本發(fā)明涉及移動機器人，尤其是涉及面向智能車自主充電的柔性對接裝置。

背景技術：

目前，大多數(shù)移動機器人、agv等智能車的充電方式主要有兩種，一種是人工連接充電插頭和插座，從而給智能車的蓄電池充電，這種充電方式簡單，但是需要人為操作，在無人值守的場合不適用；第二種是智能車自主充電，這種方式通常是智能車自主尋找充電樁或充電插頭，并與其對接，從而完成充電。第二種充電方式雖然自動化程度較高，但是由于充電樁和充電插頭大多使用剛性材料，且通常是固定的，整個對接過程屬剛性對接。剛性對接方式對智能車的定位精度要求很高，在對接過程中會因定位誤差的存在，造成充電接頭和充電接口之間的相互擠壓力大，導致設備磨損嚴重，從而降低了整個充電裝置的使用壽命和可靠性。另外，固定的充電接頭既占空間，又長期裸露容易吸附異物，不安全。中國專利cn203301199u公開一種用于agv引導車帶伸縮觸頭的智能對位充電裝置，但是由于該充電裝置需要滑行臺和滑行導軌來控制充電觸頭與充電極板連接，使得整個充電裝置結構復雜，而且由于其滑行導軌長期裸露，可靠性不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有智能車充電對接裝置對定位精度要求較高和容易磨損、可靠性低等缺點，提供采用柔性對接方式，可大大降低定位精度要求和對接擠壓力，且充電接頭可智能收放，不僅節(jié)約空間，還有利于充電接頭的存放和維護的面向智能車自主充電的柔性對接裝置。

本發(fā)明設有受電底座、導電彈性片、滾輪、充電電極片、充電接頭頭部、柔性連桿、充電接頭尾部、控制模塊、信號收發(fā)器、充電底座、電機、收納槽和導線；

所述導電彈性片通過螺栓固定在絕緣的受電底座上，所述導電彈性片與導線連接；所述滾輪與充電接頭頭部鉸接，充電電極片安裝在絕緣的充電接頭頭部兩側，充電接頭頭部和充電接頭尾部之間由柔性連桿連接，充電接頭尾部和充電底座鉸接，電機在90°以內旋轉展開或放入收納槽；電機、信號收發(fā)器、控制模塊以及收納槽全都固定在充電底座上，所述信號收發(fā)器包括信號接收器和距離探測器。

本發(fā)明的充電接口通過受電底座上的螺孔固定在智能車上，每個導電彈性片由導線連接連通車內電源系統(tǒng)。

本發(fā)明由處于同一高度的充電接口和充電接頭兩部分組成，所述充電接口由絕緣受電底座和兩個固定在受電底座上的導電彈性片組成，充電接口固定在智能車上。所述充電接頭由充電接頭頭部、柔性連桿在外力下可彎曲、充電接頭尾部、充電底座、收納槽、信號收發(fā)器、電機以及控制模塊等部分組成，其頭部和尾部之間由空心柔性連桿連接。所述充電接頭頭部頂端裝有一個滾輪、側面有兩個電極片每個電極片由導線連接連通外部電源，所述充電接頭尾部和充電底座鉸接，并可隨著固定在底座上的電機旋轉。

當智能車需要充電時，它可根據(jù)充電接頭的位置信息，通過其充電控制模塊駛向充電接頭，同時：智能車與充電接頭發(fā)出通信，充電接頭的信號收發(fā)器收到信號后，通過控制模塊將充電接頭從收納槽中展開，做好充電準備；或者充電接頭的信號收發(fā)器檢測到有車體靠近時，主動將充電接頭從收納槽中展開，做好充電準備。當接近充電接頭后，小車向其緩慢靠近，使小車上的充電接口和充電接頭對接。當智能車定位不準確存在對接誤差時，充電接頭頂端的滾輪可以沿著受電底座邊緣滾動，引導充電接口和充電接頭準確對接，同時，因對接誤差產生的外力會使得柔性連桿彎曲，充電接頭產生變形從而適應充電接口和充電接頭的對接誤差。充電完成后，智能車駛出，使得充電接口和充電接頭分離。待小車駛遠，充電接頭通過通信或距離檢測的方式得知后，控制模塊控制電機轉動，把充電接頭收入收納槽中。

本發(fā)明的有益效果是：充電接頭采用柔性材料連接，使得智能車在自主充電時，不需要太高的定位精度即可實現(xiàn)充電接口和充電接頭的精準對接；同時可以有效減小定位誤差造成的充電接頭和充電接口的相互擠壓力。另外，通過通信或主動檢測的方式，充電接頭可以智能收放，不僅節(jié)約空間，還方便存放和避免落入灰塵雜物，從而大大提高充電裝置的可靠性、安全性以及使用壽命。

附圖說明

圖1是充電接口和充電接頭無誤差對接的示意圖。

圖2是充電接頭頂端滾輪沿受電底座邊緣滾動的示意圖。

圖3是有誤差時充電接口和充電接頭柔性適應對接的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述內容、特征和優(yōu)點能夠更加清晰易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述。在下面的介紹中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明能夠以多種不同于以下描述的其它方式來實現(xiàn)，本領域的專業(yè)技術人員可以在不違背本發(fā)明原理的情況下進行改進和潤飾，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

本發(fā)明的充電接口如圖1所示，導電彈性片2通過螺栓固定在絕緣的受電底座1上，充電接口通過受電底座上的螺孔固定在智能車上，每個導電彈性片2由導線13連接連通車內電源系統(tǒng)。滾輪3與充電接頭頭部5鉸接，充電電極片4安裝在絕緣的充電接頭頭部5兩側，充電接頭頭部5和充電接頭尾部7之間由空心柔性連桿6連接。充電接頭尾部7和充電底座10鉸接，并可隨電機11在90°以內旋轉展開或放入收納槽。電機11、信號收發(fā)器9、控制模塊8以及收納槽12全都固定在充電底座10上，這里的信號收發(fā)器包括信號接收和距離探測器件。

實施例工作流程如下：

首先，當智能車需要充電時，智能車向充電接頭發(fā)出通信信號，充電接頭上的信號收發(fā)器9接收到信號后，控制模塊8控制電機11旋轉90°，使充電接頭從收納槽12中展開。或者：充電接頭上的信號收發(fā)器9檢測到車體靠近時，主動控制充電接頭從收納槽12中展開。

然后，智能車根據(jù)充電接頭的位置信息，通過定位控制模塊逐漸向充電接頭移動。接近充電接頭后，小車向其緩慢靠近，即充電接口和充電接頭緩慢對接。當充電接口和充電接頭無法準確對接時，充電接頭頂端的滾輪3沿著受電底座1的邊緣滾動如圖2所示，引導充電接頭和充電接口準確對接，與此同時，柔性連桿6將受力而發(fā)生彎曲，充電接頭產生變形來適應其與充電接頭的對接誤差，對接結果如圖3所示。如果充電接口和充電接頭對接時沒有位置誤差，對接結果如圖1所示。

充電完畢后，智能車向外移動，使得充電接口和充電接頭分離。待智能車駛離充電接頭后，智能車再一次發(fā)出通信信號，信號收發(fā)器9接收信號后，控制模塊8控制電機11反向旋轉90°，從而驅動充電接頭收入收納槽12；或者：充電接頭上的信號收發(fā)器9檢測到車體遠離時，主動控制充電接頭放入收納槽12中。

至此，整個自動充電過程完畢。

技術特征：

技術總結
面向智能車自主充電的柔性對接裝置，涉及移動機器人。設有受電底座、導電彈性片、滾輪、充電電極片、充電接頭頭部、柔性連桿、充電接頭尾部、控制模塊、信號收發(fā)器、充電底座、電機、收納槽和導線；所述導電彈性片通過螺栓固定在絕緣的受電底座上，所述導電彈性片與導線連接；所述滾輪與充電接頭頭部鉸接，充電電極片安裝在絕緣的充電接頭頭部兩側，充電接頭頭部和充電接頭尾部之間由柔性連桿連接，充電接頭尾部和充電底座鉸接，電機在90°以內旋轉展開或放入收納槽；電機、信號收發(fā)器、控制模塊以及收納槽全都固定在充電底座上，所述信號收發(fā)器包括信號接收器和距離探測器。

技術研發(fā)人員：仲訓昱;李躍亮;劉嘉偉;彭俠夫
受保護的技術使用者：廈門大學
技術研發(fā)日：2017.05.27
技術公布日：2017.08.11