一种AGV充电对接机构的制作方法

本发明属于自动化物流的技术领域，涉及agv的自动充电，具体而言，涉及一种agv充电对接机构。

背景技术：

车载蓄电池供电是agv采用的主要供电方式，agv的车载蓄电池容量有限，在电量不足时，需要采用人工手动充电或agv自动充电的方式补充电量。自动充电是指agv在感知到电池电量不足时，通过预置的程序自动运行到充电区域，与地面上自动充电装置进行对接，实现电池充电。agv与自动充电装置的连接需要通过充电对接机构来实现。为了更好的提高agv的工作效率，agv往往不是在电量不足时才去自动充电，而是利用零散的任务空闲时间去进行充电，每次充电的时间很短，这就需要在极短的时间内通过较大的电流来获得足够的电量。

agv在与地面充电装置进行对接时，由于车身负载、地面状况、agv定位精度等因素会造成对位不正，充电对接机构接触不佳，大电流充电时，在接触不充分的地方容易发生打火、过热的现象。

同时，目前的技术方案还存在以下问题，充电对接机构的电极是突出裸露在充电桩或agv车体外的，裸露的电极容易接触到异物造成短路，并且在采用高于安全电压的充电电压时，也有触电的隐患。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种agv充电对接机构以达到采用电极内藏式结构提高了设备的安全性，采用导向及电极柔性连接结构为电极对接提供了良好的接触，避免出现打火、过热现象的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种agv充电对接机构，包括充电头和充电座，所述充电头包括充电臂，充电臂可沿x向、y向和z向滑动且在x向、y向和z向的滑动方向上分别设有驱动该充电臂复位的复位机构，充电臂的端部设有第一电极组件；所述充电座设有对接口且对接口内设有第二电极组件，充电臂插入该对接口内并使第二电极组件与第一电极组件对接导电。

进一步地，所述充电头包括x向滑动组件、装于x向滑动组件上的y向滑动组件以及装于y向滑动组件上的z向滑动组件，所述z向滑动组件包括所述充电臂，在x向滑动组件、y向滑动组件以及z向滑动组件的相互配合下，能够实现充电臂分别或同时沿x向、y向或z向作运动。

进一步地，所述x向滑动组件包括沿x向滑动设置的横向滑动轴承，该横向滑动轴承的两端分别设有对其提供复位作用力的横向弹簧，以实现充电臂插入对接口时，能够在x向滑动以调整对接位置且在外力消失时，在横向弹簧的作用下能够复位。

进一步地，所述充电头还包括背板和沿x向设于该背板上的横向导向轴，所述横向导向轴上套有所述横向滑动轴承和横向弹簧，采用横向导向轴与横向滑动轴承的方式实现滑动，其滑动过程运动可靠。

进一步地，所述y向滑动组件包括沿y向滑动设置的滑动座，该滑动座的两端中至少一端设有对其提供复位作用力的竖向弹簧，以实现充电臂插入对接口时，能够在y向滑动以调整对接位置且在外力消失时，在竖向弹簧的作用下能够复位。

进一步地，所述y向滑动组件还包括沿y向设于所述横向滑动轴承上的竖向导向轴，所述竖向导向轴上套有所述滑动座和竖向弹簧；

所述竖向导向轴上套有竖向滑动轴承，竖向滑动轴承外部套有弹性套，通过弹性套使竖向滑动轴承与滑动座装配连接；

采用弹性套的方式装配，在外力作用下，弹性套会产生变形，使滑动座产生各个方向上的相对扭转运动，外力消失后，在弹力作用下，滑动座复能够自动复位。

进一步地，所述充电臂沿z向滑动设于所述滑动座上且充电臂的一端设有配重块，配重块与滑动座之间连接有伸缩拉簧，在配重块的作用下以平衡充电臂的重心位置，使自由状态下的充电臂能保持水平，同时，在伸缩弹簧的作用下，也可驱使充电臂能够自动复位。

进一步地，所述充电臂包括臂体和设于该臂体内的第一电极组件，第一电极组件包括电极母头，所述电极母头外部套有柔性套并通过该柔性套装于臂体内，且臂体的端部设有端块并通过该端块对电极母头锁紧固定，之所以设计端块一方面可对电极母头的进行锁紧固定；另一方面在插入对接口时可起到导向的作用，而柔性套可对电极母头起到良好的缓冲作用。

进一步地，所述臂体的两侧对称设置有滑槽，各个滑槽内均配设有滑块并通过各个滑块使臂体沿z向滑动运动，在滑槽和滑块的配合作用下，能够实现臂体在z向上进行滑动运动。

进一步地，所述充电座包括壳体和设于该壳体内的第二电极组件，第二电极组件包括电极公头，该壳体上设有所述对接口且该对接口呈喇叭状结构，以便充电臂能够顺利插入至对接口内；所述电极公头的外部套有柔性套并通过该柔性套装于对接口的内部，且壳体的端部设有压块并通过该压头对电极公头锁紧固定，柔性套可对电极公头起到良好的缓冲作用。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的agv充电对接机构，其通过对充电臂在对接过程中沿x向、y向和z向进行导向，在配合在充电座上的对接口，可驱使充电臂插入至充电座上并进行良好对接，在对接时，可解决因agv的运动并非十分精确，当agv运动到充电桩处进行对接时，自动校正水平方向上位置误差及角度误差，实现良好对接导电并完成agv的充电。

附图说明

图1是本发明所提供的agv充电对接机构中充电头的整体结构示意图；

图2是本发明所提供的agv充电对接机构中充电座的整体结构示意图；

图3是本发明所提供的agv充电对接机构中充电头的正视示意图；

图4是本发明所提供的agv充电对接机构中充电头的俯视示意图；

图5是本发明所提供的agv充电对接机构中充电臂的内部结构示意图；

图6是本发明所提供的agv充电对接机构中充电座的正面结构示意图；

图7是本发明所提供的agv充电对接机构中充电座的内部结构示意图；

图8是本发明所提供的agv充电对接机构在对接前的结构示意图；

图9是本发明所提供的agv充电对接机构在对接后的结构示意图；

附图中标注如下：

1-横轴连接件，2-竖向滑动轴承，3-滑块，4-横向滑动轴承，5-横向弹簧，6-横向导向轴，7-背板，8-竖向导向轴，9-滑动座，10-充电臂，11-竖轴连接件，12-竖向弹簧，13-弹性套，14-配重块，15-伸缩弹簧，16-电极母头，17-端块，18-柔性套，19-接线腔，20-盖板，21-臂体，22-滑槽，23-出线孔，24-电极公头，25-压块，26-尾块，27-压线螺钉，28-壳体，29-接触片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中提供了一种agv充电对接机构，包括充电头和充电座，由于agv在运行过程中，需要进行充电以持续保证其续航能力，在现有的技术中，多为采用充电头和充电座之间对接完成充电，而在充电头与充电座对接过程中往往会出现对位不正、充电对接接触不佳等情况，充电头安装在地面的充电桩中，而充电座安装在agv上，为此，作如下结改进：

所述充电头包括充电臂10，当需要将充电臂10插入至充电座内部时，该充电臂10可沿x向、y向和z向滑动以进行准确对位，且在x向、y向和z向的滑动方向上分别设有驱动该充电臂10复位的复位机构，以当对充电臂10的外力作用消失后，在复位机构的作用下可使充电臂10在x向、y向和z向复位，充电臂10的端部设有第一电极组件，第一电极组件用于与安装在地面的充电桩接通以进行供电；所述充电座设有对接口且对接口内设有第二电极组件，第二电极组件用于avg内部的充电电路接通以对avg进行充电，充电臂10插入该对接口内并使第二电极组件与第一电极组件对接导电，当第一电极组件与第二电极组件相互接通之后，能够实现avg与充电桩导通，以此对avg进行充电续航。

在本实施例中，为实现充电臂10能够在x向、y向和z向进行滑动以调节对接，采用如下方式设计：所述充电头包括x向滑动组件、装于x向滑动组件上的y向滑动组件以及装于y向滑动组件上的z向滑动组件，所述z向滑动组件包括所述充电臂10，在x向滑动组件、y向滑动组件以及z向滑动组件的相互配合下，能够实现充电臂10分别或同时沿x向、y向或z向作运动，x向、y向以及z向呈相互垂直的状态。当然，本结构仅是本实施例优选的技术方案，也可在充电臂10的x向和y向上通过弹性橡胶进行连接，也可通过弹性橡胶的形变实现在x向、y向上的滑动，其滑动的精度不如本实施例中所优选的技术方案。

基于上述，为提升在x向的滑动精度，所述x向滑动组件包括沿x向滑动设置的横向滑动轴承4，该横向滑动轴承4的两端分别设有对其提供复位作用力的横向弹簧5，在横向滑动轴承4向左或向右滑动之后，在横向弹簧5的作用下均可实现横向滑动轴承4的自动复位，进而实现充电臂10插入对接口时，能够在x向滑动以调整对接位置且在外力消失时，在横向弹簧5的作用下能够复位。为进一步保证在滑动过程中的稳定性，所述充电头还包括背板7和沿x向设于该背板7上的横向导向轴6，横向导向轴6设有两个且沿y向平行设于背板7上，在横向导向轴6的两端均通过横轴连接件1对其进行固定，而位于两侧的横轴连接件1则固定于所述背板7上且通过螺钉与背板7连接。两所述横向导向轴6上均套有所述横向滑动轴承4且位于上方的横向导向轴6上套有横向弹簧5(在实际应用过程中，也可在两根横向导向轴6上均套有横向弹簧5)，以促使横向滑动轴承4能够在横向导向轴6上自由滑动，同时，在横向弹簧5的作用下能够促使横向滑动轴承4能够自动复位，采用横向导向轴6与横向滑动轴承4的方式实现滑动，其滑动过程运动可靠，也可采用其他方式进行替代，例如：燕尾槽结构的方式实现自由滑动等，此处不再一一举例。

基于上述，为实现在y向的滑动精度，所述y向滑动组件包括沿y向滑动设置的滑动座9，该滑动座9的下端设有对其提供复位作用力的竖向弹簧12，竖向弹簧12的一端连接在滑动座9上，另一端则连接在竖轴连接件11上，在滑动座9向上或向下滑动之后，在竖向弹簧12的作用下能够促使滑动座9复位(也可将竖向弹簧12的两端分别与滑动座9和竖轴连接件11接触即可，在复位时，则通过重力或竖向弹簧12的作用力实现)，进而实现充电臂10插入对接口时，能够在y向滑动以调整对接位置且在外力消失时，在竖向弹簧12的作用下能够复位，本实施例中，仅在滑动座9的一端连接有竖向弹簧12，当然在其两端均设有竖向弹簧12也是可行，两端的竖向弹簧12分别提供复位作用力。

所述y向滑动组件还包括沿y向设于所述横向滑动轴承4上的竖向导向轴8，该竖向导向轴8设有两根且沿x向呈平行设置，在两所述竖向导向轴8的两端均连接有竖轴连接件11，竖轴连接件11则是固定连接在横向滑动轴承4上，以实现竖向导向轴8跨越两所述横向滑动轴承4之间，在所述竖向导向轴8上套有所述滑动座9和竖向弹簧12，滑动座9能够在竖向导向轴8上沿y向进行自由滑动，并且在竖向弹簧12的作用下提供复位作用力。

为进一步提升充电臂10在于对接口进行对接插入时，能够更好的适配，在所述竖向导向轴8上套有竖向滑动轴承2，以通过竖向滑动轴承2减少滑动座9在竖向导向轴8上的滑动摩擦力，竖向滑动轴承2外部套有弹性套13，通过弹性套13使竖向滑动轴承2与滑动座9装配连接；采用弹性套13的方式装配，在外力作用下，弹性套13会产生变形，使滑动座9产生各个方向上的相对扭转运动，以防止在对接初期，由于充电座与充电头之间的偏差较大，缓冲不够会造成充电臂10的损坏，外力消失后，在弹力作用下，滑动座9复能够自动复位，弹性套13由具有一定弹性作用力的弹性橡胶材料制成。

为实现充电臂10在使用过程中能够受力均衡，将所述充电臂10沿z向滑动设于所述滑动座9上且充电臂10的一端设有配重块14，配重块14与滑动座9之间连接有伸缩拉簧，在配重块14的作用下以平衡充电臂10的重心位置，使自由状态下的充电臂10能保持水平，同时，在伸缩弹簧15的作用下，一方面在外力消失之后可驱使充电臂10能够自动复位，另一方面在对接完成之后，伸缩弹簧15能够促使充电臂10能够牢固的插接在充电座的电极上。在本实施例中，将配重块14的一端通过螺栓连接在充电臂10的端部上，且在配重块14的两侧设有所述伸缩弹簧15，伸缩弹簧15的另一端连接在滑动座9上，以实现通过伸缩弹簧15对充电臂10提供复位作用力。

在上述所设计的x向滑动组件、y向滑动组件以及z向滑动组件的相互配合下，工作原理如下：

在x向外力作用下，横向滑动轴承4可沿横向导向轴6横向移动，x向外力消失后，在两个横向弹簧5的作用下，横向滑动轴承4复原到平衡位置；

在y向外力作用下，竖向滑动轴承2可沿竖向导向轴8竖向移动，y向外力消失后，在竖向弹簧12和重力的作用下，竖向滑动轴承2复原到平衡位置；

在z向外力作用下，充电臂10可沿着滑块3进行伸缩运动，z向外力消失后，在伸缩拉簧的作用下回复到初始状态；

在其他外力作用下，弹性套13会产生变形，使滑动座9产生各个方向上的相对扭转运动，外力消失后，在弹力作用下，滑动座9复原到初始位置。

所述充电臂10包括臂体21和设于该臂体21内的第一电极组件，臂体21采用铝或其他导电材料。第一电极组件包括电极母头16，所述电极母头16外部套有柔性套18并通过该柔性套18装于臂体21内，且臂体21的端部设有端块17并通过该端块17对电极母头16锁紧固定，之所以设计端块17一方面可对电极母头16的进行锁紧固定且端块17的材料为尼龙或其他较硬的绝缘材料；另一方面在端块17上设有倒角，以便于插入对接口时可起到良好导向的作用，而柔性套18可对电极母头16起到良好的缓冲作用且柔性套18为聚四氟乙烯或其他较软的绝缘材料。该臂体21内还设有接线腔19，接线腔19的一端与所述电极母头16连通(即电极母头16的一端伸入至接线腔19内，以便对电极母头16进行接线)，另一端连接有出线孔23，该出线孔23延伸至臂体21的外部(用于与外部设备/器件进行电路连通)，在接线腔19的上方还设有盖板20，以对接线腔19内部的接线进行良好的保护。

为实现臂体21相对于滑动座9能够作自由滑动，在所述臂体21的两侧(图示中上下两侧)对称设置有滑槽22，各个滑槽22内均配设有滑块3并通过各个滑块3使臂体21沿z向滑动运动，将滑块3嵌装在滑动座9上，以通过滑块3对臂体21的滑动进行导向和限位，在滑槽22和滑块3的配合作用下，能够实现臂体21在z向上进行滑动运动。

所述充电座包括壳体28和设于该壳体28内的第二电极组件，第二电极组件包括电极公头24，该壳体28上设有所述对接口且该对接口呈喇叭状结构，优选的，该喇叭形结构采用内部水平开角度为90°且垂直开口角度为60°的外形，以便充电臂10能够顺利插入至对接口内；所述电极公头24的外部套有柔性套18并通过该柔性套18装于对接口的内部，且壳体28的端部设有压块25并通过该压头对电极公头24锁紧固定，柔性套18可对电极公头24起到良好的缓冲作用且柔性套18为聚四氟乙烯或其他较软的绝缘材料。

该对接口一部分呈喇叭状结构，另一部分则为与所述充电臂10相匹配的槽口，而槽口的底部则装有所述电极公头24，该电极公头24通过柔性套18安装在壳体28上，电极公头24由压块25压紧，电极公头24的尾部有压线螺钉27和过线孔，可与导线连接，在充电座的尾部还设有尾块26，通过该尾块26对电极公头24的接线部位起到良好的保护作用，其中，壳体28、压块25、尾块26采用尼龙或其他较硬的绝缘材料。

为实现对静电释放，在壳体28上还装有接触片29，可与充电臂10的臂体21接触，起到释放静电的作用，电极公头24和接触片29采用铜或其他导电材料制成。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。