一种重载AGV自动充电装置及其充电方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种重载AGV自动充电装置及其充电方法。重载AGV由于体积较大，质量较重，无法精确定位充电位置，影响充电效率。本发明专利技术重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构和充电桩。车载充电机构包括充电插头、车载外壳、弹性臂、固定管、伸缩件和伸缩驱动组件。充电桩包括桩体、充电插座和升降驱动器。充电插座包括插座主体和锁紧保护组件。插座主体上的开设有充电通道。锁紧保护组件包括保护滑块、保护复位弹簧和锁紧单元。锁紧单元包括锁紧凸轮杆、滑动锁杆、联动连接件、第一锁紧复位弹簧和第二锁紧复位弹簧。本发明专利技术通过重型AGV自动伸出充电插头的形式，实现充电插头与充电插座的对接，完成自动充电。

A Heavy-duty AGV Automatic Charging Device and Its Charging Method

【技术实现步骤摘要】
一种重载AGV自动充电装置及其充电方法
本专利技术属于自动充电
，具体涉及一种重载AGV自动充电装置及其充电方法
技术介绍
随着“工业4.0”和“中国制造2025”概念的提出，AGV小车(自动导引运输车)在无人化物流搬运领域已成为工厂实现自动化、智能化搬运的重要载体，如无人码头，快递自动分拣等。AGV小车几乎采用电池供电提供动力，电池没电时小车根据算法到充电桩前充电。重载AGV由于体积较大，质量较重，无法精确定位充电位置，影响充电效率。此外，由于不同种类和规格的ADV小车越来越多，很多充电触头和接口并不匹配，根据行业标准，设计一种通用的充电对接装置也非常必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重载AGV自动充电装置及其充电方法。本专利技术重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构和充电桩。所述的车载充电机构包括充电插头、车载外壳、弹性臂、固定管、伸缩件和伸缩驱动组件。所述的固定管固定在车载外壳内。伸缩件与固定管构成滑动副，并由伸缩驱动组件驱动。所述弹性臂的内端与伸缩件固定。所述的充电桩包括桩体、充电插座和升降驱动器。所述的充电插座包括插座主体和锁紧保护组件。插座主体与桩体构成沿竖直方向滑动的滑动副，并由升降驱动器驱动。所述插座主体上的开设有充电通道。充电通道由依次相连的导向段、锁紧段、充电段组成。导向段呈由外至内的渐缩状。充电段处安装有充电接口。充电接口与充电插头对应。所述的锁紧保护组件包括保护滑块、保护复位弹簧和锁紧单元。所述的保护滑块设置在充电段内。保护复位弹簧的两端与保护滑块、插座主体分别连接。所述插座主体上开设有n条轴向锁位滑道和n条径向锁定滑道，n≤10。n条轴向锁位滑道沿导向段的周向排列。n条径向锁定滑道的一端与n条轴向锁位滑道分别连通，另一端均与导向段的侧面连通。所述的锁紧单元包括锁紧凸轮杆、滑动锁杆、联动连接件、第一锁紧复位弹簧和第二锁紧复位弹簧。锁紧单元共有n个。n个锁紧单元内的锁紧凸轮杆分别设置在n条轴向锁位滑道内。n根滑动锁杆分别设置在n条径向锁定滑道内。锁紧凸轮杆的侧部设置有锁紧凸起。n根锁紧凸轮杆上的锁紧凸起均朝向充电通道的锁紧段。n根锁紧复位弹簧的一端与n根锁紧凸轮杆分别固定，另一端均与插座主体固定。n根第二锁紧复位弹簧的一端与n根滑动锁杆分别固定，另一端均与插座主体固定。n根联动连接件的一端与n根锁紧凸轮杆的外端分别固定，另一端均与保护滑块固定。进一步地，初始状态下，充电接口与保护滑块接触，n根滑动锁杆到锁紧段轴线的距离大于锁紧段的直径。弹性臂外端端面与导向段内端端面接触的状态下，n根滑动锁杆到锁紧段轴线的距离小于D1。D1为弹性臂的直径。进一步地，所述导向段外端端部的横截面呈椭圆形，且该椭圆形的长轴水平设置。该椭圆形的长轴长度等于3.5D1，短轴长度等于2.5D1。D1为弹性臂的直径。导向段内端端部的横截面呈圆形，且直径等于1.05D1。锁紧段的横截面呈圆形，且直径等于D1+0.5mm。锁紧段与导向段的连接处设有倒角。充电段的横截面呈圆形，且直径等于D2+0.5mm。D2为充电插头的直径。所述保护滑块的侧面为圆柱面，且直径等于D2。进一步地，所述充电插头的侧面上设置有沿充电插头轴向依次等间距排列的七个金属触圈。所述的充电接口包括七个弹簧针组。弹簧针组由沿充电段轴线的周向均布的多根弹簧针组成。同一弹簧针组内的多根弹簧针连接在一起。七个弹簧针组沿充电段的轴线方向依次排列。七个弹簧针组到充电通道导向段内端端面的距离与七个金属触圈到弹性臂外端端面的距离分别相等。进一步地，所述充电插头的七个金属触圈与AGV小车内车载充电管理模块的七个输入接口分别连接。充电接口内七个弹簧针组与桩体内充电系统的七根传输线分别连接。进一步地，所述的伸缩驱动组件包括第一连杆、第二连杆、驱动滑块、滑轨和单轴驱动器。单轴驱动器的基座固定在车载外壳内。滑轨固定在单轴驱动器的滑动块上。滑轨的轴线平行于第一连杆、第二连杆的相对滑动方向，且垂直于单轴驱动器的驱动方向。驱动滑块与滑轨构成滑动副。第一连杆、第二连杆的一端均与驱动滑块铰接，另一端与固定管、伸缩件分别构成滑动副。进一步地，所述的升降驱动器包括升降丝杠、升降螺母和升降电机。竖直设置的升降丝杠支承在桩体内。升降电机固定在桩体上，且输出轴与升降丝杠的一端固定。升降螺母固定在插座主体内。升降螺母与升降丝杠构成螺旋副。进一步地，所述的车载充电机构还包括身份标识。身份标识安装在AGV小车上。充电桩还包括标识读取装置。标识读取装置安装在桩体上。进一步地，所述充电插头的外端面呈圆锥状。保护滑块的外端面设置有锥形凹槽。所述弹性臂的材质为橡胶。所述的联动连接件采用绳索。该重载AGV自动充电装置的充电方法具体如下：步骤一、被充电AGV小车移动到充电桩处，使得充电插头对准插座主体上充电通道的升降轨迹。步骤二、升降驱动器驱动插座主体移动至与充电插头高度对应的高度。步骤三、伸缩驱动组件驱动弹性臂推出，使得弹性臂伸入充电通道，并在导向段的引导下发生弯曲，消除充电AGV小车定位时的横向误差和插座主体定位时的纵向误差，使得充电插头与充电通道内的充电接口对齐。步骤四、充电插头进入充电通道的充电段，推动保护滑块滑动，使得充电插头与充电接口对接。同时，保护滑块拉动n根锁紧凸轮杆滑动，使得n根滑动锁杆的沿径向滑动，抵住弹性臂。步骤五、对AGV小车充电。步骤六、充电完成后，伸缩驱动组件驱动弹性臂缩回，保护滑块、n根锁紧凸轮杆、n根滑动锁杆分别复位。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术通过重型AGV自动伸出充电插头的形式，实现充电插头与充电插座的对接，完成自动充电。在充电插头伸出的过程中，弹性臂与充电插座上的充电通道相配合，能够自动补偿横向和纵向误差，进而在不提高对重型AGV定位精度的基础上实现了充电插头与充电插座的高精度对接。2、本专利技术的充电插座能够升降，故能够满足不同型号的AGV的充电需求。3、本专利技术的锁紧保护组件在初始状态下能够保护充电接口，在充电状态下，能够锁紧弹性臂，进而保证了充电插座的寿命和充电过程的稳定性。4、本专利技术将竖直升降转化为水平伸缩，节省空间，呈V形设置的第一连杆、第二连杆能够放大位移量，使得本专利技术能够选用行程更小的单轴驱动器，以降低成本。5、本专利技术使用视觉技术识别各车型的充电枪信息，通用性高，有较大经济效益。附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术中车载充电机构与充电桩的对接示意图；图3为本专利技术中车载充电机构的第一张示意图；图4为本专利技术中车载充电机构的第二张示意图；图5为本专利技术中车载充电机构的运动简图；图6为本专利技术中充电插头与充电插座对接的示意图；图7为本专利技术中插座主体的立体图；图8为本专利技术中插座主体的剖视图；图9为本专利技术中锁紧保护组件的运动简图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、2、3和4所示，重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构6和充电桩5。车载充电机构6包括身份标识2、充电插头3、车载外壳7、弹性臂8、封盖9、固定管10、伸缩件16和伸缩驱动组件。弹性臂8的材质为橡胶。车载外壳7固定在AGV小车1内。身份标识2安装在AGV小车1上。身份标识2采用印有二维码的卡片。身份标识2记载有对应的AGV小车1信息或指向对应的AGV小车1信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构和充电桩；其特征在于：所述的车载充电机构包括充电插头、车载外壳、弹性臂、固定管、伸缩件和伸缩驱动组件；所述的固定管固定在车载外壳内；伸缩件与固定管构成滑动副，并由伸缩驱动组件驱动；所述弹性臂的内端与伸缩件固定；所述的充电桩包括桩体、充电插座和升降驱动器；所述的充电插座包括插座主体和锁紧保护组件；插座主体与桩体构成沿竖直方向滑动的滑动副，并由升降驱动器驱动；所述插座主体上的开设有充电通道；充电通道由依次相连的导向段、锁紧段、充电段组成；导向段呈由外至内的渐缩状；充电段处安装有充电接口；充电接口与充电插头对应；所述的锁紧保护组件包括保护滑块、保护复位弹簧和锁紧单元；所述的保护滑块设置在充电段内；保护复位弹簧的两端与保护滑块、插座主体分别连接；所述插座主体上开设有n条轴向锁位滑道和n条径向锁定滑道，n≤10；n条轴向锁位滑道沿导向段的周向排列；n条径向锁定滑道的一端与n条轴向锁位滑道分别连通，另一端均与导向段的侧面连通；所述的锁紧单元包括锁紧凸轮杆、滑动锁杆、联动连接件、第一锁紧复位弹簧和第二锁紧复位弹簧；锁紧单元共有n个；n个锁紧单元内的锁紧凸轮杆分别设置在n条轴向锁位滑道内；n根滑动锁杆分别设置在n条径向锁定滑道内；锁紧凸轮杆的侧部设置有锁紧凸起；n根锁紧凸轮杆上的锁紧凸起均朝向充电通道的锁紧段；n根锁紧复位弹簧的一端与n根锁紧凸轮杆分别固定，另一端均与插座主体固定；n根第二锁紧复位弹簧的一端与n根滑动锁杆分别固定，另一端均与插座主体固定；n根联动连接件的一端与n根锁紧凸轮杆的外端分别固定，另一端均与保护滑块固定。...

【技术特征摘要】
1.一种重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构和充电桩；其特征在于：所述的车载充电机构包括充电插头、车载外壳、弹性臂、固定管、伸缩件和伸缩驱动组件；所述的固定管固定在车载外壳内；伸缩件与固定管构成滑动副，并由伸缩驱动组件驱动；所述弹性臂的内端与伸缩件固定；所述的充电桩包括桩体、充电插座和升降驱动器；所述的充电插座包括插座主体和锁紧保护组件；插座主体与桩体构成沿竖直方向滑动的滑动副，并由升降驱动器驱动；所述插座主体上的开设有充电通道；充电通道由依次相连的导向段、锁紧段、充电段组成；导向段呈由外至内的渐缩状；充电段处安装有充电接口；充电接口与充电插头对应；所述的锁紧保护组件包括保护滑块、保护复位弹簧和锁紧单元；所述的保护滑块设置在充电段内；保护复位弹簧的两端与保护滑块、插座主体分别连接；所述插座主体上开设有n条轴向锁位滑道和n条径向锁定滑道，n≤10；n条轴向锁位滑道沿导向段的周向排列；n条径向锁定滑道的一端与n条轴向锁位滑道分别连通，另一端均与导向段的侧面连通；所述的锁紧单元包括锁紧凸轮杆、滑动锁杆、联动连接件、第一锁紧复位弹簧和第二锁紧复位弹簧；锁紧单元共有n个；n个锁紧单元内的锁紧凸轮杆分别设置在n条轴向锁位滑道内；n根滑动锁杆分别设置在n条径向锁定滑道内；锁紧凸轮杆的侧部设置有锁紧凸起；n根锁紧凸轮杆上的锁紧凸起均朝向充电通道的锁紧段；n根锁紧复位弹簧的一端与n根锁紧凸轮杆分别固定，另一端均与插座主体固定；n根第二锁紧复位弹簧的一端与n根滑动锁杆分别固定，另一端均与插座主体固定；n根联动连接件的一端与n根锁紧凸轮杆的外端分别固定，另一端均与保护滑块固定。2.根据权利要求1所述的一种重载AGV自动充电装置，其特征在于：初始状态下，充电接口与保护滑块接触，n根滑动锁杆到锁紧段轴线的距离大于锁紧段的直径；弹性臂外端端面与导向段内端端面接触的状态下，n根滑动锁杆到锁紧段轴线的距离小于D1；D1为弹性臂的直径。3.根据权利要求1所述的一种重载AGV自动充电装置，其特征在于：所述导向段外端端部的横截面呈椭圆形，且该椭圆形的长轴水平设置；该椭圆形的长轴长度等于3.5D1，短轴长度等于2.5D1；D1为弹性臂的直径；导向段内端端部的横截面呈圆形，且直径等于1.05D1；锁紧段的横截面呈圆形，且直径等于D1+0.5mm；锁紧段与导向段的连接处设有倒角；充电段的横截面呈圆形，且直径等于D2+0.5mm；D2为充电插头的直径；所述保护滑块的侧面为圆柱面，且直径等于D2。4.根据权利要求1所述的一种重载AGV自动充电装置，其特征在于：所述充电插头的侧面上设置有沿充...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓磊，许明，刘露，闫梦梦，李乾毓，韩雨轩，章佳奇，陈国金，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33