充电装置的制作方法

本申请涉及机器人充电领域，尤其涉及一种充电装置。

背景技术：

巡检机器人等机器人在工作时，需要得到电能的补充，因此需要为其设置充电装置。但现有的充电柱大多不可移动，且极为笨重，搬运时较为费力。对于底部安装轮子的充电装置，由于轮子与地面接触面积有限或极其微小，即摩擦力比较小，机器人在自动回充时，因机器人还具有一定的初始速度，容易将带有轮子的充电装置推走，进而导致机器人自动回充操作失败。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种充电装置，旨在解决现有技术中，带有轮子的充电装置无法保持位置固定的问题。

为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：

充电装置，包括底盘、与所述底盘相连的充电头、安装于所述底盘的至少一个升降调节机构，以及安装于所述升降调节机构的轮子；所述升降调节机构用于将所述轮子调节至凸出于所述底盘的外表面或调节至缩回所述充电装置的内部。

在一个实施例中，所述升降调节机构包括固定安装于所述底盘的安装筒、活动安装于所述安装筒内的活动杆，以及用于驱动所述活动杆沿所述安装筒的轴向运动的伸缩驱动组件；所述轮子安装于所述活动杆上。

在一个实施例中，所述伸缩驱动组件包括设于所述活动杆与所述安装筒之间的第一弹性件、活动安装于所述安装筒内且与所述活动杆相抵接的转盘、固定安装于所述安装筒内且位于所述转盘远离所述活动杆的一侧的导轨筒，以及活动安装于所述导轨筒内的顶杆；所述安装筒远离所述底盘的一端的端面开设有以供所述顶杆通过的第一让位孔；所述导轨筒的内壁沿轴向开设有导向槽及让位槽；所述让位槽的槽口位于所述导轨筒靠近所述转盘的一端的端面，所述让位槽的深度大于所述导向槽的深度；所述顶杆的侧表面设有适配于所述导向槽的导向凸台；所述转盘的侧表面开设有适配于所述让位槽的调节凸台；所述调节凸台的厚度大于所述让位槽的深度；所述调节凸台靠近所述顶杆的一端具有第一调节斜面调节斜面，所述顶杆靠近所述调节凸台的一端的端面设有用于对所述第一调节斜面调节斜面施加旋转驱动力的调节凸齿。

在一个实施例中，所述导轨筒靠近所述转盘的一端的端面上开设有多个第一斜槽及多个第二斜槽，所述第一斜槽相邻的两侧均为所述第二斜槽；所述让位槽的槽口位于所述第二斜槽的槽底。

在一个实施例中，所述调节凸齿的宽度沿远离所述顶杆的方向逐渐变小。

在一个实施例中，所述伸缩驱动组件还包括设于所述转盘与所述活动杆之间的第一轴承；所述活动杆上设有位于所述第一轴承的内圈的内部的限位凸起，所述转盘远离所述顶杆的一端的端面与所述限位凸起相抵接。

在一个实施例中，所述第一弹性件为套设于所述活动杆的外部的第一弹簧，所述活动杆上设有与所述第一弹簧相抵接的抵接台；所述第一弹簧远离所述抵接台的一端与所述底盘相抵接。

在一个实施例中，所述伸缩驱动组件还包括设于所述底盘与所述第一弹簧之间的第二轴承，所述第一弹簧远离所述抵接台的一端与所述第二轴承的内圈相抵接；所述活动杆贯穿所述第二轴承的内圈并能够沿所述轴承的轴向运动。

在一个实施例中，所述安装筒包括固定安装于所述底盘的下圆筒及与所述下圆筒可拆卸连接的上圆筒；所述导轨筒固定设于所述上圆筒的内壁；所述上圆筒上开设有所述第一让位孔。

在一个实施例中，所述上圆筒与所述下圆筒螺纹连接，所述上圆筒上开设有外螺纹，所述下圆筒上开设有适配于所述外螺纹的内螺纹。

在一个实施例中，所述底盘开设有与所述安装筒相通的第二让位孔。

在一个实施例中，所述升降调节机构的数量为三个，三个所述升降调节机构形成一个三角形。

在一个实施例中，所述充电头包括与所述底盘相连的固定架、设于所述固定架的直线导轨、滑动安装于所述直线导轨的滑动架、安装于所述滑动架的充电针，以及设于所述滑动架与所述固定架之间的第二弹性件。

在一个实施例中，所述固定架上具有固定板，所述固定板与所述滑动架之间设有导向柱，所述第二弹性件为套设于所述导向柱的外部的第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述滑动架相抵接，所述第二弹簧的另一端与所述固定板相抵接。

在一个实施例中，所述固定架与所述底盘之间设有立板；所述立板与所述底盘相连，所述固定架安装于所述立板上。

在一个实施例中，所述安装筒为圆筒；所述导轨筒与所述安装筒一体成型。

本申请实施例的有益效果：当充电装置到达预设的充电位置时，为了保持充电装置位置的固定，避免机器人充电时的初始速度将充电装置推动至移位，利用升降调节机构将轮子调节至缩回所述充电装置的内部，此时轮子不再作为充电装置整体的支撑件，底盘与地面等使用环境完全接触。由于底盘的面积足够大，因此与地面接触的面积也足够大，使得地面对底盘施加的摩擦力足够大，机器人带有初速度与充电装置接触时不易于将充电装置推动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请的实施例中的充电装置的结构示意图；

图2为图1中的充电装置的另一视角的结构示意图；

图3为图中的充电装置安装有升降调节机构处的局部剖视图；

图4为图1中的升降调节机构的分解图；

图5为图4中的顶杆与转盘的配合示意图；

图6为轮子伸出于安装筒(下圆筒)时升降调节机构的内部结构示意图；

图7为图6中转盘处的局部放大图；

图8为轮子缩进安装筒(下圆筒)时升降调节机构的内部结构示意图；

图9为图8中转盘处的局部放大图；

图10为图4中的导轨筒的结构示意图；

图11为图4中的上圆筒的结构示意图；

图12为图1中的充电头的结构示意图；

图13为图12中的充电头的分解图；

图中：

1、底盘；11、第二让位孔；

2、升降调节机构；21、安装筒；211、下圆筒；212、上圆筒；213、第一让位孔；22、活动杆；221、限位凸起；222、抵接台；23、伸缩驱动组件；231、第一弹性件；2311、第一弹簧；232、转盘；2321、调节凸台；23211、调节斜面；233、导轨筒；2331、导向槽；2332、让位槽；2333、第一斜槽；2334、第二斜槽；234、顶杆；2341、导向凸台；2342、调节凸齿；235、第一轴承；236、第二轴承；

3、充电头；31、固定架；32、直线导轨；33、滑动架；34、充电针；35、第二弹性件；351、第二弹簧；36、固定板；37、导向柱；

4、轮子；

5、立板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合具体实施例对本申请的实现进行详细的描述。

如图1-图3所示，本申请实施例提出了一种充电装置，包括底盘1、与底盘1相连的充电头3、安装于底盘1的至少一个升降调节机构2，以及安装于升降调节机构2的轮子4；升降调节机构2用于将轮子4调节至凸出于底盘1的外表面或调节至缩回充电装置的内部。

在本申请的实施例中，当需要移动充电装置时，稍抬起充电装置，利用升降调节机构2将轮子4调节至凸出于底盘1的外表面(底盘1外表面定义为靠近地面的表面)，然后解除外力，由于轮子4伸出于底盘1的外表面，可作为充电装置整体的支持，此时可通过轮子4将充电装置较为轻松的推动至预设的充电位置。

当充电装置到达预设的充电位置时，为了保持充电装置位置的固定，避免机器人充电时的初始速度将充电装置推动至移位，利用升降调节机构2将轮子4调节至缩回充电装置的内部(也即不再凸出于底盘1的外表面)，此时轮子4不再作为充电装置整体的支撑件，底盘1与地面等使用环境完全接触。由于底盘1的面积足够大，因此与地面接触的面积也足够大，使得地面对底盘1施加的摩擦力足够大，机器人带有初速度与充电装置接触时不易于将充电装置推动，使得机器人可与充电装置上的充电头3较好的接触，进而完成自动回冲的操作。

可以理解的是，升降调节机构2将轮子4调节至凸出于底盘1的外表面或调节至缩回充电装置的内部的方式可包括如下几种：

利用丝杠副配合电机带动轮子4沿丝杠轴的轴向运动，进而实现上述调节。

利用液压缸或气缸带动轮子4沿气缸或液压缸的活塞杆的轴向运动，进而实现上述调节。

利用电机、连杆及凸轮的配合，使得凸轮转动的不同位置与轮子4接触时使得轮子4完成凸出于底盘1的外表面或调节至缩回充电装置的内部。

可将轮子4安装于齿条上，利用电机及与齿条啮合的齿轮驱动齿条移动，进而完成上述调节。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，升降调节机构2包括固定安装于底盘1的安装筒21、活动安装于安装筒21内的活动杆22，以及用于驱动活动杆22沿安装筒21的轴向运动的伸缩驱动组件23；轮子4安装于活动杆22上。伸缩驱动组件23用于驱动活动杆22沿安装筒21的轴向运动，活动杆22沿安装筒21的轴向运动时，通过运动方向的不同，可实现带动安装在活动杆22上的轮子4凸出于底盘1的外表面或调节至缩回充电装置的内部。

请参阅图4-图5，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，伸缩驱动组件23包括设于活动杆22与安装筒21之间的第一弹性件231、活动安装于安装筒21内且与活动杆22相抵接的转盘232、固定安装于安装筒21内且位于转盘232远离活动杆22的一侧的导轨筒233，以及活动安装于导轨筒233内的顶杆234；安装筒21远离底盘1的一端的端面开设有以供顶杆234通过的第一让位孔213；导轨筒233的内壁沿轴向开设有导向槽2331及让位槽2332；让位槽2332的槽口位于导轨筒233靠近转盘232的一端的端面，让位槽2332的深度大于导向槽2331的深度；顶杆234的侧表面设有适配于导向槽2331的导向凸台2341；转盘232的侧表面开设有适配于让位槽2332的调节凸台2321；调节凸台2321的厚度大于让位槽2332的深度；调节凸台2321靠近顶杆234的一端具有调节斜面23211，顶杆234靠近调节凸台2321的一端的端面设有用于对调节斜面23211施加旋转驱动力的调节凸齿2342。

伸缩驱动组件23带动活动杆22沿安装筒21的轴向运动的过程为：参阅图6-图7，当轮子4伸出于安装筒21(凸出于底盘1的外表面)时，此时转盘232上的调节凸台2321位于导轨筒233的外部，调节凸台2321具有调节斜面23211的端面与导轨筒233的端面相抵接。由于第一弹性件231的作用，第一弹性件231对活动杆22施力，使得活动杆22对转盘232施力，进而将调节凸台2321抵紧于导轨筒233的端面上，使得安装在活动杆22上的轮子4处于伸出安装筒21的状态，即便轮子4受压力依然无法回到安装筒21内，因此轮子4可对充电装置稳固的支撑，可通过轮子4将充电装置移动至预设位置。

当需要将轮子4缩回安装筒21(也即调节至充电装置的内部)时，稍抬起充电装置，使得轮子4不与地面接触。然后按压顶杆234，使得顶杆234沿导轨筒233的轴向做靠近转盘232的运动，当顶杆234上的调节凸齿2342与调节凸台2321上的调节斜面23211接触时，调节凸齿2342与调节斜面23211之间具有相对运动的趋势；由于顶杆234上的导向凸台2341陷入导轨筒233的内壁上沿轴向开设的导向槽2331，因此顶杆234及凸齿只能沿导轨筒233的轴向运动；因此调节凸齿2342通过调节凸台2321上的调节斜面23211对调节凸台2321施加压力，该压力具可带动转盘232转动的分力，进而带动转盘232转动(沿图7中a向转动)，当转盘232转动并带动其上的调节凸台2321对准导轨筒233上的让位槽2332时，解除对顶杆234的按压力，在解除按压力的瞬间，第一弹性件231通过活动杆22对转盘232时间沿活动杆22轴向的力，使得活动杆22带动转动盘及调节凸台2321沿活动杆22的轴向运动，进而使得转盘232上的调节凸台2321插入导轨筒233内壁的让位槽2332内(沿图7中b向插入让位槽2332内)，如图8-图9所示，此时活动杆22也沿着安装筒21的轴向向远离底盘1(也即靠近导轨筒233的方向)的方向运动了一段距离，并带动轮子4向靠近导轨筒233的方向运动了一段距离，使得轮子4缩回安装筒21的内部，并缩回充电装置的内部。

调节凸台2321的厚度定义为：调节凸台2321沿转盘232的径向凸出于转盘232表面的高度。

请参阅图7及图9-图10，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，导轨筒233靠近转盘232的一端的端面上开设有多个第一斜槽2333及多个第二斜槽2334，第一斜槽2333相邻的两侧均为第二斜槽2334；让位槽2332的槽口位于第二斜槽2334的槽底。可以理解的是，让位槽2332的数量也可为多个，也即适配于第二斜槽2334的数量。

由于调节凸齿2342对调节斜面23211施力的方向不变，因此转盘232的转动方向保持不变，为了保证每次按压顶杆234带动转盘232转动一定角度后，即可完成轮子4的伸入伸出安装筒21的调节，也即完成转盘232上的调节凸台2321伸入伸出让位槽2332的操作，设置上述第一斜槽2333及第二斜槽2334。

当转盘232上的调节凸台2321位于让位槽2332外部时，此时调节凸台2321的调节斜面23211与第一斜槽2333相抵接；按动顶杆234带动转盘232转动后调节凸台2321到达相邻的第二斜槽2334的位置，此时松开顶杆234，调节凸台2321通过第二斜槽2334的槽底的让位槽2332的槽口进入让位槽2332内；继续调节，按动顶杆234带动转盘232转动后调节凸台2321到达相邻的第一斜槽2333(该第一斜槽2333不是前一第一斜槽2333)的位置，因此递进，使得调节凸台2321沿着导轨筒233的圆周方向运动并依次以到达第一斜槽2333、第二斜槽2334、第一斜槽2333、第二斜槽2334的方式运动，直至完成一个圆周的运动。

同时，第一斜槽2333及第二斜槽2334均为斜槽，因此调节凸台2321到达第一斜槽2333与第二斜槽2334之间的过渡位置时，可听到过渡的异响，或者顶杆234受到的反向作用力稍有变化。此时立即解除对顶杆234的按压力，使得调节凸台2321可快速进入下一个第二斜槽2334，并伸入让位槽2332内；或者使得调节凸台2321可快速进入下一个第一斜槽2333，完成定位；因此第一斜槽2333及第二斜槽2334的设置，可有效提醒操作者转盘232此时转动的位置，无需观察即可完成转盘232的操作。

请参阅图5，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，调节凸齿2342的宽度沿远离顶杆234的方向逐渐变小，也即调节凸齿2342靠近调节凸台2321的调节斜面23211的一端为尖状，使得调节凸齿2342与调节斜面23211接触后，调节斜面23211可顺畅的相对调节凸齿2342运动，使得转盘232较为顺畅的转动。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，伸缩驱动组件23还包括设于转盘232与活动杆22之间的第一轴承235；活动杆22上设有位于第一轴承235的内圈的内部的限位凸起221，避免活动杆22位置的偏转，使得活动杆22只沿其轴向运动时不会发生径向偏转，转盘232远离顶杆234的一端的端面与限位凸起221相抵接。

第一轴承235可作为转盘232转动的导向件，使得转盘232较为顺畅的转动，按压顶杆234时所需的按压力可足够小，实现较为便捷的调节。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，第一弹性件231为套设于活动杆22的外部的第一弹簧2311，活动杆22上设有与第一弹簧2311相抵接的抵接台222；第一弹簧2311远离抵接台222的一端与底盘1相抵接。第一弹簧2311的相对的两端分别与抵接台222及底盘1相抵接(可为直接或间接的接触)，因此第一弹簧2311可沿活动杆22的轴向对活动杆22施加压力。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，伸缩驱动组件23还包括设于底盘1与第一弹簧2311之间的第二轴承236，第一弹簧2311远离抵接台222的一端与第二轴承236的内圈相抵接；活动杆22贯穿第二轴承236的内圈并能够沿轴承的轴向运动。

由于转盘232与活动杆22抵接，因此转盘232转动时也会有带动活动杆22转动的趋势，将第一弹簧2311与第二轴承236的内圈抵接，因此转盘232转动时第二弹簧351与活动杆22也可随着转盘232转动，避免转盘232与活动杆22之间做相对运动，进一步减小按压顶杆234时所需的按压力。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，安装筒21包括固定安装于底盘1的下圆筒211及与下圆筒211可拆卸连接的上圆筒212，可快速将安装筒21内部的零部件进行组装；导轨筒233固定设于上圆筒212的内壁(导轨筒233与上圆筒212也可为一体结构，也即在上圆筒212的内壁开设上述让位槽2332及导向槽2331)；上圆筒212上开设有第一让位孔213。

请参阅图3-图4，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，上圆筒212与下圆筒211螺纹连接，上圆筒212上开设有外螺纹，下圆筒211上开设有适配于外螺纹的内螺纹。因此上圆筒212伸入下圆筒211的内部，活动杆22、第一轴承235及转盘232沿安装筒21的轴向运动时，不易于接触到上圆筒212与下圆筒211之间的过渡部，可较为顺畅的运动，不易于卡死。

请参阅图3及图11，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，底盘1开设有与安装筒21相通的第二让位孔11，安装筒21安装于该第二让位孔11处。

请参阅图2，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，升降调节机构2的数量为三个，三个升降调节机构2形成一个三角形，三角形具有较好的稳定性，进而实现对充电装置稳定的支持。

请参阅图12-图13，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，充电头3包括与底盘1相连的固定架31、设于固定架31的直线导轨32、滑动安装于直线导轨32的滑动架33、安装于滑动架33的充电针34，以及设于滑动架33与固定架31之间的第二弹性件35。

机器人与充电头3上的充电针34接触瞬间，机器人还具有一定的速度，带动充电针34及滑动架33沿固定架31上的直线导轨32滑动，并通过第二弹性件35的压缩实现缓冲，并将机器人完全停稳。当机器人离开后，第二弹性件35恢复原状并带动滑动架33及充电针34复位至初始位置。因此机器人进行回冲时，与充电头3接触的瞬间不容易将充电头3撞坏。

请参阅图13，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，固定架31上具有固定板36，固定板36与滑动架33之间设有导向柱37，第二弹性件35为套设于导向柱37的外部的第二弹簧351，第二弹簧351的一端与滑动架33相抵接，第二弹簧351的另一端与固定板36相抵接。第二弹簧351沿着导向柱37的轴向做收缩，可实现只缓冲机器人的初始速度方向带有的力，而不易于通过反作用力将机器人推偏。

请参阅图1-图2，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，固定架31与底盘1之间设有立板5；立板5与底盘1相连，固定架31安装于立板5上。固定架31与立板5可为可拆卸连接，以实现调节为不同的安装高度，满足不同规格的机器人的充电需求。

请参阅图1-图3，作为本申请提供的充电装置的另一种具体实施方式，安装筒21为圆筒；转盘232等部件可较好的转动。

可以理解的是，另一种具体实施方式中的方案可为在其他实施例的基础上进一步改进的可实现的实施方案。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为了清楚说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。