專利名稱：機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接插器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接插器。
背景技術(shù)：
移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是機(jī)器人智能化一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。自動(dòng)充電系統(tǒng)有兩 個(gè)主要部分組成接插器(實(shí)現(xiàn)機(jī)器人內(nèi)部電源與外接電源的接通)，輔助接插裝置(輔助機(jī) 器人實(shí)現(xiàn)待充電電源裝置與未接電源的接通)。雖然，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)的研究早在
1948年就開始，但是，目前移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍然不成熟。自動(dòng)充電系統(tǒng)的接
插器都是專門獨(dú)立設(shè)計(jì)的，有如下缺點(diǎn)通用性差，糾錯(cuò)性能較差，對(duì)接誤差較大，累積誤
差較大，適應(yīng)范圍較小等一系列缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)巳有技術(shù)存在的缺陷，提供一種機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接插器。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是自動(dòng)充電裝置的接插器有兩個(gè)部分組成自動(dòng)充電裝置 接插器之固定充電系統(tǒng)(也稱為插接公頭)與自動(dòng)充電裝置接插器之活動(dòng)充電系統(tǒng)(也稱插 接母頭)。插接母頭主要由下列部件構(gòu)成插接母頭底座、環(huán)形大觸點(diǎn)、環(huán)形小觸點(diǎn)、環(huán)形大 蓋子、環(huán)形小蓋子、微型蓋子、電線、插接公頭主要由下列部件構(gòu)成外殼底座、環(huán)形大觸 點(diǎn)、彈性大套環(huán)、環(huán)形小觸柱、彈性小套環(huán)。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接插器，包括所述一個(gè)插接母頭和一個(gè)插接公頭，其特征 在于l)插接母頭為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有同心的大環(huán)行槽和小環(huán)形槽，分別內(nèi)置環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形 小觸點(diǎn)，并分別由火線和零線外接電源；2)所述插接公頭亦為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有環(huán)形大觸柱和環(huán) 形小觸柱與所述插接母頭的大環(huán)行槽和小環(huán)形槽插配，從而分別與所述環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形小 觸點(diǎn)接觸，并由兩根導(dǎo)線連接至機(jī)器人內(nèi)部電源裝置；所述環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱分別安 置在彈性大套環(huán)和彈性小套環(huán)內(nèi)。
上述接插母頭的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓臺(tái)形底座的中根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人用自動(dòng)充電裝 置的接觸器，其特征在于所述接頭母頭的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓臺(tái)形底座的中心通過一個(gè)螺栓固定連 接一個(gè)微型蓋子，底座邊緣有三個(gè)周向均布的螺釘固定連接一個(gè)環(huán)形大蓋，底座的內(nèi)圓周向 均布三個(gè)螺釘固定連接一個(gè)環(huán)形小蓋；在所述的環(huán)形大蓋與環(huán)形小蓋之間形成所述的大環(huán)形 槽，內(nèi)置環(huán)形大觸點(diǎn)，環(huán)形大觸點(diǎn)的一端抵住大環(huán)形槽底部，另一端由環(huán)形大蓋和環(huán)形小蓋的凸肩扣??；在所述環(huán)形小蓋與微型蓋子之間形成所述小環(huán)形槽，內(nèi)置所述環(huán)形小觸點(diǎn)，環(huán) 形小觸點(diǎn)的一端抵住小環(huán)形槽底部，與另一端由環(huán)形小蓋和微型蓋子的凸肩扣住；所述環(huán)形 大蓋、環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形小蓋上由兩個(gè)通孔，所述火線和零線從該兩通孔插入而分別連接環(huán) 形大觸點(diǎn)和環(huán)形小觸點(diǎn)，并通過擰入螺釘將火線和零線固定。
上述接插公頭的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓形外殼與底座根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人用自動(dòng)充電裝 置的連接器，其特征在于所述插接公頭的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓形外殼與底座固定連接，圓形外殼內(nèi) 套一個(gè)大環(huán)套，大環(huán)套底部支撐于一個(gè)大壓簧上，頂部外圍凸肩由外殼內(nèi)凸肩限位；大套環(huán) 內(nèi)套裝所述環(huán)形大觸柱，環(huán)形大觸柱有凸肩對(duì)大套環(huán)限位；環(huán)形大觸柱內(nèi)套一個(gè)小套環(huán)，小 套環(huán)底部支撐于小壓簧上，頂部外圈有凸肩環(huán)形大觸柱限位，小套環(huán)內(nèi)套裝所述環(huán)形小觸柱， 環(huán)形小觸柱有凸肩對(duì)小套環(huán)限位，環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱通過螺釘于底座固定連接；在圓 形外殼和環(huán)形大觸柱下部有通孔，導(dǎo)線從通孔插入而分別通過螺釘與環(huán)形小觸柱和環(huán)形大觸 柱固定連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明采用插接母頭的環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形小觸點(diǎn)與插接公頭的環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱 相接觸通電，接觸面大，通電可靠。本發(fā)明的插接母頭的環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形小觸點(diǎn)埋置在環(huán) 形槽內(nèi)，而插接公頭的環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱有對(duì)應(yīng)的彈性大套環(huán)和彈性小套環(huán)保持不使 用時(shí)在環(huán)形槽內(nèi)，插接口使用時(shí)才露出與插接母頭的環(huán)形大觸點(diǎn)和小觸點(diǎn)接觸，故安全可靠， 防止觸點(diǎn)事故。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通用性強(qiáng)，糾錯(cuò)性能好，對(duì)接誤差小，累計(jì) 誤差小，適用范圍大。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是圖1自動(dòng)充電裝置的接插器未工作狀態(tài)的剖視圖 圖3是自動(dòng)充電裝置的接插器工作狀態(tài)的剖視圖 圖4是實(shí)例應(yīng)用在服務(wù)機(jī)器人上時(shí)具體布置軸測(cè)圖
具體實(shí)施例方式
插接母頭底座1是圓臺(tái)結(jié)構(gòu)由絕緣材料做成，主要是插接母頭的保持架，它通過一個(gè)位 于底座1中心的螺栓與微型蓋子6連接起來，通過最外圈3個(gè)均勻分布的螺栓與環(huán)形大蓋子 4連接起來，通過次外圈3個(gè)均勻分布的螺栓與環(huán)形小蓋子5連接起來，這樣底座l、環(huán)形大 蓋子2與環(huán)形小蓋子5之間形成一個(gè)環(huán)形槽，底座l、環(huán)形小蓋子5與微型蓋子6之間形成 一個(gè)小環(huán)形槽；環(huán)形大蓋子2、環(huán)形小蓋子5與微型蓋子6都是圓環(huán)形結(jié)構(gòu)由絕緣材料做成，一端設(shè)計(jì)為臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，即有凸肩，用來固定環(huán)形大觸點(diǎn)與環(huán)形小觸點(diǎn)的位置；環(huán)形大觸點(diǎn) 2與環(huán)形小觸點(diǎn)3同樣都是環(huán)形結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電材料制成，它們一端嵌入底座1的兩個(gè)環(huán)形凹槽 內(nèi)， 一端嵌入環(huán)形大蓋子、小蓋子和微型蓋子凸肩下；在插接母頭環(huán)形大蓋子4、環(huán)形大觸 點(diǎn)2、環(huán)形小蓋子5環(huán)壁上開有兩個(gè)孔使火線與零線分別通過孔徑通道與環(huán)形大觸點(diǎn)2與環(huán) 形小觸點(diǎn)3相通，使插接母頭帶電；在插接母頭環(huán)形大觸點(diǎn)2與環(huán)形小觸點(diǎn)3與環(huán)形大蓋子 4與環(huán)形小蓋子5與微型蓋子6的臺(tái)階式結(jié)構(gòu)接觸面分別開有一個(gè)小螺紋孔，通過緊定螺栓 將與環(huán)形大觸點(diǎn)2與環(huán)形小觸點(diǎn)3接觸的火線或零線固定住。
插接公頭的底座13是與機(jī)器人固定的接觸部件，它是圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)由絕緣材料做成，它通 過最外圈四個(gè)螺栓與插接公頭外殼8相連接，通過次外圈4個(gè)螺栓與環(huán)形大觸柱9相連接， 通過最內(nèi)圈4個(gè)螺栓與環(huán)形小觸柱9相連接，這樣，在外殼、底座和環(huán)形大觸柱之間形成一 個(gè)環(huán)形槽，在底座13、大觸柱9與小觸柱11之間形成一個(gè)環(huán)形槽，在這些環(huán)形槽內(nèi)下部分 別放置大壓簧14、小壓簧15，大壓簧14和小壓簧15上面分別是大套環(huán)10和小套環(huán)12，大 套環(huán)10和小套環(huán)12是由絕緣材料做成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，插接公頭的外殼8與環(huán)形大觸柱9都是 臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，即有凸肩，目的是將大套環(huán)10和小套環(huán)12限制在外殼8、底座13與環(huán)形大觸 柱9形成的空腔與外殼8、底座13與環(huán)形小觸柱11形成的空腔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；插接公頭的環(huán) 形大觸柱9與小觸柱11是由導(dǎo)電材料做成的環(huán)形結(jié)構(gòu)；在外殼8、大觸柱9、大套環(huán)10與小 套環(huán)12的環(huán)壁上面開有兩個(gè)孔，使電線分別接進(jìn)插接公頭，使插接公頭能夠充電；在環(huán)形大 觸柱9與小觸柱11不和底座13接觸的一面分別開有一個(gè)螺紋孔，以便用緊定螺栓固定接入 插接公頭的內(nèi)部電源線。
在不需要充電的情況下，插接公頭大套環(huán)10與小套環(huán)12是高于環(huán)形大觸柱9與小觸柱 11的，這樣主要是為了安全，避免人等無意中接觸帶電的大觸柱9與小觸柱11觸電事故的 發(fā)生；當(dāng)需要充電的情況下，插接母頭與插接公頭對(duì)接時(shí)，插接母頭環(huán)形大蓋子4壓下插接 公頭的大套環(huán)10，插接母頭的環(huán)形小蓋子5壓下插接公頭的小套環(huán)12，插接母頭的微型蓋子 6嵌入插接公頭環(huán)形小觸柱11內(nèi)，這樣插接公頭大觸柱9與小觸柱11都露出來分別與插接 母頭環(huán)形大觸點(diǎn)2與環(huán)形小觸點(diǎn)3接觸，這樣就可以進(jìn)行充電了。
實(shí)例動(dòng)作流程機(jī)器人系統(tǒng)必須有激光傳感器21、電子羅盤、伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)器 人執(zhí)行手臂17等，激光傳感器21電子羅盤主要來協(xié)助配合完成機(jī)器人在隨機(jī)位置時(shí)接到要 充電任務(wù)時(shí)，能夠?qū)C(jī)器人位置定位以及引導(dǎo)機(jī)器人找到插接母頭所在的一定范圍內(nèi)，并且 能夠?qū)C(jī)器人位置進(jìn)行矯正以方便機(jī)器人更快捷更準(zhǔn)確完成自動(dòng)充電任務(wù)。機(jī)器人執(zhí)行手臂 固定在機(jī)器人身上，主要完成對(duì)插接母頭的抓取、與機(jī)器人身上插接公頭的對(duì)接以及機(jī)器人充電完成之后取出插接母頭并將其放回原處。三目視覺系統(tǒng)20固定在機(jī)器人身上，要求水平 安裝。插接公頭充電器主要固定在機(jī)器人身上，并且需要安裝在在三目視覺系統(tǒng)20中心線的 上下四十到五十厘米的，且在三目視覺正面180度范圍內(nèi)才能使三目視覺系統(tǒng)20發(fā)揮最大的 作用。
當(dāng)機(jī)器人在工控機(jī)19的控制下在執(zhí)行其他任務(wù)時(shí)，檢測(cè)到機(jī)器人需要充電，就會(huì)對(duì)機(jī)器 人發(fā)出充電指令，這時(shí)，機(jī)器人將停止正在進(jìn)行的任務(wù)，開始執(zhí)行充電指令。首先通過機(jī)器 人激光傳感器21及電子羅盤等對(duì)機(jī)器人所在位置以及與插接母頭的相對(duì)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位， 并進(jìn)行路徑規(guī)劃，在激光傳感器與電子羅盤的配合引導(dǎo)下指導(dǎo)機(jī)器人到達(dá)插接母頭1的一定 范圍內(nèi)，機(jī)器人通過三目視覺系統(tǒng)20檢測(cè)是否能夠檢測(cè)到插接母頭1，如果檢測(cè)不到，就進(jìn) 行位姿調(diào)整，以保證機(jī)器人能夠看到插接母頭。機(jī)器人在保證能夠檢測(cè)到插接母頭1之后， 將停止運(yùn)動(dòng)，通過三目視覺系統(tǒng)20確定插接母頭相對(duì)于插接公頭8的相對(duì)位置并選擇抓取方 案，并引導(dǎo)機(jī)器人手臂17進(jìn)行抓取對(duì)接行為。在三目視覺系統(tǒng)20的引導(dǎo)下，插接母頭l環(huán) 形大蓋子4將壓下插接公頭8大套環(huán)10壓下，插接母頭患者小蓋子5將壓下插接公頭小套環(huán) 11壓下，以使環(huán)形大觸點(diǎn)2與環(huán)形大觸柱9，環(huán)形小觸點(diǎn)3與環(huán)形小觸柱11能夠成功對(duì)接， 使通過接插母頭的電流能夠通過接插公頭到達(dá)鋰電池組，以完成對(duì)鋰電池組的充電。當(dāng)機(jī)器 人檢測(cè)到充電完成之后，機(jī)器人手臂接到指令將接插母頭與接插公頭分離，并且繼續(xù)執(zhí)行機(jī) 器人原來進(jìn)行的任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接觸器，包括一個(gè)插接母頭(1)和一個(gè)插接公頭(8)，其特征在于a.所述插接母頭(1)為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有同心的大環(huán)行槽和小環(huán)形槽，分別內(nèi)置環(huán)形大觸點(diǎn)(2)和環(huán)形小觸點(diǎn)(3)，并分別由火線和零線外接電源；b.所述插接公頭(8)亦為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有環(huán)形大觸柱(9)和環(huán)形小觸柱(11)與所述插接母頭(1)的大環(huán)行槽和小環(huán)形槽插配，從而分別與所述環(huán)形大觸點(diǎn)(2)和環(huán)形小觸點(diǎn)(3)接觸，并由兩根導(dǎo)線連接至機(jī)器人內(nèi)部電源裝置；所述環(huán)形大觸柱(9)和環(huán)形小觸柱(11)分別安置在彈性大套環(huán)(10)和彈性小套環(huán)(12)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接觸器，其特征在于所述接頭母頭(1) 的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓臺(tái)形底座的中心通過一個(gè)螺栓固定連接一個(gè)微型蓋子(6)，底座邊緣有 三個(gè)周向均布的螺釘固定連接一個(gè)環(huán)形大蓋(4)，底座的內(nèi)圓周向均布三個(gè)螺釘固定連 接一個(gè)環(huán)形小蓋(5);在所述的環(huán)形大蓋(4)與環(huán)形小蓋(5)之間形成所述的大環(huán)形 槽，內(nèi)置環(huán)形大觸點(diǎn)(2)，環(huán)形大觸點(diǎn)(2)的一端抵住大環(huán)形槽底部，另一端由環(huán)形大 蓋(4)和環(huán)形小蓋(5)的凸肩扣??；在所述環(huán)形小蓋(5)與微型蓋子(6)之間形成 所述小環(huán)形槽，內(nèi)置所述環(huán)形小觸點(diǎn)(3)，環(huán)形小觸點(diǎn)(3)的一端抵住小環(huán)形槽底部， 與另一端由環(huán)形小蓋(5)和微型蓋子(6)的凸肩扣??；所述環(huán)形大蓋(4)、環(huán)形大觸 點(diǎn)和環(huán)形小蓋(5)上由兩個(gè)通孔，所述火線和零線從該兩通孔插入而分別連接環(huán)形大觸 點(diǎn)(2)和環(huán)形小觸點(diǎn)(3)，并通過擰入螺釘將火線和零線固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的連接器，其特征在于所述插接公頭(8) 的結(jié)構(gòu) 一個(gè)圓形外殼與底座(13)固定連接，圓形外殼內(nèi)套一個(gè)大環(huán)套(10)，大環(huán)套(10)底部支撐于一個(gè)大壓簧(14)上，頂部外圍凸肩由外殼內(nèi)凸肩限位；大套環(huán)(10) 內(nèi)套裝所述環(huán)形大觸柱(9)，環(huán)形大觸柱(9)有凸肩對(duì)大套環(huán)(10)限位；環(huán)形大觸柱(9)內(nèi)套一個(gè)小套環(huán)(12)，小套環(huán)(12)底部支撐于小壓簧(15)上，頂部外圈有凸 肩環(huán)形大觸柱限位，小套環(huán)(12)內(nèi)套裝所述環(huán)形小觸柱(11)，環(huán)形小觸柱(11)有凸 肩對(duì)小套環(huán)(12)限位，環(huán)形大觸柱(9)和環(huán)形小觸柱(11)通過螺釘于底座(13)固 定連接；在圓形外殼和環(huán)形大觸柱(9)下部有通孔，導(dǎo)線從通孔插入而分別通過螺釘與 環(huán)形小觸柱(11)和環(huán)形大觸柱(9)固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人用自動(dòng)充電裝置的接插器。它包括插接母頭和插接公頭。插接母頭為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有同圓心的大環(huán)行槽和小環(huán)形槽，分別內(nèi)置環(huán)形大觸點(diǎn)和環(huán)形小觸點(diǎn)，并分別由火線和零線外接電源。插接公頭亦為圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，有環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱與插接母頭的大環(huán)形槽和小環(huán)形槽插配，從而分別與環(huán)形大觸柱點(diǎn)和環(huán)形小觸柱點(diǎn)接觸，并由導(dǎo)線連接至機(jī)器人內(nèi)部電源裝置，環(huán)形大觸柱和環(huán)形小觸柱分別安置在彈性大套環(huán)和彈性小套環(huán)內(nèi)。本發(fā)明通電接觸面大，通電安全可靠，母頭的觸點(diǎn)和公頭的觸柱都埋于環(huán)形槽內(nèi)，可防止觸電事故，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，適用范圍大。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101557058SQ20091005139
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者何永義, 張海洪, 李治斌, 偉 趙 申請(qǐng)人:上海大學(xué)