滑触式充电装置及具有该装置的巡检机器人的制作方法

本发明属于充电设备技术领域，涉及一种充电装置，尤其涉及一种滑触式充电装置及具有该装置的巡检机器人。

背景技术：

随着电缆隧道无人化巡检的需求越来越强烈，智能化的电缆隧道巡检机器人的应用得到了广泛地应用。众所周知，通常，电缆隧道的长度短则几百米，长则几公里甚至几十公里，而现有的隧道机器人一般都自带蓄电池，且机器人轨道上每隔500至800m处设置有充电点，这样，在智能化巡检过程中，当电池耗尽，电量不足时，可以在最近的充电点充电蓄能，显然地，充电装置的可靠性及稳定性将成为巡检机器人能否再次运行的关键。

现有技术中，如图1所示，有关这方面的充电装置主要是由驱动电机10、传动丝杠20、充电触头30、滑板架40、固定座50以及设置于轨道充电点位置上的充电座60组成，其主要结构和工作原理如下：充电触头30固定于滑板架40上，滑板架40与丝杠以丝杠螺母相连接，当驱动电机10带动丝杠转动时，由于丝杠与滑板的螺母相配合，这样，滑板即在丝杠转动过程中，能做直线往返运动，从而带动充电触头30与充电座60的触板61相接触，以此来实现充电。当充完电后，驱动电机10反向转动并同时带动丝杠反向转动，以带动充电触头30脱离充电触板61，当退回至一定距离后触发位置传感器，电机即停止转动，完成充电循环动作。由上可看出，该充电装置主要有以下缺点：

1)充电过程中需要电机控制，且对位置检测、控制程序要求较高，需要开发相应的充电控制程序软件，然而这样，一旦出现软件错误或控制程序故障，将会导致充电失败，因而可靠性低，成本高；

2)其充电触头缺乏独立的运动能力，其某一触头容易出现悬空现象，从而致使整个充电装置的可靠性较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠性和稳定性均较高的通过纯机械方式实现的滑触式充电装置及具有该装置的巡检机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种滑触式充电装置，该滑触式充电装置包括固定连接于固定架上的设有触板的充电座；所述滑触式充电装置还包括能与所述触板滑动触接的滑触装置，所述滑触装置包括固定装置、触接机构和弹性装置；

所述触接机构，包括触接件，所述触接件的两端分别活动连接于所述固定装置上以使所述触接件的外端面触接于所述触板；

所述弹性装置，位于所述固定装置和所述触接机构之间；所述弹性装置的一端连接所述固定装置，另一端连接所述触接机构以预压所述触接机构。

进一步地，所述触接件包括呈钝三角型式的触头，所述触板设有第一触接面和相邻于所述第一触接面的第二触接面，所述触头先后触接于所述第一触接面和所述第二触接面，且所述第一触接面的形状适配于所述触头的截面形状。

进一步地，所述触头的截面形状呈梯形、半圆形、椭圆形、抛物线形或双曲面形。

进一步地，所述触接机构还包括第一调节臂和第二调节臂，所述第一调节臂和所述第二调节臂的一端均铰接于所述固定装置上，另一端均铰接于所述触接件上，且所述第一调节臂与所述第二调节臂相对且间隙设置；所述弹性装置包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件的一端连接于所述第一调节臂的中部上，另一端连接于所述固定装置上，所述第二弹性件的一端连接于所述第二调节臂的中部上，另一端连接于所述固定装置上。

进一步地，所述固定装置包括固定板和固定连接且绝缘于所述固定板上的 支座，所述第一调节臂和所述第二调节臂的一端均铰接于所述支座上，所述第一弹性件和所述第二弹性件的另一端均连接于所述支座上。

进一步地，所述第一调节臂呈l形、直条形、∏形、三角形或t字形中的任一种，所述第二调节臂呈l形、直条形、∏形、三角形或t字形中的任一种。

进一步地，所述第一弹性件为拉簧、扭簧、塔簧、片簧、涡卷簧中的任一种，所述第二弹性件为拉簧、扭簧、塔簧、片簧、涡卷簧中的任一种。

进一步地，所述触接机构设有多个，各所述触接机构间隙且沿垂直于所述滑触装置的滑行方向并排设置，且各所述触头均先后触接于所述第一触接面和所述第二触接面。

更进一步地，所述触接机构设有3个。

与现有技术相比，本发明提供的滑触式充电装置的有益效果在于：

通过将设有触板的充电座固定安装在固定架(如轨道)上，并让滑触装置与触板滑动触接，其中，该滑触装置包括固定装置、触接机构和弹性装置，在充电过程中，为便于触接机构的触接件的外端面能始终触接于触板，触接件的两端分别活动连接于固定装置上，弹性装置位于固定装置和触接机构之间，且其一端连接固定装置，另一端连接触接机构以预压触接机构，显然，该充电装置采用纯机械结构而无需控制器件，整体上结构简单、可靠性高、适应性强且成本低。

本发明还提供了一种巡检机器人，包括上述的滑触式充电装置。

与现有技术相比，本发明提供的巡检机器人的有益效果在于：该巡检机器人通过采用上述的滑触式充电装置，使得该巡检机器人的结构简单、充电系统的可靠性高，整体的成本较低。

附图说明

图1是现有技术中充电装置的结构示意简图；

图2是本发明实施例中滑触式充电装置的结构示意简图；

图3是图2中滑触装置的立体结构示意图；

图4是图3中滑触装置的立体爆炸示意图。

附图中的标号如下：

10驱动电机、20传动丝杠、30充电触头、40滑板架、50固定座、60充电座、61触板；

100充电座、110触板、111第一触接面、112第二触接面；

200滑触装置、210固定装置、211固定板、212支座、213绝缘板；

220触接机构、221触接件、221a触头、221b连接块、222第一调节臂、223第二调节臂、224销轴；

230弹性装置、231第一弹性件、232第二弹性件。

具体实施方式

为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图2至图4所示，为本发明一较佳实施例提供的一种滑触式充电装置及具有该装置的巡检机器人。

如图2所示，该滑触式充电装置，包括固定连接于固定架(图未示)上的充电座100，其中，为便于充电，该充电座100上设有触板110。具体在本实施例中，固定架为轨道，当然，该固定架还可为其它的用于固定的装置。

如图2至图4所示，为便于确保能与触板110始终保持滑动触接，该滑触式充电装置还包括滑触装置200，其中，该滑触装置200包括固定装置210、触接机构220和弹性装置230。具体地，再如图2至图4所示，触接机构220包括触接件221，该触接件221的两端分别活动连接于固定装置210上，由此，以使触接件221的外端面触接于触板110，进而确保滑触装置200与触板110触接。当然，为了进一步地确保触接件221与触板110的触接的可靠性，弹性装置230，位于固定装置210和触接机构220之间，且该弹性装置230的一端连接固定装置210，另一端连接触接机构220，以此来预压触接机构220。

由上，可以理解地，该充电装置通过弹性装置230从触接件221的两侧来分别预压触接件221，从而实现触接件221的双向独立调节，也即是说，使得触接件221可灵活地从左右两侧来实现与触板110的触接，进而保证与触板110的适时触接，由此保证了充电装置的稳定性和可靠性。总体上，通过上述改进，可看出，该充电装置采用了纯机械结构而无需控制器件，结构简单、可靠性和稳定性均高，且成本较低。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图2至图4所示，触接件221包括触头221a，其中，为便于进一步确保触接机构220与触板110之间的触接可靠性及简化该充电装置的结构，该触头221a呈钝三角型式。再如图2至图4所示，同理，为便于进一步确保触接件221与触板110的触接可靠性，触板110设有第一触接面111和相邻于第一触接面111的第二触接面112。在充电过程中，触头221a先后触接于第一触接面111和第二触接面112，且第一触接面 111的形状适配于触头221a的截面形状。

需说明的是，具体在本实施例中，在触头221a与第一触接面111的触接过程中，通常为该充电装置的测试阶段，只有当触头221a与第二触接面112触接时，才能真正进入到充电阶段。另外，如图2所示，第二触接面112的两侧均设有第一触接面111，可以理解地，该充电装置的滑触装置200只要能与触板110的第二触接面112发生触接即可实现充电动作，无论是从哪个方向来靠近充电座100。

还需说明的是，具体在本实施例中，在得到充电指令后，滑触装置200往充电座100靠近，并使触头221a的侧面端与第一触接面111触接，当滑触装置200继续前进时，在触头221a与第一触接面111触接的侧端，弹性装置230受到压缩从而被压缩，根据杠杆原理，触头221a的最顶部将会直接触接于第一触接面111上，且同时，触头221a的另一侧端则在弹性装置230的作用下逐步与触板110接触，通过一前一后的触压，实现了触接机构220的紧密协调配合，确保了触头221a与触板110的可靠接触。可以理解地，在触头221a与第一触接面111的触接直至触头221a的最顶端完全与第二触接面112触接的过程中，触头221a的两侧端在弹性装置230作用下，能独立地调节触头221a，从而促使触头221a在与触板110的过程中能始终保持有效地触接。

继续说明的是，当滑触装置200继续前进，让触头221a的最顶部完全与第二触接面112触接时，弹性装置230被完全压缩，此时，才开始正式的充电动作。完成充电后，让滑触装置200继续前行以离开触板110，此过程中，触头221a在弹性装置230的回弹力作用下，将慢慢恢复初始状态，当滑触装置200反向运行只充电座100处时，将会开始下一轮的充电循环过程。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图2至图4所示，在触头221a为钝三角型式的前提下，触头221a的截面形状呈梯形、半圆形、椭圆形、抛物线形或双曲面形，当然，触头221a的截面形状不仅局限于此。具体在本实施例中，优选地，触头221a的截面形状呈梯形，也即是说，具体如图2所示， 该触头221a的侧端面为一斜面，最顶端面为一平面。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图2至图4所示，为便于灵活且独立地调节触接件221的左右两端，触接机构220还包括第一调节臂222和第二调节臂223，其中，第一调节臂222的一端铰接于固定装置210上，另一端铰接于触接件221上，第二调节臂223的一端铰接于固定装置210上，另一端铰接于触接件221上，且第一调节臂222与第二调节臂223相对且间隙设置，再如图2至图4所示，可以理解地，第一调节臂222和第二调节臂223分别独立调节着触接件221的左端和右端。

需说明的是，具体在本实施例中，如图2至图4所示，触接件221还包括连接块221b，其中，该连接块221b连接于触头221a上用于与第一调节臂222和第二调节臂223的铰接，也即是说，第一调节臂222和第二调节臂223的另一端均铰接于该连接块221b上。

还需说明的是，具体在本实施例中，第一调节臂222和第二调节臂223与固定装置210的铰接关系是通过销轴224连接来实现的，对应地，为简化结构，第一调节臂222和第二调节臂223与触接件221的铰接关系也是通过销轴224连接来实现的。

还需说明的是，第一调节臂222呈l形、直条形、∏形、三角形或t字形中的任一种，对应地，第二调节臂223呈l形、直条形、∏形、三角形或t字形中的任一种。当然，在实际应用中，第一调节臂222和第二调节臂223还可为其它合适的形状，具体在本实施例中，为简化结构，如图2至图4所示，优选地，第一调节臂222和第二调节臂223的形状和大小均一致，且均为直条形。

另外，对应地，为便于灵活且独立地调节第一调节臂222和第二调节臂223，进而独立地调节触接件221的左右两端，弹性装置230包括第一弹性件231和第二弹性件232，其中，如图2至图4所示，第一弹性件231的一端连接于第一调节臂222的中部上，另一端连接于固定装置210上，对应地，第二弹性件232的一端连接于第二调节臂223的中部上，另一端连接于固定装置210上。

需说明的是，第一弹性件231为拉簧、扭簧、塔簧、片簧、涡卷簧中的任一种，对应地，第二弹性件232为拉簧、扭簧、塔簧、片簧、涡卷簧中的任一种。当然，在实际应用中，第一弹性件231和第二弹性件232还可为其它合适的弹性元件。具体在本实施例中，如图2至图4所示，优选地，第一弹性件231和第二弹性件232的形状和大小均一致，且均为拉簧。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图2至图4所示，固定装置210包括固定板211和支座212，其中，该支座212固定连接于固定板211上，且为确保安全，该支座212还绝缘于固定板211。在本实施例中，具体是通过在支座212和固定板211之间连接一绝缘板213来实现。

再如图2至图4所示，第一调节臂222和第二调节臂223的一端均铰接于支座212上，第一弹性件231和第二弹性件232的另一端均连接于支座212上。可以理解地，上述的第一调节臂222和第二调节臂223的一端均铰接于固定装置210上，均是通过铰接于该支座212来实现的，具体地，第一调节臂222铰接于该支座212的左端，第二调节臂223铰接于该支座212的右端。同理，上述的第一弹性件231和第二弹性件232的另一端均连接于固定装置210上，均是通过连接于该支座212上来实现的。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图3和图4所示，上述的触接机构220设有多个，其中，各触接机构220间隙设置，且沿垂直于滑触装置200的滑行方向并排设置。在滑触装置200与触板110接触的滑行过程中，且各触头221a均先后触接于第一触接面111和第二触接面112。具体在本实施例中，优选地，触接机构220设有3个。

由上，可以理解地，每个触接机构220均设有独立的弹簧压紧，因而，其每个触接机构220均是独立调节的，这样，在触接过程中其适应能力较强，很好地保证了触接的可靠性，进而保证了该充电装置的可靠性。

另外，需说明的是，若多个触接机构220中有检测触接机构220和充电触接机构220之分，为确保充电的可靠性，则检测触接机构220的触头221a的最 顶端与触板110的距离会大于或等于充电触接机构220的触头221a的最顶端与触板110的距离，具体在本实施例中，两者的距离是相等的。本发明中，因区分和不区分的原理基本一致，因而，为便于阐述，上文均按不区分的情况来描述。

本发明还提供一种巡检机器人，该巡检机器人包括上述的滑触式充电装置。需说明的是，具体在本实施例中，该巡检机器人主要用于隧道巡检过程中，当然，在实际应用中，该巡检机器人还可应用到其它的场合中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。