CN114792912A - 一种充电座、机器人和机器人*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电座、机器人和机器人***，所述充电座包括基座、弹性件和充电连接件，所述充电连接件一端可活动地与基座相连，所述弹性件安装在充电连接件上；所述充电连接件在磁力的作用下，以与基座相连处为基点，进行转动时，所述弹性件在充电连接件和基座的作用下，积蓄弹性势能，积蓄弹性势能后的弹性件会使转动后且没有受到磁力作用的充电连接件回复到初始位置。充电座的磁吸磁吸头具有可以移动结构，磁吸充电头会根据机器人磁吸充电接口的位置在磁力的作用下进行位置调整，从而完成充电，防止机器人因回座姿态不理想，无法充电。

Description

一种充电座、机器人和机器人***

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种充电座、机器人和机器人***。

背景技术

目前室内扫地机和宠物机等可自主移动的机器人的使用越来越广泛，机器也朝着越小，集成化程度越高的趋势去发展，随着机器的小型化，传统的充电座由于需要两个触点，已经不再适用于小型化的移动机器人充电，所以越来越多的充电座采用一个触点为移动机器人供电，而且通过移动机构使充电座的触点可以移动，来提高机器人的回座成功率。而当充电座的触点移动到一侧后，如果无法回复到原来的位置，那机器人从另一个方向过来与充电座机械能对接回座时，机器人与充电座的触点对接不上，无法充电。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种充电座、机器人和机器人***，可以提高充电座与机器人充电对接时的成功率，防止机器人因回座姿态不理想，无法充电。本发明的具体技术方案如下：

一种充电座，包括基座、弹性件和充电连接件；所述弹性件安装在充电连接件上，其端部与基座连接，当充电连接件受外力作用发生偏转时，弹性件发生形变；当没有外力作用时，充电连接件在弹性件的弹力作用下，回复到初始位置；所述初始位置是弹性件没有发生形变的情况下，充电连接件处于基座中的位置。

进一步地，所述充电连接件包括磁吸充电头和充电头支架，所述充电头支架的前端设有圆管，所述磁吸充电头固定设置在圆管中。

进一步地，所述充电头支架的后端的顶部和底部设有转动柱，所述基座设有与转动柱相对应的圆孔，所述充电头支架通过转动柱和圆孔可活动地设置在基座上，使位于所述圆管中的磁吸充电头可相对于转动柱左右转动。

进一步地，所述弹性件包括扭簧和扭簧放置仓，所述扭簧和扭簧放置仓套设在充电头支架的后端的底部的转动柱上，且扭簧位于扭簧放置仓中，所述扭簧放置仓与充电头支架固定设置，所述充电头支架转动时，带动扭簧放置仓转动，使扭簧放置仓对扭簧施加压力。

进一步地，所述基座上设有限位槽，所述扭簧的两个转臂设置在限位槽中。

进一步地，所述扭簧放置仓通过卡扣固定在充电头支架上，使所述扭簧锁定在充电头支架上；所述扭簧放置仓为U型结构，扭簧的转臂通过为U型结构的U型开口伸出扭簧放置仓，并抵接于限位槽的槽壁。

进一步地，所述弹性件为橡皮筋，所述橡皮筋的一端固定在充电头支架的后端的底部的转动柱上，另一端与基座固定，所述橡皮筋在充电头支架转动时，缠绕在充电头支架的后端的底部的转动柱上。

进一步地，其特征在于，所述弹性件为弹片，所述基座的一端设有插孔，所述弹片的一端与充电头支架的后端的底部的转动柱固定，另一端设置在插孔中。

进一步地，所述充电座包括外壳，所述外壳设有导槽，所述充电头支架的圆管设置在导槽中，使所述磁吸充电头位于所述充电座的外部。

一种机器人，所述机器人包括主体、弹性件和充电连接件；所述弹性件安装在充电连接件上，其端部与主体连接，当充电连接件受外力作用发生偏转时，弹性件发生形变；当没有外力作用时，充电连接件在弹性件的弹力作用下，回复到初始位置；所述充电连接件包括磁吸充电头和充电头支架，所述充电头支架的前端设有圆管，所述磁吸充电头固定设置在圆管中；所述初始位置是弹性件没有发生形变的情况下，充电连接件处于主体中的位置。

一种机器人***，所述机器人***包括机器人和上述的充电座，所述机器人上设有与所述充电座的磁吸充电头相匹配的磁吸充电接口；

或者，所述机器人***包括上述的机器人和充电座，所述充电座上设有与所述机器人的磁吸充电头相匹配的磁吸充电接口。

与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：本申请的充电座的充电连接件具有可以移动功能，即便是在机器人回座姿态不理想的情况下，充电座的充电连接件也会根据机器人充电接口的位置，在外力的作用下，进行调整位置，从而完成充电，防止机器人因回座姿态不理想，无法充电；充电座的充电连接件会在弹性件的作用下回复到原来的位置，便于下次机器人进行回座，提高机器人与充电座充电对接的成功率；弹性件设置在充电座的充电连接件上，便于对弹性件进行更换，简化充电座的结构。

附图说明

图1为本发明一种实施例的充电座的部件的分解示意图；

图2为本发明一种实施例的充电座的结构示意图；

图3为本发明一种实施例的充电座的部件的剖面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照附图1至3可知，一种充电座，所述充电座包括基座1、弹性件和充电连接件，所述充电连接件一端可活动地与基座1相连，弹性件设置在充电座的充电连接件上，便于对弹性件进行更换。所述弹性件安装在充电连接件上，其端部与基座1连接，当充电连接件受外力作用发生偏转时，弹性件1发生形变；当没有外力作用时，充电连接件在弹性件的弹力作用下，回复到初始位置；所述初始位置是弹性1没有发生形变的情况下，充电连接件处于基座1中的位置。所述基座1用于放置充电连接件；所述充电连接件在磁力的作用下，以与基座1相连处为基点，进行转动，所述充电连接件转动时，所述弹性件在充电连接件和基座1的作用下，积蓄弹性势能；积蓄弹性势能后的弹性件，会在弹性势能的作用下使转动后且没有受到磁力作用的充电连接件回复到初始位置。所述基座1中有放置腔，充电连接件设置在放置腔的出口处。本申请的充电座的充电连接件具有可以移动的磁吸充电头2，即便是在机器人回座姿态不理想的情况下，充电座的磁吸充电头2也会根据机器人磁吸充电接口的位置，在磁力的作用下，进行调整位置，从而完成充电，防止机器人因回座姿态不理想，无法充电。

作为其中一种实施例，所述充电连接件包括磁吸充电头2和充电头支架3，所述充电头支架3的前端设有圆管4，所述磁吸充电头2固定设置在圆管4中。磁吸充电头2固定在圆管4中时，磁吸充电头2的充电触点位于充电头支架3的最前端。便于充电座与机器人进行充电连接。

作为其中一种实施例，所述充电头支架3的后端的顶部和底部设有转动柱5，所述基座1设有与转动柱5相对应的圆孔6，所述充电头支架3通过转动柱5和圆孔6可活动地设置在基座1上，使位于所述圆管4中的磁吸充电头2可相对于转动柱5左右摆动。当圆孔6套设在转动柱5上时，转动柱5就可以作为摇摆结构的基点，就可以实现使充电头支架3摆动的结构了，磁吸充电头2也就具有左右摆动的功能了。也可以根据实际需求，调整充电头支架3的转动柱5位置和基座1的圆孔6位置，是充电头支架3实现不同角度的摆动。

作为其中一种实施例，所述弹性件包括扭簧7和扭簧放置仓8，所述扭簧7和扭簧放置仓8套设在充电头支架3的后端的底部的转动柱5上，且扭簧7位于扭簧放置仓8中，所述扭簧放置仓8与充电头支架3固定设置，所述扭簧放置仓8为U型结构，所述扭簧7设置在U型结构中，扭簧的转臂通过为U型结构的U型开口伸出扭簧放置仓，并抵接于限位槽的槽壁，所述扭簧放置仓8的U型壁分别与扭簧7的转臂9相互贴近，所述充电头支架3转动时，会带动扭簧放置仓8转动，使扭簧放置仓8的U型壁对扭簧7的转臂9施加压力，所述扭簧7的转臂9通过按压基座1来积蓄弹性势能。扭簧7设置于磁吸充电头2支架的下方位置，与磁吸充电头2的充电线互不影响，使充电连接件回弹更加顺畅。

作为其中一种实施例，所述基座1的容纳腔中设有限位槽11，所述扭簧7的两个转臂9设置在限位槽11中，扭簧7在转动时，限位槽11限制了扭簧7的转臂9的移动，使扭簧7更容易积蓄弹性势能，提高充电连接件回弹的速度。

作为其中一种实施例，其特征在于，所述扭簧放置仓8通过卡扣10固定在充电头支架3上，使所述扭簧7锁定在充电头支架3上。所述扭簧放置仓8也可以不设置卡扣10，充电头支架3的转动柱5***到基座1的圆孔6上后，可以将扭簧7和扭簧放置仓8锁定在充电头支架3和基座1之间，这时需要在扭簧放置仓8上设置固定机构，使充电头支架3在转动时可以带动扭簧放置仓8转动。

作为其中一种实施例，所述弹性件为橡皮筋，所述橡皮筋的一端固定在充电头支架3的后端的底部的转动柱5上，另一端与基座1固定。充电头支架3在转动过程中，会对橡皮筋进行拉伸，这时所述橡皮筋会缠绕在充电头支架3的后端的底部的转动柱5上，同时积蓄弹性势能，当充电连接件没有受到磁力作用时，橡皮筋会收缩，并将磁场充电构件拉回到原位。

作为其中一种实施例，所述弹性件为弹片，所述基座1的一端设有插孔，所述弹片的一端与充电头支架3的后端的底部的转动柱5固定，另一端设置在插孔中。充电头支架3在转动过程中，会使弹片以与充电头支架3的后端的底部的转动柱5的固定处为基点进行相应的摆动，这时弹片位于插孔的一端，会通过对插孔施加压力来积蓄弹性势能，当充电连接件没有受到磁力作用时，弹片会将充电连接件拨回到原位。弹性件还可以为其他弹性元件，只要使转动后的充电连接件回复到原位的即可。充电座的磁吸充电装置会在弹性件的作用下回复到原来的位置，便于下次机器人进行回座，提高机器人与充电座充电对接的成功率。

作为其中一种实施例，所述充电头支架3的后端的左面和右面设有转动柱5，所述基座1设有与转动柱5相对应的圆孔，所述充电头支架3通过转动柱5和圆孔可活动地设置在基座1上，使位于所述圆管中的磁吸充电头2可相对于转动柱5上下摆动。磁吸充电头2相对于转动柱5上下摆动的弹性件与磁吸充电头2相对于转动柱5左右摆动的弹性件相同，只是扭簧7和扭簧放置仓8的位置发生相应的改变。

作为其中一种实施例，所述磁吸充电头2为单触点磁吸充电头2。该单触点磁吸充电头2为圆形，其中设有环形磁石，环形磁石包裹中间的充电端子。磁吸充电头2包括圆柱形安装管和圆形限位块，圆形限位块的直径比圆柱形安装管的直径大，两者同圆心重叠设置，圆柱形安装管用于放置单触点磁吸充电头2，设置在充电头支架3的圆管4中，圆形限位块用于防止圆柱形安装管从充电头支架3的圆管4中掉出。磁吸充电头2的充电方式为单点接触充，对于运动控制复杂度和精度要求较低，且磁吸充电头2本来就有磁性，极大的提高了充电的成功率和稳定性。

作为其中一种实施例，所述基座1的两端设有固定臂13，所述固定臂13上设有螺孔。所述固定臂13与基座1一体式设置，便于将基座1固定在外部器件上。所述基座1上还包括用于使基座***到充电座中的T字型插片12。

所述充电座包括基座1、弹性件和充电连接件，所述充电连接件包括磁吸充电头2和充电头支架3。充电座还包括电源适配器模块，该电源适配器模块分别与家用电源和充电连接件相连，用于将家用电源转换为相应电压的电源，通过充电座为机器人供电。电源适配器模块与充电连接件的连接方式不进行限定，电源适配器模块的输出电源电线可以在充电头支架3与基座1之间的空隙进入到充电头支架3中，与磁吸充电头2进行连接，也可以在基座1的背部设置通孔，使电源适配器模块的输出电源电线通过通孔与磁吸充电头2进行连接。或者在充电头支架3的侧面设置开口，电源适配器模块的输出电源电线从该开口进入到充电头支架3中与磁吸充电头2进行连接。

作为其中一种实施例，所述充电座包括外壳16，所述外壳16的表面设有导槽14，所述充电头支架3的圆管4设置在导槽14中，使所述磁吸充电头2位于所述充电座的外部。磁吸充电头2在磁力的作用下，会在导槽14中进行摆动。导槽可以是水平放置的椭圆形，也可以是竖直放置的椭圆形，磁吸充电头2可以在椭圆形的导槽中左右或上下移动。磁吸充电头2在导槽中上下移动时，可以采用磁吸充电头2可相对于转动柱5上下摆动结构，也可以将磁吸充电头2可相对于转动柱5左右摆动结构，旋转90°来实现。

作为其中一种实施例，所述充电头支架3上设有弧形限位块15，所述弧形限位块15设置在充电头支架3的圆管4的后方且弧面朝外。弧形限位块15主要是用于防止充电连接件从充电座中掉出。还有就是，充电连接件在进行摆动时，弧形限位块15的弧面会与充电座的外壳的内壁贴合，使充电连接件的摆动更顺畅。

一种机器人，所述机器人包括主体、弹性件和充电连接件，所述充电连接件包括磁吸充电头2和充电头支架3，主体的表壳上设有用于充电头支架3的圆管移动的导槽，机器人上的充电连接件的工作方式与在充电座上的工作方式相同，当机器人回座时，在机器人只需要向前或向后直线移动，充电连接件的充电头会在磁力的作用下进行摆动，与充电座进行对接充电。

一种机器人***，所述机器人***包括机器人和上述的充电座，所述机器人上设有与所述充电座的磁吸充电头2相匹配的磁吸充电接口。机器人在进行回座时，当机器人的磁吸充电接口与充电座的磁吸充电头2的距离在设定距离时，充电座的磁吸充电头2在磁力的作用下，在导槽14中，向相应的一侧进行摆动，与机器人的磁吸充电接口对准，使机器人回座过程中，只需要沿直线行动，不需要调整角度，在机器人贴近充电座后，机器人的磁吸充电接口和充电座的磁吸充电头2在磁力的作用下进行吸附、贴合，这时充电座开始为机器人进行供电。机器人的磁吸充电接口更容易与充电座的可移动的磁吸充电头2进行对接，从而降低充电座为机器人进行供电的难度。所述机器人为移动机器人，可以是宠物机器人、清扫机器人和巡逻机器人等等。

在说明书的描述中，参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。

Claims (11)

1.一种充电座，其特征在于，包括基座、弹性件和充电连接件；

所述弹性件安装在充电连接件上，其端部与基座连接，当充电连接件受外力作用发生偏转时，弹性件发生形变；当没有外力作用时，充电连接件在弹性件的弹力作用下，回复到初始位置；

所述初始位置是弹性件没有发生形变的情况下，充电连接件处于基座中的位置。

2.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于，所述充电连接件包括磁吸充电头和充电头支架，所述充电头支架的前端设有圆管，所述磁吸充电头固定设置在圆管中。

3.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，所述充电头支架的后端的顶部和底部设有转动柱，所述基座设有与转动柱相对应的圆孔，所述充电头支架通过转动柱和圆孔可活动地设置在基座上，使位于所述圆管中的磁吸充电头可相对于转动柱左右转动。

4.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述弹性件包括扭簧和扭簧放置仓，所述扭簧和扭簧放置仓套设在充电头支架的后端的底部的转动柱上，且扭簧位于扭簧放置仓中，所述扭簧放置仓与充电头支架固定设置，所述充电头支架转动时，带动扭簧放置仓转动，使扭簧放置仓对扭簧施加压力。

5.根据权利要求4所述的充电座，其特征在于，所述基座上设有限位槽，所述扭簧的两个转臂设置在限位槽中。

6.根据权利要求5所述的充电座，其特征在于，所述扭簧放置仓通过卡扣固定在充电头支架上，使所述扭簧锁定在充电头支架上；所述扭簧放置仓为U型结构，扭簧的转臂通过为U型结构的U型开口伸出扭簧放置仓，并抵接于限位槽的槽壁。

7.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述弹性件为橡皮筋，所述橡皮筋的一端固定在充电头支架的后端的底部的转动柱上，另一端与基座固定，所述橡皮筋在充电头支架转动时，缠绕在充电头支架的后端的底部的转动柱上。

8.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述弹性件为弹片，所述基座的一端设有插孔，所述弹片的一端与充电头支架的后端的底部的转动柱固定，另一端设置在插孔中。

9.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，所述充电座包括外壳，所述外壳设有导槽，所述充电头支架的圆管设置在导槽中，使所述磁吸充电头位于所述充电座的外部。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括主体、弹性件和充电连接件；

所述弹性件安装在充电连接件上，其端部与主体连接，当充电连接件受外力作用发生偏转时，弹性件发生形变；当没有外力作用时，充电连接件在弹性件的弹力作用下，回复到初始位置；

所述充电连接件包括磁吸充电头和充电头支架，所述充电头支架的前端设有圆管，所述磁吸充电头固定设置在圆管中；

所述初始位置是弹性件没有发生形变的情况下，充电连接件处于主体中的位置。

11.一种机器人***，其特征在于，所述机器人***包括机器人和权利要求1至9中任一项所述的充电座，所述机器人上设有与所述充电座的磁吸充电头相匹配的磁吸充电接口；

或者，所述机器人***包括权利要求10所述的机器人和充电座，所述充电座上设有与所述机器人的磁吸充电头相匹配的磁吸充电接口。

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