一种扫地机器人充电装置的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人充电装置。

背景技术：

目前市场上的扫地机器人在充电时，是将自身的两个充电压片压在充电桩的两个金属片上进行充电，这样的充电方式时常会因为接触不良使扫地机器人冲不上电，而且如果家中有宠物，如果宠物在扫地机器人充电时碰触扫地机器人，会使扫地机器人移位，使充电压片和充电桩上的金属片断开接触或接触不良，影响扫地机器人的正常充电，更严重者影响扫地机器人的电池寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种扫地机器人充电装置，解决了扫地机器人在充电时，充电插柱与充电桩接触不良的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种扫地机器人充电装置，包括扫地机器人和充电桩，扫地机器人上设有充电模块外壳、充电线路板和两个充电插柱；

两个充电插柱间隔设于充电模块外壳上，充电线路板设于充电模块外壳内，充电线路板上设有机器人控制器、第一NFC模块、超声波测距传感器、机器人充电模块、第一可控硅和第二可控硅，第一可控硅的第一阳极连接一个充电插柱，第二可控硅的第一阳极连接另一个充电插柱，第一可控硅的第二阳极和第二可控硅的第二阳极均连接机器人充电模块，第一可控硅的控制极和第二可控硅的控制极均连接机器人控制器，第一NFC模块和超声波测距传感器均与机器人控制器连接；

充电桩包括充电桩外壳，充电桩外壳内设三个齿轮、分别带动三个齿轮的三个电机和两个插柱夹持单元；插柱夹持单元包括固定片、充电金属触片和两根齿条，固定片和充电金属触片相对设置并用于夹持充电插柱，固定片和充电金属触片分别连接两根齿条；其中两个齿轮分别与两插柱夹持单元中连接两固定片的两齿条啮合，另一个齿轮与两插柱夹持单元中连接两充电金属触片的两齿条啮合；

充电桩控制线路板包括充电器控制器、第二NFC模块、充电稳压模块、第三可控硅、第四可控硅和三个电机控制器，每一个电机控制器均连接一个电机，三个电机控制器均连接充电器控制器，第二NFC模块连接充电器控制器，第三可控硅的第一阳极连接一个充电金属触片，第四可控硅的第一阳极连接另一个充电金属触片，第三可控硅的第二阳极和第四可控硅的第二阳极均连接充电稳压模块，第三可控硅的控制极和第四可控硅的控制极均连接充电器控制器；

充电桩外壳上设有两个用于插入所述充电插柱的插口，两个插口的旁边分别设有一个光栅传感器，两个光栅传感器均与充电器控制器连接。

所述充电器控制器和机器人控制器均为ARM控制器。

所述充电稳压模块的输入端连接220V市电，所述机器人充电模块为扫地机器人充电。

本实用新型所述的一种扫地机器人充电装置，解决了扫地机器人在充电时，充电插柱与充电桩接触不良的技术问题，本实用新型采用插柱夹持牢固的夹持住扫地机器人的充电插柱，即使有外力的碰触，也不会因扫地机器人的移动而发生充电插柱接触不良的问题，杜绝的从不上电的现象，保护了扫地机器人的电池。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的充电线路板的原理图方框图；

图3是本实用新型的充电桩控制线路板的原理图方框图。

图中：充电桩外壳1、扫地机器人2、充电模块外壳3、充电插柱4、光栅传感器5、电机6、齿轮7、齿条8、充电金属触片9、固定片10。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示的一种扫地机器人充电装置，包括扫地机器人2和充电桩，扫地机器人2上设有充电模块外壳3、充电线路板和两个充电插柱4；

两个充电插柱4间隔设于充电模块外壳3上，充电线路板设于充电模块外壳3内，充电线路板上设有机器人控制器、第一NFC模块、超声波测距传感器、机器人充电模块(所述机器人充电模块为现有技术，固不详细叙述)、第一可控硅和第二可控硅，第一可控硅的第一阳极连接一个充电插柱4，第二可控硅的第一阳极连接另一个充电插柱4，第一可控硅的第二阳极和第二可控硅的第二阳极均连接机器人充电模块，第一可控硅的控制极和第二可控硅的控制极均连接机器人控制器，第一NFC模块和超声波测距传感器均与机器人控制器连接。

充电桩包括充电桩外壳1，充电桩外壳1内设三个齿轮7、分别带动三个齿轮7的三个电机6和两个插柱夹持单元；电机6的输出轴与相应的齿轮7键连接或者固定连接，插柱夹持单元包括固定片10、充电金属触片9和两根齿条8，固定片10和充电金属触片9相对设置并用于夹持充电插柱4，固定片10和充电金属触片9分别固定连接两根齿条8，固定片10固定连接在一根齿条8的端部，充电金属触片9固定连接在另一根齿条8的端部；其中两个齿轮7分别与两插柱夹持单元中连接两固定片10的两齿条8啮合，另一个齿轮7与两插柱夹持单元中连接两充电金属触片9的两齿条8啮合；即第一个齿轮7与其中一个插柱夹持单元中连接固定片10的齿条8啮合，第二个齿轮7与另一个插柱夹持单元中连接固定片10的齿条8啮合，第三个齿轮7既与其中一个插柱夹持单元中连接充电金属触片9的齿条8啮合，又于另一个插柱夹持单元中连接充电金属触片9的齿条8啮合。

两个插柱夹持单元用于分别夹持两个充电插柱4，所有齿条8平行，同一插柱夹持单元中固定片10和充电金属触片9在两齿条8的带动下相向移动并拉近距离直至夹持住充电插柱4，或者在两齿条8的带动下背道而行并拉远距离直至松开相应的充电插柱4。

充电桩控制线路板包括充电器控制器、第二NFC模块、充电稳压模块(所述充电稳压模块为现有技术，固不详细叙述)、第三可控硅、第四可控硅和三个电机控制器，每一个电机控制器均连接一个电机6，三个电机控制器均连接充电器控制器，第二NFC模块连接充电器控制器，第三可控硅的第一阳极连接一个充电金属触片9，第四可控硅的第一阳极连接另一个充电金属触片9，第三可控硅的第二阳极和第四可控硅的第二阳极均连接充电稳压模块，第三可控硅的控制极和第四可控硅的控制极均连接充电器控制器；

充电桩外壳1上设有两个用于插入所述充电插柱4的插口，每一个插口的旁边分别设有一个光栅传感器5(所述光栅传感器为现有技术，固不详细叙述)，两个光栅传感器5均与充电器控制器连接。

所述充电器控制器和机器人控制器均为ARM控制器。

所述充电稳压模块的输入端连接220V市电，所述机器人充电模块为扫地机器人2充电。

第一NFC模块与第二NFC模块通信。

第一NFC模块和第二NFC模块均为NFC近场芯片(所述NFC近场芯片为现有技术，固不详细叙述)。

所述电机6为步进电机，所述电机控制器为步进电机控制器(所述步进电机控制器为现有技术，固不详细叙述)。

使用时，当扫地机器人2需要进行充电时，扫地机器人2根据自身的导航系统寻找充电桩，并前进至充电桩附近，将两个充电插柱4插入充电桩外壳1上的插口，并通过超声波测距传感器来测量自身与充电桩之间的距离，确保充电插柱4插完全插入插口，然后，机器人控制器通过第一NFC模块向充电器控制器发送充电请求，充电器控制器控制三个电机6动作，使两个插柱夹持单元均夹持住两个充电插柱4，再然后，充电器控制器控制导通第三可控硅和第四可控硅，使充电金属触片9与充电稳压模块电导通，再然后，充电器控制器通过第二NFC模块向机器人控制器发送充电指令，充电器控制器控制导通第一可控硅和第二可控硅，使充电插柱4与机器人充电模块电导通，实现扫地机器人2的充电。

本实用新型在所述插口出还设有光栅传感器5，用于检测插口处是否有充电插柱4插入，如果光栅传感器5没有检测到有充电插柱4插入，则充电器控制器始终控制断开第三可控硅和第四可控硅，确保充电元器件的安全。

所述固定片10为塑料材质。

本实用新型在充电插柱4插入插口时，由于此时插柱夹持单元没有夹持充电插柱4，所以扫地机器人在执行将充电插柱4插入插口的动作时几乎没有任何阻力，非常适合扫地机器人进行位置的微调整。

本实用新型所述的一种扫地机器人充电装置，解决了扫地机器人2在充电时，充电插柱4与充电桩接触不良的技术问题，本实用新型采用插柱夹持牢固的夹持住扫地机器人2的充电插柱4，即使有外力的碰触，也不会因扫地机器人2的移动而发生充电插柱4接触不良的问题，杜绝的从不上电的现象，保护了扫地机器人2的电池；本实用新型还采用可控硅来控制整个充电回路的断开和接通，只有确保充电插住完全插入充电桩的插口后，才使充电回路接通，确保了充电元器件的安全性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。