充电设备的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种充电设备。


背景技术：

2.传统机器人因形状规整(如，圆形扫地机器人等)，现有的无线充电方式的对接效率较好，然而对于一些仿生类机器人，如翼式机器人、足式机器人等等，这类机器人的形状通常不规整，以足式机器人为例，足式机器人一般包括躯身组件和腿组件，运动过程也较为复杂。
3.当在任务完成或电量不足时会自动返回充电设备进行充电，由于足式机器人与其他轮式机器人不一样，很难实现高精度的定位，因此传统机器人自动充电装置很难迁移到足式机器人上，因此，现有的无线充电解决方案存在与足式机器人对接效率低、充电稳定性差的缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本实用新型的实施例提出一种充电设备，该充电设备具有与机器人的对接效率高、充电稳定性高的优点。
6.根据本实用新型实施例的充电设备包括基座、充电模块和定位模块，所述充电模块可移动地设在所述基座上，所述充电模块具有用于导向和限位机器人的仿生面；所述定位模块用于将所述机器人引导至所述基座上的设定区域，所述机器人能够在所述设定区域伏身以便于与所述仿生面对接。
7.根据本实用新型实施例的充电设备，机器人通过定位模块移动至基座上的设定区域时，可以伏身以与仿生面贴合接触。当机器人与充电模块出现小幅度误差以致机器人与仿生面发生错位时，充电模块可相对基座移动，以使机器人继续伏身并与仿生面发生相对滑动，直至与仿生面贴合接触，充电模块实现对机器人的无线充电。由此机器人与充电设备的对接效率高，且在仿生面的限位下，充电设备对机器人的无线充电稳定性高。
8.在一些实施例中，所述充电设备还包括弹性件，所述弹性件连接所述充电模块和所述基座，以便于复位所述充电模块。
9.在一些实施例中，所述仿生面包括头部仿生面、连接部仿生面、躯身部仿生面和尾部仿生面中的至少一者，所述头部仿生面、所述连接部仿生面、所述躯身部仿生面和所述尾部仿生面与所述机器人的头部、连接部、躯身部和尾部一一对应。
10.在一些实施例中，所述仿生面包括所述头部仿生面，所述充电模块还具有与所述头部仿生面的上端相连的导向斜面。
11.在一些实施例中，所述导向斜面的长度小于所述头部仿生面的长度。
12.在一些实施例中，所述定位模块包括设在所述基座上的定位板，所述定位板上设有第一定位标记，所述第一定位标记用于供所述机器人上的第一相机捕捉以便于所述机器
人移动至所述设定区域。
13.在一些实施例中，所述基座上设有滑轨，所述定位板滑动配合在所述滑轨上，所述滑轨的长度方向与所述充电模块的长度方向一致。
14.在一些实施例中，所述基座上设有多个定位槽，所述定位槽的数量与所述机器人的足部数量相等并一一对应，当所述机器人位于所述设定区域的设定位置时，所述机器人的多个足部分别配合在相应所述定位槽内。
15.在一些实施例中，所述定位槽为锥形槽，所述定位槽的底端直径为10mm-50mm，所述定位槽的顶端直径为100mm-300mm，所述定位槽的深度为10mm-50mm。
16.在一些实施例中，所述仿生面上设有第二定位标记，所述第二定位标记用于供所述机器人的第二相机捕捉以便于所述机器人移动至所述设定区域的设定位置。
17.在一些实施例中，所述基座的底面设有容置槽和贯穿所述容置槽的底面的穿孔，所述充电模块包括充电仿生块和底盘，所述充电仿生块设在所述基座的上方并具有所述仿生面，所述底盘设在所述基座的下方并配合在所述容置槽内，所述底盘通过穿过所述穿孔的螺纹件与所述充电仿生块相连。
18.在一些实施例中，所述充电仿生块包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体可拆卸地相连，所述下壳体的底面设有连接柱，所述连接柱的高度大于所述穿孔的高度，所述连接柱上设有螺纹孔，所述底盘上设有连接孔，所述螺纹件为螺栓，所述螺栓穿过所述连接孔并与所述螺纹孔螺纹配合。
19.在一些实施例中，所述充电模块还包括增高块，所述增高块可拆卸地安装于所述上壳体和所述下壳体之间。
20.在一些实施例中，所述下壳体上设有过线孔，所述底盘上设有出线孔，所述基座的底面设有过线通道，所述过线通道连通所述容置槽和所述基座的侧方，由所述过线孔引出的引出线穿过所述出线孔后由所述过线通道引出所述基座外。
21.在一些实施例中，所述底盘上还设有两个容线孔，两个所述容线孔之间构成绕线柱，所述引出线的至少部分能够依次穿过两个所述容线孔并缠绕在所述绕线柱上。
22.在一些实施例中，所述弹性件包括多个弹簧，所述底盘上设有多个第一连接部，所述基座的底面设有多个第二连接部，所述弹簧、所述第一连接部和所述第二连接部的数量相等并一一对应，所述弹簧的第一端连接所述第一连接部，所述弹簧的第二端连接所述第二连接部，多个所述弹簧绕所述底盘的周向间隔分布。
23.在一些实施例中，所述第二连接部包括多个挂孔，多个所述挂孔与相应所述第一连接部之间的距离依次增大，多个所述挂孔的每一者能够与所述弹簧的第二端挂接。
附图说明
24.图1是根据本实用新型实施例的充电设备的示意图。
25.图2是根据本实用新型实施例的充电设备中充电模块的示意图。
26.图3是根据本实用新型实施例的充电设备中上壳体和下壳体的示意图。
27.图4是根据本实用新型实施例的充电设备中下壳体和底盘的示意图。
28.图5是根据本实用新型实施例的充电设备中基座的示意图。
29.图6是根据本实用新型实施例的充电设备中上壳体的示意图。
30.图7是根据本实用新型实施例的充电设备的另一示意图。
31.附图标记：
32.100、充电设备；1、基座；11、滑轨；12、定位槽；13、容置槽；14、第二连接部；141、挂孔；15、穿孔；16、过线通道；2、充电模块；21、充电仿生块；211、上壳体；212、下壳体；2121、连接柱；2122、过线孔；213、增高块；22、底盘；221、第一连接部；222、出线孔；223、容线孔；224、绕线柱；23、头部仿生面；24、连接部仿生面；25、躯身部仿生面；26、尾部仿生面；27、导向斜面；3、定位模块；31、定位板。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
34.由传统机器人因形状规整(如，圆形扫地机器人等)，现有的无线充电方式的对接效率较好，然而对于一些仿生类机器人，如翼式机器人、足式机器人等等，这类机器人的形状通常不规整，以足式机器人为例，足式机器人一般包括躯身组件和腿组件，运动过程也较为复杂。
35.当在任务完成或电量不足时会自动返回充电设备100进行充电，由于足式机器人与其他轮式机器人不一样，很难实现高精度的定位，因此传统机器人自动充电装置很难迁移到足式机器人上，因此，现有的无线充电解决方案存在与足式机器人对接效率低、充电稳定性差的缺陷。本公开提供了一种充电设备100，使得足式机器人可以伏身以与充电设备100的仿生面贴合接触，提高无线充电时的对接效率。
36.下面结合图1-图7描述根据本实用新型实施例的充电设备100。
37.如图1所示，根据本实用新型实施例的充电设备100包括基座1、充电模块2和定位模块3。充电模块2可移动地设在基座1上，充电模块2具有用于导向和限位机器人的仿生面。具体地，仿生面为与机器人的外表面的至少部分形状相同的不规则面。
38.本公开的方式适用于任何一种仿生类机器人，为了更清楚的介绍充电设备的设计原理，下面将以足式机器人为例详细进行介绍，定位模块3用于将足式机器人引导至基座1上的设定区域，足式机器人能够在设定区域伏身以便于与仿生面对接。充电模块2内设有充电单元，当足式机器人与仿生面贴合接触后，即代表充电单元实现对足式机器人的无线充电。
39.根据本实用新型实施例的充电设备100，足式机器人通过定位模块3移动至基座1上的设定区域时，可以伏身以与仿生面贴合接触。当足式机器人与充电模块2出现小幅度误差以致足式机器人与仿生面发生错位时，充电模块2可相对基座1移动，以使足式机器人继续伏身并与仿生面发生相对滑动，直至与仿生面贴合接触，充电模块2实现对足式机器人的无线充电。由此足式机器人与充电设备100的对接效率高，且在仿生面的限位下，充电设备100对足式机器人的无线充电稳定性高。
40.为了便于理解，图6中箭头a所示方向为根据本实用新型实施例的充电设备100的前后方向。
41.在一些实施例中，充电设备100还包括弹性件，弹性件连接充电模块2和基座1，以
便于复位充电模块2。
42.即每次足式机器人脱离充电模块2，充电模块2总会在弹性件的压迫下复位至初始位置，由此保证每次足式机器人在设定区域伏身时，总能够直接或通过与仿生面发生相对滑动来实现与仿生面的贴合接触，进而保证足式机器人与充电设备100的快速稳定相连。
43.在一些实施例中，仿生面包括头部仿生面23、连接部仿生面24、躯身部仿生面25和尾部仿生面26中的至少一者，头部仿生面23、连接部仿生面24、躯身部仿生面25和尾部仿生面26与足式机器人的头部、连接部、躯身部和尾部一一对应。由此，仿生面的形状更复杂，进而能够更好地实现对足式机器人的导向和限位效果。
44.具体地，如图6所示，仿生面包括头部仿生面23、连接部仿生面24、躯身部仿生面25和尾部仿生面26中的每一者，头部仿生面23的至少部分斜面和尾部仿生面26在前后方向相对，头部仿生面23、连接部仿生面24和躯身部仿生面25均包括在左右方向相对的导向限位斜面，由此充电模块2能够实现对完成伏身后的足式机器人在前后方向和宽度方向的稳定限位。
45.在一些实施例中，仿生面至少包括头部仿生面23，充电模块2还具有与头部仿生面23的上端相连的导向斜面27。足式机器人在进行伏身时，躯身组件除了下移时还会向后小幅度移动，通过设置导向斜面27，有效避免足式机器人在进行伏身操作时与头部仿生面23的上沿发生错位干涉而导致无法对接。
46.在一些实施例中，导向斜面27的长度小于头部仿生面23的长度。即导向斜面27在倾斜方向的尺寸小于头部仿生面的斜面在倾斜方向的尺寸。由此方便足式机器人的头部与头部仿生面23精准贴合接触的同时，也有效避免因导线斜面27的长度过长而干涉足式机器人移动至设定区域。
47.在一些实施例中，定位模块3包括设在基座1上的定位板31，定位板31上设有第一定位标记，第一定位标记用于供足式机器人上的第一相机捕捉以便于足式机器人移动至设定区域。
48.如图1所示，定位板31间隔设置于充电模块2的前方，第一相机为足式机器人的头部相机，第一定位标记可以为二维码。足式机器人通过头部相机捕捉第一定位标记以停在距定位板31后方设定距离的位置处，该位置即处于基座1的设定区域。
49.在一些实施例中，基座1上设有滑轨11，定位板31滑动配合在滑轨11上，滑轨11的长度方向与充电模块2的长度方向一致，即滑轨11的长度方向与充电模块2的前后方向一致。
50.具体地，不同型号的或者同一型号的不同足式机器人在组装后的硬件位置总会有一定区别。由此可以通过设置定位板31相对滑轨11滑动以调节第一定位标记的位置，保证每个足式机器人停留在定位板31后方设定距离的位置总位于设定区域，充电设备100的灵活性、适用性更强。
51.在一些实施例中，如图7所示，基座1上设有多个定位槽12，定位槽12的数量与足式机器人的足部数量相等并一一对应，当足式机器人位于设定区域的设定位置时，足式机器人的多个足部分别配合在相应定位槽12内。
52.具体地，以足式机器人为四足机器人为例，定位槽12的数量为四个且分布位置与足式机器人停止移动时四个足部的分布位置一一对应。当足式机器人通过第一定位标记移
动至设定区域后，通过微小幅度移动以使各个足部落入相应定位槽12内，即代表其处于设定区域的设定位置，在足式机器人伏身后更精准快速地实现与充电模块2的对接。
53.在一些实施例中，定位槽12为锥形槽，定位槽12的底端直径为10mm-50mm，定位槽12的顶端直径为100mm-300mm，定位槽12的深度为10mm-50mm。
54.由此，定位槽12的顶端的表面积更大，在足式机器人到达设定区域后，其足部更容易落入定位槽12的底部，以更快地到达设定位置，进而更精准快速地实现与充电模块2的对接。
55.在一些实施例中，仿生面上设有第二定位标记，第二定位标记用于供足式机器人的第二相机捕捉以便于足式机器人移动至设定区域的设定位置。
56.第二相机为腹部相机，第二定位标记朝上设置，第二定位标记也可以为二维码。足式机器人在到达设定区域后，其腹部相机能够捕捉第二定位标记，以进一步调节足式机器人的位置，进而到达设定位置，由此更精准快速地实现与充电模块2的对接。
57.在一些实施例中，基座1的底面设有容置槽13和贯穿容置槽13的底面的穿孔15，充电模块2包括充电仿生块21和底盘22。充电仿生块21设在基座1的上方并具有仿生面，底盘22设在基座1的下方并配合在容置槽13内，底盘22通过穿过穿孔15的螺纹件与充电仿生块21相连。底盘22和充电仿生块21分设在基座1的上下两侧，有效避免充电模块2与基座1分离。而且，穿孔15的侧面实现对螺纹件在水平方向的限位，容置槽13的侧面实现对底盘22在水平方向的限位，由此有效避免充电模块2相对基座1的水平移动距离较大而影响弹性件的回弹性能。
58.在一些实施例中，如图2和图3所示，充电仿生块21包括上壳体211和下壳体212，上壳体211与下壳体212可拆卸地相连。上壳体211和下壳体212通过多个螺栓相连，连接方便。
59.如图4所示，下壳体212的底面设有连接柱2121，连接柱2121的高度大于穿孔15的高度，连接柱2121上设有螺纹孔，底盘22上设有连接孔，螺纹件为螺栓，螺栓穿过连接孔并与螺纹孔螺纹配合。在下壳体212的底面与基座1的顶面贴合接触时，底盘22与基座1在上下方向间隔开，由此充电模块2与基座1之间的摩擦力更小，充电模块2相对基座1的水平移动更轻松，足式机器人与充电模块2的对接更方便。
60.如图4所示，连接柱2121的数量为三个，下壳体212通过三个螺栓与底盘22相连后，连接柱2121的下端面止抵底盘22的顶面。其中，三个连接柱2121均位于穿孔15内并与穿孔15的侧面间隔开，通过设计三个连接柱2121的位置分布以及穿孔15的横截面形状，使得充电模块2能够相对基座1在水平方向的一定区域内自由移动，由此保证足式机器人进行伏身并与充电模块2接触时可发生相对滑动，具有一定的容差功能。
61.在一些实施例中，如图2所示，充电模块2还包括增高块213，增高块213可拆卸地安装于上壳体211和下壳体212之间。增高块213能够增加仿生面的高度，进而足部机器人可以伏身下降更短的距离即可实现与各仿生面的贴合接触，由此进一步准确、方便地实现足式机器人与充电模块2的对接。
62.且通过设置螺栓连接上壳体211和下壳体212，增高块213的拆装、更换方便，用户使用体验高。
63.在一些实施例中，下壳体212上设有过线孔2122，底盘22上设有出线孔222，基座1的底面设有过线通道16，过线通道16连通容置槽13和基座1的侧方，由过线孔2122引出的引
出线穿过出线孔222后由过线通道16引出基座1外。
64.如图4和图5所示，位于上壳体211和下壳体212之间构成的容置腔内的充电单元的引出线由过线孔2122引出，随后依次穿过出线孔222和过线通道16以伸出充电设备100外，由此实现对引出线的隐藏，有效避免与足式机器人发生干涉而影响足式机器人与充电设备100的对接。而且，充电设备100的外形美观度也更高。
65.在一些实施例中，如图4所示，底盘22上还设有两个容线孔223，两个容线孔223之间构成绕线柱224，引出线的至少部分能够依次穿过两个容线孔223并缠绕在绕线柱224上。即通过在绕线柱224上缠绕部分引出线，可以灵活调节伸出充电设备100外的长度，保证其与插座连接的同时，避免引出线与地面接触，保证引出线的使用寿命。
66.在一些实施例中，弹性件包括多个弹簧(图中未示出)，底盘22上设有多个第一连接部221，基座1的底面设有多个第二连接部14。弹簧、第一连接部221和第二连接部14的数量相等并一一对应，弹簧的第一端连接第一连接部221，弹簧的第二端连接第二连接部14，多个弹簧绕底盘22的周向间隔分布。
67.如图4和图5所示，弹簧的数量为四个，四个弹簧共同拉动底盘22，以在足式机器人脱离充电模块2后快速实现充电模块2的复位。
68.在一些实施例中，第二连接部14包括多个挂孔141，多个挂孔141与相应第一连接部221之间的距离依次增大，多个挂孔141的每一者能够与弹簧的第二端挂接。
69.如图5所示，每个第二连接部14均包括四个挂孔141，弹簧的第二端通过与不同的挂孔141相连以实现对底盘22的拉力的调节，进一步保证对充电模块2的稳定快速复位。
70.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
71.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
72.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
73.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
74.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。