一种机器人充电装置及充电桩的制作方法

本实用新型属于充电装置技术领域，尤其涉及一种机器人充电装置及充电桩。

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、医院以及家庭等都能见到他们的身影。因为机器人绝大部分由蓄电池提供动力，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。

目前，由于机器人是新兴行业，因此很多时候没有针对行业应用的充电器，而是引用其他行已经批量的充电器，一般是向专业做充电器厂家购买充电器，然后将采购的充电器和自主研发的功能板一起安装到充电桩内部，利用充电桩给机器人自动充电或者手动充电。而采购的批量充电器的功率一般都是200w或者以上，这样导致了充电桩emc问题非常尖锐。且充电器本来是裸露在空气中使用的，将其安装于充电桩内部之后变成被充电桩包含在内部，导致温度累积，升温严重。

因此，传统的技术方案中存在机器人充电器使用过程中电磁干扰和温度累积升温严重，影响机器人充电桩的使用寿命和稳定性的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种机器人充电装置及充电桩，旨在解决传统的技术方案中存在的机器人充电器使用过程中电磁干扰和温度累积升温严重，影响机器人充电桩的使用寿命和稳定性的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种机器人充电装置，包括：

充电器，配置为对输入交流电进行转换以生成第一直流电；

充电控制电路，与所述充电器通过第一线缆连接，配置为根据温度检测信号生成控制信号，并根据所述第一直流电生成驱动电压和自动充电电压；

第一磁环组件，套接在所述第一线缆上，配置为对所述第一直流电进行高频辐射抑制；

温度检测电路，与所述充电控制电路连接，配置为检测充电桩内部环境温度以生成所述温度检测信号；

排风降温组件，与所述充电控制电路连接，配置为在所述驱动电压和所述控制信号的控制下工作以进行散热。

在其中一个实施例中，所述机器人充电装置还包括：

电磁干扰滤波器组件，设置在与所述充电器连接的插接头上，配置为对所述输入交流电进行滤波降噪；

所述充电器具体配置为对经滤波降噪后的输入交流电进行转换以生成所述第一直流电。

在其中一个实施例中，所述机器人充电装置还包括：

电抗器组件，设置在所述电磁干扰滤波器组件和所述充电器连接的线缆上，配置为对经滤波降噪后的输入交流电进行尖峰电压抑制和冲击电流抑制以改善谐波电流和纹波电压；

所述充电器具体配置为对尖峰电压抑制和冲击电流抑制后的输入交流电进行转换以生成所述第一直流电。

在其中一个实施例中，所述机器人充电装置还包括：

第一充电接口，与所述充电器和所述充电控制电路通过第二线缆连接，配置为输出第一充电电压；

第二充电接口，与所述充电控制电路连接，所述充电控制电路还配置为从所述第二充电接口输出第二充电电压；

其中，所述第一充电电压为所述第一直流电；所述第二充电电压为所述自动充电电压。

在其中一个实施例中，所述第二充电接口包括自动充电对接电极。

在其中一个实施例中，所述机器人充电装置还包括：

第二磁环组件，套接在所述第二线缆上，配置为对所述第一直流电进行高频辐射抑制。

在其中一个实施例中，所述机器人充电装置还包括：

指示灯组件，与所述充电控制电路连接，用于根据指示信号进行充电状态指示；

所述充电控制电路还配置为根据充电状态和电池电量生成所述指示信号。

在其中一个实施例中，所述排风降温组件包括至少两个风扇。

在其中一个实施例中，所述充电控制电路包括微处理器。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种机器人充电桩，所述机器人充电桩包括上述所述的机器人充电装置。

上述的机器人充电装置通过充电器、第一磁环组件、充电控制电路、温度检测电路以及排风降温组件，能够实现将充电桩内部的热量排出，从而降低充电桩的温度，解决了充电器内部风扇把热量排到充电桩内部但无法最终排出充电桩外导致的充电桩内部温度升高严重的问题，提高了充电装置的使用寿命问题；同时，也提高了机器人充电装置的电磁兼容性能，减少了电磁干扰从充电桩传导到机器人本体，使得机器人工作稳定性增强，避免由于受电磁干扰导致触摸屏输入无效或者跳点问题；也减少机器人本体的干扰通过充电桩传导到220v电网，造成电网污染，和周边设备受干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的一种结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的另一种结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的另一种结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的另一种结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的另一种结构示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的机器人充电装置的另一种结构示意图；

图7为机器人充电装置中电磁干扰滤波器组件的示例电路原理图；

图8为机器人充电装置中温度检测电路的示例电路原理图；

图9为机器人充电装置的一种示例电路结构图；

图10为未经本方案进行emc优化处理的传导发射测量曲线图；

图11为经本方案进行emc优化处理后的传导发射测量曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的机器人充电装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种机器人充电装置，包括：充电器11、第一磁环组件12、充电控制电路13、温度检测电路14以及排风降温组件15。

充电器11，配置为对输入交流电进行转换以生成第一直流电；充电控制电路13，与充电器11通过第一线缆连接，配置为根据温度检测信号生成控制信号，并根据第一直流电生成驱动电压和自动充电电压；第一磁环组件12，套接在第一线缆上，配置为对第一直流电进行高频辐射抑制；温度检测电路14，与充电控制电路13连接，配置为检测充电桩内部环境温度以生成温度检测信号；排风降温组件15，与充电控制电路13连接，配置为在驱动电压和控制信号的控制下工作以进行散热。

具体实施中，通过外部电源输入交流电，可选的，输入交流电为220v交流电，充电器11对交流电进行转换以生成需要的直流电并输出至充电控制电路13；在充电器11和充电控制电路13之间的正电源传输线套接第一磁环，负电源传输线套接第二磁环，其中第一磁环和第二磁环共同构成为第一磁环组件12，正电源传输线和负电源传输线共同构成为第一线缆；充电控制电路13外接排风降温组件15，排风降温组件15按特定逻辑送风或者停止送风，例如当温度检测电路14检测充电桩内部的温度生成温度检测信号输出至充电控制电路13，其中温度检测信号携带温度值，充电控制电路13根据检测到的温度值大于或等于第一预设温度值则启动排风降温组件15进行排风降温工作，充电控制电路13根据检测到的温度值低压第一预设温度值则关闭排风降温组件15，停止进行排风降温工作；从而达到防止充电产生的高温导致充电桩寿命减少，提高了产品的可靠性，通过设置磁环降低了充电器11和充电控制电路13之间的电磁干扰，从而减少电磁干扰从充电桩传导到机器人本体导致机器人工作不稳定或者降低使用体验(例如干扰触摸屏，导致触摸屏输入无效或者跳点问题)；同时，减少机器人本体的干扰通过充电桩传导到220v电网，造成电网污染和周边设备受干扰。

请参阅图2，在其中一个实施例中，机器人充电装置还包括：电磁干扰滤波器组件16。

电磁干扰滤波器组件16，设置在与充电器11连接的插接头上，配置为对输入交流电进行滤波降噪；充电器11具体配置为对经滤波降噪后的输入交流电进行转换以生成第一直流电。

具体实施中，电磁干扰滤波器组件16包括emi(electromagneticinterference，电磁干扰)滤波器，在交流电源处设置emi滤波器，可采用emi滤波器+插座的组合，或采用单个emi滤波器的方式，达到对输入交流电进行低通滤波的作用，实现对输入交流电传输过程中的共模干扰和差模干扰的有效衰减，改善充电过程中的emc(electromagneticcompatibility，电磁兼容性)问题。

可选的，电源的emi滤波器的具体应用电路请参阅图7，电容c1和电容c2滤除串模干扰，共模电感t和电容c3、电容c4滤除共模干扰，电阻r1为泄放电阻，可将电容c1上积累的电荷泄放掉，避免因电荷积累而影响滤波特性，断电后还能使输出交流电的电源线l、n不带电，保证使用的安全性。

请参阅图3，在其中一个实施例中，机器人充电装置还包括：电抗器组件17。

电抗器组件17，设置在电磁干扰滤波器组件16和充电器11连接的线缆上，配置为对经滤波降噪后的输入交流电进行尖峰电压抑制和冲击电流抑制以改善谐波电流和纹波电压；充电器11具体配置为对尖峰电压抑制和冲击电流抑制后的输入交流电进行转换以生成第一直流电。

具体实施中，电抗器组件17包括电抗器，通过在充电器11的输入端设置电抗器，能够有效抑制经emi滤波器滤波降噪后的输入交流电中的尖峰电压和冲击电流，改善输入交流电中的谐波电流同时也降低了传导干扰，从而改善对电网的干扰，减少电力线路的电能损耗和电压损耗。

请参阅图4，在其中一个实施例中，机器人充电装置还包括：第一充电接口18和第二充电接口19。

第一充电接口18，与充电器11和充电控制电路13通过第二线缆连接，配置为输出第一充电电压；第二充电接口19，与充电控制电路13连接，充电控制电路13还配置为从第二充电接口19输出第二充电电压；其中，第一充电电压为第一直流电；第二充电电压为自动充电电压。

具体实施中，第一充电接口18用于进行手动充电，第二充电接口19用于进行自动充电。进一步的，第二充电接口19包括自动充电对接电极。可选的，第一充电电压的电压值和第二充电电压的电压值相同，也即自动充电电压值和第一直流电的电压值相同。通过第一充电接口18和第二充电接口19满足对机器人的稳定手动充电或稳定自动充电。

请参阅图5，在其中一个实施例中，机器人充电装置还包括：第二磁环组件20。

第二磁环组件20，套接在第二线缆上，配置为对第一直流电进行高频辐射抑制。

具体实施中，第二磁环组件20包括磁环，在充电控制电路13的正电源输出端和负电源输出端设置磁环，以对输出的直流充电电压(第一充电电压和第二充电电压)进行高频辐射抑制，消除干扰，进一步减少干扰从充电桩传导到机器人本体，提高了机器人稳定性和使用体验。

请参阅图6，在其中一个实施例中，机器人充电装置还包括：指示灯组件21。

指示灯组件21，与充电控制电路13连接，用于根据指示信号进行充电状态指示；充电控制电路13还配置为根据充电状态和电池电量生成指示信号。

具体实施中，指示灯组件21包括多色led灯，充电控制电路13根据电量检测电路检测到的电池电量检测信号(电池电量检测信号携带电量信息)和充电检测电路检测到的充电状态检测信号(充电状态检测信号携带充电状态信息)生成指示信号，指示灯组件21根据指示信号对充电状态和充满电的状态进行指示，例如指示灯组件21亮红灯，则表示正在充电且未充满；指示灯组件21亮绿灯，则表示已经充满电，以便用户及时了解充电状态，提高装置的实用性和可靠性。

在其中一个实施例中，排风降温组件15包括至少两个风扇。可选的，两个风扇为不同方向的风扇，例如右风扇向外吹，上风扇向下吹，多方向组合，实现有效的排风降温效果。

在其中一个实施例中，充电控制电路13包括微处理器。

具体实施中，可通过微处理器的数据输入输出端i/o接收温度检测信号、电池电量检测信号以及充电状态检测信号，微处理器根据温度检测信号判断其携带的温度值与第一预设温度值的关系，从而逻辑控制开启或关闭风扇进行排风降温。可选的，温度检测电路14的示例电路图请参阅图8，rt为温度传感器(相当于滑动变阻器)，电阻r2和温度传感器rt构成分压电路，电阻r3和电容c5构成滤波电路，从电容c5的第一端输出温度检测信号至微处理器，微处理器根据温度检测信号进行温度值计算和分析判断，从而对风扇进行逻辑控制。

具体实施中，请参阅图9，图9示出了机器人充电装置的一种示例电路结构图，以下将结合图9对机器人充电装置的工作原理做简单说明：

交流电源通过插接头和火线l1、零线n1以及地线pe输出220v交流电至充电桩内的充电器11，充电器11对交流电进行交流至直流的转换以生成第一直流电(29.4v)，并输出端至充电控制电路13。充电控制电路13通过其第三接口j3接收温度检测信号。充电控制电路13根据第一直流电生成驱动电压，并通过充电控制电路13的第一接口j1驱动右风扇工作，通过充电控制电路13的第二接口j2驱动右上风扇工作。充电控制电路13从第四接口j4输出指示信号以控制指示灯组件21进行充电状态指示。充电器11和充电控制电路13通过第一线缆连接，其中充电器11的正极输出端p通过第一线缆与充电控制电路13的正电源输入端vin+连接，充电器11的负极输出端n通过第一线缆与充电控制电路13的地端gnd连接，第一充电接口18与充电器11和充电控制电路13通过第二线缆连接，因此可以理解为充电控制电路13的正电源输入端vin+和充电控制电路13的负电池端bat-共同构成为充电控制电路13的第一充电电压输出端，第一充电电压输出端与第一充电接口18连接；充电控制电路13的正电池端bat+和充电控制电路13的负电池端bat-共同构成为充电控制电路13的第二充电电压输出端，第二充电电压输出端与第二充电接口19连接。在充电器11和充电控制电路13之间的第一线缆上套接第一磁环组件12实现对充电器11和充电控制电路13之间传输的第一直流电进行高频辐射抑制，消除传导干扰。在第二线缆上套接第二磁环组件20实现对充电器11、充电控制电路13以及第一充电接口18之间传输的第一充电电压进行高频辐射抑制，消除传导干扰。

图10为未经本方案进行emc优化处理的传导发射测量曲线图，图11为经本方案进行emc优化处理后的传导发射测量曲线图，可见经emc优化处理后的机器人受辐射干扰的情况得到显著改善，减少了从充电桩传导到机器人本体的干扰，从而提高了机器人工作的稳定性和使用体验，也减少机器人本体的干扰通过充电桩传导到220v电网，造成电网污染和周边设备受干扰。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种机器人充电桩，包括上述所述的机器人充电装置。

本实用新型实施例的机器人充电桩成本低，容易生产，emc性能好，提高了机器人工作的稳定性和使用寿命。

在本文对各种器件、电路、装置描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。