具體而言，導引部240設置於墊高板220及定位凹部230之一側。舉例而言，導引部240較佳沿墊高板220及定位凹部230設置，且導引部240的延伸方向較佳平行於移動裝置10的移動方向，以導引移動裝置10的移動。於一實施例，導引部240為導引道，且當移動裝置10朝充電台210移動時，導引道可用以容許移動裝置10的惰輪(例如151、152)於導引道中移動。於一實施例，導引道的寬度較佳朝相對遠離充電台210的方向而增加。換言之，導引部240鄰近充電台210的一端具有較小的寬度，且導引部240遠離充電台210的一端具有較大的寬度。舉例而言，導引部240可為寬口窄底的倒U形槽道，且槽道兩側可為朝充電台210方向向上傾斜延伸的側壁242，但不以此為限。於其他實施例，導引部240可為側壁朝充電 台210方向高度一致地延伸的溝槽。

此外，於一實施例，充電台210更具有偵測部216，且偵測部216鄰近充電接點部214並突出於台面212。具體而言，偵測部216對應移動裝置10的指示部160設置，且偵測部216與承載面1之間的高度較佳小於充電接點部214與承載面1之間的第一高度H1。舉例而言，偵測部216突出於台面212的距離較佳小於充電接點部214突出於台面212的距離。於一實施例，偵測部216較佳為彈性探針，且更佳為頂部具有滾珠的彈性探針。

再者，充電座20可更包含擋板250，用以擋止移動裝置10。具體而言，擋板250相對於墊高板220設置於充電台210的另一端，亦即位於移動裝置10朝充電台210移動的移動路徑盡頭，用以擋止移動裝置10並可供移動裝置10定位。

於後參考圖3A至圖3C說明移動裝置10移動至充電座20的作動關係。如圖3A所示，由於自斜面222低端至充電接點部214的第二水平距離L2較佳大於底盤110的端部112與驅動輪130之軸心130a之間的第一水平距離L1。因此，當移動裝置10以端部112為移動方向的前方並藉由驅動輪130朝充電座20移動至接近斜面222的低端時(即驅動輪130位於斜面222低端的前方)，底盤110的端部112還不會碰觸到充電接點部214，而可避免充電接點部214因碰撞損壞。換言之，在移動裝置10藉由墊高板220(及斜面222)抬升之前，底盤110的端部112尚未到達充電接點部214，而可避免底盤110正向或側向撞擊充電接點部214。再者， 底盤110上鄰近端部112的第二惰輪152及對位件140較佳位於導引部240的開口端(即位於導引道的入口端)。

如圖3B所示，當驅動輪130移動至墊高板220上時，由於第二高度H2與底盤高度Hm的總和大於第一高度H1，因此底盤110所在之高度高於充電接點部214所在之高度，使移動裝置10之底盤110位於充電接點部214上方，且底盤110與充電接點部214之間具有第一間隙G1。具體而言，當移動裝置10的驅動輪130繼續移動而沿斜面222逐漸爬升至墊高板220的頂面224時，由於墊高板220之頂面224與承載面1之間的第二高度H2與底盤高度Hm的總和大於充電接點部214之頂點與承載面1之間的第一高度H1，使得驅動輪130移動至墊高板220時，底盤110藉由墊高板220的抬升而高於充電接點部214。在此需注意，在移動輪130離開墊高板220之前，移動裝置10之底盤110的端部112較佳已達到或超過充電接點部214的正上方，且接點部120與充電接點部214之間較佳具有間隙而不會接觸。亦即，移動裝置10的底盤110藉由墊高板220抬升而高於充電接點部214，因而在墊高板220的頂面224移動時可避免底盤110與充電接點部214發生碰撞。再者，由於偵測部216與承載面1之間的高度低於充電接點部214與承載面1之間的高度，因此驅動輪130移動至墊高板220的頂面224時，偵測部216與底盤110之間具有第二間隙G2，且第二間隙G2大於第一間隙G1。於此實施例，第一間隙G1實質為第二高度H2與底盤高度Hm的總和與第一高度H1的差值。

如圖3C所示，當驅動輪130自墊高板220朝充電台210移動至定位凹部230時，由於第三高度H3與底盤高度Hm的總和小於或等於第一高度H1，因此底盤110所在之高度小於或等於充電接點部214所在之高度，使接點部140與充電接點部214接觸。具體而言，當驅動輪130自墊高板220朝充電台210繼續移動至定位凹部230時，底盤110的端部112已越過充電接點部214且接點部140較佳位於充電接點部214的正上方。再者，由於定位凹部230至承載面1之間的第三高度H3與底盤高度Hm的總和小於或等於充電接點部214的頂點與承載面1之間的第一高度H1，使得驅動輪130移動至定位凹部230時，接點部140與充電接點部214接觸。換言之，移動裝置10的底盤110因定位凹部230與墊高板220之間的段差而下降，使得接點部140壓抵充電接點部214而形成接觸，即底盤110之接點部140與充電接點部214之間無間隙。再者，由於底盤110下降且接點部140壓抵充電接點部214，因此驅動輪130移動至定位凹部230時，偵測部216與底盤110的指示部160也會形成接觸，進而可產生觸發訊號，以表示接點部140與充電接點部214已適當地接觸且指示充電座210對移動裝置10進行充電。

在此需注意，當驅動輪130自墊高板220朝充電台210移動至定位凹部230後，底盤110可與充電接點部214接觸，並相對於充電接點部214移動，以使接點部140移動至充電接點部214進而形成接觸。此時，藉由設置於充電接點部214的滾珠214a，可使得底盤110相對於充電接點部214的移動更加平順而降 低相對移動損壞充電接點部214的可能性。

此外，當移動裝置10自圖3A移動至圖3C的位置時(即自墊高板220前方移動至定位凹部230)，移動裝置10的對位件140以及第二惰輪152與第一惰輪151自導引部240的入口端進入導引部240並於導引部240中移動。導引部240的導引道側壁242限制對位件140的側向偏移，且對位件140藉由導引部240漸縮的寬度修正移動路徑，進而有效導引移動裝置10朝充電台210的方向移動。

再者，當驅動輪130移動至定位凹部230後，移動裝置10可藉由擋板250調整在定位凹部230中的位置。具體而言，驅動輪130移動至定位凹部230後，驅動輪130可在定位凹部230中繼續移動，直到移動裝置10碰到擋板250而被擋板250擋止。移動裝置10可藉此調整在定位凹部230中的位置，例如朝墊高板220方向移動預設距離(即接點部120與移動裝置10碰撞擋板250之部分之間的水平距離)，以定位移動裝置10而使得接點部120與充電接點部214接觸。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

Claims (11)

1. 一種充電座，設置於一承載面且用於提供一移動裝置充電，該移動裝置包含一底盤、設置於該底盤之一接點部及自該底盤突出並帶動該移動裝置移動的一驅動輪，該充電座包含： 一充電台，具有一台面及一充電接點部，該充電接點部突出於該台面，且該充電接點部與該承載面之間具有的一第一高度高於該底盤與該承載面之間的一底盤高度； 一墊高板，設置於該移動裝置朝該充電台移動之一移動路徑上，該墊高板與該承載面之間具有一第二高度，使該驅動輪移動至該墊高板上時，該第二高度與該底盤高度的總和大於該第一高度，該移動裝置之該底盤位於該充電接點部上方，且該底盤與該充電接點部之間具有一第一間隙；以及 一定位凹部，設置於該充電台及該墊高板之間且位於該移動裝置朝該充電台移動之該移動路徑上，該定位凹部至該承載面之間具有一第三高度，當該驅動輪自該墊高板朝該充電台移動至該定位凹部時，該第三高度與該底盤高度的總和小於或等於該第一高度，使該底盤覆蓋該台面且該接點部與該充電接點部接觸。
2. 如請求項1所述的充電座，其中該移動裝置藉由該驅動輪於該承載面移動，且該充電接點部之一頂點與該承載面之間具有該第一高度，該墊高板之一頂面與該承載面之間具有該第二高度，且該第二高度與該底盤高度的總和大於該第一高度。
3. 如請求項1所述的充電座，其中該移動裝置更包含一對位件，且該充電座更包含一導引部，該導引部設置於該墊高板及該定位凹部的一側，該導引部用以供該對位件對位以導引該移動裝置移動。
4. 如請求項3所述的充電座，其中該導引部為一導引道，且該導引道的一寬度朝相對遠離該充電台的方向而增加。
5. 如請求項4所述的充電座，其中該移動裝置更包含至少一惰輪，該至少一惰輪自該底盤突出。
6. 如請求項1所述的充電座，更具有一斜面，該斜面設置於該移動裝置朝該充電台移動之該移動路徑上且用以導引該驅動輪移動至該墊高板上。
7. 如請求項6所述的充電座，其中該底盤之一端部與該驅動輪之一軸心之間具有一第一水平距離，且該斜面與該充電接點部之間具有一第二水平距離，該第二水平距離實質大於該第一水平距離。
8. 如請求項1所述的充電座，其中該定位凹部為該充電台與該墊高板之間的一凹穴或一開孔。
9. 如請求項1所述的充電座，其中該充電台更具有一偵測部，該偵測部鄰近該充電接點部並突出於該台面，該驅動輪移動至該墊高板時，該偵測部與該底盤之間具有一第二間隙，該第二間隙大於該第一間隙；該驅動輪移動至該定位凹部時，該偵測部與該底盤接觸。
10. 如請求項1所述的充電座，其中該充電接點部包含一彈性探針，且該彈性探針的一頂部設有一滾珠。
11. 如請求項1所述的充電座，其中充電座更包含一擋板，該擋板相對於該墊高板設置於該充電台的另一端，該擋板用以擋止該移動裝置。