可实现自动拔线的有线充电桩、充电插拔方法及机器人与流程

1.本发明涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种可实现自动拔线的有线充电桩、充电插拔方法及机器人。


背景技术：

2.机器人（robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人在电量不足时，自主行驶到充电桩所在位置，通过充电桩对桩并进行充电。然而，现有技术中，大多数机器人充电时都是通过人工去手动插拔充电枪，实现机器人的充电与断电操作。这样做不仅会提高人工管理成本，并且对机器人的做事效率也有很大的影响。例如清扫街道的清洁机器人，本可以在夜间行人少时进行清洁作业，提高时间利用率及工作效率；由于充电需要手动插拔，只能等到人工去断电才能开启工作，操作繁琐，使用不便。
3.此外，现有技术中为了保证充电枪使用时的安全性，一般在充电座中设有母座外壳，充电枪一般要伸入到母座外壳内与充电接口对接，才能进行充电。然而，这样设置的充电母座固定，充电枪拉拔时的角度也固定，不便于充电枪拔出，甚者强行拔出时会损坏充电枪线缆，造成内部结构的损坏，增加漏电风险。再者，现有技术的充电枪无保护措施，充电枪接口容易发生磕碰造成损害。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能减少人工管理成本，且在充电枪自动拔出后有效保护充电枪及充电座的可实现自动拔线的有线充电桩、充电插拔方法及机器人。
5.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种可实现自动拔线的有线充电桩，所述可实现自动拔线的有线充电桩包括充电桩座、充电枪线、充电枪及充电座；所述充电枪通过所述充电枪线与所述充电桩座连接；所述充电桩座的高度与所述充电座的高度持平；所述充电座包括充电座外壳、充电母座及浮动支架；所述充电座外壳包括充电座基壳及充电座盖；所述充电母座设于所述充电座基壳的一侧；所述充电座基壳与所述充电座盖通过连接件可转动连接，所述充电座盖用于绕所述连接件旋转以罩住所述充电母座；所述浮动支架设于所述充电座基壳中相对于所述充电母座的另一侧，所述浮动支架与所述充电母座连接，所述浮动支架用于调节充电枪的插拔角度。
6.优选地，所述充电枪包括充电枪本体及挂钩组件；所述挂钩组件设于所述充电枪本体的第一端部，与所述充电枪本体固定连接；所述充电枪本体的第二端部设有充电公座，所述充电公座与所述充电枪本体的内部线路电性连接；所述充电枪本体的第二端部边缘上套接有可伸缩保护套，所述可伸缩保护套用于在伸出时保护所述充电公座。
7.优选地，所述浮动支架包括固定座、充电座支架及弹性部件；所述充电座支架设于所述充电座基壳内且所述充电座支架的第一端与所述充电母座可拆卸连接；所述固定座设于所述充电座基壳中相对于所述充电母座的另一侧的底部，与所述充电座基壳可拆卸连接；所述弹性部件的第一端与所述固定座连接，所述弹性部件的第二端与所述充电座支架
的第二端连接。
8.优选地，所述浮动支架还包括转动部件；所述转动部件设于所述固定座及所述充电座支架之间，与所述固定座垂直而设；所述转动部件的两个端部镶嵌于或穿过所述充电座基壳；所述转动部件与所述充电座支架可转动连接。
9.优选地，所述充电座盖上设有配重块，所述配重块用于增加所述充电座盖的重量。
10.优选地，所述充电枪本体包括本体支架及外壳；所述外壳套设在所述本体支架外。
11.优选地，所述充电枪本体还包括第一安装块及第二安装块；所述本体支架包括主支架及后壳支架；所述外壳包括主壳及后壳；所述主支架镶嵌在所述第一安装块上，所述后壳支架与所述主支架固定连接，所述后壳支架与所述第二安装块固定连接；所述主壳套设在所述主支架外，与所述第一安装块可拆卸连接，所述后壳套设在所述后壳支架外，与所述第二安装块可拆卸连接，所述主壳与所述后壳可拆卸连接。
12.优选地，所述主支架外周的上部设有供所述主壳卡位的第一凸起部件，所述主支架外周下部设有供所述可伸缩保护套卡位的第二凸起部件。
13.第二方面，本发明公开了一种充电插拔方法，应用于如第一方面所述的可实现自动拔线的有线充电桩，所述充电插拔方法包括：充电时，控制所述充电桩座的高度与设在机器人上的充电座的高度保持一致；在所述充电座内设置浮动支架，所述浮动支架用于调节充电枪的插拔角度；在所述充电枪的侧面设置可伸缩保护套，所述可伸缩保护套用于在伸出时保护所述充电公座；充电完成后，控制所述机器人自动向前行驶，所述充电母座由于所述充电线的拉力自动脱离所述充电枪，所述可伸缩保护套由于重力作用自动伸出。
14.第三方面，本发明还公开了一种机器人，应用于如第二方面所述的一种充电插拔方法。
15.本发明提供的可实现自动拔线的有线充电桩、充电插拔方法及机器人，在充电完成后能自动拔出，减少人工管理成本；通过所述充电座盖实现对所述充电母座的保护，增加防水性也保证使用者的安全；通过所述浮动支架实现对充电枪插拔角度的调节；在充电枪拉出后，本发明还能自动实现所述充电母座的自动复位；通过所述充电座盖实现对所述充电母座的保护，增加防水性也保证使用者的安全；通过所述浮动支架实现对充电枪插拔角度的调节；在充电枪拉出后，本发明还能自动实现所述充电母座的自动复位。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一种实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的结构示意图；图2是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电座的结构示意图；图3是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电座浮动支架的结构示意
图；图4是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电座连接件的结构示意图；图5是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电座的剖面结构示意图；图6是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电枪的结构示意图；图7是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电枪的剖面结构示意图；图8是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电枪的局部放大图；图9是本发明实施例可实现自动拔线的有线充电桩的充电枪的爆炸图；图10是本发明实施例充电插拔方法的流程图。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
19.在本发明的描述中,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发明和简化描述,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发明的限制。
20.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。在本发明的描述中,“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。
21.在本发明中,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;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发明中的具体含义。
22.在本发明中,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。需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
23.实施例一
请参阅图1及图2、本发明提供了一种可实现自动拔线的有线充电桩，所述可实现自动拔线的有线充电桩包括充电桩座1、充电枪线2、充电枪3及充电座4；所述充电枪3通过所述充电枪线2与所述充电桩座1连接；所述充电桩座1的高度与所述充电座4的高度持平；所述充电座4包括充电座外壳41、充电母座42及浮动支架43；所述充电座外壳41包括充电座基壳411及充电座盖412；所述充电母座42设于所述充电座基壳411的一侧；所述充电座基壳411与所述充电座盖412通过连接件44可转动连接，所述充电座盖412用于绕所述连接件44旋转以罩住所述充电母座42；所述浮动支架43设于所述充电座基壳411中相对于所述充电母座42的另一侧，所述浮动支架43与所述充电母座42连接，所述浮动支架43用于调节充电枪3的插拔角度。
24.优选地，本发明在充电完成后能自动拔出，减少人工管理成本。所述充电桩座1与所述充电座4设置在同一高度，所述充电座4本身有360度小角度的浮动，从而消除了上下高度差的冗余，所述充电座4的浮动支架43消除了左右的冗余，使得机器人充完电自动脱出时不会因为上下高度差及左右误差而牵拉所述充电座4导致所述充电母座42被扯坏；同时保证了所述充电枪3脱出时是垂直的，保护了所述充电枪3与所述充电座4，解决了传统充电枪没有上下左右冗余无法实现自动脱出的问题。
25.优选地，请参阅图3，所述浮动支架43包括固定座431、充电座支架432及弹性部件433；所述充电座支架432设于所述充电座基壳411内且所述充电座支架432的第一端与所述充电母座42可拆卸连接；所述固定座431设于所述充电座基壳411中相对于所述充电母座42的另一侧的底部，与所述充电座基壳411可拆卸连接；所述弹性部件433的第一端与所述固定座431连接，所述弹性部件433的第二端与所述充电座支架432的第二端连接。可以理解的是，所述充电母座42安装在所述充电座支架432上，通过所述弹性部件433的弹性作用允许所述充电母座42小幅度摆动以自适应充电枪拉拔的角度，使得充电枪拉拔时能实现垂直拉出。此外，所述弹性部件433在充电枪拉出后，能自动实现所述充电母座2的自动复位。
26.优选地，所述浮动支架43还包括转动部件434；所述转动部件434设于所述固定座431及所述充电座支架432之间，与所述固定座431垂直而设；所述转动部件434的两个端部镶嵌于或穿过所述充电座基壳411；所述转动部件434与所述充电座支架432可转动连接。
27.优选地，所述充电座支架432上设有转动连接部件4321，所述转动连接部件4321上设有通孔，所述转动部件434穿过所述通孔与所述充电座支架432可转动连接。可以理解的是，所述充电母座42安装在所述充电座支架432上，通过所述转动部件434及所述转动连接部件4321固定在充电座基座上，所述充电母座42能绕所述转动部件434转动，配合所述弹性部件433，使得所述充电母座42小幅度左右摆动以自适应充电枪拉拔的角度，使得充电枪拉拔时能实现垂直拉出。
28.优选地，请参阅图4，所述充电座盖412上设有配重块412a，所述配重块412a用于增加所述充电座盖412的重量。可以理解的是，所述配重块412a和所述充电座盖412可以通过滴胶粘合，也可以通过螺钉或卡扣等部件结合。所述配重块412a增加了所述充电座盖412自身的重量，使得充电座能够利用自身重力实现所述充电座盖412的关闭，有效防止了所述充电座盖412自重不足而无法实现自动闭合的情况。
29.优选地，所述连接件44为盖合页；所述盖合页包括连接部441、第一固定部442及第二固定部443；所述第一固定部442与所述连接部441固定连接，所述第一固定部442与所述
充电座基壳411的外表面可拆卸连接；所述第二固定部443与所述连接部441可转动连接，所述第二固定部443与所述充电座盖412的外表面可拆卸连接。可以理解的是，所述充电座基壳411及所述充电座盖412通过充电座盖合页相结合，使得所述充电座盖412可以绕充电座盖合页旋转，通过自身重力和充电座合页的约束，让所述充电座盖412罩住所述充电座母座42，增加了防水性，防止外力损坏，也保证了使用者的充电安全。
30.优选地，请参阅图5，所述充电座基壳411的内部由所述充电座支架432的第一端方向向下延伸有固定凸起部411a，所述固定凸起部411a用于实现所述固定座431与所述充电座基壳411的可拆卸连接。可以理解的是，所述充电座基壳411的内部设有4个固定凸起部411a，以实现所述固定座431与所述充电座基壳411连接的平衡性。此外，通过在所述充电座基壳411的内部设置固定凸起部411a进行连接，保证了本发明的充电座整体架构的美观性。
31.优选地，请参阅图5，所述弹性部件433包括第一压簧4331，所述第一压簧4331的第一端与所述固定座431连接，所述第一压簧4331的第二端与所述充电座支架432的第二端连接。在本实例中，所述弹性部件433设置为压簧，用于实现所述充电母座42的摆动；在另一个优选地实施例中，所述弹性部件可以设置为气缸、滑动机构或伸缩机构，在此不作具体限定。
32.优选地，所述弹性部件433还包括第二压簧4332；所述第二压簧4332的第一端与所述固定座431连接，所述第二压簧4332的第二端与所述充电座支架432的第二端连接；所述第一压簧4331与所述第二压簧4332相对于所述转动部件434对称设置。可以理解的是，所述第一压簧4331与所述第二压簧4332对称设置保证了所述充电母座42摆动的平衡性。
33.优选地，所述转动部件434包括转轴4341、轴套4342及两个固定环4343；所述充电座基壳411上设有两个通孔，所述转轴4341穿过所述两个通孔，所述轴套4342套设在所述转轴上，所述两个固定环4343分别固定在所述转轴的两个端部。
34.具体地，在本实施例中，所述充电母座42上设有第一安装基板421，所述充电母座42设于所述第一安装基板421内，与所述第一安装基板421固定连接；此外，所述充电母座42外周设有浮动软胶层422，所述浮动软胶层422设于所述第一安装基板421及所述充电母座42之间；可以理解的是，所述充电桩座1的高度与所述充电座4的高度持平，但是由于安装精度会有较小的误差，当机器人导航对充电桩时车身角度以及车的位置会造成左右角度的误差较大，所以左右角度的自适应范围要加大；所述浮动软胶层422用于进一步实现所述充电母座的左右角度以及上下角度的360度自适应范围的调节；所述浮动支架43上设有第二安装基板435，所述浮动支架43设于所述第二安装基板435上，与所述第二安装基板435固定连接；所述第一安装基板421与所述第二安装基板435通过螺钉螺母可拆卸连接。
35.优选地，所述充电枪本体31还包括第一安装块313及第二安装块314；所述本体支架311包括主支架311a及后壳支架311b；所述外壳312包括主壳312a及后壳312b；所述主支架311a镶嵌在所述第一安装块313上，所述后壳支架311b与所述主支架311a固定连接，所述后壳支架311b与所述第二安装块314固定连接；所述主壳312a套设在所述主支架311a外，与所述第一安装块313可拆卸连接，所述后壳312b套设在所述后壳支架311b外，与所述第二安装块314可拆卸连接，所述主壳312a与所述后壳312b可拆卸连接。
36.优选地，所述主支架311a外周的上部设有供所述主壳312a卡位的第一凸起部件311a1，所述主支架311a外周下部设有供所述可伸缩保护套34卡位的第二凸起部件311b1。
37.优选地，请参阅图6，所述充电枪3包括充电枪本体31及挂钩组件32；所述挂钩组件32设于所述充电枪本体31的第一端部，与所述充电枪本体31固定连接；所述充电枪本体31的第二端部设有充电公座33，所述充电公座33与所述充电枪本体31的内部线路电性连接；所述充电枪本体31的第二端部边缘上套接有可伸缩保护套34，所述可伸缩保护套34用于在伸出时保护所述充电公座33，起到防水防尘的作用。可以理解的是，所述可伸缩保护套34在充电枪垂直悬吊时会因重力缘故落下，从而罩住所述充电公座33，既保护了所述充电公座33免受外力破坏，也起到了防水作用，增加了充电枪的使用年限。
38.优选地，请参阅图7，所述充电枪本体31包括本体支架311及外壳312；所述外壳套设在所述本体支架311外。可以理解的是，在本实施例中，所述外壳312既形成了充电枪的整体框架，也隔离金属本体支架311，防止漏电，减少了使用人员的触电危险。
39.优选地，请参阅图8，所述充电枪本体31还包括第一安装块313及第二安装块314；所述本体支架311包括主支架3111及后壳支架3112；所述外壳312包括主壳3121及后壳3122；所述主支架3111镶嵌在所述第一安装块313上，从而所述充电公座可在所述第一安装块313上与所述主支架3111连接；所述后壳支架3112与所述主支架3111固定连接，所述后壳支架3112与所述第二安装块314固定连接，保证了主体支架的整体结构；所述主壳121套设在所述主支架3111外，与所述第一安装块313可拆卸连接，所述后壳3122套设在所述后壳支架3112外，与所述第二安装块314可拆卸连接，所述主壳3121与所述后壳3122可拆卸连接。
40.优选地，所述第一安装块313上设有通孔，所述第一安装块313与所述主壳3121通过所述通孔上的螺钉和螺母可拆卸连接。在另一个优选地实施例中，所述第一安装块313与所述主壳3121通过所述通孔上的卡扣结构可拆卸连接，在此不作具体限定。
41.优选地，所述第二安装块314上设有通孔，所述第二安装块314与所述后壳3122通过所述通孔上的螺钉和螺母可拆卸连接。在另一个优选地实施例中，所述第二安装块314与所述后壳3122通过所述通孔上的卡口结构可拆卸连接，在此不作具体限定。
42.优选地，所述充电公座33与所述第一安装块313可拆卸连接。同样地，所述充电公座33与所述第一安装块13通过螺钉螺母或者卡口结构实现可拆卸连接。
43.优选地，请参阅图7及图8，所述主支架3111外周的上部设有供所述主壳3121卡位的第一凸起部件3111a，所述主支架3111外周下部设有供所述可伸缩保护套34卡位的第二凸起部件3111b。可以理解的是，所述主壳3121上设有与所述第一凸起部件3111a对接的结构，所述可伸缩保护套34上设有与所述第二凸起部件3111b对接的结构。在本实施例中，当充电枪与受电设备上的母座对接时，所述可伸缩保护套34受到所述受电设备上的母座给的支持力向内回收，保证正常的对接通畅；此外，当充电枪垂直悬吊时，所述可伸缩保护套34由于重力作用下落，罩住所述充电公座33，防止对接时雨水流入公母座之间导致短路等危险，保证使用人员的用电安全。
44.优选地，请参阅图9，所述挂钩组件32包括充电枪挂钩321及挂钩外壳322；所述第二安装块314及所述后壳3122上设有与所述挂钩外壳322啮合的通孔；所述充电枪挂钩21穿过所述通孔与所述后壳支架3112可拆卸连接。可以理解的是，本发明的充电枪支架311为铝合金材质，增加了充电枪整体刚性，保证其在多次插拔的情况下不产生形变；此外，这样的整体构架使得充电枪垂直悬吊时，受到充电枪挂钩321上缠绕钢丝绳的拉力，直接作用到所述充电枪支架311上，使得所述可伸缩保护套33通过重力或其分力伸出，保护所述充电公座
34。
45.优选地，所述本体支架311设为圆筒状，所述外壳312设为矩形状。在另一个优选地实施例中，所述本体支架311及所述外壳312可以设为其他形状，在此不做具体限定。
46.优选地，所述挂钩外壳322设为圆筒状。在另一个优选地实施例中，所述挂钩外壳322可以设为其他形状，在此不做具体限定。
47.实施例二本发明公开了一种充电插拔方法，请参阅图10，应用于如实施例一所述的可实现自动拔线的有线充电桩，所述充电插拔方法包括：s1、充电时，控制所述充电桩座1的高度与设在机器人上的充电座4的高度保持一致；s2、在所述充电座4内设置浮动支架43，所述浮动支架43用于调节充电枪3的插拔角度；s3、在所述充电枪3的侧面设置可伸缩保护套34，所述可伸缩保护套34用于在伸出时保护所述充电公座33；s4、充电完成后，控制所述机器人自动向前行驶，所述充电母座42由于所述充电线的拉力自动脱离所述充电枪3，所述可伸缩保护套34由于重力作用自动伸出。
48.具体地，在本实施例中，当机器人电量过低时，将自动导航倒车到有线充电桩附近，当小车停到距充电预设距离时停下，由于所述充电桩座1与所述充电座4设置在同一高度，消除了上下高度差的冗余，所述充电座4的浮动支架43消除了左右的冗余；当机器人充满电后自动向前行驶，所述充电枪脱离后因重力原因随钢丝绳材质的所述充电枪线摆动落下，同时所述充电座的充电座盖412因自重罩住所述充电母座42,起到防水防尘的作用；当所述充电枪3垂直悬吊时所述充电枪3枪口的可伸缩保护套伸出，保护所述充电公座，防止了雨水滴溅射到所述公座上，保证了下一次使用者的充电安全。
49.实施例三本发明还公开了一种机器人，应用于如实施例二所述的一种充电插拔方法。
50.优选地，本实施例的机器人可以被配置为具体的充电时间进行充电后自动拔出充电枪，且保证充电枪与充电座的完好。例如，公座人员离开前手动将所述充电枪与所述充电座对接，进行充电；机器人充满电后自动脱离充电桩，开启夜间任务，从而免除了需要人工手动的去拔出充电枪的繁琐步骤，保证了机器人对时间的利用率，提高了公座效率。
51.综上所述，本发明提供的可实现自动拔线的有线充电桩、充电插拔方法及机器人，在充电完成后能自动拔出，减少人工管理成本；通过所述充电座盖412实现对所述充电母座42的保护，增加防水性也保证使用者的安全；通过所述浮动支架43实现对充电枪3插拔角度的调节；在充电枪3拉出后，本发明还能自动实现所述充电母座42的自动复位；通过所述充电座盖412实现对所述充电母座42的保护，增加防水性也保证使用者的安全；通过所述浮动支架43实现对充电枪3插拔角度的调节；在充电枪3拉出后，本发明还能自动实现所述充电母座42的自动复位。
52.以上是本发明实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也
视为本发明的保护范围。