TWI727881B

TWI727881B - 充電裝置

Info

Publication number: TWI727881B
Application number: TW109129080A
Authority: TW
Inventors: 莊欣霖; 莊文章
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2021-05-11
Also published as: US20220069594A1; US11764592B2; TW202208200A

Abstract

一種充電裝置，適於對一移動裝置進行充電，充電裝置包括一固定底座、一充電支臂及一復位件。充電支臂具有相對的一第一支臂端以及一第二支臂端，第一支臂端樞接於固定底座。在移動裝置對接於充電支臂的第二支臂端的過程中，充電支臂適於相對固定底座樞轉至對應於移動裝置的一對接位置。復位件沿著一中心軸線延伸且連接於固定底座及充電支臂。復位件提供一彈性位能予充電支臂，以於移動裝置離開充電裝置時，充電支臂藉由彈性位能從對接位置移動至一初始位置。

Description

充電裝置

本揭示是有關於一種充電裝置，且特別是有關於一種可對移動裝置充電的充電裝置。

目前，移動裝置(例如是機器人)會與充電裝置對接以充電。由於移動裝置在與充電裝置對位時可能會略有偏差，充電裝置的充電端子若能對應地調整角度，則有利於移動裝置對接，而要如何使充電裝置的充電端子在移動裝置離開之後能夠回到原位，是本領域欲研究的目標。

本揭示提供一種充電裝置，其充電支臂可相對於固定底座轉動而調整角度，且於移動裝置離開於充電裝置時回到原位。

本揭示的一種充電裝置，適於對一移動裝置進行充電，充電裝置包括一固定底座、一充電支臂及一復位件。充電支臂具有相對的一第一支臂端以及一第二支臂端，第一支臂端樞接於固定底座。在移動裝置對接於充電支臂的第二支臂端的過程中，充電支臂適於相對固定底座樞轉至對應於移動裝置的一對接位置。復位件沿著一中心軸線延伸且連接於固定底座及充電支臂。復位件提供一彈性位能予充電支臂，以於移動裝置離開充電裝置時，充電支臂藉由彈性位能從對接位置移動至一初始位置。

在本揭示的一實施例中，上述的復位件包括一彈性金屬桿。

在本揭示的一實施例中，上述的固定底座包括相對的一頂面及一底面，充電支臂設置於固定底座的頂面上，復位件設置於固定底座的底面上，固定底座具有一破孔，復位件連接至充電支臂外露於破孔的部位，以限制充電支臂相對固定底座樞轉的裕度。

在本揭示的一實施例中，上述的充電支臂包括穿過於固定底座的破孔的一螺接座，破孔的內徑大於螺接座的外徑，螺接座適於在破孔內運動，以使充電支臂相對固定底座樞轉，且破孔的壁面限制螺接座的運動範圍，而限制充電支臂相對固定底座樞轉的範圍。

在本揭示的一實施例中，上述的固定底座包括沿著中心軸線延伸的一溝槽，復位件局部地位於溝槽內。

在本揭示的一實施例中，上述的復位件包括相對的一第一桿端及一第二桿端，第一桿端連接於固定底座，第二桿端連接於充電支臂。

在本揭示的一實施例中，上述的固定底座包括沿著中心軸線延伸的一溝槽及位於溝槽末端的一固定部，復位件的第一桿端插入固定部以定位於固定底座上。

在本揭示的一實施例中，上述的充電裝置更包括一鎖附件，該固定底座具有一破孔，充電支臂包括穿過於該固定底座的該破孔的一螺接座，第二桿端套設於螺接座，一鎖附件抵壓第二桿端且固定於螺接座，第二桿端被鎖附件與螺接座夾持。

在本揭示的一實施例中，上述的固定底座更包括位於第一支臂端外側的一彈性變形部，第一支臂端包括對應於彈性變形部的一耳部，耳部卡合於彈性變形部，當充電支臂相對於固定底座旋轉時，耳部擠壓彈性變形部以產生一彈性力，當移動裝置與充電裝置分離時，彈性力被釋放，且彈性變形部推抵耳部，以使充電支臂復位。

在本揭示的一實施例中，上述的充電支臂包括位於第二支臂端的相對兩側壁以及位於兩側壁的兩電連接部，兩電連接部適於電性連接於移動裝置。

基於上述，本揭示的充電裝置的充電支臂藉由第一支臂端樞接於固定底座，而適於相對固定底座樞轉至對應於移動裝置的對接位置。此外，充電裝置的復位件連接於固定底座及充電支臂，當充電支臂轉動時，復位件會變形，由於復位件本身常態下沿著中心軸線延伸，藉由此設計，當移動裝置離開時，復位件能有效地恢復到中心軸線上。因此，當移動裝置離開於充電裝置時，充電支臂可被復位件拉回，而相對於固定底座復位至沿著中心軸線延伸的初始位置。

圖1是依照本揭示的一實施例的一種充電裝置與移動裝置的示意圖。圖2是圖1的充電裝置的放大示意圖。要說明的是，由於移動裝置10具有較大的高度，為了同時表示出充電裝置100及移動裝置10且清晰地顯示充電裝置100的外觀，在圖1中，僅繪示出局部的移動裝置10。此外，為了清楚顯示出充電裝置100內部的充電支臂120，將圖2的罩體104以虛線表示。

請參閱圖1與圖2，移動裝置10包括一電連接器12，可伸入充電裝置100的插入口102，以與充電裝置100對接而充電。移動裝置10例如是可以用來與使用者對話或是顯示畫面給使用者觀看的行走式機器人，或者，移動裝置10例如是搬運貨物的機器人，或者，移動裝置10例如是掃地機器人等，移動裝置10的種類不以此為限制。

圖3是圖1的充電裝置的固定底座與充電支臂的放大示意圖。圖4是圖3的背面的示意圖。圖5是圖4的復位件尚未組裝的示意圖。請參閱圖3至圖5，充電裝置100包括一固定底座110、一充電支臂120及一復位件130(圖4)。

如圖3所示，充電支臂120設置於固定底座110的一頂面111上。充電支臂120具有相對的一第一支臂端121以及一第二支臂端125。第一支臂端121樞接於固定底座110，而可相對於固定底座110旋轉。因此，在移動裝置10(圖1)要與充電裝置100對接的過程中，充電支臂120可以轉動，而有利於與移動裝置10對接。

充電支臂120包括位於第二支臂端125的相對兩側壁126以及位於兩側壁126的兩電連接部127。當移動裝置10(圖1)與充電裝置100對接時，充電裝置100的兩電連接部127適於接觸移動裝置10的電連接器12，以對移動裝置10充電。

如圖4所示，復位件130沿著一中心軸線A延伸且連接於固定底座110及充電支臂120。在本實施例中，復位件130包括一彈性金屬桿，復位件130的形狀為長桿狀，而略為具有可撓的特性。此外，由於復位件130的材質為金屬，具有一定的剛性，復位件130在受力消失之後會恢復為原狀。

在一實施例中，復位件130也可以是塑件。在一實施例中，復位件130也可以是非直桿，例如具有弧度或是波浪狀的桿體，大致上沿著中心軸線A延伸。又或者，復位件130也可以是由多個桿體組合而成，例如是由兩根弧狀桿體，類似於眼睛的形狀，兩弧狀桿體的頭尾相接且兩中間區段往遠離彼此的方向凸出，大致上沿著中心軸線A延伸。當然，復位件130的材質與形狀不以此為限制。

此外，如圖4與圖5所示，在本實施例中，復位件130設置於固定底座110的一底面112上。具體地說，固定底座110包括位於底面112上且沿著中心軸線A延伸的一溝槽113。復位件130包括相對的一第一桿端132(圖5)及一第二桿端134(圖5)，復位件130靠近第一桿端132的部位位於溝槽113內，且第一桿端132連接於固定底座110。

在本實施例中，固定底座110包括位於溝槽113末端的一固定部114，固定部114例如包括凹孔。復位件130的第一桿端132插入固定部114以定位於固定底座110上。

此外，復位件130的第二桿端134連接於充電支臂120。在本實施例中，固定底座110具有一破孔115，復位件130的第二桿端134連接至充電支臂120在外露於破孔115的部位。破孔115呈長形，例如是長方形或是長弧形。充電支臂120在外露於破孔115的部位以及復位件130的第二桿端134的至少一者適於在破孔115內移動。

具體地說，如圖4及圖5所示，充電支臂120包括朝向固定底座110的方向凸出且穿過於固定底座110的破孔115的一螺接座122及位於螺接座122外側的至少一結構強化部123。充電支臂120的螺接座122與結構強化部123外露於固定底座110的破孔115。在本實施例中，結構強化部123的數量為多個，且環繞螺接座122配置。

在本實施例中，當充電支臂120相對於固定底座110旋轉時，充電支臂120的螺接座122對應地在破孔115內移動。破孔115的長度會限制充電支臂120相對於固定底座110的旋轉範圍。

在本實施例中，破孔115的內徑大於螺接座122的外徑，螺接座122適於在破孔115內運動，以使充電支臂120相對固定底座110樞轉，且破孔115的壁面限制螺接座122的運動範圍，而限制充電支臂120相對固定底座110樞轉的範圍。復位件130的第二桿端134圍繞出環形，第二桿端134套設於螺接座122。一鎖附件140抵壓復位件130的第二桿端134且固定於螺接座122，而使得復位件130的第二桿端134被鎖附件140與充電支臂120的結構強化部123夾持固定。鎖附件140例如是螺絲，但不以此為限制。結構強化部123可用來強化螺接座122，以使螺接座122不易被鎖附件140擠壓而裂開。此外，復位件130連接至充電支臂120外露於破孔115的部位(螺接座122)，以限制充電支臂120相對固定底座110樞轉的裕度。

圖6是圖1的充電裝置的充電支臂位於初始位置的示意圖。要說明的是，圖6與圖4分別繪示了正面與反面，且圖6僅繪示出局部的充電支臂120。

請共同參閱圖4與圖6，在本實施例中，由於復位件130(圖4)本身沿著中心軸線A延伸，或者，若復位件130非為直桿時復位件130會大致上沿著中心軸線A延伸，且充電裝置100的復位件130連接於固定底座110及充電支臂120，常態下，充電支臂120相對於固定底座110會位於沿著中心軸線A延伸的一初始位置P1(圖6，為置中位置)。

圖7是圖1的充電裝置的充電支臂被轉動至對接位置的示意圖。請參閱圖7，在移動裝置10(圖1)對接於充電支臂120的第二支臂端125(圖3)的過程中，充電支臂120的第一支臂端121可相對固定底座110樞轉至對應於移動裝置10的一對接位置P2，以提升充電支臂120的第一支臂端121與移動裝置10對接的效率。

此時，復位件130(圖4)會略為撓曲而蓄積彈性位能。當移動裝置10離開於充電裝置100時，復位件130會釋放彈性位能而恢復原狀，連帶地將充電支臂120的第一支臂端121拉回。充電支臂120被復位件130拉回而相對於固定底座110復位至沿著中心軸線A延伸的初始位置P1(圖6)。

值得一提的是，傳統上常見利用扭簧等元件來將元件帶回原位，但扭簧較容易因為公差等因素，而在長期使用下無法回到定位。相較於捲繞成多圈的扭簧，本實施例的復位件130本身沿著中心軸線A延伸，藉由其結構形狀的設計而使得復位件130能更穩定地恢復原位。此外，固定底座110上設有沿著中心軸線A延伸的溝槽113，復位件130可被固定在溝槽113內，而可維持在中心軸線A上。

另外，請回到圖6，在本實施例中，固定底座110更包括位於第一支臂端121外側的至少一彈性變形部116，第一支臂端121包括對應於彈性變形部116的至少一耳部124，耳部124卡合於彈性變形部116。在本實施例中，彈性變形部116的數量繪示兩個，耳部124的數量繪示兩個，但在其他實施例中，彈性變形部116的數量與耳部124的數量只要對應即可，並不以此為限制。

如圖7所示，當充電支臂120相對於固定底座110旋轉時，第一支臂端121的耳部124擠壓固定底座110的彈性變形部116，以使彈性變形部116變形。此時，變形的彈性變形部116產生一彈性力。當移動裝置10與充電裝置100分離時，彈性變形部116的彈性力被釋放而恢復原狀，在此過程中，彈性變形部116會推抵耳部124，以使充電支臂120復位。

也就是說，在本實施例中，充電支臂120除了可被復位件130復位至沿著中心軸線A延伸的初始位置P1之外，還可被固定底座110的彈性變形部116復位，上述設計可確保充電支臂120能夠回到初始位置P1。於其他一些實施例中，充電裝置100可以包含復位件130和彈性變形部116其中一者，以讓充電支臂120能夠回到初始位置P1。

綜上所述，本揭示的充電裝置的充電支臂藉由第一支臂端樞接於固定底座，而適於相對固定底座樞轉至對應於移動裝置的對接位置。此外，充電裝置的復位件連接於固定底座及充電支臂，當充電支臂轉動時，復位件會變形，由於復位件本身常態下沿著中心軸線延伸，藉由此設計，當移動裝置離開時，復位件能有效地恢復到中心軸線上。因此，當移動裝置離開於充電裝置時，充電支臂可被復位件拉回，而相對於固定底座復位至沿著中心軸線延伸的初始位置。

A:中心軸線 P1:初始位置 P2:對接位置 10:移動裝置 12:電連接器 100:充電裝置 102:插入口 104:罩體 110:固定底座 111:頂面 112:底面 113:溝槽 114:固定部 115:破孔 116:彈性變形部 120:充電支臂 121:第一支臂端 122:螺接座 123:結構強化部 124:耳部 125:第二支臂端 126:側壁 127:電連接部 130:復位件 132:第一桿端 134:第二桿端 140:鎖附件

圖1是依照本揭示的一實施例的一種充電裝置與移動裝置的示意圖。圖2是圖1的充電裝置的放大示意圖。圖3是圖1的充電裝置的固定底座與充電支臂的放大示意圖。圖4是圖3的背面的示意圖。圖5是圖4的復位件尚未組裝的示意圖。圖6是圖1的充電裝置的充電支臂位於初始位置的示意圖。圖7是圖1的充電裝置的充電支臂被轉動至對接位置的示意圖。

A:中心軸線

110:固定底座

112:底面

113:溝槽

114:固定部

115:破孔

116:彈性變形部

120:充電支臂

122:螺接座

123:結構強化部

125:第二支臂端

126:側壁

127:電連接部

130:復位件

140:鎖附件

Claims

一種充電裝置，適於對一移動裝置進行充電，該充電裝置包括：一固定底座；一充電支臂，具有相對的一第一支臂端以及一第二支臂端，該第一支臂端樞接於該固定底座，在該移動裝置對接於該充電支臂的該第二支臂端的過程中，該充電支臂適於相對該固定底座樞轉至對應於該移動裝置的一對接位置；以及一復位件，沿著一中心軸線延伸且連接於該固定底座及該充電支臂，該復位件提供一彈性位能予該充電支臂，以於該移動裝置離開該充電裝置時，該充電支臂藉由該彈性位能從該對接位置移動至一初始位置。
如請求項1所述的充電裝置，其中該復位件包括一彈性金屬桿。
如請求項1所述的充電裝置，其中該固定底座包括相對的一頂面及一底面，該充電支臂設置於該頂面，該復位件設置於該底面，該固定底座具有一破孔，該復位件連接至該充電支臂外露於該破孔的部位，以限制該充電支臂相對該固定底座樞轉的裕度。
如請求項3所述的充電裝置，其中該充電支臂包括穿過該固定底座的該破孔的一螺接座，該破孔的內徑大於該螺接座的外徑，該螺接座適於在該破孔內運動，以使該充電支臂相對該固定底座樞轉，且該破孔的壁面限制該螺接座的運動範圍，而限制該充電支臂相對該固定底座樞轉的範圍。
如請求項1所述的充電裝置，其中該固定底座包括沿著該中心軸線延伸的一溝槽，該復位件局部地位於該溝槽內。
如請求項1所述的充電裝置，其中該復位件包括相對的一第一桿端及一第二桿端，該第一桿端連接於該固定底座，該第二桿端連接於該充電支臂。
如請求項6所述的充電裝置，其中該固定底座包括沿著該中心軸線延伸的一溝槽及位於該溝槽的末端的一固定部，該復位件的該第一桿端插入該固定部以定位於該固定底座上。
如請求項6所述的充電裝置，更包括一鎖附件，其中該固定底座具有一破孔，該充電支臂包括穿過於該固定底座的該破孔的一螺接座，該第二桿端套設於該螺接座，該鎖附件抵壓該第二桿端且固定於該螺接座，該第二桿端被該鎖附件與該螺接座夾持。
如請求項1所述的充電裝置，其中該固定底座更包括位於該第一支臂端外側的一彈性變形部，該第一支臂端包括對應於該彈性變形部的一耳部，該耳部卡合於該彈性變形部，當該充電支臂相對於該固定底座旋轉時，該耳部擠壓該彈性變形部以產生一彈性力，當該移動裝置與該充電裝置分離時，該彈性力被釋放，且該彈性變形部推抵該耳部，以使該充電支臂復位。
如請求項1所述的充電裝置，其中該充電支臂包括位於該第二支臂端的相對兩側壁以及位於該兩側壁的兩電連接部，該兩電連接部適於電性連接於該移動裝置。