一种机器人自充电装置及其方法与流程

本发明涉及机器人自动充电技术领域，具体为一种机器人自充电装置及其方法。

背景技术

随着科技的发展，越来越多机器人进入大众的视野，诸如银行、餐厅以及医院等都能见到他们的身影，大部分机器人由蓄电池提供动力，因此在日常的使用中，当机器人电量耗尽或将耗尽时，我们需将其移动回充电场所并为其充电，每日重复为机器人充电，大大降低了我们对服务机器人的使用体验，因此机器人的自动充电功能，有着十分大的必要性。

公开号为cn106720289a公开了一种谷物干燥设备，此装置通过防爆轮式巡检机器人运动至充电接触装置旁并且充电端与充电接触装置对准，进而充电接触装置需要设置了多个传感器发生装置和接收装置，导致该充电基座的成本相对较高，种类繁多的传感器也增加了故障率，以及在定位时需要机器人自身进行位置的调节，进而无法快速的进行对准充电。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机器人自充电装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人自充电装置，包括底板、充电桩、机器人、输送机构、叉板和归正机构，所述充电桩固定安装在底板上，充电桩上设有插销，所述机器人上设有插头，其中：

两个所述输送机构对立安装在底板上，输送机构包括竖向输送机构、水平输送机构和电机，所述竖向输送机构安装在底板上，所述水平输送机构活动安装在竖向输送机构上，所述叉板固定安装在两个所述水平输送机构之间，两个所述归正机构对立安装在底板上，所述归正机构包括支架、液压缸、归正板和辊筒，所述支架固定安装在底板上，所述归正板通过两个所述液压缸活动安装在支架上，若干所述辊筒转动安装在归正板上。

优选的，两个所述液压缸分别固定安装在支架上，其动力输出端贯穿过支架，所述归正板通过连接法兰与两个所述液压缸贯穿过支架的一端固定连接。

优选的，所述竖向输送机构包括支撑架ⅰ、支撑架ⅱ和滚珠丝杆ⅰ，所述支撑架ⅰ和支撑架ⅱ分别通过螺栓固定安装在底板上，所述滚珠丝杆ⅰ两端分别通过轴承安装在支撑架ⅰ内部，支撑架ⅰ上固定安装有电机，其中电机与滚珠丝杆ⅰ的一端固定连接。

优选的，所述横向输送机构包括导轨、滑块、滚珠丝杆ⅱ、小带轮、皮带和大带轮，所述导轨的两端分别活动安装在支撑架ⅰ和支撑架ⅱ内，所述滑块契合在导轨上，所述滚珠丝杆ⅱ的两端分别通过轴承安装在导轨的内部并贯穿滑块，其中滑块与滚珠丝杆ⅱ之间形成螺纹传动，所述滚珠丝杆ⅱ通过小带轮、皮带以及大带轮与安装在导轨上的电机动力连接。

优选的，所述叉板的两端分别焊接在两个对立安放的横向输送机构内的滑块上。

优选的，所述导轨的两端分别设有导向块，导向块分别活动配合在支撑架ⅰ和支撑架ⅱ内，所述滚珠丝杆ⅰ贯穿过导轨上其中一端的导向块并与导向块形成螺纹传动。

优选的，所述导轨上固定安装有电机，其动力输出端固套有小带轮，所述大带轮固套在滚珠丝杆ⅱ的一端，所述皮带套设在小带轮和大带轮上形成带传动。

一种机器人自充电装置的充电方法，包括以下步骤：

s1，机器人通过传感器确定充电桩的位置，此时机器人在定位信号的引导下运动至叉板上；

s2，接着安装在支撑架ⅰ上的电机转动进而带动滚珠丝杆ⅰ转动，由于滚珠丝杆ⅰ与导轨上的导向块形成螺纹传动，进而滚珠丝杆ⅰ带动导轨沿着支撑架ⅰ和支撑架ⅱ向远离底板的方向运动，进而导轨上的滑块带动叉板向远离底板的方向运动，此时叉板将机器人提起，当机器人上插头的中心线与充电桩上插销的中心线位于同一高度时电机停止运动；

s3，接着安装在导轨上的电机开始转动，通过小带轮、皮带和大带轮将动力传递至滚珠丝杆ⅱ上，在滚珠丝杆ⅱ旋转的过程中与滚珠丝杆ⅱ之间形成螺纹传动的滑块沿着导轨运动，进而带动叉板向靠近充电桩的方向运动；

s4，在经过步骤s3的运输下叉板带动机器人运动至归正机构旁，此时两个归正机构同步运动对机器人水平方向的位置进行调整，使得机器人处于叉板的中心，接着当机器人上的插头插入至充电桩上的插销后安装在导轨上的电机停止转动，此时开始充电。

s5，充电完成后支撑架ⅰ上的电机开始反转，进而带动机器人向远离充电桩的方向运动，接着导轨上的电机开始反转进而带动机器人向靠近底板的方向运动，当机器人运动至初始位置时机器人运动出本装置。

优选的，所述s4具体为，液压缸的动力输出端同步的向远离缸体的方向运动，此时液压缸推动归正板向靠近机器人的方向运动，当辊筒接触到机器人的侧面时对机器人施加压力，此时推动机器人在叉板上运动，在对立安放的归正机构作用下机器人的侧面与充电桩侧面处于平行状态，归正完成后液压缸带动归正板运动至初始位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过输送机构将充电的机器人自动输送至充电桩上进行充电，进而机器人只需运动至叉板上即可，简化了机器人寻找充电桩的步骤进而能够快速的进行充电。

2.本发明通过归正机构对机器人的位置进行调整，进而机器人能够准确的对准充电口。

附图说明

图1为本发明整体结构三维示意图；

图2为本发明机器人运动至叉板上时整体结构三维示意图；

图3为本发明输送机构三维示意图；

图4为本发明竖向输送机构主视图；

图5为本发明导轨三维示意图；

图6为本发明归正机构三维示意图。

图中：1底板、2充电桩、3机器人、4输送机构、5叉板、6归正机构、21插销、31插头、41竖向输送机构、42水平输送机构、43电机、411支撑架ⅰ、412支撑架ⅱ、413滚珠丝杆ⅰ、421导轨、422滑块、423滚珠丝杆ⅱ、424小带轮、425皮带、426大带轮、4211导向块、61支架、62液压缸、63归正板、64辊筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种机器人自充电装置，包括底板1、充电桩2、机器人3、输送机构4、叉板5和归正机构6，其中：

充电桩2通过螺栓固定安装在底板1上，充电桩2上设有插销21，机器人3上设有插头31，其中插头31与插销21相匹配并且数量一致，充电桩2内设有位置信息发射器，机器人3的内部设有位置信息接收器；

两个输送机构4对立安装在底板1上，输送机构4包括竖向输送机构41、水平输送机构42和电机43，并且竖向输送机构41包括支撑架ⅰ411、支撑架ⅱ412和滚珠丝杆ⅰ413，支撑架ⅰ411和支撑架ⅱ412分别通过螺栓固定安装在底板1上，其中支撑架ⅰ411和支撑架ⅱ412在同一直线上，滚珠丝杆ⅰ413两端分别通过轴承安装在支撑架ⅰ411内，进而滚珠丝杆ⅰ413能够在支撑架ⅰ411内转动，支撑架ⅰ411上通过螺栓固定安装有一电机43，电机43的动力输出端通过联轴器与滚珠丝杆ⅰ413的一端固定连接，横向输送机构42包括导轨421、滑块422、滚珠丝杆ⅱ423、小带轮424、皮带425和大带轮426，导轨421的两端分别设有导向块4211，导向块4211分别配合安装在支撑架ⅰ411和支撑架ⅱ412的凹槽内并形成移动副，滚珠丝杆ⅰ413贯穿过导轨421上其中一端的导向块4211，其中滚珠丝杆ⅰ413与导向块4211之间形成螺纹传动，滑块422契合在导轨421上并在导轨421上形成移动副，滚珠丝杆ⅱ423的两端分别通过轴承安装在导轨421的内部并贯穿滑块422，其中滑块422与滚珠丝杆ⅱ423之间形成螺纹传动，导轨421上通过螺栓固定安装有一电机43，安装在导轨421上的电机43的动力输出端固套有小带轮424，大带轮426固套在滚珠丝杆ⅱ423的一端，皮带425套设在小带轮424和大带轮426上形成带传动；

叉板5的两端分别焊接在两个对立安放的横向输送机构42内的滑块422上，进而叉板5能够随着滑块422运动；

两个归正机构6对立安装在底板1上，归正机构6包括支架61、液压缸62、归正板63和辊筒64，支架61通过螺栓固定安装在底板1上，两个液压缸62分别通过螺栓固定安装在支架61上，液压缸62的动力输出端贯穿过支架61，归正板63通过连接法兰与两个液压缸62贯穿过支架61的一端固定连接，若干辊筒64的两端分别通过轴承转动安装在归正板63上。

一种机器人自充电装置的充电方法，包括以下步骤：

s1，机器人3通过位置接收器确定充电桩2的位置，此时机器人3在定位信号的引导下运动至叉板5上，其中机器人3底部的高度高于叉板5的高度；

s2，接着安装在支撑架ⅰ411上的电机43转动进而带动滚珠丝杆ⅰ413转动，由于滚珠丝杆ⅰ413与导轨421上的导向块4211形成螺纹传动，进而滚珠丝杆ⅰ413带动导轨421沿着支撑架ⅰ411和支撑架ⅱ412向远离底板1的方向运动，进而导轨421上的滑块422带动叉板5向远离底板1的方向运动，此时叉板5将机器人3提起，当机器人3上插头31的中心线与充电桩2上插销21的中心线位于同一高度时电机43停止运动；

s3，接着安装在导轨421上的电机43开始转动，通过小带轮424、皮带425和大带轮426将动力传递至滚珠丝杆ⅱ423上，在滚珠丝杆ⅱ423旋转的过程中与滚珠丝杆ⅱ423之间形成螺纹传动的滑块422沿着导轨421运动，进而带动叉板5向靠近充电桩2的方向运动；

s4，在经过步骤s3的运输下叉板5带动机器人3运动至归正机构6旁，此时两个归正机构6同步运动对机器人3水平方向的位置进行调整，具体为，液压缸62的动力输出端同步的向远离缸体的方向运动，此时液压缸62推动归正板63向靠近机器人3的方向运动，当辊筒64接触到机器人3的侧面时对机器人3施加压力，此时推动机器人3在叉板5上运动，在对立安放的归正机构6作用下机器人3的侧面与充电桩2的侧面处于平行状态，归正完成后液压缸62带动归正板63运动至初始位置，接着当机器人3上的插头31插入至充电桩2上的插销21安装在导轨421上的电机43停止转动，此时开始充电。

s5，充电完成后支撑架ⅰ411上的电机43开始反转，进而带动机器人3向远离充电桩2的方向运动，接着导轨421上的电机43开始反转进而带动机器人3向靠近底板1的方向运动，当机器人3运动至初始位置时机器人3的轮胎接触地面，此时机器人3运动出本装置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。