子母车系统及其升降接触式充电装置的制作方法

本发明涉及一种子母车系统及其升降式充电装置，该充电装置适用于以电池作为驱动电源的移动物流设备的电池充电。

背景技术：

近年来，物流设备在机电、医药、食品、军队等领域的应用日愈广泛。相关物流装备趋于多元化，技术和水平也不断提高。

物流设备一般使用充电电池作为动力源；因此，充电电池的充电一般有以下两种方式：

1、将充电电池从物流设备取下来后再进行充电，这种情况往往会造成物流设备工作的长时间中断；或者一般配备备用电池，但是会增加物流设备成本。

2、配备具有充电装置的母车，而物流设备作为子车；此时物流设备的充电电池能够通过滑动接触的方式与母车上的充电装置接通，实现充电。这种充电方式的不足在于：常用母车上的充电装置的充电电极是凸出于母车用于子车穿行的穿梭板设置的，因此，子车需要充电时，先要在穿梭板上上穿行，直至子车上的充电板沿着充电电极滑行一段距离，使得两者实现良好接触后，才能进行充电，由此可知，这种滑动接触式充电，造成充电电极磨损很快，更换率很高，即母车上充电装置的使用寿命不长。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于子母车系统的升降接触式充电装置，其能够有效地避免充电电极与充电板之间的滑动磨损，提高充电装置的使用寿命。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种基于子母车系统的升降接触式充电装置，包括底座、驱动机构、凸轮机构、充电刷块组件、充电刷板组件、位置检测机构、升降支座；驱动机构安装于底座，升降支座可升降地安装在底座上；充电刷块组件安装在升降支座上，而充电刷板组件则悬置于充电刷块组件的正上方；驱动机构的动力输出端通过凸轮机构与升降支座连接；凸轮机构在驱动机构的动力驱动下，能够带动升降支座上升，直至位置检测机构反馈的升降支座的上升高度达到预设值，此时充电刷板组件与充电刷块组件接触，实现电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述凸轮机构，包括凸轮轴以及设置于凸轮轴上的凸轮；凸轮轴通过轴承支撑于底座上；驱动机构的动力输出端与凸轮轴连接，凸轮的输出端与升降支座连接。

作为本发明的进一步改进，所述升降支座通过复位机构支撑在底座上；所述的复位机构包括复位轴以及复位弹簧；复位轴的下端安装在底座上所设置的轴承中，复位轴的上端穿过升降支座设置，且复位轴的上端配装有端部挡片；复位弹簧套接在端部挡片与升降支座之间的复位轴外围。

作为本发明的进一步改进，所述的充电刷板组件包括充电刷板，充电刷板在朝向充电刷块组件的板面上间隔地安装有两片刷板电极，两片刷板电极悬置于固定安装在升降支座上的两个充电刷块组件的正上方。

作为本发明的进一步改进，所述的充电刷块组件包括充电刷块、微调弹簧以及固定支座；固定支座固定安装在升降支座上，而充电刷块下端通过旋转轴定位安装于固定支座，且充电刷块下端与固定支座之间布置有微调弹簧；充电刷块的上端面向充电刷板组件设置。

作为本发明的进一步改进，所述充电刷块在面向固定支座的端面分别设置有两个弹簧定位安装孔，而在固定支座上安装有两根弹簧定位安装柱，且弹簧定位安装柱与充电刷块之间存在间距；两个弹簧定位安装孔与两个弹簧定位安装柱之间一一对应设置；处于一一对应设置的弹簧定位安装孔与弹簧定位安装柱之间安装微调弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述充电刷块与刷板电极对应的位置处分别安装接线柱。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用凸轮机构，将驱动机构提供的旋转运动转换为直线运动，以带动升降支座上升到目标位置，直至充电刷块组件与充电刷板组件电性接触，接通电源后即可进行充电；由此可知，本发明具有如下优点：a、移动物流设备开至充电位后，充电刷块升起与充电刷板接触进行充电。可以进行大电流充电，在极短的时间完成电池的充电，充电完成后充电刷块降下。与移动物流设备脱离接触。这样减少了拿取电池的过程，也使电极磨损率极低；b、通过配置凸轮机构凸轮的工作曲面，限制升降支座，即充电刷块组件的升降幅度，因此，即便在驱动机构出现断电等突然故障时，充电刷块组件并不会直接从高位跌落，反而能够沿着凸轮的工作曲面缓慢下降，避免充电刷块组件这种精密电器元件损坏；c、由于本发明所述的充电装置是安装于母车，以对子车进行充电，因此，采用凸轮机构进行升降机构升降运动的调控，能够满足子母车充电系统的空间需要。

2、本发明所述的充电刷块组件采用了微调弹簧，可以让充电刷块组件的充电刷块与充电刷板组件的充电刷板实现良好的电性接触。

附图说明

图1是本发明所述升降接触式充电装置的结构示意图；

图2是图1的正视图（不包括电刷板）；

图3是图1的俯视图（不包括电刷板）；

图4是充电刷板组件电极安装面的结构示意图；

图5是本发明所述充电刷块组件的结构示意图；

图6是图5中电刷块的结构示意图；

图7是子母车系统的结构示意图；

图1-6中：驱动机构1；驱动电机11；凸轮机构2；凸轮轴21；凸轮22；充电刷块组件3；充电刷块31；刷块接线柱安装孔31-1；弹簧定位安装孔31-2；微调弹簧32；固定支座33；支座安装孔33-1；弹簧定位柱安装孔33-2；旋转轴34；复位机构4；位置检测机构5；检测探头51；充电刷板组件6；充电刷板61；刷板电极62；刷板接线柱63；轴承座7；联轴器8；底座9；升降支座10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1至6所示，本发明所述的基于子母车系统的升降接触式充电装置，包括底座9、驱动机构1、凸轮机构2、充电刷块组件3、充电刷板组件6、位置检测机构5、升降支座10；其中：

所述底座9，安装在母车上，是整个充电装置的安装基础。

所述驱动机构1，包括驱动电机11和控制系统，用于对凸轮机构2输出动力，驱动凸轮机构2抬升升降支座，以抬升充电刷块组件3；该驱动机构1安装于底座。即驱动机构1的动力输出端通过凸轮机构2与升降支座10连接。

所述位置检测机构5，包括检测探头51，采用位置传感器，用于检测升降支座10的位置信号，并将所检测到的位置信号反馈至控制系统。

所述凸轮机构2，用于将驱动电机11输出的竖直面内的旋转运动转换为垂直于前述旋转运动旋转中心轴线的直线运动，以推动升降支座10在竖直方向移动，使得充电刷块组件3能够与充电刷板组件6电性连接，为子车的充电座准备。附图中，所述凸轮机构2，包括凸轮轴21以及设置于凸轮轴21上的凸轮22；凸轮轴21通过轴承支撑于底座上；驱动机构1的动力输出端与凸轮轴21连接，凸轮22的输出端与升降支座连接。

所述升降支座，用于充电刷块组件3的支撑，可升降地安装在底座上；附图中是通过复位机构4支撑在底座上；所述的复位机构4包括复位轴以及复位弹簧；复位轴的下端安装在底座上所设置的轴承中，复位轴的上端穿过升降支座设置，且复位轴的上端配装有端部挡片；复位弹簧套接在端部挡片与升降支座之间的复位轴外围。

所述的充电刷板组件6，悬置于充电刷块组件3的正上方；如图1、图4所示，包括充电刷板61，充电刷板61在朝向充电刷块组件3的板面上间隔地安装有两片刷板电极62，两片刷板电极62悬置于固定安装在升降支座上的两个充电刷块组件3的正上方。

所述的充电刷块组件3，固定安装在升降支座上，如图5、图6所示，包括充电刷块31、微调弹簧32以及固定支座33；固定支座33固定安装在升降支座上，而充电刷块31下端通过旋转轴定位安装于固定支座33，且充电刷块31下端与固定支座33之间布置有微调弹簧32；充电刷块31的上端面向充电刷板组件6设置。所述充电刷块31在面向固定支座33的端面分别设置有两个弹簧定位安装孔31-2，而在固定支座33上安装有两根弹簧定位安装柱，且弹簧定位安装柱与充电刷块31之间存在间距；两个弹簧定位安装孔31-2与两个弹簧定位安装柱之间一一对应设置；处于一一对应设置的弹簧定位安装孔31-2与弹簧定位安装柱之间安装微调弹簧32。所述充电刷块31与刷板电极62对应的位置处分别安装接线柱。

因此，在对子车进行充电前，先将子车沿着母车的穿梭板开到充电刷块组件3的安装位置处，然后启动驱动机构1，凸轮机构2在驱动机构1的动力驱动下，能够带动升降支座上升，直至位置检测机构5反馈的升降支座的上升高度达到预设值，此时充电刷板组件6与充电刷块组件3接触，实现电性连接。然后启动充电电源，即可开始充电。

综上所述，本发明所述的升降式充电装置具有如下特点：

升降式充电装置是一种独特的充电装置，主要用于给以电池作为驱动电源的移动的物流设备上的电池充电。具有大过流，接触灵活的特点。其主要由驱动系统，凸轮机构2，充电刷块31，复位机构4，位置检测以及充电刷板61组成。其特征在于驱动系统控制充电装置的升降，由减速电机和控制器组成。凸轮机构2为控制升降的高度，由轴承座7，凸轮轴21，凸轮22组成。充电刷快为供电装置，其由电极，接线柱，自动微调结构等组成。复位机构4为自动复位机构。位置检测为检测升降的高度，产生信号控制驱动系统。充电刷板61为受电装置，其由电极，接线柱组成。

驱动系统采用带刹车的减速电机，减速电机与凸轮轴21采用弹性联轴器8连接。

凸轮机构2中的凸轮轴21两端安装在调心轴承座7上，凸轮22安装在凸轮轴21的中间。

充电刷块31具有自动微调的功能，其内部设置有弹簧机构，是其与刷板接触时，完全贴合于刷板，并且有一定预紧力。充电刷块电极为纯铜制作。

复位机构4采用弹簧复位，底座设置自润滑轴承，复位轴在自润滑轴承里往复运动。

位置检测采用检测传感器检测位置。

充电刷板电极62为纯铜所制

升降式充电装置是移动物流设备中的重要装置，其具有充电速度快，损耗低，可显著提高物流设备的效率，使物流系统变得简捷。