智能小车弹性充电装置及其构成的自动充电系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能小车弹性充电装置及其构成的自动充电系统，包括弹性充电装置以及智能小车，在充电桩侧部设置有弹性正极充电接头和弹性负极充电接头；智能小车上设置有充电头(+)和充电头(‑)，用于与弹性充电装置的正极充电接头和负极充电接头对接；需要充电时，智能小车底部的RFID读卡器检测读取该射频标签信息，并上传给智能小车的控制系统，通过运动补偿，实现精确定位；智能小车停靠后，在电磁推杆的推送下，充电头伸出，进行充电对接，由智能小车的控制系统通过数传电台，向充电桩上的感应开关下发指令使回路导通，充电结束后，充电桩关闭充电电源，智能小车控制电磁推杆回位。

【技术实现步骤摘要】
智能小车弹性充电装置及其构成的自动充电系统
本专利技术属于自动化
，具体涉及一种智能小车弹性充电装置及其构成的自动充电系统。
技术介绍
智能小车、机器人等自主作业装备应用越来越广泛。按原有的连接供电线缆的供电方式已经无法适应机器人的供电需求，所以采用电池供电驱动，但电池电量具有一定的使用期限，当电量用完后，必须更换电池或进行充电才能继续使用。传统电池充电的方式采用人工作业，人工充电模式不仅耗费人力而且自动化程度低，不利于装备自主化持续性工作。在实际应用中，要求免人力免维护24小时运行的设备越来越多；自动充电技术是解决智能小车续航问题的有效方式。充电插头与充电桩承接板进行准确对接的问题是核心问题；现有的接触式的充电方式，无法适应长期频繁的充电操作，同时在智能小车与充电桩靠近接触时，由于智能小车存在一定的运动惯性，当智能小车接触到充电桩时，无法第一时间停止运动，使其容易与充电桩发生剧烈碰撞，进而导致充电桩或机器人的损坏，进而降低了两者的使用安全性。采用CCD图形定位识别，结合三轴移动平台来实现准确对位，这样自动对位装置的结构复杂，成本高昂。因此，需要对现有的自动对位装置进行进一步优化。部分充电方式还存在漏电或误触的危险，充电系统的安全性不高。现有的智能小车自动充电方案没有电刷之间对接成功的反馈，大部分都是基于一种智能小车调试定位准确为先验条件的开环控制，不能确保电刷间正确的贴合导通，有产生电弧和短路的风险。电刷成功对接的自适应差，现有智能小车自动充电电刷都是固定在只有一个活动维度的构件上，当车体位姿不对时，可能产生电刷之间只有线接触上，在充电回路导通后会产生电弧，烧蚀电刷以及更大的危害。因此，如何提供一种能克服上述弊端的自动充电系统就成了业内需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能小车弹性充电装置及其构成的充电系统，本专利技术采用地面纠偏导轨和RFID标签结合的方式，能精确的实现智能小车所带充电头与充电桩电极的对接，实现自动充电。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种智能小车弹性充电装置，包括充电桩，在充电桩侧部设置有正极充电接头和负极充电接头；正极充电接头包括第一外丝套筒、第一内丝螺母、第一弹性模块和正极触头，第一外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第一外丝套筒的另一端与第一内丝螺母通过螺纹连接，第一内丝螺母与第一弹性模块一端连接，第一弹性模块另一端与正极触头连接；负极充电接头包括第二外丝套筒、第二内丝螺母、第二弹性模块和负极触头，第二外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第二外丝套筒的另一端与第二内丝螺母通过螺纹连接，第二内丝螺母与第二弹性模块一端连接，第二弹性模块另一端与负极触头连接；所述正极触头包括第一导电铜排、正极接触片、第一磁铁，第一导电铜排通过导线与充电桩中的正极输出电源连接，正极接触片安装在第一导电铜排外侧面，正极接触片为凸出弧形结构，所述第一磁铁嵌装在正极接触片内；所述负极触头包括第二导电铜排、负极接触片、第二磁铁，第二导电铜排通过导线与充电桩中的负极输出电源连接，负极接触片安装在第二导电铜排外侧面，负极接触片为凸出弧形结构，所述第二磁铁嵌装在负极接触片内。在上述技术方案中，所述正极触头的第一导电铜排铰接在第一弹性模块外端，所述负极触头的第二导电铜排铰接在第二弹性模块外端，这样能够使正极触头和负极触头具有一定的活动量，进行自适应姿态调整，以更好的实现与待充电设备形成良好贴合接触。在上述技术方案中，所述第一弹性模块和第二弹性模块的结构相同，第一弹性模块包括空心内杆、空心外套筒和弹簧，所述空心内杆的前端与第一内丝螺母连接，空心外套筒滑动套装在空心内杆上，并且在空心内杆和空心外套筒之间设置有限位台，防止空心内杆和空心外套筒脱离，所述空心外套筒外端设置有安装板，所述正极触头的第一导电铜排铰接该安装板上，并且在该安装板上设置有穿线孔，充电桩的正极输出电源线经过第一外丝套筒、空心内杆、空心外套筒和安装板的穿线孔与第一导电铜排背面连接，实现内部走线；所述弹簧套装在空心内杆和空心外套筒上并位于第一内丝螺母和安装板之间。一种智能小车自动充电系统，包括弹性充电装置以及智能小车，智能小车上设置有充电头(+)和充电头(-)，用于与弹性充电装置的正极充电接头和负极充电接头对接；充电头(+)5采用导电铜块，并内嵌第三磁铁，并且该导电铜块的外表面为与正极接触片配合的凹槽型，充电头(+)通过第一电磁推杆连接在智能小车侧部；所述充电头(-)采用导电铜块，并内嵌第四磁铁，并且该导电铜块的外表面为与负极接触片配合的凹槽型，充电头(-)通过第二电磁推杆连接在智能小车侧部；所述智能小车底端设置有纠偏导轨，沿纠偏导轨行驶；充电桩布置在偏导轨一侧合适位置，使智能小车的充电头(+)和充电头(-)被电磁推杆推出后能够与充电桩上的正极充电接头和负极充电接头对接；在智能小车的底部设置有RFID读卡器，RFID读卡器与智能小车的控制系统连接，在智能小车的行驶轨迹上靠近充电桩位置设置射频标签。在上述技术方案中，所述RFID读卡器能够在距离射频标签直至10cm处获取卡片信息，给与智能小车充足的安全停止距离。在上述技术方案中，充电头(+)和充电头(-)与正极充电接头和负极充电接头位于同一高度。在上述技术方案中，充电桩上配置有用于控制充电回路导通的感应开关。在上述技术方案中，在正极接触片和负极接触片上设置有薄膜压力传感器用于感知是否与智能小车的充电头(+)和充电头(-)对接。智能小车自动充电系统的工作方法如下：智能小车沿着纠偏导轨行驶，需要充电时，当走至射频标签时，智能小车底部的RFID读卡器检测读取该射频标签信息，并上传给智能小车的控制系统，通过运动补偿，实现精确定位；智能小车停靠后，在第一电磁推杆和第二电磁推杆的推送下，充电头(+)和充电头(-)伸出，直至接触到与之对应的正极接触片和负极接触片，由薄膜压力传感器确定对接是否满足要求；由智能小车的控制系统通过无线通讯模块向充电桩的控制系统发送控制指令，进而向感应开关下发指令，使充电回路导通，实现充电；充电结束后，充电桩关闭充电电源，同时智能小车控制系统控制第一电磁推杆和第二电磁推杆回位。本专利技术的优点和有益效果为：(1)使得充电对接更加精准、连接更为稳固。(2)在充电桩的充电接头上设置了弹性部件，使得充电接头和用电小车之间的刚性碰撞变成柔性接触，进而保护了导电电极与电极触头，且还延长了本产品的使用寿命。(3)充电对接时，导电的通断实现了远程控制，使得本产品的充电过程还可受控于外部控制系统的控制，从而提高了本产品的使用安全性。综上，本专利技术采用地面纠偏导轨和RFID标签结合的方式，能精确的实现智能小车与充电桩的充电接头对接；实现自动地给智能小车充电，提高工作效率。具有广泛的应用推广前景。附图说明图1是本专利技术的充电桩和智能小车构成的充电系统的整体结构示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能小车弹性充电装置，其特征在于：包括充电桩，在充电桩侧部设置有正极充电接头和负极充电接头；/n正极充电接头包括第一外丝套筒、第一内丝螺母、第一弹性模块和正极触头，第一外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第一外丝套筒的另一端与第一内丝螺母通过螺纹连接，第一内丝螺母与第一弹性模块一端连接，第一弹性模块另一端与正极触头连接；/n负极充电接头包括第二外丝套筒、第二内丝螺母、第二弹性模块和负极触头，第二外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第二外丝套筒的另一端与第二内丝螺母通过螺纹连接，第二内丝螺母与第二弹性模块一端连接，第二弹性模块另一端与负极触头连接；/n所述正极触头包括第一导电铜排、正极接触片、第一磁铁，第一导电铜排通过导线与充电桩中的正极输出电源连接，正极接触片安装在第一导电铜排外侧面，正极接触片为凸出弧形结构，所述第一磁铁嵌装在正极接触片内；/n所述负极触头包括第二导电铜排、负极接触片、第二磁铁，第二导电铜排通过导线与充电桩中的负极输出电源连接，负极接触片安装在第二导电铜排外侧面，负极接触片为凸出弧形结构，所述第二磁铁嵌装在负极接触片内。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能小车弹性充电装置，其特征在于：包括充电桩，在充电桩侧部设置有正极充电接头和负极充电接头；
正极充电接头包括第一外丝套筒、第一内丝螺母、第一弹性模块和正极触头，第一外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第一外丝套筒的另一端与第一内丝螺母通过螺纹连接，第一内丝螺母与第一弹性模块一端连接，第一弹性模块另一端与正极触头连接；
负极充电接头包括第二外丝套筒、第二内丝螺母、第二弹性模块和负极触头，第二外丝套筒的一端与充电桩固定连接，第二外丝套筒的另一端与第二内丝螺母通过螺纹连接，第二内丝螺母与第二弹性模块一端连接，第二弹性模块另一端与负极触头连接；
所述正极触头包括第一导电铜排、正极接触片、第一磁铁，第一导电铜排通过导线与充电桩中的正极输出电源连接，正极接触片安装在第一导电铜排外侧面，正极接触片为凸出弧形结构，所述第一磁铁嵌装在正极接触片内；
所述负极触头包括第二导电铜排、负极接触片、第二磁铁，第二导电铜排通过导线与充电桩中的负极输出电源连接，负极接触片安装在第二导电铜排外侧面，负极接触片为凸出弧形结构，所述第二磁铁嵌装在负极接触片内。


2.根据权利要求1所述的智能小车弹性充电装置，其特征在于：所述正极触头的第一导电铜排铰接在第一弹性模块外端。


3.根据权利要求1所述的智能小车弹性充电装置，其特征在于：所述负极触头的第二导电铜排铰接在第二弹性模块外端。


4.根据权利要求1所述的智能小车弹性充电装置，其特征在于：所述第一弹性模块和第二弹性模块的结构相同，第一弹性模块包括空心内杆、空心外套筒和弹簧，所述空心内杆的前端与第一内丝螺母连接，空心外套筒滑动套装在空心内杆上，并且在空心内杆和空心外套筒之间设置有限位台，防止空心内杆和空心外套筒脱离，所述空心外套筒外端设置有安装板，所述正极触头的第一导电铜排铰接该安装板上，并且在该安装板上设置有穿线孔，充电桩的正极输出电源线经过第一外丝套筒、空心内杆、空心外套筒和安装板的穿线孔与第一导电铜排背面连接，实现内部走线；所述弹簧套装在空心内杆和空心外套筒上并位于第一内丝螺母和安装板之间。


5.一种智能小车自动充电系统，包括权利要求1所述的弹性充电装置以及智能小车，智能小车上设置有充电头(+)和充...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓青，孟庆杰，闫红，李沛东，申竟卓，夏长春，陈晨曦，殷伟豪，
申请(专利权)人：天津市职业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12