一种充电站的制作方法

一种用于给机器人更换电池和对更换下来的电池进行充电的充电站，属于电池充电技术领域。

背景技术

机器人在工作过程中主要是通过自身携带的供电电池供电，当供电电池的电快要用尽时，机器人必须自行回到充电桩处充电，等电充好后才能再出发执行任务。但在实际的应用中，很多时候机器人不能长时间脱岗，一旦机器人长时间脱岗，可能会导致生产跟不上，任务不能及时完成，或产生其它安全隐患。

因此，需要提供一种能够及时给机器人更换电池的充电器，使机器人不会长时间脱岗。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种能够及时给机器人更换电池的办法，使机器人不会长时间脱岗。

本发明的技术方案是：一种充电站，主要包括充电箱1、两条导杆2、丝杆3、电源、控制器以及感应器，充电箱的正面设有门洞11，导杆的两端通过导杆座固定在充电箱底壁上，使两条导杆互相平行，在每条导杆上还套有两个导杆滑块21，在两条导杆之间设有一条丝杆3，丝杆的一端通过联轴器31与电机32相连，丝杆上套有一个移动座33，移动座与丝杆螺纹连接，当电机带动丝杆正转，移动座在丝杆上向远离电机的方向移动，当电机带动丝杆反转，移动座在丝杆上向电机的方向移动；电池架4固定在移动座和导杆上的导杆滑块上，电机工作时，移动座带动电池架沿丝杆和导杆左右移动；电池架4上设有两组充电设备，每组包括一正馈电柱41、一负馈电柱42以及一个电吸盘43，在其中一组充电设备上安置了一块电池5；所有的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘通过导线与充电站上的电源相连；电源通过正馈电柱和负馈电柱给电池充电直至电池充满；初始状态时，空着的那组充电设备正对着门洞；与控制器相连的感应器安置在门洞上方的充电箱内壁；机器人携带一块电池5并带有备用电池，当电池的电源用尽，备用电池使机器人能够回到充电站更换电池；机器人移动进入门洞，电池架上空着的正馈电柱插进机器人携带的电池上的正馈电孔，电池架上空着的负馈电柱插进机器人携带的电池上的负馈电孔给机器人携带的电池充电，感应器检测到机器人进入门洞并将信号传递给控制器，控制器发信号给机器人的控制系统，命令机器人打开自身携带的电池的电池锁，控制器再给电吸盘通电n秒，电吸盘产生吸力将机器人携带的电池吸紧，机器人利用备用电池离开门洞，控制器给电机供电，电机反转，移动座带动电池架沿丝杆和导杆向电机的方向移动直至电池架上已经充好电的那块电池移动至正对门洞，控制器停止给电机供电，充电站的控制器发送电池已就绪信号给机器人的控制系统，机器人再次进入门洞，机器人身上的正馈电柱插入电池上的正馈电孔，机器人身上的负馈电柱插入电池上的负馈电孔，电池给机器人供电，机器人身上的控制系统给机器人身上的电池锁发送信号，电池锁启动将电池锁在机器人身上，机器人离开门洞返回工作岗位继续工作。

导杆和丝杆的长度大于电池宽度的三倍。

有益效果是：

充电站在待机状态时，充电架正对着门洞的位置没有电池，轨道机器人携带已经用完的电池到达充电站进入门洞，控制器让轨道机器人打开电池的电池锁，并启动电吸盘吸住电池并为其充电，轨道机器人离开门洞，控制器启动丝杆电机工作使充电器架在丝杆上移动，使充电架上已经充好电的电池正对着门洞，轨道机器人再次进入门洞换上已经充好电的电池后离开充电站前往工作场所继续工作。

附图说明

图1为本发明的立体外观结构示意图；

图2为本发明充电箱部分结构示意图；

图3为本发明充电箱部分结构中的导杆和丝杆爆开示意图；

图4为本发明导杆和丝杆安装后的充电箱部分结构示意图；

图5为本发明充电箱部分结构中的电池架和坦克链座的爆开示意图；

图6为本发明充电箱部分结构中安装了电池架和坦克链座的示意图；

图7为本发明充电箱部分结构中在电池架上放置了一个电池的结构示意图；

图8为本发明充电箱部分结构的变压器和电器盒的爆开示意图；

图9为本发明充电箱当电池架移动至电机一侧的部分结构示意图；

图10为本发明充电箱当电池架移动至远离电机的另一侧的部分结构示意图；

图11为本发明的电池架的立体结构示意图；

图12为本发明的电池架的爆开图；

图13为本发明的电池架的局部爆开图；

图14是本发明的电池和电池锁的结构示意图；

图15是本发明的电池锁的爆开图。

具体实施方式

如图1-图15所示，一种充电站，主要包括充电箱1、两条导杆2、丝杆3、电源、控制器以及感应器。

充电箱的正面设有门洞11，导杆的两端通过导杆座固定在充电箱底壁上，使两条导杆互相平行，在每条导杆上还套有两个导杆滑块21，在两条导杆之间设有一条丝杆3，丝杆通过丝杆座安置在充电箱底壁上，丝杆的一端通过联轴器31与电机32相连，丝杆上套有一个移动座33，移动座与丝杆螺纹连接，当电机带动丝杆正转，移动座在丝杆上向远离电机的方向移动，当电机带动丝杆反转，移动座在丝杆上向电机的方向移动。在联轴器与电机之间设有固定板，固定板通过螺丝固定在充电箱底壁上。

所述的充电箱采用框架结构，在框架结构的基础上蒙皮。所述的蒙皮采用将木板、塑料板、金属板等板材固定在框架的四周来实现。在充电箱框架结构的底架上设有多条横梁以加强刚性。固定板固定在底架上。

电池架4固定在移动座和导杆上的导杆滑块上，电机工作时，移动座带动电池架沿丝杆和导杆左右移动。

电池架4上设有两组充电设备，每组包括一正馈电柱41、一负馈电柱42以及一个电吸盘43，在其中一组充电设备上安置了一块电池5。

所有的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘通过导线与充电站上的电源相连。电源通过正馈电柱和负馈电柱给电池充电直至电池充满。

初始状态时，空着的那组充电设备正对着门洞。

与控制器相连的感应器安置在门洞上方的充电箱内壁或门洞下方的充电箱底壁上；机器人携带一块电池5并带有备用电池，当电池的电源用尽，机器人通过备用电池能够回到充电站更换电池。

当机器人需要更换电池时，机器人返回充电站并进入门洞，电池架上空着的正馈电柱插进机器人携带的电池上的正馈电孔，电池架上空着的负馈电柱插进机器人携带的电池上的负馈电孔给机器人携带的电池充电，感应器检测到机器人进入门洞并将信号传递给控制器，控制器发信号给机器人的控制系统，命令机器人打开自身携带的电池的电池锁，控制器再给电吸盘通电n秒，电吸盘产生吸力将机器人携带的电池吸紧，机器人利用备用电池离开门洞，控制器给电机供电，电机反转，移动座带动电池架沿丝杆和导杆向电机的方向移动直至电池架上已经充好电的那块电池移动至正对门洞，控制器停止给电机供电，充电站的控制器发送电池已就绪信号给机器人的控制系统，机器人再次进入门洞，机器人身上的正馈电柱插入电池上的正馈电孔，机器人身上的负馈电柱插入电池上的负馈电孔，电池给机器人供电，机器人身上的控制系统给机器人身上的电池锁发送信号，电池锁启动将电池锁在机器人身上，机器人带着充满电的电池离开门洞返回工作岗位继续工作。

所述的电池锁，主要由锁销91、外壳92、线圈93、顶盖94、弹性装置95、垫圈以及卡环96组成，锁销为圆柱体，采用金属材料制成；锁销上设有一圈卡环槽，在锁销的底部设有方型衔铁，相应的，在外壳顶部设有向下凹陷的线圈槽，在线圈槽的中心设有向上突起的柱形线圈柱，在外壳的底部设有向线圈柱方向凹陷的方型槽，在方型槽的顶壁上设有圆形的线圈柱孔；锁销底部的方型衔铁位于外壳的方型槽里，方型槽的顶壁对锁销底部的方型衔铁起到限位作用，使锁销不能够向上拔出；线圈进入线圈槽，顶盖中心设有顶盖孔，顶盖通过顶盖孔套在线圈柱上并压在线圈顶上，防止线圈从线圈槽脱出；锁销从外壳的底部插进方型槽，使方型衔铁位于方型槽，锁销的上部穿过线圈柱孔向上突出，弹性装置套在线圈柱和锁销上，垫圈套在从弹性装置顶上裸露出来的锁销上，使弹性装置的一端顶在顶盖上，弹性装置的另一端顶在垫圈上，向下压垫圈，使弹性装置收缩，使锁销上的卡环槽裸露出来，将卡环压进卡环槽定位；电池上设有向外突出的接耳，接耳上设有纵向的锁洞，绝缘板97固定在轨道机器人上，绝缘板上方设有接耳洞，电池5安置在绝缘板后，使接耳51从接耳洞向前突出在绝缘板的前方；电池锁通过外壳固定在背对箱体一侧的绝缘板上，并且位于接耳洞下方；线圈的两级穿过外壳与轨道机器人上的备用电池相连。

线圈的两端分别与备用电源的正负极相连，在备用电源的正极或负极上设有电池锁控制开关，当开关处于关闭状态，线圈上没有电流通过，锁销在弹性装置的张力下向上被顶离线圈，锁销向上进入锁孔，当开关处于打开状态，线圈上有电流流过，线圈产生磁场，对锁销产生向下的吸力，克服弹性装置的张力，线圈的磁性将锁销向下拉，使锁销离开锁孔，电池锁被打开。

所述的感应器选用红外感应器，包括一个信号发射器和一个信号接收器，只要感应器检测到机器人进入门洞就会将机器人到达的信号传递给控制器。红外感应器工作原理在百度上可以查到，这是已经应用非常广泛的技术。

在电机旁的底架上还设有向上突起的坦克链座6，在电池架背面设有向外突出的坦克链接耳，坦克链的一头固定在坦克链座6上，另一头向上弯曲后固定在电池架背面的坦克链接耳上，从变压器出来的导线，穿过坦克链座上的导线孔，再穿过坦克链，末端分别与电池架上的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘相连。坦克链对这些导线起到保护的作用。

为防止坦克链下垂，在坦克链座远离电机的壁面上设有向外突出的坦克链支撑槽61，当电池架移动到远离电机的最远处时，坦克链支撑槽远离电机的末端还搭在电池架的平台44上。

坦克链外形似军队装备的坦克链一样，由众多的单元链接组成，链接之间转动自如。相同系列的坦克链的内高、外高、节距相同，拖链内宽、弯曲半径r可有不同的选择。坦克链的单元链节由左右链板和上下盖板组成，拖链每节都能打开，装拆方便，不必穿线，打开盖板后即可把电缆、油管、气管、水管等放入拖链。坦克链主体是由链扳、支撑扳、轴销等部件组成，使电缆或橡胶管与拖链之间不产生相对运动，不产生扭曲变形。

电池架4还包括平台44、移动架45、支撑架46以及充电架47，移动架为两侧向下弯折形成90度角的平板，移动架通过其两端的弯折部分架在导杆上，用螺丝将移动架固定在导杆的导杆滑块上，还要用螺丝将移动架固定在丝杆3的移动座33上，电机转动时，带动移动座在丝杆上向电机或远离电机的方向移动，移动座带动电池架的移动架沿导杆向电机或远离电机的方向同步移动。

在移动架朝上的壁面的四个角上分别设有向上突起的带螺纹的调节柱，在平台的四个角上设有对应调节柱的平台孔，在每个调节柱上拧上一个螺母，再将平台安置在调节柱上，使调节柱朝上的末端穿过平台上的平台孔从平台上裸露出来，再在调节柱朝上的末端拧上螺母，平台由平台下方调节柱上的螺母支撑。通过调节平台下方的螺母在调节柱上的高度，就能够调节平台与移动架的距离。

支撑架与丝杆平行并与垂直固定在平台顶上，坦克链接耳设在支撑架顶上。

充电架通过螺丝固定在支撑架上，两组充电设备依次安置在充电架上。

所述的导杆及导杆滑块选用伊萨塔精密机械出产的光轴导杆套装或其它同类型可替代的套装。在淘宝里可以找到。

所述的电机选用常州苏杰机电有限公司生产的42hs4818步进电机或其它同类型可替代电机。

所述的导杆滑块选用淘宝上万赢家居专营店销售的t型丝杆导杆滑块。

所述的联轴器选用丝杆轴承套组，在淘宝上万赢家居专营店有售。

充电架采用框架结构，框架的内角加装角码固定，角码选用东莞市国耀铝材有限公司生产的重型铝角码gy-2020或其它厂家生产的同类型角码。框架选用东莞国耀铝型材有限公司生产的欧标铝型材2020或其它厂家生产的同类型铝型材。

所述的电吸盘选用乐清乐秦阳电气生产的kb-p系列微型电磁电吸盘。

在充电箱底壁上安置了变压器12和电器箱13，控制器安置在电器箱里，电缆将电源传送到变压器，变压器将电源转换成各用电器所能接受的电压传送给各用电器。

所述的变压器和电器箱通过固定码自下而上固定在充电箱的底架下方。为了保护变压器和电器箱，在底架下方设置底盒，将变压器和电器箱安置在底盒里。

充电架上的正馈电柱、负馈电柱和电吸盘通过导线与变压器12相连，由于充电架需要左右移动，将这些导线穿过坦克链，通过坦克链来保护这些导线。坦克链选用杭州亦江五金生产的坦克链。

上述实施例仅是用来说明解释本发明的用途，而并非是对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出各种变化或替代，也应属于本发明的保护范畴。