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专利号: 2016111926027
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一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,其特征在于:所述固定充电站包括充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)、供电系统(5)和充电控制系统(6),其中充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)分别与充电控制系统(6)连接,供电系统(5)给充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)和充电控制系统(6)供电;

所述自充电附件包括与可充电电池组(9)连接的充电座(2),与移动机器人控制系统(8)连接的无线通信模块B(10)和电池电量检测模块(7),电池电量检测模块(7)的检测端与可充电电池组(9)连接;

所述充电对接系统(1)包括用于固定充电对接系统(1)的充电站支架、电动推杆(11)、充电触头(12)、限位开关(13)和电机驱动模块(14),充电站支架上固定有电动推杆(11),电机驱动模块(14)驱动电动推杆(11)的驱动电机(112)转动,控制电动推杆(11)伸长或收缩,充电触头(12)和限位开关(13)设置在电动推杆(11)的自由端;

所述充电座(2)具有卡槽(21)、挡板(22)、金属簧片(23)和弹簧(24),挡板(22)与卡槽(21)通过螺栓固连,形成供舌形铜片(122)进入的开口,在开口中设置有金属簧片(23),金属簧片(23)与卡槽(21)之间均匀设置有弹簧(24);

所述金属簧片(23)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(22)固定连接;

移动机器人端的控制步骤如下:第一步,移动机器人检测可充电电池电量信息,当电量低于设定阈值后,移动到设定充电点附近;第二步,移动机器人系统的主控通过无线通信模块B(10)向固定充电站发送充电请求,并等待充电开始的应答信号;第三步,移动机器人接收到充电开始的应答信号后,循环监测充电电池电量信息,待电池电量充满后,向固定充电站发送停止充电请求,并等待停止充电应答信号;第四步,移动机器人接收到停止充电应答信号后,离开固定充电站,并跳转到第一步;

固定充电站端的控制步骤如下:第一步,固定充电站的充电控制系统(6)通过循环读取并解析无线通信模块A(4)监听移动机器人发出的充电请求;第二步,当充电控制系统(6)监听到请求充电指令时,控制驱动电机(112)转动从而驱动电动推杆(11)前伸;第三步,电动推杆(11)前伸时,充电控制系统(6)周期查询限位开关状态,当限位开关触发后,电动推杆(11)停止前伸;第四步,充电控制系统(6)通过对接状态检测电路检查对接状态,若对接状态检测正常,则打开充电开关开始对电池进行充电;第五步,监听移动机器人发出的停止充电信号,当接收到停止充电信号后,断开充电继电开关,之后控制驱动电机(112)反向转动从而驱动电动推杆(11)后缩,直到触发后缩限位开关并停止后缩;第六步,发送停止充电应答信号,并跳转到第一步。

2.根据权利要求1所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述充电触头(12)包括绝缘基体(121)和舌形扁铜片(122),绝缘基体(121)的后端与电动推杆(11)的伸缩杆(111)前端固定连接,绝缘基体(121)的前端固定舌形扁铜片(122),限位开关(13)设置在绝缘基体(121)上,通过信号线与充电控制系统(6)连接。

3.根据权利要求2所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述舌形扁铜片(122)为两片,平行且相对固定在绝缘基体(121)的两侧。

4.根据权利要求 1或2或3所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述电动推杆(11)的轴线保持水平,且电动推杆(11)的伸缩杆(111)在伸缩过程中无转动。

5.根据权利要求1所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述挡板(22)与卡槽(21)所形成开口的入口处在挡板(22)与卡槽(21)上设有导角。

6.根据权利要求5所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述卡槽(21)和挡板(22)为绝缘材料制成。

7.根据权利要求5或6所述一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置,其特征在于:所述充电座(2)安装在移动机器人的侧面,开口保持水平,充电插座(2)的开口高度与充电触头(12)的舌形扁铜片(122)平齐。