一种用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103676643103676643A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310693988.XH02J7/00(2006.01)(22)申请日2013.12.18(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市武昌区珞瑜路1037号申请人广东电网公司江门供电局(72)发明人柳斐蔡德华郑倩倩谭健聪刘卓明汪为徐平马承志李哲超杨玺郭素梅高镇王少荣(74)专利代理机构武汉天力专利事务所42208代理人吴晓颖(51)Int.Cl.G05B11/32(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图7页附图7页(54)发明名称一种用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置(57)摘要本发明属于电器控制领域，提供一种用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，包括悬挂的馈电装置和车载的受电装置，所述馈电装置包括电动机、丝杠、滑块、滑轨、左限位开关、右限位开关、电线悬挂杆、悬挂环、电源线、特制电源插座、悬挂弹簧、悬挂钢丝和无线控制器，所述受电装置包括电动机、丝杠、滑块、滑轨、支撑座、梳状机械手、电极插槽、前限位开关、后限位开关、对接控制器。本发明自动对接装置自主操作过程模拟人的电源对接行为，适应性强，准确且可靠性高，只要轮式机器人停泊在指定区域，尽管可能存在前后、左右以及高度偏差，均能实现电极抓取、插入和拔出的准确控制，完成电源自动对接——分离的完整过程。CN103676643ACN103674ACN103676643A权利要求书1/2页1.一种用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，包括悬挂的馈电装置和车载的受电装置，其特征是：所述馈电装置包括电动机、丝杠、滑块、滑轨、滑轨两端设置的左限位开关和右限位开关、电线悬挂杆、悬挂环、电源线、特制电源插座、悬挂弹簧、悬挂钢丝和无线控制器，所述电动机输出端与丝杠相连，电动机输入端与无线控制器相连，滑块设于丝杠和滑轨上，滑块经悬挂弹簧、悬挂钢丝与特制电源插座相连，特制电源插座与电源线相连，同时电源线的水平段通过悬挂环挂在悬挂杆上；所述受电装置包括电动机、丝杠、滑块、滑轨、支撑座、梳状机械手、电极插槽、滑轨两端设置的前限位开关和后限位开关、对接控制器，所述电动机输出端与丝杠相连，电动机输入端与对接控制器相连，滑块设于丝杠和滑轨上，滑块与梳状机械手相连，梳状机械手上布置有能够感应特制电源插座的触觉传感器，触觉传感器的输出端与对接控制器相连，在滑轨端部设有与特制电源插座相应的电极插槽。2.根据权利要求1所述的用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，其特征是：所述梳状机械手包括机械手臂、梳状板和触觉传感器，梳状板上分布有多个圆弧状的梳孔，梳状板与水平面呈一定角度，梳孔之间的连接处为圆弧，每个梳孔均布有触觉传感器，当特制电源插座被拉入梳状板的任意梳孔时，特制电源插座与三个触觉传感器接触形成两个通路使对接控制器检测到两路电信号。3.根据权利要求1所述的用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，其特征是：所述特制电源插座，包括铝合金圆锥外壳，绝缘支座，铜管电极、铜环电极、钢丝绳固定扣和绝缘垫片，所述铝合金圆锥外壳上段为内空的圆锥体，下段为有内螺纹的圆柱体；绝缘支座为用绝缘材料制成的与铝合金圆锥外壳配合的带有外螺纹的圆柱体，顶端带有圆柱体凸台，中心有下段直径大上段直径小的轴向通孔，该绝缘支座下端面还刻有环形槽，在环形槽上布置四个对称的轴向通孔，铜管电极用铜棒制成，上段直径小且顶端有螺纹成为接线柱之一、下段直径大且中心有电极插孔，铜环电极由下铜环、上铜环和四个铜螺钉构成，下铜环上四个固定孔带螺纹且螺孔不贯穿，上铜环的四个固定通孔无螺纹，四个铜螺钉中的三个可用普通铜螺钉，另一个为带接线柱的特制铜螺钉，钢丝绳固定扣与悬挂钢丝相连；绝缘垫片为带穿线孔的绝缘材料圆片，电源线穿过绝缘垫片与铜管电极的接线柱相连；所述铜环电极的下铜环嵌入绝缘支座下端面的环形槽内，四个铜螺钉穿过环形槽上布置的四个对称的轴向通孔，套上上铜环后由螺栓固定，所述铜管电极套设在绝缘支座的中心轴向通孔内，绝缘支座与铝合金圆锥外壳通过螺纹连接固定。4.根据权利要求1所述的用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，其特征是：所述电极插槽，包括插槽，插头，电动推杆，槽位限位开关，插入限位开关，所述插槽是U型不锈钢凹槽，槽口为喇叭口，插头设于插槽下方，插头底部与电动推杆相连，插头中间是针形电极，外围为环形电极，两电极与特制电源插座的铜管电极、铜环电极相匹配，槽位限位开关用于感应特制电源插座入槽状态，插入限位开关用于感应插头插入状态。5.根据权利要求1所述的用于轮式机器人自主充电的电源自动对接装置，其特征是：所述对接控制器以