[发明专利]一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置

说明书

技术领域

本发明属于移动机器人领域，特别涉及一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置。

背景技术

目前，室内移动机器人(如服务机器人、自动物流场景下的自动导引车AGV)主要依靠高质量的机载可充电蓄电池组来给自身供电，当电能耗尽的时候需要采用人工充电技术，这样机器人就处于一种非连续的任务环。因此，要使机器人处在一个连续的任务环中，必须解决机器人自动充电的问题。目前，一些室内清洁机器人采用了自动充电技术，这类充电装置充电接线柱裸露在外，存在一定的安全隐患，且不便于进行大电流充电。一些自动导引车AGV采用了自动对接充电技术，但多属于专款专用，不便作为功能模块便捷的部署到其他机器人系统中。一些自动充电装置需要增加传感器实现精确对准，增加了系统复杂度和使用成本。

发明内容

针对现有技术的不足，提出了一种具有模块化，低成本，高安全性，适用范围广，即插即用特点的简单实用的自动对接充电技术方案，该方案可在室内移动机器人领域进行广泛应用。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置，由固定充电站和安装在机器人上的自充电附件组成，所述固定充电站包括充电对接系统、对接状态检测系统、无线通信模块A、供电系统和充电控制系统，其中充电对接系统、对接状态检测系统、无线通信模块A分别与充电控制系统连接，供电系统给充电对接系统、对接状态检测系统、无线通信模块A和充电控制系统供电；所述自充电附件包括与可充电电池组连接的充电座，与移动机器人控制系统连接的无线通信模块B和电池电量检测模块，电池电量检测模块的检测端与可充电电池组连接。

具体地，所述充电对接系统包括用于固定充电对接系统的充电站支架、电动推杆、充电触头、限位开关和电机驱动模块，充电站支架上固定有电动推杆，电机驱动模块驱动电动推杆的驱动电机转动，控制电动推杆伸长或收缩，充电触头和限位开关设置在电动推杆的自由端。充电触头包括绝缘基体和舌形扁铜片，绝缘基体的后端与电动推杆的伸缩杆前端固定连接，绝缘基体的前端固定舌形扁铜片，限位开关设置在绝缘基体上，通过信号线与充电控制系统连接。舌形扁铜片为两片，平行且相对固定在绝缘基体的两侧。

在上述方案中，所述电动推杆的轴线保持水平，且电动推杆的伸缩杆在伸缩过程中无转动。

进一步充电座的具体结构为：所述充电座具有卡槽、挡板、金属簧片和弹簧，挡板与卡槽通过螺栓固连，形成供舌形铜片进入的开口，卡槽和挡板为绝缘材料制成，在开口中设置有金属簧片，金属簧片与卡槽之间均匀设置有弹簧。金属簧片弯折为三段，分别为接触段、导向段和固定段，接触段为水平状态，导向段与水平面呈30°角，固定段为竖直状态，金属簧片(23)的固定段与挡板固定连接。挡板与卡槽所形成开口的入口处在挡板与卡槽上设有导角。

所述充电座安装在移动机器人的侧面，开口保持水平(使充电座与充电站相配合)，充电插座的开口高度与充电触头的舌形扁铜片平齐。

本发明的优点及有益效果如下：

鉴于以上方案，本发明提供的模块化自动对接充电系统，方便将其快速部署到需要的机器人系统中，实现即插即用，同时兼具安全防护等级高、对机器人的运动定位精度无过高要求等特点，必将大大推动自动对接充电技术在室内移动机器人系统中的广泛应用，从而产生社会经济效益。

本发明提供了一种简单可靠的自动装置，充分利用室内移动机器人移动过程中水平运动特点，充电座设置长的楔形开口降低对接操作精度要求。该装置将结构相对简单的充电座设置于移动机器人端，对于多机器人系统只需要增加充电座，其他部分可以复用，显著降低多机器人自充电系统成本。

附图说明

图1为自动充电装置系统框图；

图2为自动对接系统和充电座的正视结构示意图；

图3为自动对接系统和充电座的俯视结构示意图；

图4为充电座侧视结构示意图；

图5为充电座爆炸结构示意图；

图6为充电对接状态检测电路；

图7为自动对接充电工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明：