接触式的充电结构和巡检机器人装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021984391.2 (22)申请日 2020.09.11 (73)专利权人 广东科凯达智能机器人有限公司 地址 528000 广东省佛山市顺德区大良街 道五沙社区新凯路7号科盈国际工业 园一期厂房二首层104单元及二层201 单元 (72)发明人 傅茂辉李方贾绍春吴积贤 薛家驹樊广棉 (74)专利代理机构 佛山市禾才知识产权代理有 限公司 44379 代理人 刘羽波资凯亮 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) H01R 13/02(2006.01。

2、) H01R 13/631(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种接触式的充电结构和巡检机器人装置 (57)摘要 一种接触式的充电结构和巡检机器人装置， 充电结构包括： 充电器基架、 供电组件、 充电连接 臂和充电滑片； 充电滑片安装于充电连接臂； 充 电连接臂， 用于带动充电滑片移动， 使充电滑片 接触于供电组件， 充电滑片与供电组件电连接； 下引导面， 其一端过渡至下充电面， 并与另一端 形成高度差； 供电组件经下引导面导向至接触和 脱离于下充电面； 巡检机器人装置， 其机器人主 体连接于充电连接臂， 并电连接于充电滑片； 当 充电滑片接触。

3、于供电组件时， 供电组件为机器人 主体充电。 本充电结构， 其能提高巡检机器人蓄 电池的续航能力， 使巡检机器人在缺电的情况下 能快速充电， 并能够保持正常运行， 实现无人值 守、 自主巡检的效果， 提高充电的效率及稳定性。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 212258508 U 2020.12.29 CN 212258508 U 1.一种接触式的充电结构， 其特征在于， 包括： 充电器基架、 供电组件、 充电连接臂和充 电滑片； 所述供电组件安装于所述充电器基架； 所述充电滑片安装于所述充电连接臂； 所述充电连接臂， 用于带动所述充电滑片移动， 使所述充电滑片接触于所述供电组件，。

4、 所述充电滑片与所述供电组件电连接； 所述充电滑片， 设有下充电面和下引导面； 所述下引导面， 其一端过渡至所述下充电 面， 并与另一端形成高度差； 所述供电组件经所述下引导面导向至接触和脱离于所述下充 电面。 2.根据权利要求1所述的接触式的充电结构， 其特征在于， 所述充电滑片接触于所述供 电组件时， 所述充电滑片将所述供电组件托起， 使所述供电组件的位置自适应地调节。 3.根据权利要求2所述的接触式的充电结构， 其特征在于， 还包括： 缓冲组件； 所述缓冲组件包括： 导向柱； 所述导向柱安装于所述充电器基架， 所述供电组件限位移动地安装于所述导向柱。 4.根据权利要求3所述的接触式的充电。

5、结构， 其特征在于， 所述缓冲组件包括： 复位弹 性件； 所述复位弹性件的一端接触于所述充电器基架， 另一端接触于所述供电组件。 5.根据权利要求2所述的接触式的充电结构， 其特征在于， 所述供电组件于其与所述充 电滑片的接触位置设有充电接触板； 所述充电接触板设有上充电面和上引导面； 所述下引导面相对滑动于所述上引导面， 以调节所述充电接触板的高度， 将所述上充 电面贴合和脱离于所述下充电面。 6.根据权利要求5所述的接触式的充电结构， 其特征在于， 所述上充电面的两端为所述 上引导面； 所述下充电面的两端为所述下引导面。 7.根据权利要求1-6任意一项所述的接触式的充电结构， 其特征在于，。

6、 还包括： 安装基 座； 所述充电器基架可活动地连接于所述安装基座； 所述供电组件位于所述安装基座的两 侧。 8.根据权利要求7所述的接触式的充电结构， 其特征在于， 还包括： 移动轨道； 所述安装基座设有轨道安装槽； 所述移动轨道可活动地安装于所述轨道安装槽； 所述 移动轨道连接于所述充电器基架。 9.根据权利要求7所述的充电结构， 其特征在于， 还包括： 移动部； 所述安装基座的至少一侧设有机器人移动道； 所述移动部， 用于连接机器人主体， 为所述机器人主体提供移动功能； 所述移动部活动于所述机器人移动道。 10.一种巡检机器人装置， 其特征在于， 包括： 机器人主体和如权利要求1-9任意。

7、一项所 述的充电结构； 所述机器人主体连接于所述充电连接臂， 并电连接于所述充电滑片； 当所述充电滑片 接触于所述供电组件时， 所述供电组件为所述机器人主体充电。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212258508 U 2 一种接触式的充电结构和巡检机器人装置 技术领域 0001 本实用新型涉及充电结构技术领域， 尤其涉及一种接触式的充电结构和巡检机器 人装置。 背景技术 0002 现有的巡检机器人， 目前的技术方案主要为两种： 0003 1、 设计电池更换装置， 在特定轨道位置点设有电池充电更换站点， 通过机械结构 将机器人需要充电的电池取出， 放入已经在站点充满电的电池， 然后机器人返回。

8、工作； 而对 于该方案， 首先巡检机器人的机械结构复杂， 需要额外的驱动源； 其次巡检机器人需要频繁 拆装电池， 对于轨道机器人的机械结构会损伤， 且对更换电池装置结构和动作的可靠性有 要求。 0004 2、 巡检机器人在线充电时， 其会驶向充电装置， 在机器人前端上方(或下方)有垂 直于水平面的充电基座， 布有充电碳刷， 与充电装置的充电头水平对接， 进行充电； 但机器 人驶向充电装置时， 由于惯性对其会有冲击力， 可能会对机器人和充电装置累积造成损害； 只能单方向充电， 且不能通行， 无法应用于封闭轨道上； 同时， 对于复杂现场环境， 轨道机器 人的安装位置有时会出现偏差， 在竖直方向上会。

9、出现高度的变化， 对于水平方向接触充电 方式有较大影响， 且调整困难。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的在于提出一种接触式的充电结构， 其通过充电滑片驱动供电组 件作位置调整， 以使供电组件充分贴合充电滑片。 0006 本实用新型还提出一种巡检机器人装置， 通过机器人主体配合于上述的充电结 构， 以使机器人主体保持与充电结构充电。 0007 为达此目的， 本实用新型采用以下技术方案： 0008 一种接触式的充电结构， 包括： 充电器基架、 供电组件、 充电连接臂和充电滑片； 0009 所述供电组件安装于所述充电器基架； 0010 所述充电滑片安装于所述充电连接臂； 所述充电连接臂， 用。

10、于带动所述充电滑片 移动， 使所述充电滑片接触于所述供电组件， 所述充电滑片与所述供电组件电连接； 0011 所述充电滑片， 设有下充电面和下引导面； 所述下引导面， 其一端过渡至所述下充 电面， 并与另一端形成高度差； 所述供电组件经所述下引导面导向至接触和脱离于所述下 充电面。 0012 优选地， 所述充电滑片接触于所述供电组件时， 所述充电滑片将所述供电组件托 起， 使所述供电组件的位置自适应地调节。 0013 优选地， 还包括： 缓冲组件； 所述缓冲组件包括： 导向柱； 0014 所述导向柱安装于所述充电器基架， 所述供电组件限位移动地安装于所述导向 柱。 说明书 1/6 页 3 CN。

11、 212258508 U 3 0015 优选地， 所述缓冲组件包括： 复位弹性件； 所述复位弹性件的一端接触于所述充电 器基架， 另一端接触于所述供电组件。 0016 优选地， 所述供电组件于其与所述充电滑片的接触位置设有充电接触板； 所述充 电接触板设有上充电面和上引导面； 0017 所述下引导面相对滑动于所述上引导面， 以调节所述充电接触板的高度， 将所述 上充电面贴合和脱离于所述下充电面。 0018 优选地， 所述上充电面的两端为所述上引导面； 所述下充电面的两端为所述下引 导面。 0019 优选地， 还包括： 安装基座； 所述充电器基架可活动地连接于所述安装基座； 所述 供电组件位于所。

12、述安装基座的两侧。 0020 优选地， 还包括： 移动轨道； 所述安装基座设有轨道安装槽； 所述移动轨道可活动 地安装于所述轨道安装槽； 所述移动轨道连接于所述充电器基架。 0021 优选地， 还包括： 移动部； 所述安装基座的至少一侧设有机器人移动道； 0022 所述移动部， 用于连接机器人主体， 为所述机器人主体提供移动功能； 0023 所述移动部活动于所述机器人移动道。 0024 一种巡检机器人装置， 包括： 机器人主体和上述的充电结构； 0025 所述机器人主体连接于所述充电连接臂， 并电连接于所述充电滑片； 当所述充电 滑片接触于所述供电组件时， 所述供电组件为所述机器人主体充电。 。

13、0026 本实用新型的有益效果： 0027 本充电结构， 其能提高巡检机器人蓄电池的续航能力， 以及为巡检机器人提供自 主充电功能， 使巡检机器人在缺电的情况下能快速充电， 并能够保持正常运行， 实现无人值 守、 自主巡检的效果， 提高充电的效率及稳定性。 附图说明 0028 图1是充电结构的结构示意图； 0029 图2是和巡检机器人装置的结构示意图； 0030 图3是充电滑片驱动供电组件时的结构示意图。 0031 其中： 0032 充电器基架1、 供电组件2、 充电连接臂3、 充电滑片4； 缓冲组件5； 安装基座6； 移动 轨道7； 移动部8； 机器人主体9； 0033 充电接触板21； 上。

14、充电面211、 上引导面212； 0034 下充电面41、 下引导面42； 0035 导向柱51、 复位弹性件52； 0036 轨道安装槽61； 机器人移动道62。 具体实施方式 0037 下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。 0038 一种接触式的充电结构， 包括： 充电器基架1、 供电组件2、 充电连接臂3和充电滑片 4； 说明书 2/6 页 4 CN 212258508 U 4 0039 所述供电组件2安装于所述充电器基架1； 0040 所述充电滑片4安装于所述充电连接臂3； 所述充电连接臂3， 用于带动所述充电滑 片4移动， 使所述充电滑片4接触于所述供电组件。

15、2， 所述充电滑片4与所述供电组件2电连 接； 0041 所述充电滑片4， 设有下充电面41和下引导面42； 所述下引导面42， 其一端过渡至 所述下充电面41， 并与另一端形成高度差d； 所述供电组件2经所述下引导面42导向至接触 和脱离于所述下充电面41。 0042 本充电结构， 用于为机器人提供快速接触充电的功能， 通过供电组件2与充电滑片 4的下充电面41和下引导面42的配合， 实现了为机器人提供自动充电的功能， 解决了现有技 术中充电时接触不良及需要频繁拆卸电池的问题。 0043 具体地， 如图1-如图3， 充电连接臂3用于连接机器人主体9， 机器人主体9可为悬挂 于半空中， 或移动。

16、于地面等； 当机器人主体9需要充电时， 其会驱动充电连接臂3移动， 带动 充电滑片4移动； 充电滑片4移动时， 其会经过供电组件2， 通过下引导面42接触于供电组件 2； 此处可将供电组件2与充电滑片4中的一者设为托起施加者， 另一者为托起接受者； 托起 施加者接触托起接受者后， 驱动托起接受者移动， 使托起接受者自身作位移变化。 0044 当托起施加者为充电滑片4， 托起接受者为供电组件2时， 下引导面42保持移动时， 下引导面42会托起供电组件2， 供电组件2在两端带有高度差d的下引导面42导向作用下， 移 动至下充电面41， 下充电面41与供电组件2保持平面接触， 提高了两者之间的接触面。

17、积， 确 保了两者之间接触完全， 提高了机器人充电的稳定性。 当供电组件2接触于下引导面42或下 充电面41， 供电组件2通过充电滑片4与机器人主体9产生电连接， 供电组件2为机器人主体9 的电源充电。 而当机器人主体9充电完成后， 充电滑片4继续移动， 脱离于供电组件2， 供电组 件2可在重力作用下复位。 0045 同理， 当托起施加者为供电组件2， 托起接受者为充电滑片4时。 供电组件2通过托 起下引导面42， 驱动充电滑片4自身作位移变化， 使供电组件2接触于下充电面41， 使下充电 面41贴住供电组件2。 0046 本充电结构， 其能提高巡检机器人蓄电池的续航能力， 以及为巡检机器人提。

18、供自 主充电功能， 使巡检机器人在缺电的情况下能快速充电， 并能够保持正常运行， 实现无人值 守、 自主巡检的效果， 提高充电的效率及稳定性。 0047 优选地， 所述充电滑片4接触于所述供电组件2时， 所述充电滑片4将所述供电组件 2托起， 使所述供电组件2的位置自适应地调节。 0048 供电组件2的位置可调节， 如图3， 其位置可进行竖直方向的移动； 当充电滑片4接 触于所述供电组件2， 并将其托起时， 供电组件2的位置改变； 如充电滑片4向左移动时， 供电 组件2经高度差d的位置调节后， 向上移动， 直至接触于下充电面41； 当充电滑片4向继续左 移动时， 供电组件22脱离下充电面41后。

19、， 经高度差d的位置调节向下移动， 直至完全脱离于 下引导面42； 0049 供电组件2在重力的作用下可压紧于位于下方的充电滑片4， 保证了两者之间的压 紧力； 而当充电滑片4脱离于供电组件2后， 供电组件2会在重力作用下复位， 以便下一次充 电滑片4能重复地与供电组件2在相同位置接触。 0050 优选地， 还包括： 缓冲组件5； 所述缓冲组件5包括： 导向柱51； 说明书 3/6 页 5 CN 212258508 U 5 0051 所述导向柱51安装于所述充电器基架1， 所述供电组件2限位移动地安装于所述导 向柱51。 0052 导向柱51用于为供电组件2提供导向作用， 使供电组件2始终保持。

20、延导向柱51的延 伸方向移动， 提高了供电组件2的移动稳定性， 确保了供电组件2每次由充电滑片4托起时都 可保持相同的移动轨迹， 防止了供电组件2的移动位置有偏移。 0053 优选地， 所述缓冲组件5包括： 复位弹性件52； 所述复位弹性件52的一端接触于所 述充电器基架1， 另一端接触于所述供电组件2。 0054 复位弹性件52设置于充电器基架1和供电组件2之间， 当充电滑片4托起供电组件2 时， 充电滑片4需克服复位弹性件52的弹力做功， 复位弹性件52收缩压紧， 转换成弹性势能， 充电滑片4还需要克服供电组件2的重力做功； 因此设置了复位弹性件52后， 充电滑片4相比 于不设置时的实施例。

21、， 其移动速度更慢， 有效地减缓了充电滑片4与供电组件2之间的相对 移动速率， 使充电滑片4能准确地与供电组件2接触。 同时， 由于充电滑片4移动时， 充电滑片 4会碰撞至供电组件2， 因此通过引入复位弹性件52抵消了部分动能， 使机器人主体9的移动 更稳定， 不会摇晃。 0055 如图2， 复位弹性件52可优选地套设于导向柱51上， 通过导向柱的作用， 以确保复 位弹性件52的伸缩方向与导向柱保持一致。 0056 复位弹性件52可为公知具有弹性的工件， 如弹簧、 橡胶筋等。 0057 优选地， 所述供电组件2于其与所述充电滑片4的接触位置设有充电接触板21； 所 述充电接触板21设有上充电面。

22、211和上引导面212； 0058 所述下引导面42相对滑动于所述上引导面212， 以调节所述充电接触板21的高度， 将所述上充电面211贴合和脱离于所述下充电面41。 0059 如图3， 本实施例进一步地优化供电组件2于其与充电滑片4的接触位置， 将供电组 件2设有充电接触板21， 通过充电接触板21与充电滑片4接触。 下引导面42， 贴住上引导面 212， 托起充电接触板21上的上引导面212， 相对移动时， 上引导面212在下引导面42的导向 作用进行高度调节， 供电组件2的竖直位置自适应地调节， 直到充电滑片4的下充电面41移 动至接触到供电组件2的上充电面211， 下充电面41保持上。

23、下位置关系地接触位于上方的上 充电面211， 供电组件2与机器人主体9之间的充电稳定性大。 而当充电完成后， 只需保持充 电滑片4继续位移， 供电组件2即可复位， 并最终脱离于充电滑片4。 0060 优选地， 所述上充电面211的两端为所述上引导面212； 所述下充电面41的两端为 所述下引导面42。 0061 上充电面211的两端为上引导面212， 即上引导面212的一端连接上充电面211， 另 一端倾斜伸向于充电接触板21的两侧； 下充电面41的两端为下引导面42， 下引导面42的一 端连接下充电面41， 另一端倾斜伸向于充电滑片4的两侧； 上引导面212对应配合移动于下 引导面42， 上。

24、充电面211对应配合移动于下充电面41。 如图3， 当充电滑片4左端的下引导面 42托起充电接触板21右端的上充电面211， 使上引导面212沿下引导面42移动； 下充电面41 移动于上充电面211后， 可设计下充电面41的长度， 以使下充电面41有足够的长度接触上充 电面211， 提高两者的接触面积， 降低充电的接触难度。 进一步地， 充电接触板21左端的上引 导面212沿充电滑片4右端的下充电面41移动； 即充电滑片4与供电组件2之间的相对移动是 由上引导面212与下引导面42， 及上充电面211和下充电面41之间的相对移动， 以确保下充 说明书 4/6 页 6 CN 212258508 。

25、U 6 电面41与上充电面211接触后充电， 提高了机器人主体9的充电稳定性。 0062 下引导面42的形状为： 倾斜设置并成直线延伸的平面或圆弧状曲面等， 其通过自 身的高度差d变化， 引导上引导面212移动， 使下充电面41接触于上充电面211。 而优选地， 上 引导面212为与下引导面42的形状相配， 以贴紧下引导面42， 确保两者之间的贴合紧密， 保 证上充电面211与下充电面41贴紧。 0063 优选地， 还包括： 安装基座6； 所述充电器基架1可活动地连接于所述安装基座6； 所 述供电组件2位于所述安装基座6的两侧。 0064 当充电器基架1可移动于安装基座6时， 由于供电组件2位。

26、于安装基座6的两侧， 两 侧的充电滑片4接触两侧的供电组件2， 一方面提高机器人主体9的充电稳定性， 只需要任意 一侧的供电组件2接触到对应的充电滑片4， 即可完成对机器人主体9的充电， 减小了机器人 主体9与本充电结构连接时所需要精确度； 同时， 而当两侧的供电组件2都接触到对应的充 电滑片4后， 其为两侧充电， 充电速度为单侧充电的2倍。 0065 优选地， 还包括： 移动轨道7； 所述安装基座6设有轨道安装槽61； 所述移动轨道7可 活动地安装于所述轨道安装槽61； 所述移动轨道7连接于所述充电器基架1。 0066 移动轨道7可移动于轨道安装槽61， 而移动轨道7连接充电器基架1， 当移。

27、动轨道7 移动时， 充电器基架1可移动， 带动供电组件2移动， 更方便了充电器基架1在安装基座6的位 置调节， 以调节机器人主体9与充电结构的充电位置。 0067 优选地， 由于充电器基架1相对移动于安装基座6， 当充电滑片4与供电组件2接触 时， 通电状态下， 充电滑片4与供电组件2通过磁力吸引， 当机器人主体9移动时， 充电连接臂 3通过充电滑片4驱动供电组件2移动， 带动充电器基架1相对移动于安装基座6， 能通过机器 人主体9的移动带动供电组件2移动， 使巡检机器人在移动的同时又处于充电状态， 充电稳 定性； 而当充电结束后， 断开对供电组件2的供电， 供电组件2与充电滑片4之间的磁吸引。

28、消 失， 充电滑片4可自由脱离于供电组件2。 0068 优选地， 还包括： 移动部8； 所述安装基座6的至少一侧设有机器人移动道62； 所述 移动部8， 用于连接机器人主体9， 为所述机器人主体9提供移动功能； 0069 所述移动部8活动于所述机器人移动道62。 0070 如图2， 机器人主体9能移动于安装基座6， 通过移动部8接触于安装基座6的机器人 移动道62； 当移动部8移动于机器人移动道62时， 由于机器人移动道62为水平延伸， 保持了 机器人主体9为水平移动； 充电滑片4为水平移动， 其移动后能水平接触于供电组件2， 供电 组件2会在下引导面42和下充电面41的导向作用下移动， 以使。

29、供电组件2紧密贴住充电滑片 4， 保证了充电的充电稳定性。 0071 一种巡检机器人装置， 包括： 机器人主体9和上述任意实施例的充电结构01； 0072 所述机器人主体9连接于所述充电连接臂3， 并电连接于所述充电滑片4； 当所述充 电滑片4接触于所述供电组件2时， 所述供电组件2为所述机器人主体9充电。 0073 优选地， 本巡检机器人装置， 通过机器人主体9与充电结构的配合， 提高了机器人 主体9的充电稳定性， 解决了现有技术中巡检机器人的机械结构复杂， 需要额外的驱动源的 问题， 又避免了现有技术中巡检机器人需要频繁拆装电池， 容易损伤机器人的电池的现象。 0074 机器人主体9为公知。

30、的巡检机器人， 充电结构通过充电连接臂3连接于机器人主体 9， 机器人主体9移动时， 会带动充电连接臂3移动， 使充电滑片4相对移动于供电组件2， 实现 说明书 5/6 页 7 CN 212258508 U 7 了两者的快速接触。 机器人主体9设有电源， 供电组件2与充电滑片4接触后， 为机器人主体9 的电源充电。 0075 在本实用新型的描述中， 需要理解的是， 术语 “前” 、“后” 、“上” 、“下” 、“左” 、“右” 、 “垂直” 、“水平” 、“内” 、“外”“侧” 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实用新型和简化描述， 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实用新型的限制。 0076 以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。 这些描述只是为了解释本实 用新型的原理， 而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。 基于此处的解释， 本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式， 这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。 说明书 6/6 页 8 CN 212258508 U 8 图1 图2 说明书附图 1/2 页 9 CN 212258508 U 9 图3 说明书附图 2/2 页 10 CN 212258508 U 10 。