[發明專利]一種升降式繩索驅動柔性充電機器人

有效

• 申請號: 202010903019.2
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112008706B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 徐文福;尤開靈;黃健;楊太瑋;袁晗;梁斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J9/10;B25J11/00;H02J7/00
• 代理公司: 深圳市深聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44357
• 代理人: 張琪

本發明涉及一種升降式繩索驅動柔性充電機器人，包括繩索驅動柔性臂，末端充電裝置和升降機。其中，繩索驅動柔性臂完成充電任務的軌跡運動，末端充電裝置完成充電口檢測、插入充電接口和拔出充電接口任務，升降機完成帶動索驅動柔性臂和末端充電裝置的上下運動的任務。整個機器人在不工作時，可以完全放置在地下，當需要完成充電任務時，升降機升起到一定的高度，將繩索驅動柔性臂和末端充電裝置升到地面以上，繩索驅動柔性臂帶動末端充電裝置完成充電任務。末端充電裝置中有攝像頭和力傳感器等，能夠實現目標檢測和充電插拔力檢測等，保障充電機器人順利安全完成充電任務。

技術領域

本本發明屬于機器人領域，尤其是柔性機器人領域。本發明涉及一種充電機器人，尤其涉及一種升降式繩索驅動柔性充電機器人。

背景技術

充電機器人的運用越來越廣泛，常用在家用電動汽車的充電和碼頭卸貨車的充電等場景，充電機器人的種類也比較多，現階段最常見的充電機器人都是關節式剛性臂末端加裝一個充電頭類型的，極少部分是繩索驅動機械臂加一個充電頭類型的，這些機器人大多數是固定在一個地方，少數放置在一個移動平臺上。充電機器人由于機械臂的末端負載都比較大，所以充電機器人的尺寸都比較大，如果再加上機器人的保護罩等其他設備，整個機器人占用空間嚴重，同時放在有人的空間中有安全隱患。

發明內容

本發明提供一種升降式繩索驅動柔性充電機器人，旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。

本發明的技術方案為一種升降式繩索驅動柔性充電機器人，其包括：末端充電裝置，具有與外部充電接口對接的充電頭；繩索驅動柔性臂，該繩索驅動柔性臂在收納位置時保持第一方向的狀態；用于支撐所述的繩索驅動柔性臂進行升降運動的升降機；其中，所述的繩索驅動柔性臂的末端與所述的末端充電裝置固定連接；其中，所述的升降機包括：沿第一方向固定在收納空間內的周壁的一級基座：設置在所述的一級基座上的沿第一方向布置的一級導軌；沿第一方向長形延伸的且具有內腔的二級基座，所述二級基座在底部與所述的一級導軌滑動配合，以允許所述的二級基座能夠沿第一方向進行第一線性移動；設置在所述的二級基座上的沿第一方向布置的二級導軌；具有支撐平面的柔性臂固定座，所述支撐平面與所述第一方向垂直并且與繩索驅動柔性臂的底部固定，所述柔性臂固定座與所述的二級導軌滑動配合，以允許所述的柔性臂固定座能夠沿第一方向進行第二線性移動；與所述的一級基座和所述的二級基座關聯的傳動機構，用于引起所述的第一線性移動和所述的第二線性移動。

進一步，所述的傳動機構包括：固定在所述的一級基座上的且沿第一方向布置的一級齒條；固定到所述的柔性臂固定座的且沿第一方向布置的二級齒條；設置在所述的二級基座的側部的一級齒輪和二級齒輪，其中所述一級齒輪靠近長形的二級基座的底部邊緣，所述二級齒輪靠近長形的二級基座的頂部邊緣，其中，互相平行的所述的一級齒條和所述的二級齒條的齒形部分相向，所述的一級齒條和所述的二級齒條之間的間距都大于所述的一級齒輪和二級齒輪的直徑，并且所述的一級齒輪和二級齒輪分別與所述的一級齒條和二級齒條保持嚙合。

進一步，所述的傳動機構包括設置在二級基座的內腔中的一個升降電機，其中所述升降電機聯接所述的一級齒輪和二級齒輪的其中一個齒輪，并且所述升降電機通過皮帶和帶輪傳動聯接所述的一級齒輪和二級齒輪中的另一個齒輪。

進一步，所述的第一方向為豎直方向；所述的收納空間位于地下；所述的二級基座的頂部設有蓋板，使得當所述的升降機將所述的繩索驅動柔性臂下降到完全的收納位置時，所述的蓋板與地面持平；當所述的升降機將所述的繩索驅動柔性臂上升到伸出位置時，收納空間內的周壁與所述的蓋板之間具有開放窗口，以允許所述的繩索驅動柔性臂從所述開放窗口伸出。

進一步，所述的第一方向為豎直方向，所述的升降機還包括自鎖機構，所述自鎖機構包括：形成在所述的一級基座的支撐一級導軌的結構體中的第一楔面；設置在所述的二級基座的底部的第二楔面；以及設置在所述的第一楔面和第二楔面之間的摩擦楔塊，該摩擦楔塊能夠在自身重力下保持與第一楔面和第二楔面同時摩擦接觸，其中，所述的第一楔面與第二楔面的夾角為銳角。