CN109742832A - 一种充电座及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自主充电技术领域，公开一种充电座及机器人。所述充电座包括：充电电极，充电电极一端设置有凹槽，凹槽的上方覆盖有电极片；所述机器人包括充电头，充电头具有向外凸设的弧面，充电头被配置为能够与电极片抵接，并挤压电极片朝向凹槽弹性变形，以增大与充电头的接触面积。本发明通过在充电座的充电电极上设置能够弹性变形的电极片，并在机器人上设置具有弧面的充电头，以使充电头抵接并挤压电极片时，充电座能够为机器人充电，电极片能够弹性变形以贴合充电头，提高连接充电座与机器人对接的可靠性，增大充电头与电极片的接触面积；通过在充电电极上设置凹槽，电极片覆盖于凹槽的上方，为电极片提供弹性变形的空隙。

Description

一种充电座及机器人

技术领域

本发明涉及自主充电技术领域，尤其涉及一种充电座及机器人。

背景技术

可移动式的机器人广泛应用于搬运、巡逻、清洁、娱乐等多种场合。机器人通常内置电池，为其自身提供电能。机器人运行过程中，如果机器人电量过低，则需要对机器人充电。工作人员可以手动为机器人充电，但这种方式需要消耗工作人员大量的时间，且如果工作人员未能及时发现待充电的机器人，还会耽误机器人正常的工作，降低工作效率。为解决这一问题，现有技术提出，通过设计一种可以与机器人对接的充电座，机器人能够自主行走至充电座充电。然而，由于机器人朝向充电座的移动过程具有一定误差，机器人与充电座的对接的精度难以保证，导致对接成功率低、电极接触不良等问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种充电座和机器人，充电器为机器人充电时，充电电极与充电头对接可靠，电极片与充电头的接触面积大，接触电阻小。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种充电座，包括：充电电极，所述充电电极一端设置有凹槽，所述凹槽的上方覆盖有电极片，所述电极片被配置为在与充电头接触时能够朝向所述凹槽弹性变形以增大与所述充电头的接触面积。

作为一种充电座的优选方案，所述充电座还包括固定座，所述充电电极滑动和/或摆动设置在所述固定座上。

作为一种充电座的优选方案，还包括弹性件，所述弹性件设置在所述固定座与所述充电电极之间。

作为一种充电座的优选方案，所述固定座和所述充电电极中的一个设置有滑槽，另一个设置有滑块，所述滑块能够在所述滑槽内滑动。

作为一种充电座的优选方案，所述滑块为圆柱形，所述滑块能够在所述滑槽内转动。

作为一种充电座的优选方案，所述固定座内还设置有限位件，以限制所述充电电极相对所述固定座滑动和/或摆动的范围。

作为一种充电座的优选方案，还包括：电源适配器，所述电源适配器与所述充电电极电连接；及对接结构，所述对接结构能够被传感器识别。

作为一种充电座的优选方案，所述对接结构为截面为三角形的槽体结构。

作为一种充电座的优选方案，所述电源适配器可拆卸地设置在所述充电座上。

一种机器人，包括充电头，所述充电头具有向外凸设的弧面，所述充电头被配置为能够与以上任一方案所述的充电座的电极片抵接，并挤压所述电极片朝向凹槽弹性变形。

作为一种机器人的优选方案，还包括传感器，所述传感器被配置为识别所述充电座。

本发明的有益效果为：

本发明通过提供一种充电座和机器人，二者配合使用，充电座上设置有充电电极，机器人上设置有充电头，充电电极上的电极片与充电头接触时，充电座能够为机器人充电；电极片能够弹性变形，充电头具有向外凸设的弧面，充电头抵接并挤压电极片时，电极片发生弹性变形以贴合充电头的弧面，从而提高提高充电头与电极片的接触面积，减小充电时的接触电阻，且能够提高充电成功率；通过在充电电极上设置凹槽，电极片覆盖于凹槽的上方，为电极片提供弹性变形的空隙。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的充电座的立体图；

图2是本发明提供的充电头的立体图；

图3是本发明提供的充电座的后视图；

图4是本发明提供的固定座及充电电极的剖视图；

图5是本发明图4中A处的局部放大图；

图6是本发明提供的充电电极在A处的另一种状态的局部放大图；

图7是本发明提供的充电头与充电电极一种对接状态的剖视图；

图8是本发明提供的充电头与充电电极另一种对接状态的剖视图。

图中：

1-充电电极，11-凹槽，12-滑块，13-电极片，2-走线卡槽，3-固定座，31-滑槽，32-限位件，4-弹性件，5-充电头，51-弧面，6-电源适配器，7-对接结构，8-安装框。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种充电座和机器人，如图1所示，充电座可以包括充电电极1。如图2所示，机器人(图中未示出)可以包括充电头5，充电电极1与充电头5对接时，充电座能够为机器人充电。当然，也可以将充电电极1设置在机器人上，并将充电头5设置在充电座上，同样可以实现充电座为机器人充电的过程。此外，应对机器人做广义理解，机器人可以为电驱动的机械装置。为方便介绍，本实施例以充电电极1设置在充电座上，充电头5设置在机器人上为例，阐述充电座及机器人的结构及工作原理。

如图3所示，充电座还包括电源适配器6，电源适配器6与充电电极1电连接，电源适配器6能够将通用电压转化为适合机器人充电的电压。机器人还包括机器人本体，充电头5与机器人本体电连接。充电电极1与充电头5对接时，电源适配器6与机器人本体电连接，以实现充电座为机器人充电。

可选地，电源适配器6可拆卸地设置在充电座上，以使在充电座其他结构产生故障时，能够拆卸电源适配器6直接为机器人充电。具体而言，充电座上设置有安装框8，电源适配器6可拆卸地设置在安装框8中。电源适配器6上连接有电源线，安装框8的外侧壁可以设置有绕线槽，电源线能够绕设在绕线槽中，实现电源线的合理收纳，且能够通过调整电源线在绕线槽中缠绕的圈数，调整电源线伸出充电座的长度。安装框8的一侧设置有走线卡槽2，电源线的一端能够穿过走线卡槽2伸至充电座一侧，以连接至外部电源，走线卡槽2能够固定电源线，避免电源线与其他结构干涉、磨损带来安全隐患。

充电座还可以包括电路板，电路板设置在充电座内，电源适配器6通过电路板与充电电极1电连接，电路板能够判断充电电极1与充电头5的对接状态，并根据对接状态控制电源适配器6传递至充电电极1的电压。具体而言，当充电电极1未与充电头5对接时，充电电极1处于低电压状态，此时充电电极1的电压远小于人体安全电压，能够避免人误触充电电极1引起的安全问题；充电电极1与充电头5对接后，充电电极1与充电头5产生电流，电路板检测到充电电极1上的电流等于预设电流时，电路板调整充电电极1的电压至标准状态，以实现充电座对机器人的充电。

机器人使用过程中，为了提高自动化程度，减少人工支出，需要机器人能够自主行走至充电座充电。为实现上述功能，机器人上可以设置有传感器，传感器被配置为识别充电座；继续参照图1，充电座上可以设置有对接结构7，对接结构7能够被机器人的传感器识别，从而使机器人能够自主行走至充电座充电。具体而言，传感器可以为激光传感器，机器人还可以包括控制器。激光传感器能够发射激光，并接受反射回的激光，并将接受到的激光信息转换为电信号，传输给控制器，控制器通过对反射回的激光信息进行分析，判断机器人前方是否有对接结构7，并计算机器人与对接结构7的距离和角度，进而控制机器人本体向充电座行走。在其他实施例中，传感器和对接结构7也可以采用其他例如电磁传感器与磁块等能够实现智能识别的组合。

对接结构7可以是截面为三角形的槽体结构。由于通常墙体或其他装置中相邻两个面的夹角多为直角三角形，对接结构7可以选择截面为钝角三角形或锐角三角形的槽体结构，以更有效的与对接结构7外的结构区分。机器人上还可以设置有与对接结构7适配的导向块，导向块能够与对接结构7配合，为充电电极1与充电头5的对接起导向作用。

机器人朝向充电座的移动过程具有一定误差，机器人与充电座的对接的精度难以保证，容易导致对接成功率低，出现充电电极1与充电头5接触不良等问题。为了解决这一问题，如图4-图6所示，充电电极1还可以设置有凹槽11和电极片13。凹槽11设置在充电电极1的一端，电极片13覆盖于凹槽11的上方，且电极片13能够弹性变形。充电电极1上的电极片13能够通过电路板与电源适配器6电连接。如图7-图8所示，充电头5可以具有向外凸设的弧面51，充电头5被配置为弧面51与电极片13抵接，并挤压电极片13朝向凹槽11弹性变形。充电电极1与充电头5对接时，即充电头5抵接并挤压电极片13时，电极片13能够发生弹性变形以贴合充电头5的弧面51，提高充电电极1与充电头5对接的可靠性，提高充电头5与电极片13的接触面积，减小接触电阻，降低能耗。通过在充电电极1上设置凹槽11，且电极片13覆盖于凹槽11的上方，能够在固定电极片13的同时，为电极片13提供朝向凹槽11弹性变形的空隙，以确保电极片13能够弹性变形。此外，通过在充电头5上设置向外凸设的弧面51，还可以在充电电极1与充电头5对接具有较小的角度偏离时，也能够实现电极片13与充电头5的有效接触。电极片13覆盖于凹槽11上方的部分可以为长方形的片状结构，长方形的长边沿水平方向设置，以使充电头5能够在较大的水平范围内与充电电极1对接。

继续参照图4、图7及图8，为了进一步适应机器人朝向充电座的移动误差，充电座还可以包括固定座3，充电电极1滑动和/或摆动设置在固定座3上，电极片13与充电头5接触时，充电电极1能够根据充电头5调整在固定座3中的位置。充电座还可以包括弹性件4，弹性件4设置在固定座3与充电电极1之间。具体而言，弹性件4可以设置在固定座3的内部，弹性件4的一端固定在固定座3上，弹性件4的另一端固定在充电电极1上。通过设置弹性件4，充电座能够为充电电极1施加朝向充电头5方向的力，能够保证设置在充电电极1上的电极片13始终处于与充电头5抵接的状态。弹性件4可以选择螺旋压缩弹簧，螺旋压缩弹簧具有安装简单，不易疲劳等优势，在其他实施例中，弹性件4也可以采用扭簧等其他能够实现该功能的弹性元件，也可以将弹性件4设置在固定座3的外侧，均能够实现本功能。固定座3内还可以设置有限位件32，限位件32能够限制充电电极1相对固定座3滑动和/或摆动的范围。具体而言，限位件32与充电电极1抵接时，能够限制充电电极1进一步相对固定座3滑动和/或摆动，避免弹性件4由于过度变形而失效。限位件32可以选择螺柱，固定座3可以设置有螺孔，限位件32与固定座3可以通过螺纹连接，具有拆装方便、加工简单的优势。

充电电极1可以相对固定座3产生滑动，以降低机器人与充电座对接时二者间的冲击，且充电电极1在移动过程中能够进一步调整，使电极片13更好地与充电头5的接触。充电电极1也可以相对固定座3产生摆动，从而进一步适应机器人移动误差导致的充电头5的移动方向偏离的情况。充电电极1可以同时相对固定座3发生滑动与摆动，以适应各种情况，提高充电座与机器人对接的成功率，优化电极片13与充电头5的接触状态。

具体而言，固定座3和充电电极1中的一个可以设置有滑槽31，另一个可以设置有滑块12，滑块12能够在滑槽31内滑动，以实现充电电极1相对固定座3的滑动。固定座3和充电电极1可以通过铰接的形式，充电电极1绕铰接端转动时，实现固定座3相对充电电极1的摆动。为了同时实现充电电极1相对固定座3的滑动与摆动，固定座3和充电电极1中的一个可以设置有滑槽31，另一个可以设置有滑块12，滑块12为圆柱形，滑块12能够在滑槽31内转动且能够沿滑槽31滑动。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种充电座，其特征在于，包括：

充电电极(1)，所述充电电极(1)一端设置有凹槽(11)，所述凹槽(11)的上方覆盖有电极片(13)，所述电极片(13)被配置为在与充电头(5)接触时能够朝向所述凹槽(11)弹性变形以增大与所述充电头(5)的接触面积。

2.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于，所述充电座还包括固定座(3)，所述充电电极(1)滑动和/或摆动设置在所述固定座(3)上。

3.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，还包括弹性件(4)，所述弹性件(4)设置在所述固定座(3)与所述充电电极(1)之间。

4.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，所述固定座(3)和所述充电电极(1)中的一个设置有滑槽(31)，另一个设置有滑块(12)，所述滑块(12)能够在所述滑槽(31)内滑动。

5.根据权利要求4所述的充电座，其特征在于，所述滑块(12)为圆柱形，所述滑块(12)能够在所述滑槽(31)内转动。

6.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，所述固定座(3)内还设置有限位件(32)，以限制所述充电电极(1)相对所述固定座(3)滑动和/或摆动的范围。

7.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于，还包括：

电源适配器(6)，所述电源适配器(6)与所述充电电极(1)电连接；及

对接结构(7)，所述对接结构(7)能够被传感器识别。

8.根据权利要求7所述的充电座，其特征在于，所述对接结构(7)为截面为三角形的槽体结构。

9.根据权利要求7所述的充电座，其特征在于，所述电源适配器(6)可拆卸地设置在所述充电座上。

10.一种机器人，其特征在于，包括充电头(5)，所述充电头(5)具有向外凸设的弧面(51)，所述充电头(5)被配置为能够与权利要求1-9中任一项所述的充电座的电极片(13)抵接，并挤压所述电极片(13)朝向凹槽(11)弹性变形。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，还包括传感器，所述传感器被配置为识别所述充电座。