一种移动机器人自动充电对接机构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种移动机器人自动充电对接机构，包括引导锥和对接杆，引导锥安装在充电座上，并连接充电电源，对接杆安装在移动机器人车体上，通过连接引导锥内的充电电源完成对车内电池的充电。本实用新型专利技术的设计位于地面的固定充电桩和位于机器人上的对接结构，两者相互配合，既能够实现电气上的连接，又能够对机器人由于各种误差所产生的轨迹误差起到良好的适应，提高了系统成功对接的概率。设备简便实用、可靠性高、容错性强适用于各类移动机器人自动充电的对接机构。

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人自动充电对接机构
本专利技术涉及充电领域，尤其是一种自动充电的对接机构。
技术介绍
在机器人通过导航系统进入充电对接区域以后，充电系统必须有机构和电气上的连接才能实现对机器人进行充电的功能。在实际应用中由于机器人的设计制造精度、传感器安装位置误差和地面打滑等因素的影响以及机器人导航精度的限制，机器人的实际运动轨迹会与所规划的轨迹产生一定的位移偏差和角度偏差，这个偏差对于机器人对接充电产生不利的影响，所以需要具有消除位移误差和角度误差功能的对接机构，来确保机器人充电系统实现安全有效的对接。现有的移动机器人自动充电多是采用普通的插头和插座对接，由于插头和插座分别牢固安装在机器人和充电桩上，没有位置调整机构，要实现准确的对接充电完全依靠导航系统引导机器人准确定位，以此造成了对导航定位精度要求极高，成功对接的概率低的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种用于移动机器人自动充电的对接机构。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种移动机器人自动充电对接机构，包括引导锥和对接杆，所述引导锥安装在充电座上，并连接充电电源，所述对接杆安装在移动机器人车体上，通过连接引导锥内的充电电源完成对车内电池的充电；所述引导锥包括喇叭形椎体(1)、滑道(11)、第一弹簧(12)、第二弹簧(15)、固定板(13)、第二转动轴(14)、充电电极板(10)和环状金属(9)；所述引导锥(1)的半张角为45度，引导锥(1)的底部连接固定板(13)，固定板(13)通过第二转动轴(14)连接到充电座，第二转动轴(14)的两侧安装第二弹簧(15)，固定板(13)围绕第二转动轴(14)进行转动，在引导锥(1)的底部设有第一弹簧(12)，充电电极板(10)安装在弹簧(12)上，在充电电极板(10)中设有滑道(11)，电极板(10)可沿着滑道(11)滑动，电极板(10)滑动从而压缩第一弹簧(12)，充电座上的充电电源正极连接引导锥内中心位置的充电电极板(10)，作为正极的充电电极板，充电电极板(10)的外缘设有环状金属(9)，环状金属(9)连接充电电源的负极；所述对接杆包括锥体(2)、锥形前端(3)、第三弹簧(4)、第一转动轴(5)、走线槽(6)、电源正极(8)和电源负极(7)；锥体(2)的锥形前端(3)半锥角为45度，锥体(2)通过第一转动轴(5)连接移动机器人车体，第一转动轴(5)两侧设有第三弹簧(4)，锥体(2)围绕第一转动轴(5)进行转动，对接杆锥形前端(3)的顶部设有电源正极(8)，连接机器人电池正极，锥形前端(3)的锥形底部设有环状金属(7)连接机器人电池负极，锥体(2)的中心孔设有电源正极(8)和电源负极(7)导线的走线槽(6)；机器人在电量不足需要返回充电时，在导航系统的引导下进入充电对接区域，当机器人进入充电对接区域，通过车体的移动，使得车体上安装的对接杆(2)插向充电座上的引导锥(1)；如果机器人停靠位置与规划位置没有偏差，对接杆(2)直接插入引导锥(1)内，实现对接杆上的电源正极(8)和电源负极(7)分别与引导锥内充电电极板(10)和环状金属(9)对接，机器人接收到充电电流后，车体停止运动，开始进行对机器人的持续充电。机器人对接充电时，如果横向位置存在误差，对接杆锥形前端(3)与引导锥的内锥面相互接触，在机器人对接所产生的接触力的作用下，对接杆沿着引导锥的锥面向对接中心点滑动，直到滑动到引导锥的滑道(11)中，实现电气连接。当机器人进行对接的时候，如果对接角度存在误差，引导锥后面的固定板(13)围绕第二转动轴(14)转动，以调整引导锥的角度，同时，机器人对接杆围绕其自身转动轴(5)发生转动，以适合引导锥的角度，使机器人对接杆和充电站相互完成对接。当充电完成，引导锥和对接杆分离后，引导锥和对接杆左右两边安装的第三弹簧(4)和第二弹簧(15)，确保引导锥和对接杆恢复至原始状态。本专利技术的有益效果在于本专利技术设计位于地面的固定充电桩和位于机器人上的对接结构，两者相互配合，既能够实现电气上的连接，又能够对机器人由于各种误差所产生的轨迹误差起到良好的适应，提高了系统成功对接的概率。设备简便实用、可靠性高、容错性强适用于各类移动机器人自动充电的对接机构。附图说明图1为本专利技术移动机器人自动充电对接机构的示意图。图2为本专利技术引导锥和锥形杆的互配合示意图。图3为本专利技术引导锥与对接杆转动座的配合示意图。图4为本专利技术对接缓冲示意图。图5为本专利技术引导锥与充电座的配合示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。在实际的情况下，机器人导航系统和机器人的运动系统都不可避免的存在误差，机器人的实际运动轨迹与规划的理想轨迹会存在一定偏差，这种误差对于机器人的对接具有不利的影响，所以必需在对接机构上加以引导来消除这种误差。本专利技术所设计的对接机构可以允许机器人对接时，相对于充电站预设充电定位中心存在一定的位移误差和角度误差，降低了对导航系统和运动控制系统的要求。一种移动机器人自动充电对接机构，如图1所示，包括引导锥和对接杆，所述引导锥安装在充电座上，并连接充电电源，所述对接杆安装在移动机器人车体上，通过连接引导锥内的充电电源完成对车内电池的充电；所述引导锥包括喇叭形椎体(1)、滑道(11)、第一弹簧(12)、第二弹簧(15)、固定板(13)、第二转动轴(14)、充电电极板(10)和环状金属(9)；所述引导锥(1)的半张角为45度，引导锥(1)的底部连接固定板(13)，固定板(13)通过第二转动轴(14)连接到充电座，第二转动轴(14)的两侧安装第二弹簧(15)，固定板(13)围绕第二转动轴(14)进行转动，在引导锥(1)的底部设有第一弹簧(12)，充电电极板(10)安装在弹簧(12)上，在充电电极板(10)中设有滑道(11)，电极板(10)可沿着滑道(11)滑动，电极板(10)滑动从而压缩第一弹簧(12)，充电座上的充电电源正极连接引导锥内中心位置的充电电极板(10)，作为正极的充电电极板，充电电极板(10)的外缘设有环状金属(9)，环状金属(9)连接充电电源的负极。所述对接杆包括锥体(2)、锥形前端(3)、第三弹簧(4)、第一转动轴(5)、走线槽(6)、电源正极(8)和电源负极(7)。锥体(2)的锥形前端(3)半锥角为45度，锥体(2)通过第一转动轴(5)连接移动机器人车体，第一转动轴(5)两侧设有第三弹簧(4)，锥体(2)围绕第一转动轴(5)进行转动，对接杆锥形前端(3)的顶部设有电源正极(8)，连接机器人电池正极，锥形前端(3)的锥形底部设有环状金属(7)连接机器人电池负极，锥体(2)的中心孔设有电源正极(8)和电源负极(7)导线的走线槽(6)；机器人在电量不足需要返回充电时，在导航系统的引导下进入充电对接区域，当机器人进入充电对接区域，通过车体的移动，使得车体上安装的对接杆(2)插向充电座上的引导锥(1)。如果机器人停靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动机器人自动充电对接机构，包括引导锥和对接杆，其特征在于：/n所述引导锥安装在充电座上，并连接充电电源，所述对接杆安装在移动机器人车体上，通过连接引导锥内的充电电源完成对车内电池的充电；/n所述引导锥包括喇叭形椎体(1)、滑道(11)、第一弹簧(12)、第二弹簧(15)、固定板(13)、第二转动轴(14)、充电电极板(10)和环状金属(9)；/n所述喇叭形椎体(1)的半张角为45度，喇叭形椎体(1)的底部连接固定板(13)，固定板(13)通过第二转动轴(14)连接到充电座，第二转动轴(14)的两侧安装第二弹簧(15)，固定板(13)围绕第二转动轴(14)进行转动，在喇叭形椎体(1)的底部设有第一弹簧(12)，充电电极板(10)安装在弹簧(12)上，在充电电极板(10)中设有滑道(11)，电极板(10)可沿着滑道(11)滑动，电极板(10)滑动从而压缩第一弹簧(12)，充电座上的充电电源正极连接引导锥内中心位置的充电电极板(10)，作为正极的充电电极板，充电电极板(10)的外缘设有环状金属(9)，环状金属(9)连接充电电源的负极；/n所述对接杆包括锥体(2)、锥形前端(3)、第三弹簧(4)、第一转动轴(5)、走线槽(6)、电源正极(8)和电源负极(7)；/n锥体(2)的锥形前端(3)半锥角为45度，锥体(2)通过第一转动轴(5)连接移动机器人车体，第一转动轴(5)两侧设有第三弹簧(4)，锥体(2)围绕第一转动轴(5)进行转动，对接杆锥形前端(3)的顶部设有电源正极(8)，连接机器人电池正极，锥形前端(3)的锥形底部设有电源负极(7)连接机器人电池负极，锥体(2)的中心孔设有电源正极(8)和电源负极(7)导线的走线槽(6)；/n机器人在电量不足需要返回充电时，在导航系统的引导下进入充电对接区域，当机器人进入充电对接区域，通过车体的移动，使得车体上安装的锥体(2)插向充电座上的喇叭形椎体(1)；如果机器人停靠位置与规划位置没有偏差，锥体(2)直接插入喇叭形椎体(1)内，实现对接杆上的电源正极(8)和电源负极(7)分别与引导锥内充电电极板(10)和环状金属(9)对接，机器人接收到充电电流后，车体停止运动，开始进行对机器人的持续充电；/n机器人对接充电时，如果横向位置存在误差，对接杆锥形前端(3)与引导锥的内锥面相互接触，在机器人对接所产生的接触力的作用下，对接杆沿着引导锥的锥面向对接中心点滑动，直到滑动到引导锥的滑道(11)中，实现电气连接；/n当机器人进行对接的时候，如果对接角度存在误差，引导锥后面的固定板(13)围绕第二转动轴(14)转动，以调整引导锥的角度，同时，机器人对接杆围绕其自身第一转动轴(5)发生转动，以适合引导锥的角度，使机器人对接杆和充电站相互完成对接；当充电完成，引导锥和对接杆分离后，引导锥和对接杆左右两边安装的第三弹簧(4)和第二弹簧(15)，确保引导锥和对接杆恢复至原始状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人自动充电对接机构，包括引导锥和对接杆，其特征在于：
所述引导锥安装在充电座上，并连接充电电源，所述对接杆安装在移动机器人车体上，通过连接引导锥内的充电电源完成对车内电池的充电；
所述引导锥包括喇叭形椎体(1)、滑道(11)、第一弹簧(12)、第二弹簧(15)、固定板(13)、第二转动轴(14)、充电电极板(10)和环状金属(9)；
所述喇叭形椎体(1)的半张角为45度，喇叭形椎体(1)的底部连接固定板(13)，固定板(13)通过第二转动轴(14)连接到充电座，第二转动轴(14)的两侧安装第二弹簧(15)，固定板(13)围绕第二转动轴(14)进行转动，在喇叭形椎体(1)的底部设有第一弹簧(12)，充电电极板(10)安装在弹簧(12)上，在充电电极板(10)中设有滑道(11)，电极板(10)可沿着滑道(11)滑动，电极板(10)滑动从而压缩第一弹簧(12)，充电座上的充电电源正极连接引导锥内中心位置的充电电极板(10)，作为正极的充电电极板，充电电极板(10)的外缘设有环状金属(9)，环状金属(9)连接充电电源的负极；
所述对接杆包括锥体(2)、锥形前端(3)、第三弹簧(4)、第一转动轴(5)、走线槽(6)、电源正极(8)和电源负极(7)；
锥体(2)的锥形前端(3)半锥角为45度，锥体(2)通过第一转动轴(5)连接移动机器人车体，第一转动轴(5)两侧设有第三弹簧(4)，锥体...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳卫兵，王硕，张云珠，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：新型
国别省市：河南;41