红外发射装置及充电桩的制作方法

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种红外发射装置及充电桩。

背景技术：

随着智能时代的到来，智能机器人的应用也越来也广泛。智能机器人通常以电能作为能源基础，在电能消耗完后需要智能机器人自动回到充电桩处进行充电。

现有技术中，智能机器人上设置有红外接收装置，充电桩上设置有红外发射装置，红外发射装置包括红外灯和以及安装支架，安装支架为两端开口的筒状，红外灯固定在安装支架的一端，红外灯发出的红外线能够穿过安装支架内部并向外发出，通过调整安装支架的长度可以改变红外线的覆盖范围，当智能机器人的红外接收装置接受到该红外线后，可以沿红外线的发出方向回到充电桩处，使得智能机器人的充电端口与充电桩的充电端口对接，实现充电。

为了提高对接的准确性，通常需要增加安装支架的长度以缩小红外灯发出的红外线的覆盖范围，但是，增加安装支架的长度会增大红外发射装置的体积，不利于设备的小型化。

技术实现要素：

本实用新型提供一种红外发射装置及充电桩，以克服现有技术中充电桩体积较大的问题。

本实用新型提供一种红外发射装置，包括：第一红外灯以及固定支架。

所述固定支架上设置有安装部，所述安装部包括底壁以及固定在所述底壁上的侧壁，所述底壁和所述侧壁共同围成用于容纳所述第一红外灯的容纳腔，且所述底壁上形成有透光孔；所述第一红外灯通过所述透光孔发射红外线。

如上所述的红外发射装置，其中，所述透光孔的横截面尺寸从靠近所述第一红外灯的一端向远离所述第一红外灯的一端逐渐减小。

如上所述的红外发射装置，其中，所述底壁的厚度大于或等于1mm，且小于或等于3mm；所述透光孔的直径大于或等于0.5mm，且小于或等于2mm。

如上所述的红外发射装置，还包括：第二红外灯；所述第二红外灯与所述第一红外灯间隔设置，所述固定支架上还设置有第一固定部；所述第一固定部上形成有第一通孔，所述第二红外灯设置在所述第一通孔内。

如上所述的红外发射装置，其中，所述第二红外灯的数量为多个，多个所述第二红外灯按第一规则排列。

如上所述的红外发射装置，还包括第三红外灯；所述第三红外灯位于所述第一红外灯背离所述第二红外灯的一侧。

所述固定支架上还设置有第二固定部；所述第二固定部上形成有第二通孔，所述第三红外灯设置在所述第二通孔内。

如上所述的红外发射装置，其中，所述第三红外灯的数量为多个，多个所述第三红外灯按第二规则排列。

如上所述的红外发射装置，其中，所述第一通孔的轴线与所述透光孔的轴线之间具有第一角度，所述第一角度大于或等于30度，且小于或等于60度。

所述第二通孔的轴线与所述透光孔的轴线之间具有第二角度，所述第二角度大于或等于30度，且小于或等于60度。

如上所述的红外发射装置，还包括：螺接在所述固定支架上的电路板；所述第一红外灯连接在所述电路板上，所述电路板上形成有多个定位孔，所述固定支架上形成有多个定位柱，多个所述定位柱分别插入所述定位孔中。

如上所述的红外发射装置，包括：滤光罩；所述滤光罩罩设在所述固定支架背离所述电路板的一侧，所述滤光罩与所述固定支架固定连接。

本实用新型还提供一种充电桩，用于为机器人充电，包括充电桩本体以及如上所述的红外发射装置，所述红外发射装置固定在所述充电桩本体上。

本实用新型提供的红外发射装置及充电桩，通过设置第一红外灯以及固定支架；固定支架上设置有安装部，安装部包括底壁以及固定在底壁上的侧壁，底壁和侧壁共同围成用于容纳第一红外灯的容纳腔，且底壁上形成有透光孔；第一红外灯通过透光孔发射红外线，通过缩小底壁上透光孔的直径大小，可以缩小第一红外灯发射出的红外线的覆盖范围，无需增加安装部的长度，从而可以缩小固定支架的长度，减小红外发射装置的体积。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。

图1为本实用新型充电桩一实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图2中红外发射装置的局部放大图。

附图标记说明：

1：红外发射装置；

11：第一红外灯；

12：固定支架；

121：安装部；

1211：底壁；

1212：侧壁；

1213：透光孔；

122：第一固定部；

123：第二固定部；

13：第二红外灯；

14：第三红外灯；

15：电路板；

151：定位柱；

16：滤光罩；

2：充电桩本体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。

图1为本实用新型充电桩一实施例的结构示意图；图2为图1中A-A向剖视图；图3为图2中红外发射装置的局部放大图。

请参考图1至图3，本实施例提供一种红外发射装置1，包括：第一红外灯11以及固定支架12。固定支架12上设置有安装部121，安装部121包括底壁1211以及固定在底壁1211上的侧壁1212，底壁1211和侧壁1212共同围成用于容纳第一红外灯11的容纳腔，且底壁1211上形成有透光孔1213；第一红外灯11通过透光孔1213发射红外线。

具体地，红外发射装置1可以应用于机器人中，其可以设置在机器人的充电桩中，机器人本体可以设置有红外接收装置；红外发射装置1可以包括第一红外灯11和固定支架12，固定支架12可以用于固定第一红外灯11，第一红外灯11可以发出红外线，红外接受装置1可以接受发出的红外线，并根据红外线的发射方向返回充电桩进行充电。可以理解的是，红外发射装置1还可以应用在其他需要利用红外线的设备中。

第一红外灯11作为能够发出红外线的主要装置，其结构也可以有多种，例如，第一红外灯11可以是由卤素灯泡加滤光片构成，也可以是由激光管构成，还可以是通过LED发光二极管构成的。第一红外灯11的形状也可以有多种，优选地，第一红外灯11可以包括：柱状灯体以及设置在柱状本体一端的连接部，连接部和柱状灯体的横截面都可以为圆形，连接部的直径大于柱状灯体的直径，柱状灯体背离连接部的一端可以为半球形，可以提高出光角度。

固定支架12可以固定在充电桩上，优选地，充电桩具有一个前面，充电端口及固定支架12都可以固定在该前面上。固定支架12可以包括有用于安装第一红外灯11的安装部121，安装部121可以包括有底壁1211和侧壁1212，底壁1211和侧壁1212可以共同围成容纳腔，容纳腔的形状可以有多种，例如底壁1211可以为平板结构，侧壁1212所围成的横截面可以为三角形，从而形成三棱柱状的容纳腔，另外侧壁1212的横截面也可以为方形，从而形成长方体形的容纳腔。

优选地，底壁1211可以为平板结构，侧壁1212的横截面可以为圆形，从而形成圆柱形的容纳腔，第一红外灯11可以固定在容纳腔内，例如，容纳腔的横截面直径尺寸可以与第一红外灯11的柱状灯体的直径相同，使得柱状灯体可以伸入容纳腔内，而第一红外灯11的连接部可以抵靠在侧壁1212背离底壁1211的端面，通过过盈配合实现固定连接。

另外，底壁1211和侧壁1212可以为不透光材质，底壁1211上可以形成有透光孔1213，透光孔1213可以为贯穿底壁1211的通孔，透光孔1213可以设置在底壁1211的任意位置，优选地，透光孔1213可以沿水平方向延伸，其轴线可以与第一红外灯11的轴线平行，减少光线反射的次数，使得第一红外灯11发出的光线可以均匀地从透光孔1213发出。通过改变透光孔1213的尺寸可以调节红外，透光孔1213的尺寸大小可以根据所需要发出红外光的覆盖范围进行设定，所需的覆盖范围较大，可以适当增加透光孔1213的尺寸，所需的覆盖范围较小，可以适当缩小透光孔1213的尺寸。

可以理解，根据实际使用情况的不同，第一红外灯11的数量也可以为多个。

红外发射装置1工作时，第一红外灯11发出红外线，光束可以透过透光孔1213发出，当机器人本体上的红外接受装置接收到该红外线，可以沿该红外线的方向回到充电桩处，由于透光孔1213的尺寸较小，其发出的光束覆盖范围小，当机器人本体依据此光束回到充电桩处时，可以保证机器人本体的充电端口与充电桩的充电端口对齐，从而实现对接。

本实施例提供的红外发射装置，通过设置第一红外灯以及固定支架；固定支架上设置有安装部，安装部包括底壁以及固定在底壁上的侧壁，底壁和侧壁共同围成用于容纳第一红外灯的容纳腔，且底壁上形成有透光孔；第一红外灯通过透光孔发射红外线，通过缩小底壁上透光孔的直径大小，可以缩小第一红外灯发射出的红外线的覆盖范围，无需增加安装部的长度，从而可以缩小固定支架的长度，减小红外发射装置的体积。

作为透光孔1213的一种实施方式，透光孔1213的横截面尺寸从靠近第一红外灯11的一端向远离第一红外灯11的一端逐渐减小，例如其可以为圆台形孔，由于透光孔1213的尺寸较小，将透光孔1213设置成圆台形可以方便加工，降低生产成本。

优选地，底壁1211的厚度大于或等于1mm且小于或等于3mm，透光孔1213的直径大于或等于0.5mm且小于或等于2mm，从而保证机器人本体与充电桩的准确对接。进一步地，底壁1211的厚度可以为2mm，透光孔1213为圆柱形时，其直径可以为1mm，透光孔1213为圆台形时，其最大直径可以为1.5mm，最小直径可以为1mm，发出的红外线的覆盖角度为5度到15度。

在上述实施例的基础上，红外发射装置1还包括：第二红外灯13；第二红外灯13与第一红外灯11间隔设置，固定支架12上还设置有第一固定部122；第一固定部122上形成有第一通孔，第二红外灯13设置在第一通孔内。

具体地，红外发射装置1上还可以设置有第二红外灯13，第二红外灯13可以与第一红外灯11间隔设置，使得两者之间可以具有一定间距。第二红外灯13的结构和功能与第一红外灯11相同或相似，具体可以参考第一红外灯11，再此不再赘述。第一通孔可以为圆柱形孔，其直径可以与第二红外灯13的柱状灯体的直径相等。第一通孔的长度可以大于第二红外灯13的长度，通过调整第一通孔的长度可以改变第二红外灯13的红外线的覆盖范围。一般来说，可以减小第一通孔的长度来增加第二红外灯11发出的红外线的覆盖范围，方便机器人找到充电桩的大致位置。

充电时，第一红外灯11和第二红外灯13同时发出红外线，由于第二红外灯13的红外线覆盖范围广，此时红外线可以覆盖的区域较大，当机器人本体位于该区域内时，可以判断为已经发现充电桩，然后机器人本体可以继续朝向充电桩移动，当机器人本体接近充电桩后，可以依靠第一红外灯11发出的较小覆盖范围的红外线进行移动，实现准确对接。

优选地，第二红外灯13的数量为多个，多个第二红外灯13按第一规则排列。第一规则可以为环绕第一红外灯11的环状排列，也可以为矩阵排列，可以根据实际情况进行设置，例如多个第二红外灯可以排成一行，依次向外排列，在此不做具体限定，通过设置多个第二红外灯13可以快速地方便机器人发现充电桩的位置，提高机器人本体的返回效率。

作为一种优选地实施方式，红外发射装置1还包括第三红外灯14；第三红外灯14位于第一红外灯11背离第二红外灯13的一侧。固定支架12上还设置有第二固定部123；第二固定部123上形成有第二通孔，第三红外灯14设置在第二通孔内。

具体地，红外发射装置1可以包括3个红外灯，分别为第一红外灯11、第二红外灯13和第三红外灯14，第二红外灯13和第三红外灯14可以分别位于第一红外灯11的两侧，优选地，3个红外灯可以位于同一水平面上，从而增加红外线的覆盖范围，方便机器人快速发现充电桩的位置。

第三红外灯14的结构和功能与第二红外灯13相同或类似，具体可以参考第三红外灯14，第二固定部123的结构和功能与第一固定部122相同或类似，具体可以参考第一固定部122，第二通孔的结构和功能与第一通孔相同或类似，具体可以参考第一通孔，在此不做赘述。

进一步，第三红外灯14的数量也可以为多个，多个第三红外灯14按第二规则排列。第二规则可以与第一规则相同，也可以与第一规则不同，可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定，通过设置多个第三红外灯14可以快速地方便机器人发现充电桩的位置，提高机器人本体的返回效率。

优选地，第一通孔的轴线与透光孔1213的轴线之间具有第一角度，第一角度大于或等于30度，且小于或等于60度。第二通孔的轴线与透光孔1213的轴线之间具有第二角度，第二角度大于或等于30度，且小于或等于60度，即第一通孔和第二通孔可以分别倾斜，从而增加红外发射装置1的覆盖范围。进一步地，第一角度可以为45度，第二角度可以为45，使得红外发射装置1的覆盖角度可以达到180度，机器人可以更加快速地发现充电桩。

在上述实施例的基础上，红外发射装置1还包括：螺接在固定支架12上的电路板15；第一红外灯11连接在电路板15上，电路板15上形成有多个定位孔，固定支架12上形成有多个定位柱151，多个定位柱151分别插入定位孔中。

具体地，固定支架12上可以形成有螺纹孔，电路板15上可以设置有通孔，螺钉穿过通孔与螺纹孔配合螺接，为了方便安装，电路板15上可以形成有多个定位孔，固定支架12上形成有多个定位柱151，定位柱151可以伸入定位孔中实现通孔与螺纹孔对齐，螺钉安装更加快速。优选地，定位柱151可以为两个，两个定位柱151可以分别位于第二红外灯13和第三红外灯14的外侧。

在上述实施例的基础上，红外发射装置1还包括：滤光罩16；滤光罩16罩设在固定支架12背离电路板15的一侧，滤光罩16与固定支架12固定12连接。

具体地，滤光罩16可以螺接在固定支架12上，滤光罩16可以是玻璃或塑料材质，其可以遮蔽内部的电路结构，同时还可以滤除可见光，只保留红外光，提高红外发射装置1的出光率。

本实施例还提供一种充电桩，用于为机器人充电，包括充电桩本体2以及如上的红外发射装置1，红外发射装置1固定在充电桩本体2上。红外发射装置1可以包括：第一红外灯11以及固定支架12。固定支架12上设置有安装部121，安装部121包括底壁1211以及固定在底壁1211上的侧壁1212，底壁1211和侧壁1212共同围成用于容纳第一红外灯11的容纳腔，且底壁1211上形成有透光孔1213；第一红外灯11通过透光孔1213发射红外线。

具体地，充电桩本体2可以为现有技术中常见的充电桩结构，红外发射装置1可以固定在充电桩本体2上，优选地，固定支架12可以螺接在充电桩本体2上。红外发射装置1的结构和功能与上述实施例相同，具体可以参考上述实施例，再此不再赘述。

红外发射装置1工作时，第一红外灯11发出红外线，光束可以透过透光孔1213发出，当机器人本体上的红外接受装置接收到该红外线，可以沿该红外线的方向回到充电桩处，由于透光孔1213的尺寸较小，其发出的光束覆盖范围小，当机器人本体依据此光束回到充电桩处时，可以保证机器人本体的充电端口与充电桩的充电端口对齐，从而实现对接。

本实施例提供的充电桩，通过设置第一红外灯以及固定支架；固定支架上设置有安装部，安装部包括底壁以及固定在底壁上的侧壁，底壁和侧壁共同围成用于容纳第一红外灯的容纳腔，且底壁上形成有透光孔；第一红外灯通过透光孔发射红外线，通过缩小底壁上透光孔的直径大小，可以缩小第一红外灯发射出的红外线的覆盖范围，无需增加安装部的长度，从而可以缩小固定支架的长度，减小红外发射装置的体积。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。