一种移动机器人自主充电装置的制作方法

本实用新型涉及的是机器人充电技术领域，更具体地说是一种移动机器人自主充电装置。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，具有较强智能的移动机器人开始在人们的生活中越来越多地扮演重要的角色，例如扫地机器人，该类移动机器人大多采用可充电电池作为电源，由于受电池容量的限制，移动机器人在连续运行若干小时后进行充电。因此，该类移动机器人产品通常配备了充电基座，移动机器人会在低电量的时候自动寻找、识别充电基座并为自己充电。

目前，移动机器人自动识别、定位充电基座的主要方法有：基于红外的自动回充、 基于激光雷达的自动回充以及基于视觉的自动回充，现有回充方式，受限于硬件条件，重复定位精度皆不高，如激光雷达，目前成熟产品最高可达到10mm重复对位精度，其余定位方式精度也大致止于此，但此精度一般难以达到自主充电充电极准确对接的要求。

为克服此问题，常用的方式是增大充电极尺寸、多次对正等方式，但这么做一方面增加自主充电时间，过大的充电极影响美观，另一方面，不能保证充电极的有效接触，存在两片充电极轻微“搭”在一起的情况，若充电极“搭”在一起，常规电压检测因电极接触便可检测到变压，从而开始充电，但是因为充电极只是“搭”在一起，实际接触面积极小，便存在打火花的情况，破坏充电极，并且移动机器人稍微以为移动，充电便会停止。

针对以上缺点，本实用新型设计一种机器人自主充电装置，提高自主充电对准速度及成功率，避免充电器虚搭情况。

技术实现要素：

本实用新型公开的是一种移动机器人自主充电装置，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种移动机器人自主充电装置，包括机器人端的充电装置和固定端的充电桩，所述充电桩固定装设于地面，并与市电相电连接，所述机器人端的充电装置配合装设在移动机器人上，所述充电装置包括充电柱、压缩弹簧、底板、安装座、直线轴承、撞针、微动限位开关以及护罩，所述安装座固定装设在该底板上部，该直线轴承配合装设在所述安装座的内部，所述充电柱沿所述直线轴承的上、下方向滑动装设于安装座上，且该充电柱的底端延伸出移动机器人的底部，所述压缩弹簧配合套设于充电柱上，所述撞针固定装设在充电柱的上端部，该撞针的顶部可与所述微动限位开关相适配抵接设置；所述充电桩包括充电极板和充电柱壳体，该充电极板设有一上坡状的仰角结构。

更进一步，所述充电柱的下部突出设有一圈轴环，所述压缩弹簧的一端套压于该充电柱的圈轴环上，另一端顶套顶于直线轴承的下端面。

更进一步，所述撞针呈一“L”型结构。

更进一步，所述撞针的头部开设有一接触斜面，该接触斜面面向所述微动限位开关，并与所述微动限位开关相适配地活动抵接设置。

更进一步，所述接触斜面的角度为45°。

更进一步，所述充电柱与所述撞针为一体成型结构。

更进一步，所述充电柱与充电极板采用的材质为金属紫铜材质。

更进一步，所述底板为绝缘板，用于隔绝充电极与外部金属的电器连接。

更进一步，所述充电极板的仰角结构的仰角角度为15°-30°。

更进一步，所述充电柱壳体的两侧还分别开设有散热孔。

本实用新型的使用方法及工作原理：

步骤一，引导定位：移动机器人在自带定位系统（激光雷达、视觉导航等）指引下运动至充电桩附近；

步骤二，进入充电桩：当充电柱与充电极板接触时，因充电极板为一斜面，充电柱会往上滑动，撞针顶部的斜面将上下运动转化为水平运动，触发微动限位开关。

步骤三，调整并充电：当移动机器人检测到两边微动限位开关信号时开始充电，当检测到左侧信号时，车体右转调整直至出现两侧信号，再开始充电，反之亦然。

通过上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型通过两限位开关的信号可判断出车体姿态，从而进行调整，快速调整至可充电状态，同时将充电柱压紧于充电极板，避免虚搭打火现象。提高了自主充电对准的速度、准确性及可靠性。

2、本实用新型结构精巧实用，设计合理新颖，不仅可以实现机器人的自主充电操作，而且进一步地提高自主充电对准速度及成功率，避免充电器虚搭情况，具有较高的实际应用和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型机器人端充电装置和固定端充电桩的结构示意图。

图2是本实用新型机器人端充电装置的结构示意图。

图3是本实用新型固定端充电桩的结构示意图。

图4是本实用新型充电装置的撞针的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明来进一步地说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4所示，一种移动机器人自主充电装置，包括机器人端的充电装置1和固定端的充电桩2，所述充电桩2固定装设于地面，并与市电相电连接，所述机器人端的充电装置1配合装设在移动机器人上，所述充电装置1包括充电柱11、压缩弹簧12、底板13、安装座14、直线轴承15、撞针16、微动限位开关17以及护罩18，所述安装座14固定装设在该底板13上部，该直线轴承15配合装设在所述安装座14的内部，所述充电柱11沿所述直线轴承15的上、下方向滑动装设于安装座14上，且该充电柱11的底端延伸出移动机器人的底部，所述压缩弹簧12配合套设于充电柱上，所述撞针16固定装设在充电柱11的上端部，该撞针16的顶部可与所述微动限位开关17相适配抵接设置；所述充电桩2包括充电极板21和充电柱壳体22，该充电极板21设有一上坡状的仰角结构。

更进一步，所述充电柱11的下部突出设有一圈轴环，所述压缩弹簧12的一端套压于该充电柱的圈轴环上，另一端顶套顶于直线轴承15的下端面。

更进一步，所述撞针16呈一“L”型结构。

更进一步，所述撞针16的头部开设有一接触斜面，该接触斜面面向所述微动限位开关17，并与所述微动限位开关17相适配地活动抵接设置。

更进一步，所述接触斜面的角度为45°。

更进一步，所述充电柱11与所述撞针16为一体成型结构。

更进一步，所述充电柱11与充电极板21采用的材质为金属紫铜材质。

更进一步，所述底板13为绝缘板，用于隔绝充电极与外部金属的电器连接。

更进一步，所述充电极板21的仰角结构的仰角角度为15°-30°。

更进一步，所述充电柱壳体22的两侧还分别开设有散热孔。

本实用新型的使用方法及工作原理：

步骤一，引导定位：移动机器人在自带定位系统（激光雷达、视觉导航等）指引下运动至充电桩附近；

步骤二，进入充电桩：当充电柱与充电极板接触时，因充电极板为一斜面，充电柱会往上滑动，撞针顶部的斜面将上下运动转化为水平运动，触发微动限位开关。

步骤三，调整并充电：当移动机器人检测到两边微动限位开关信号时开始充电，当检测到左侧信号时，车体右转调整直至出现两侧信号，再开始充电，反之亦然。

通过上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型通过两限位开关的信号可判断出车体姿态，从而进行调整，快速调整至可充电状态，同时将充电柱压紧于充电极板，避免虚搭打火现象。提高了自主充电对准的速度、准确性及可靠性。

2、本实用新型结构精巧实用，设计合理新颖，不仅可以实现机器人的自主充电操作，而且进一步地提高自主充电对准速度及成功率，避免充电器虚搭情况，具有较高的实际应用和推广价值。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本实用新型进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本实用新型保护范围的行为。