一种机器人充电锁定装置的制作方法

1.本发明属于机器人充电技术领域，特别涉及一种机器人充电锁定装置。


背景技术：

2.随着ai技术的越发成熟，服务型机器人的应用也越加广泛。其中，自主充电已经成为了服务型机器人不可或缺的一项功能，这个功能大大延长了机器人续航能力和人工成本。由于有些机器人驱动电机没有抱闸，而充电过程中又需要去使能，因此机器人充电过程中由于地面不平及充电电极碰撞反弹等原因，机器人会与充电电极脱开，并不能完成充电过程。因此，需要一种简单的机械结构，使得机器人充电时电极能够稳定的接触。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机器人充电锁定装置，使得机器人在自主充电过程中电极接触稳定，不会弹开。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种机器人充电锁定装置，包括底座及设置于所述底座上的抓手、推杆及曲柄连杆机构，其中推杆可在底座上滑动，并且一端与所述曲柄连杆机构铰接；所述抓手设置于所述推杆的两侧；待充电机器人通过本体电极推动所述推杆的另一端，所述推杆推动所述抓手进行闭合动作，从而夹紧所述本体电极。
6.所述抓手包括左抓手和右抓手，所述左抓手和右抓手的一端为与所述底座铰接的铰接端，另一端为钩状的锁定端；
7.所述铰接端包括铰接部和驱动部，其中铰接部与所述底座铰接，所述驱动部位于所述铰接部的内侧，且可绕所述铰接部转动。
8.所述推杆上沿宽度方向设有触头，所述推杆通过所述触头推动所述左抓手和所述右抓手的驱动部，使所述左抓手和所述右抓手闭合。
9.该机器人充电锁定装置还包括用于所述抓手复位的抓手复位机构，所述抓手复位机构包括两个复位弹簧ⅰ，两个复位弹簧ⅰ的一端分别与所述左抓手和所述右抓手连接，另一端均与所述底座连接。
10.所述底座上设有用于限制所述抓手张开角度的限位块。
11.该机器人充电锁定装置还包括用于所述推杆复位的推杆复位机构，所述推杆复位机构包括复位弹簧ⅱ，所述复位弹簧ⅱ的一端与所述推杆连接，另一端与所述底座连接。
12.所述曲柄连杆机构包括连杆和棘轮爪组件，其中棘轮爪组件可转动地设置于所述底座上，所述连杆的一端与所述棘轮爪组件铰接，另一端与所述推杆铰接。
13.所述棘轮爪组件容置于所述底座上设有的棘轮滑槽内，所述棘轮滑槽为圆形结构，且内壁设有棘轮挡块；
14.所述棘轮爪组件为可伸缩结构，且与所述棘轮滑槽的内壁抵接，所述棘轮挡块用于限制所述棘轮爪组件反转。
15.所述棘轮爪组件包括棘轮滑道块、棘轮爪及压缩弹簧，其中棘轮滑道块的一端与所述底座转动连接，另一端设有滑道；所述棘轮爪的一端与所述滑道滑动配合；所述压缩弹簧容置于所述滑道内，并且两端分别与所述棘轮爪和所述棘轮滑道块抵接，所述棘轮爪的另一端通过所述压缩弹簧的作用下与所述棘轮滑槽的内壁抵接。
16.当所述抓手处于夹紧工位时，所述棘轮爪组件与所述棘轮挡块接触。
17.本发明的优点及有益效果是：本发明由类似棘轮原理的往复机构组成，充电时机器人电极被锁定，完成充电。
18.本发明能够抓取并锁紧机器人电极，防止脱开；充电完成后易于脱开。
附图说明
19.图1为本发明机器人充电锁定装置的结构示意图；
20.图2为本发明中底座的结构示意图；
21.图3为本发明中推杆的结构示意图；
22.图4为本发明中棘轮爪组件的结构示意图；
23.图5为本发明机器人充电锁定装置的初始状态示意图；
24.图6为本发明机器人充电锁定装置的锁紧状态示意图；
25.图7为本发明机器人充电锁定装置的解锁状态示意图。
26.图中：1为本体电极，2为抓手，2-1为铰接端，2-1-1为铰接部，2-1-2为驱动部，2-2为锁定端，3为推杆，3-1为推杆弹簧安装柱，3-2为触头，3-3为滑块，3-4为铰接轴，4为连杆，5为底座，5-1为底座弹簧安装柱ⅰ，5-2为限位块，5-3为底座弹簧安装柱ⅱ，5-4为限位滑槽，5-5为棘轮挡块，5-6为棘轮滑槽，6为复位弹簧ⅰ，7为复位弹簧ⅱ，8为棘轮滑道块，9为棘轮爪，10为压缩弹簧。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
28.如图1所示，本发明提供的一种机器人充电锁定装置，包括底座5及设置于底座5上的抓手2、推杆3及曲柄连杆机构，其中推杆3可在底座5上滑动，并且一端与曲柄连杆机构铰接；抓手2设置于推杆3的两侧，待充电机器人通过本体电极1推动推杆3的另一端，推杆3推动抓手2进行闭合动作，从而夹紧本体电极1。
29.在上述实施例的基础上，本发明提供的一种机器人充电锁定装置，还包括抓手复位机构和推杆复位机构，其中抓手复位机构用于抓手2的复位，即使抓手2恢复至张开状态；推杆复位机构用于推杆3的复位，即当推杆3失去本体电极1的推力时，通过推杆复位机构恢复到初始位置。
30.本发明的实施例中，如图1所示，抓手2包括左抓手和右抓手，左抓手和右抓手的一端为与底座5铰接的铰接端2-1，另一端为钩状的锁定端2-2。铰接端2-1包括铰接部2-1-1和驱动部2-1-2，其中铰接部2-1-1与底座5铰接，驱动部2-1-2位于铰接部2-1-1的内侧，且可绕铰接部2-1-1转动。
31.本发明的实施例中，如图1所示，抓手复位机构包括两个复位弹簧ⅰ6，两个复位弹
簧ⅰ6的一端分别与左抓手和右抓手连接，另一端均与底座5连接。两个复位弹簧ⅰ6通过弹力使左抓手和右抓手处于张开状态。推杆复位机构包括两个对称设置的复位弹簧ⅱ7，复位弹簧ⅱ7的一端与推杆3连接，另一端与底座5连接。
32.具体地，如图2所示，底座5上设有用于限制抓手2张开角度的两个限位块5-2。两个限位块5-2分别设置于左抓手和右抓手的外侧，当左抓手和右抓手处于张开状态时分别通过两个限位块5-2限位。
33.进一步地，底座5的前端设有限位滑槽5-4、底座弹簧安装柱ⅰ5-1及底座弹簧安装柱ⅱ5-3，其中限位滑槽5-4沿前后方向设置于在底座5上，用于与推杆3滑动配合。底座弹簧安装柱ⅰ5-1和底座弹簧安装柱ⅱ5-3前后设置，其中底座弹簧安装柱ⅰ5-1用于与复位弹簧ⅱ7连接，底座弹簧安装柱ⅱ5-3用于与复位弹簧ⅰ6连接；底座5的后端设有棘轮滑槽5-6。
34.本发明的实施例中，如图3所示，推杆3上设有与底座5上的限位滑槽5-4滑动配合的滑块3-3，推杆3的后端设有铰接轴3-4，铰接轴3-4与曲柄连杆机构转动连接。推杆3上沿宽度方向设有触头3-1，推杆3通过触头3-1推动左抓手和右抓手的驱动部2-1-2，使左抓手和右抓手闭合。触头3-1的两侧设有推杆弹簧安装柱3-1，复位弹簧ⅱ7的一端与推杆弹簧安装柱3-1连接，另一端与底座弹簧安装柱ⅰ5-1连接。
35.本发明的实施例中，如图1所示，曲柄连杆机构包括连杆4和棘轮爪组件，其中棘轮爪组件可转动地设置于底座5上的棘轮滑槽5-6内，连杆4的一端与棘轮爪组件铰接，另一端与推杆3铰接。
36.进一步地，如图2所示，棘轮滑槽5-6为圆形结构，且内壁设有棘轮挡块5-5；棘轮爪组件为可伸缩结构，且与棘轮滑槽5-6的内壁抵接，当抓手2处于夹紧工位时，棘轮爪组件与棘轮挡块5-5接触，棘轮挡块5-5用于限制棘轮爪组件反转。
37.本发明的实施例中，如图4所示，棘轮爪组件包括棘轮滑道块8、棘轮爪9及压缩弹簧10，其中棘轮滑道块8的一端与棘轮滑槽5-6的中心转动连接，另一端设有滑道，棘轮爪9的一端与滑道滑动配合；压缩弹簧10容置于滑道内，并且两端分别与棘轮爪9和棘轮滑道块8抵接，棘轮爪9的另一端通过压缩弹簧10的作用下与棘轮滑槽5-6的内壁抵接。
38.本发明的工作原理是：
39.机器人未充电时，本发明提供的一种机器人充电锁定装置的状态，如图5所示，在复位弹簧ⅰ6的拉力作用下，抓手2被拉至限位块5-2边缘处，此时抓手2呈敞开状态；在复位弹簧ⅱ7的拉力作用下，推杆3和棘轮爪9被拉至最外端，且推杆3和棘轮爪9的位置关系呈平行状态。
40.机器人需要充电时，机器人后退，充电电极(本体电极1)开始推动推杆3往后走，推杆3推动连杆4，连杆4带动棘轮滑道块8在棘轮滑槽5-6内顺时针转动；当棘轮爪9经过棘轮挡块5-5后，机器人停止运动，在复位弹簧ⅰ6和复位弹簧ⅱ7的拉力作用下，棘轮爪9会自动回拨，被棘轮挡块5-5挡住，实现自锁，如图6所示的位置，此时推杆3通过触头3-1驱动抓手2闭合，充电锁定装置锁住本体电极1，开始充电。
41.待机器人充电完成后，机器人继续后退一段距离，棘轮爪9继续顺时针转动，当越过圆槽半圆后，如图7所示的位置，机器人开始向前运动，在复位弹簧ⅰ6和复位弹簧ⅱ7的拉力作用下，充电锁定装置会回到自然状态下，如图5所示，抓手2敞开，本体电极1脱开充电锁定装置，机器人结束充电开始工作。
42.本发明能够抓取并锁紧机器人电极，防止脱开；充电完成后易于脱开，使得机器人在自主充电过程中电极接触稳定，不会弹开。
43.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。