一种机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电池仓结构、充电桩及机器人，包括机器人底盘模块(1)和与充电桩模块(2)，其中机器人底盘模块(1)包括底盘运动模块(11)、电池模块(12)，底盘运动模块(11)提供机器人实现自主运动的能力。机器人实现自主运动的能力。机器人实现自主运动的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人


[0001]本技术涉及移动机器自动充电技术，特别是移动机器人电池仓结构及充电桩。

技术介绍

[0002]随着机器人相关技术的发展，特别是自主导航移动技术的日趋成熟，越来越多的机器人被广泛应用在各行各业，特别是在一些存在重复劳动的商业场景，随着用人成本的上升，机器人代替人的优势越来越明显，虽说机器人不存在吃饭、休息等人类特有的生命活动，但是由于目前电池技术的瓶颈还没取得较大的突破，同时基于机器人空间以及成本考虑，电池的体积不可能做得太大，电池的续航问题一直都是存在的。目前行业内有两种做法，第一，配可手动充电备用电池，机器人电量低时，人为直接换电池，并对换下来的电池进行手动充电；第二，配充电桩，机器人电量低时，机器人可自主移动到充电桩处，并实现与充电桩对接充电。第一种省掉了充电桩，但是增加了备用电池，硬件成本并没有减少，同时换电池过程需要人参与操作，增加了用人成本，但是在需要机器人连续作业的场景，比如巡检，这种换电池方式有明显优势；第二种可实现无人参与，相对来说，第二种无额外的用人成本，综合成本更低，对于无需连续作业的场景，如配送，一般只白天作业，晚上充电，这种方式就有明显优势。
[0003]为了让机器人具有通用性，以满足不同的场景使用需求，本技术提供一种机器人充电解决方案，即一种电池仓结构、充电桩及机器人，可以同时满足人为换电、机器人自主充电，且结构简单，成本低，操作方便，性能稳定，适用范围广。

技术实现思路

[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]本技术涉及的一种机器人充电结构方案，兼容手动换电、机器人自主充电这两种方式。其主要包括机器人底盘模块1和与充电桩模块2。
[0006]其中，
[0007]机器人底盘模块1包括底盘运动模块11、电池模块12等。
[0008]其中，
[0009]底盘运动模块11提供机器人实现自主运动的能力。
[0010]电池模块12包括电池仓121、电池122、电池仓门123、磁铁124、底盘电极支架125、底盘正电极126、底盘负电极127、电源管理模块128等。
[0011]电池仓121用来容纳电池122，如附图1所示，电池仓门123可开设在机器人底盘的前面或者后面，本技术是开设在底盘的后面，如附图2所示，电池仓门123通过磁铁124和卡勾特征1231连接于底盘，拆装方便，利于从机器人外部更换电池122。
[0012]电池122提供机器人动力，电源管理模块128管理电池122的充放电包括电池122的过充保护以及电量提醒等。如附图1所示，底盘正电极126、底盘负电极127通过螺丝固定在
底盘电极支架125上，底盘电极支架125通过螺丝固定在底盘运动模块11上，底盘正电极126和负电极127可与外部的充电桩正电极25和负电极26对接实现自主充电。
[0013]充电桩模块2包括充电桩前壳21、充电桩后壳22、充电桩正电极支架23、充电桩负电极支架24、充电桩正电极25、充电桩负电极26、挡块27、弹簧28、电源设配器29等。
[0014]其中，充电桩前壳21前方设置有一凹型结构特征，凹型特征的高度范围应在激光雷达扫描平面上下有足够的余量，如附图3，即H2
‑
H≥20mm，H
‑
H1≥20mm，即使机器人在不平整的地面运动时，也可以完全扫描到此凹型特征，激光雷达扫描平面地图时，在地图上有此特征的位置可定义为充电桩位置，从而可以实现机器人自主返回充电桩位置，此凹型结构特征可为三角形、四方形等其他区别于常规物体的形状，同时，凹型特征的大小不宜太小，防止机器人误识别，凹型特征的大小和个数应根据充电桩整体尺寸设计，可设置1个、2个或3个，本技术采用的是三角形，个数为1。
[0015]充电桩正电极25的中心线与底盘正电极126的中心线在同一高度，充电桩负电极26的中心线与底盘负电极127的中心线在同一高度，如附图3，且充电桩正负电极与底盘正负电极的大小不相等，具体为，充电桩正负电极与底盘正负电极的长度尺寸应为一小一大，相差一般在2倍以上，即L1≥2*L2；同样地，充电桩正负电极与底盘正负电极的厚度尺寸也应为一小一大，相差一般在2倍以上，即T2≥2*T1；这么设计的目的就是为了提供一定的余量，降低机器人导航定位的精度要求，提高机器人自主移动对接充电桩的成功率。本技术所采用的方案是，充电桩正负电极长度为底盘正负电极长度的2倍，底盘正负电极的高度为充电桩正负电极的2倍。
[0016]底盘正电极126和负电极127、充电桩正电极25和负电极26的材质为铜，具有良好的导电性，根据具体要求可进行镀金、镀镍、镀铬等表面处理。
[0017]如附图4所示，充电桩正电极25、充电桩负电极26通过螺丝分别固定在充电桩正电极支架23、充电桩负电极支架24，并与电源设配器29正负极连接线进行电性连接；充电桩正电极支架23、充电桩负电极支架24对应的4个导向孔231、241与挡块27的4个导向柱271贯穿，同时每个导向柱上分别安装有弹簧28，以实现充电桩正负电极支架的弹性连接，第一个作用是吸收机器人与充电桩对接时的冲击力，提高充电桩的使用寿命；第二个作用是为了保证机器人底盘正负电极有更好的接触，避免接触不良现象，同时，即使机器人跟充电桩对接时与充电桩中心有一定的角度歪斜，因是弹性连接同样能有良好的接触，如附图5。
[0018]充电桩前壳、充电桩后壳、充电桩正电极支架、充电桩负电极支架的材料为防火阻燃级塑胶材料，挡块通过螺丝与充电桩前壳固定，挡块为钣金件，提供良好的冲击强度。
附图说明
[0019]附图1
‑
1电池模块结构爆炸示意图(电池仓门开)。
[0020]附图1
‑
2电池模块结构爆炸示意图(电池仓门关)。
[0021]附图2电池仓门固定连接结构示意图。
[0022]附图3
‑
1充电桩与机器人充电对接的整体示意图(侧视)。
[0023]附图3
‑
2充电桩与机器人充电对接的整体示意图(俯视)。
[0024]附图4充电桩结构爆炸示意图。
[0025]附图5机器人与充电桩中心线偏移角度后对接示意图。
具体实施方式
[0026]本技术的具体实施方式如下:
[0027]本技术涉及的一种机器人充电结构方案，兼容手动换电、机器人自主充电这两种方式。其主要包括机器人底盘模块1和与充电桩模块2，其三维结构主视效果如附图1所示。
[0028]工作原理如下：
[0029]当机器人电池电量低到电量下限阈值时，机器人会发出低电量警告，提示电池电量不足，无法再进行正常的作业任务，此时会触发机器人自动充电命令，机器人将根据之前在地图上标记的充电桩位置，自动行驶返回到充电桩附近，底盘激光雷达实时扫描的地图上充电桩凹型特征图并与之前扫描的图对比，如果不吻合，机器人将继续通过调节角度等操作进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人，其特征是专门设计机器人底盘模块(1)和与充电桩模块(2)，其中机器人底盘模块(1)包括底盘运动模块(11)、电池模块(12)，底盘运动模块(11)提供机器人实现自主运动的能力。2.根据权利要求1所述的一种机器人，其特征是，电池模块(12)包括电池仓(121)、电池(122)、电池仓门(123)、磁铁(124)、底盘电极支架(125)、底盘正电极(126)、底盘负电极(127)、电源管理模块(128)，电池仓(121)用来容纳电池(122)，电池仓门(123)通过磁铁(124)和卡勾特征(1231)连接于底盘，拆装方便，利于从机器人外部更换电池(122)，电池(122)提供机器人动力，电源管理模块(128)管理电池(122)的充放电包括电池(122)的过充保护以及电量提醒，底盘正电极(126)、底盘负电极(127)通过螺丝固定在底盘电极支架(125)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，李勋数，林伟阳，
申请(专利权)人：深圳十一空间机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：