接触式充电桩及机器人系统的制作方法

1.本技术涉及充电技术领域，尤其涉及一种接触式充电桩和机器人系统。


背景技术：

2.机器人工作一定的时间后一般都需要进行充电，现有机器人充电系统采用销、孔插拔连接，将带电部件放在充电桩孔内不外露而保证安全。但插拔连接的方式需要将销和孔完全对准，因此在自动对接时比较困难，因此现有充电桩兼顾安全时，存在自动对接难度问题。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本技术实施例，以便提供一种解决上述问题或至少部分地解决上述问题的接触式充电桩和机器人系统。
4.本技术实施例提供一种接触式充电桩，包括：
5.主体部；
6.接触电极组件，与所述主体部活动连接，以能够沿第一方向来回运动，所述接触电极组件用以对机器人充电；以及，
7.检测电极组件，与所述主体部活动连接，以能够沿第一方向来回运动，所述检测电极组件用以在所述机器人与所述接触电极组件接触并继续向所述第一方向移动预设距离后接触所述机器人，且所述检测电极组件接触所述机器人后，所述接触电极组件与所述机器人导通。
8.可选地，所述主体部包括第一表面，所述主体部设有贯穿所述第一表面的第一安装孔，所述接触电极组件活动安装于所述第一安装孔，并至少部分凸出于所述第一表面；和/或，
9.所述主体部设有贯穿所述第一表面的第二安装孔，所述检测电极组件活动安装于所述第二安装孔，并至少部分凸出于所述第一表面。
10.可选地，所述接触电极组件具有接触表面，所述检测电极组件具有检测表面，所述接触表面和所述检测表面分别用以供所述机器人抵接，所述接触表面和所述检测表面均背离所述第一表面。
11.可选地，所述接触表面与所述第一表面之间的距离大于所述检测表面与所述第一表面之间的距离。
12.可选地，还包括：
13.第一复位件，能够与所述接触电极组件接触，以向所述第一方向的反方向对所述接触电极组件复位；以及，
14.第二复位件，能够与所述检测电极组件接触，以向所述第一方向的反方向对所述检测电极组件复位。
15.可选地，所述主体部设有第一导向孔和第二导向孔，所述接触式充电桩还包括：
16.第一导向柱，一端固定所述接触电极组件，另一端活动穿设于所述第一导向孔，以能够沿所述第一方向来回运动；以及，
17.第二导向柱，一端固定所述检测电极组件，另一端活动穿设于所述第二导向孔，以能够沿所述第一方向来回运动。
18.可选地，还包括：位置检测器件，所述位置检测器件安装于所述主体部，并用于检测所述接触电极组件沿所述第一方向的运动位置。
19.可选地，所述主体部还设有识别部，以供所述机器人识别并进行定位。
20.可选地，所述主体部还设有手动充电端口。
21.可选地，所述主体部设有进风口和出风口，所述主体部于所述出风口处还设有散热风扇。
22.可选地，所述主体部包括主模块、子模块和底座；
23.所述底座固定于所述主模块的底部；
24.所述子模块固定于所述主模块的侧面；
25.所述接触电极组件和所述检测电极组件活动安装于所述子模块，以能够沿第一方向来回运动。
26.可选地，所述主模块的侧面设有连接孔，所述子模块至少部分嵌入所述连接孔，所述第一方向为所述连接孔的贯通方向。
27.本技术实施例还提出一种机器人系统，包括：
28.接触式充电桩；以及，
29.机器人，设有充电触点和检测触点，所述充电触点用于与所述接触电极组件接触，以对所述机器人充电；
30.所述检测触点用于与所述检测电极组件接触，以在接触后产生电信号。
31.本技术实施例提供的技术方案，接触式充电桩通过设置检测电极组件，能够用于检测机器人和接触式充电桩的接触电极组件是否对桩成功，以判断机器人是否能够被接触式充电桩充电，避免未对桩成功时而无法及时发现的情况。同时，当机器人与接触电极组件接触后，并继续向第一方向移动预设距离后，才接触检测电极组件，而不是一开始就直接接触检测电极组件，此时接触电极组件可实现一定深度的按压，对对桩有一定的缓冲。当检测电极组件与机器人未对接好的情况下接触电极组件不带电，只有检测电极组件与机器人对接好之后，接触电极组件才带电，因此保证了安全性。再者，机器人与接触电极组件仅靠接触即可实现导通充电，不用插拔等连接，并不需要完全精准的定位即可实现导通充电，故而兼顾安全性的同时解决了对位困难的问题。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术实施例的一些实施例，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。
33.图1为本技术实施例中的一种接触式充电桩的分解示意图；
34.图2为图1中接触式充电桩组装后的平面示意图；
35.图3为图1中接触式充电桩的另一分解示意图；
36.图4为图1中子模块的结构示意图；
37.图5为图1中子模块的剖切示意图；
38.图6为图1中子模块的分解示意图。
39.附图标记：
[0040][0041]
具体实施方式
[0042]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
[0043]
需要说明的是，在本技术的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等，则“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件或名称，而不能理解为指示或暗示顺序关系、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。另外，若全文中出现“和/或”，则其含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
[0044]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0045]
本技术实施例提供一种接触式充电桩，可对机器人进行自动充电，实现智能化。
[0046]
请结合参考图1和图2，本技术实施例提供一种接触式充电桩，包括：
[0047]
主体部；
[0048]
接触电极组件22，与主体部活动连接，以能够沿第一方向来回运动，接触电极组件22用以对机器人充电；以及，
[0049]
检测电极组件24，与主体部活动连接，以能够沿第一方向来回运动，检测电极组件24用以与机器人接触以产生电信号；
[0050]
其中，机器人与接触电极组件22接触并继续向第一方向移动预设距离后，检测电极组件24接触到机器人后，接触电极组件22才与机器人导通以对机器人进行充电。本技术实施例中的接触式充电桩增加检测电极组件24，当检测电极组件24与机器人未对接好的情况下接触电极组件22不带电，只有检测电极组件24与机器人对接好之后，接触电极组件22才带电，因此保证了安全性。再者，机器人与接触电极组件22仅靠接触即可实现导通充电，不用插拔等连接，并不需要完全精准的定位即可实现导通充电，故而兼顾安全性的同时解决了对位困难的问题。
[0051]
接触电极组件22是用于机器人充电的，即机器人的充电触点通过与接触电极组件22接触，能够实现电性连通，而为机器人进行充电。因此接触电极组件22是通过第一导线而与电源所连通的，电源通过接触电极组件22为机器人供电。在一些实施例中，接触电极组件22与第一导线的连接位置，通过ot端子29(如图4所示)进行螺钉锁紧固定。
[0052]
进一步地，接触式充电桩包括两个接触电极组件22，其中一个接触电极组件22为正极，另一个接触电极组件22为负极。当然，其它实施例中，正极和负极可以设置在同一个接触电极组件22上。可选地，检测电极组件24设置在两个接触电极组件22之间。示例性的，接触电极组件22和检测电极组件24沿横向间隔分布。
[0053]
检测电极组件24用于检测机器人是否沿第一方向移动到位，机器人上设置检测触点，检测触点与检测电极组件24接触后，会产生电信号，表明机器人和接触式充电桩对桩成功，即两个接触电极组件22与机器人上的两充电触点良好接触。当对桩成功后机器人停止朝第一方向移动，同时接触式充电桩和机器人分别打开充电回路，利用接触电极组件22为机器人充电。因此检测电极组件24并不是用于为机器人充电的，而是作为检测用，以检测机器人和接触式充电桩是否对桩成功。
[0054]
检测电极组件24通过第二导线与充电桩内部的主控模块连通，在一些实施例中，检测电极组件24与第二导线的连接位置，通过ot端子29进行螺钉锁紧固定。
[0055]
具体而言，接触电极组件22
“‑”
与接触电极组件22“ ”用于接触机器人上面的充电触点，接触式充电桩上的接触电极组件22及检测电极组件24(io)分别从内侧通过第一导线和第二导线连接到接触式充电桩的主控板18上。主控板18作为主控模块来控制接触电极组件22的充电回路是否工作，而检测电极组件24根据对机器人充电对位的检测结果向主控板18传递触发信号。具体的，检测电极组件24接触机器人后，产生电信号传递给主控板18，然后主控板18控制充电桩内连接接触电极组件22的充电回路导通，即接触电极组件22与机器人导通。
[0056]
以一个具体应用场景为例，在应用场景一中，第一方向为自前向后的方向，机器人面向接触式充电桩，利用激光雷达及自身的导航功能导航到位于接触式充电桩前方0.5米左右，然后机器人原地转向180度，使其正面朝前，背面朝后(即朝接触式充电桩)，此时机器人背面的充电触点朝向接触式充电桩。随后利用红外对桩功能进行近距离对桩，当机器人
充电触点与接触式充电桩的接触电极组件22碰上后，机器人继续向后移动，先触发接触式充电桩内侧的位置检测器件26(在后面实施例中进行说明)，其次io检测电极组件24相应与机器人检测触点接触，利用io检测电极组件24上的信号检测来判断对桩是否成功，对桩成功后机器人本体停止后退，同时接触式充电桩和机器人分别打开充电回路。
[0057]
当然，其它实施例中，机器人还可以采用其它类型的传感器导航至接触式充电桩前方。
[0058]
本技术实施例中，接触式充电桩通过设置检测电极组件24，能够用于检测机器人和接触式充电桩的接触电极组件22是否对桩成功，以判断机器人是否能够被接触式充电桩充电，避免未对桩成功时而无法及时发现的情况。同时，当机器人与接触电极组件22接触后，并继续向第一方向移动预设距离后，才接触检测电极组件24，而不是一开始就直接接触检测电极组件24，此时接触电极组件22可实现一定深度的按压，对对桩有一定的缓冲。
[0059]
本技术实施例中，接触电极组件22可以部分嵌入到主体部内进行移动，或者，接触电极组件22设置在主体部外侧，两者之间通过导向结构进行连接。同理，检测电极组件24也可以部分嵌入到主体部内进行移动，或者，检测电极组件24设置在主体部外侧，两者之间通过导向结构进行连接。
[0060]
请结合参考图5，在一些实施例中，主体部包括第一表面21，主体部设有贯穿第一表面21的第一安装孔，接触电极组件22活动安装于第一安装孔，并至少部分凸出于第一表面21；和/或，
[0061]
主体部设有贯穿第一表面21的第二安装孔，检测电极组件24活动安装于第二安装孔，并至少部分凸出于第一表面21。
[0062]
该实施例中，接触电极组件22和检测电极组件24部分嵌入到主体部内，另一部分则凸出在主体部的外侧，供机器人抵接，并且，该凸出在外的部分便于与机器人接触，避免机器人与主体部碰撞。另外，通过设置第一安装孔和第二安装孔，可以对接触电极组件22和检测电极组件24的运动起到一定的导向效果。同时，也便于第一导线和第二导线的布置。
[0063]
接触电极组件22具有接触表面221，检测电极组件24具有检测表面241，接触表面221和检测表面241分别用以供机器人抵接，接触表面221和检测表面241均背离第一表面21，且接触表面221与第一表面21之间的距离大于检测表面241与第一表面21之间的距离，从而在机器人上的充电触点接触到接触电极组件22时，检测触点与检测电极组件24之间是间隔的，两者未接触。只有在机器人继续向第一方向运动预设距离后，检测触点才接触到检测电极组件24，对对桩具有一定的缓冲效果。此外，机器人的充电触点和检测触点只要能够接触到对应的接触表面221和检测表面241即可，无需精准定位。
[0064]
另外，其它实施例中，接触表面221与第一表面21之间的距离可以等于检测表面241与第一表面21之间的距离，这两者距离可以相等，靠机器人上的电极长短来实现先后接触。具体地，也可以对机器人本身进行改进，例如充电触点和检测触点设置在机器人的后侧，且充电触点相对于检测触点而言向后凸出。上述中，接触表面221呈方形；和/或，检测表面241呈方形。方形的接触表面221和检测表面241具有较大的表面积，即具有较大的有效接触面积，为充电触点和检测触点提供较大的作用面积，可以满足当前机器人悬挂机构带来的偏差，即满足一定的偏差需求，有效提升充电效率。示例性的，接触表面221和检测表面241的设计上满足对桩左右偏差3cm，上下偏差3cm的需求。
[0065]
接触表面221和检测表面241的形状不局限于方形，只要具有较大表面积即可，例如但不限于圆形、椭圆形、三角形、六边形等。
[0066]
此外，接触电极组件22和检测电极组件24的形状包括但不限于正方体、长方体、圆柱体、半球形等等。接触电极组件22和检测电极组件24类似于按钮的结构，可以具有一定的缓冲功能以及复位功能。
[0067]
请结合参考图5和图6，进一步地，接触式充电桩还包括：
[0068]
第一复位件251，能够与接触电极组件22接触，以向第一方向的反方向对接触电极组件22复位；以及，
[0069]
第二复位件252，能够与检测电极组件24接触，以向第一方向的反方向对检测电极组件24复位。
[0070]
具体而言，当接触电极组件22被朝后抵推时压缩第一复位件251，当作用于接触表面221上的外力消失后如机器人朝前移动至远离接触表面221，第一复位件251恢复弹性变形而推动接触电极组件22朝前复位。同样的，当检测电极组件24被朝后抵推时压缩第二复位件252，当作用于检测表面241上的外力消失后如机器人朝前移动至远离检测表面241，第二复位件252恢复弹性变形而推动检测电极组件24朝前复位。
[0071]
第一复位件251和第二复位件252可以采用弹簧、扭簧、海绵、硅胶等具有弹性的材质。
[0072]
进一步地，主体部设有第一导向孔和第二导向孔，接触式充电桩还包括：
[0073]
第一导向柱253，一端固定接触电极组件22，另一端活动穿设于第一导向孔，以能够沿第一方向来回运动；以及，
[0074]
第二导向柱254，一端固定检测电极组件24，另一端活动穿设于第二导向孔，以能够沿第一方向来回运动。
[0075]
第一导向柱253和第二导向柱254可以采用塞打螺钉、圆柱体等，第一导向柱253和第二导向柱254可以采用相同的结构或者不同的结构。
[0076]
以下以第一导向柱253和第二导向柱254为塞打螺钉，第一复位件251和第二复位件252为弹簧为例。
[0077]
具体地，主体部包括相互固定的子模块前壳281和子模块后壳282，子模块前壳281的前侧构成第一表面21，第一安装孔和第二安装孔为设置于子模块前壳281的凹槽，第一导向孔和第二导向孔沿前后方向贯穿子模块前壳281和子模块后壳282，并可以贯穿相应凹槽的槽底。第一复位件251的前端与接触电极组件22抵接，两者可以固定或者未固定，第一复位件251的后端可与子模块前壳281或者子模块后壳282固定。同样的，第二复位件252的前端与检测电极组件24抵接，两者可以固定或者未固定，第二复位件252的后端可与子模块前壳281或者子模块后壳282固定。
[0078]
进一步地，接触式充电桩还包括：位置检测器件26，位置检测器件26安装于主体部，并用于检测接触电极组件22沿第一方向的运动位置，当接触电极组件22沿第一方向运动到预设位置时，位置检测器件26能够发送电信号给主控板18，表明机器人和充电桩对桩成功，此时主控板18控制充电桩内连接接触电极组件22的充电回路导通，即接触电极组件22与机器人导通。此外，位置检测器件26安装于支架27，例如采用螺钉固定，支架27再固定至主体部的子模块前壳281。支架27与子模块前壳281的固定可以采用螺钉或者卡扣等方
式。
[0079]
位置检测器件26包括但不限于光电开关传感器、微动开关、行程开关等等。支架27的形状可以是板状、块状、杆状等。
[0080]
子模块20设置两个位置检测器件26，两个位置检测器件26对应两个接触电极222检测模块设置，示例性的，其中一个位置检测器件26设置在子模块20靠左的位置，另一个设置在子模块20靠右的位置。
[0081]
进一步地，主体部还设有识别部11，以供机器人识别并进行定位。识别部11可以是二维码的方式，机器人通过红外感应识别到二维码，进而调整机器人自身的位置，确保对桩成功。可选地，识别部11设置在主体部的前侧面。进一步地，识别部11设置在主体部左右向的中部。或者，识别部11也可以是凹槽或者凸起。
[0082]
请结合参考图3，进一步地，主体部还设有手动充电端口12。可选地，手动充电端口12设置在主体部的左侧面或者右侧面。手动充电端口12用于一些特殊情况下，如接触式充电桩的触点有故障时，手动充电端口12与机器人的手动充电口通过连接线连接进行充电。
[0083]
进一步地，主体部设有进风口13和出风口14，主体部内还设有散热风扇15，散热风扇15用于对主体部内的发热元件进行散热。散热风扇15可以设置在出风口14处。可选地，进风口13和出风口14其中一者设置在主体部的左侧面，另一者设置在主体部的右侧面。
[0084]
主体部包括主模块10、子模块20和底座30；底座30固定于主模块10的底部；子模块20固定于主模块10的侧面，具体可设置在模块的前侧；接触电极组件22和检测电极组件24活动安装于子模块20，以能够沿第一方向来回运动。
[0085]
本技术实施例中的接触式充电桩包括三大模块，即主模块10、子模块20和底座30，在组装工艺上，采用模块化设计的思路，模块化组装，简化装配步骤，便于更换及维修。
[0086]
主模块10的侧面设有连接孔193，子模块20至少部分嵌入连接孔193，第一方向为连接孔193的贯通方向。
[0087]
以下对各个模块的结构进行详细介绍。
[0088]
请结合参考图1和图3，主模块10可以大体呈方形，左右长度和上下高度较大，前后宽度较小，形成扁平的长方体状。当然其它实施例中，主模块10还可以是其它形状。
[0089]
主模块10包括主模块后壳161、主模块前壳162、前盖板163，主模块前壳162呈前后贯穿的空腔结构，主模块后壳161和前盖板163对应盖合主模块前壳162的前后两侧，前盖板163设置连接孔193供子模块20安装。
[0090]
进一步地，主模块10还包括充电器17和主控板18，充电器17和主控板18设置在空腔结构。另外，为了实现充电器17和/或主控板18的安装，主模块10还可以包括一些相关的支架结构。
[0091]
进一步地，主模块10还包括凹槽件191，凹槽件191形成一面向前方开口的凹槽。凹槽件191能够对接触式充电桩主模块前壳162的结构加强，同时还可用于激光定位用，利用激光识别此凹槽特征来更好的定位接触式充电桩。
[0092]
进一步地，主模块10的顶部还可以设置导光板192和指示灯，指示灯显示当前接触式充电桩的状态，包括待机状态，充电中状态及充电完成状态，指示灯采用插脚灯珠焊接在内侧的主控板18上通过导光板192导出灯光。
[0093]
上述中的散热风扇15设置在主模块前壳162的空腔结构，手动充电端口12设置在
主模块前壳162的左侧面，识别部11设置在主模块10的前侧面。
[0094]
子模块20包括子模块前壳281、子模块后壳282、接触电极组件22、检测电极组件24、第一导向柱253、第二导向柱254、第一复位件251、第二复位件252、位置检测器件26、支架27。
[0095]
接触电极组件22包括接触电极222和接触外壳223，接触电极222安装于接触外壳223的前侧，该接触电极222用于与机器人的充电触点抵接，即接触电极222形成接触表面221。
[0096]
检测电极组件24包括检测电极242和检测外壳243，检测电极242安装于检测外壳243的前侧，该检测电极242用于与机器人的检测触点抵接，即检测电极242形成检测表面241。
[0097]
底座30用以支撑主模块10，主模块10的底面支撑在底座30的顶面。底座30的长度和宽度与主模块10的长度和宽度大体适配，使得两者形成更加整体的形状，避免前后左右方向凸出在外。
[0098]
底座30包括从上到下依次设置的支撑主体31、支撑内衬32和底板33，支撑主体31具有较大的高度，支撑内衬32具有较小的高度，底板33可以采用金属底板33。
[0099]
上述中，主模块10和子模块20之间、主模块10和底座30之间可以采用螺钉固定，各个模块内的结构组装好后，再通过螺钉与别的模块进行组装，进行模块化设计安装。另外，除螺钉的安装方式，还可以采用卡扣、销钉等。
[0100]
本技术实施例还提出一种机器人系统，包括机器人和接触式充电桩，接触式充电桩用于对机器人充电，其具体结构请参见上述实施例，此处不再赘述。
[0101]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例各实施例技术方案的精神和范围。