用于易燃易爆区域的机器人充电系统及充电方法

摘要

本发明提供一种用于易燃易爆区域的机器人充电系统，解决现有移动式机器人采用无线或接触式充电，无线充电线圈、接触式充电插针易受损且存在电流泄漏风险的问题。该系统包括作动机构和与机器人主行走轮配合的能量转换机构；作动机构用于使机器人的主行走轮与工作平台脱离接触；能量转换机构包括垂直固定在工作平台上的固定板、与固定板平行的电机安装板、连接固定板和电机安装板且轴线与主行走轮轴线平行的导向轴、设置在固定板上且用于驱动电机安装板沿导向轴移动的驱动机构以及设置在电机安装板上的能量对接单元；能量对接单元包括设置在电机安装板上的能量转换电机以及设置在能量转换电机输出轴上的第二卡扣件。

权利要求

1.一种用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于：

包括作动机构(2)以及用于与机器人主行走轮(16)配合的能量转换机构；

所述作动机构(2)用于使机器人的主行走轮(16)与工作平台(11)脱离接触；

所述能量转换机构设置在机器人行走的工作平台(11)上，所述能量转换机构包括垂直固定在工作平台(11)上且位于作动机构(2)外侧的固定板(31)、与固定板(31)平行且靠近作动机构(2)的电机安装板(32)、连接固定板(31)和电机安装板(32)的导向轴(33)、设置在固定板(31)上且用于驱动电机安装板(32)沿导向轴(33)移动的驱动机构(34)以及设置在电机安装板(32)上的能量对接单元；

所述能量对接单元包括设置在电机安装板(32)上的能量转换电机(351)以及设置在能量转换电机(351)输出轴(3511)上的第二卡扣件(352)，以及驱动轴(353)、弹簧(354)和挡圈(355)，第二卡扣件(352)用于在主行走轮(16)与工作平台(11)脱离接触后，与主行走轮(16)转轴上的第一卡扣件(161)卡接，使主行走轮(16)能够随能量转换电机(351)输出轴(3511)同步转动；所述驱动轴(353)的一端与能量转换电机(351)输出轴(3511)同轴固连，且端部外壁设有第一环形限位凸台(3531)，另一端外壁设有第二环形凸台(3532)；所述弹簧(354)和挡圈(355)均套装在驱动轴(353)中部，且弹簧(354)的两端分别通过第一环形限位凸台(3531)和挡圈(355)限位，挡圈(355)抵靠在第二环形凸台(3532)上；所述第二卡扣件(352)采用花键连接方式套装在驱动轴(353)上，且与挡圈(355)固连；

所述工作平台(11)包括底板(111)、设置在底板(111)上且用于支撑机器人下底面的充电停留平台(112)以及位于充电停留平台(112)两侧且用于与机器人主行走轮(16)配合的升降平台(113)；

所述作动机构(2)为设置在底板(111)上的第二电动推杆(21)，且第二电动推杆(21)的驱动端与升降平台(113)固连。

2.根据权利要求1所述用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于：所述第一卡扣件(161)为旋转轴，其外侧壁沿轴向开设有圆周均布的多个凸块，第二卡扣件(352)为旋转轴套，其内壁设有与多个凸块配合的多个凹槽；

或者，所述第一卡扣件(161)为旋转轴，其径向截面为多边形，第二卡扣件(352)为旋转轴套，其内表面与旋转轴外表面相适配；

或者，所述第一卡扣件(161)为第一旋转卡扣盘，其外端面沿径向设有圆周布置的多个第一卡齿(1611)，所述第二卡扣件(352)为第二旋转卡扣盘，其端面设有与第一卡齿(1611)配合的多个第二卡齿(3521)；

或者，第一卡扣件(161)为锥形旋转轴，其外侧锥面设有第一齿形结构，所述第二卡扣件(352)为锥形旋转套，其内侧锥面设有与第一齿形结构配合的第二齿形结构。

3.根据权利要求2所述用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于：所述固定板(31)上安装有与导向轴(33)配合的直线轴承(38)。

4.根据权利要求1至3任一所述用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于：所述驱动机构(34)为电缸，其包括缸体(341)和第一电动推杆(342)，缸体(341)设置在固定板(31)上，第一电动推杆(342)的驱动端与电机安装板(32)固连；

或者，所述驱动机构(34)为气缸，其包括缸体和推动杆，缸体设置在固定板上，推动杆的驱动端与电机安装板固连。

5.根据权利要求4所述用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于：所述作动机构(2)包括设置在工作平台(11)上的第二电动推杆(21)以及用于安装在机器人下底面且与第二电动推杆(21)配合的托板(23)。

6.一种用于易燃易爆区域的机器人充电方法，基于权利要求1至5中任一项所述的用于易燃易爆区域的机器人充电系统，其特征在于，包括以下步骤：

1)机器人在工作平台(11)上运行至作动机构(2)的上方，到位后机器人停止运行；

2)作动机构(2)使机器人主行走轮(16)与工作平台(11)脱离接触；

3)能量转换机构与主行走轮(16)卡接；

4)能量转换机构驱动主行走轮(16)旋转，使与主行走轮(16)相连的行走电机(18)旋转发电，并将电能储存至机器人的充电电池(15)中，完成机器人的充电。

7.根据权利要求6所述用于易燃易爆区域的机器人充电方法，其特征在于：

步骤3)具体为：能量转换机构的驱动机构(34)驱动电机安装板(32)向主行走轮(16)移动，使能量对接单元的第二卡扣件(352)与主行走轮(16)转轴上的第一卡扣件(161)卡接；

步骤4)具体为：能量对接单元的能量转换电机(351)驱动主行走轮(16)旋转，使与主行走轮(16)相连的行走电机(18)旋转发电，并将电能储存至机器人的充电电池(15)中，完成机器人的充电。

说明书

用于易燃易爆区域的机器人充电系统及充电方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人充电技术，具体涉及一种用于易燃易爆区域的机器人充电系统及充电方法。

背景技术

[0002] 随着机器人行业的快速发展，机器人已逐步推广应用至多种行业。目前，移动式机器人充电多采用无线充电或者接触式充电，用于充电的无线充电线圈、接触式充电插针等处于外露状态，在一些特殊区域，无线充电线圈、接触式充电插针容易受损且存在电流泄漏的风险，进而造成安全事故。

发明内容

[0003] 为了解决现有移动式机器人采用无线或者接触式充电，无线充电线圈、接触式充电插针易受损且存在电流泄漏的风险，进而造成安全事故的技术问题，本发明提供了一种用于易燃易爆区域的机器人充电系统及充电方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

[0005] 一种用于易燃易爆区域的机器人充电系统，所述机器人包括设置在工作平台上的行走单元、位于工作平台上方且设置在行走单元上的设备仓、设置在设备仓内的充电电池，所述行走单元包括可在工作平台上行走的主行走轮和从行走轮，以及设置在设备仓内且驱动主行走轮转动的行走电机，行走电机与充电电池相连，其特殊之处在于：

[0006] 包括作动机构以及位于机器人外侧且用于与机器人主行走轮配合的能量转换机构；

[0007] 所述作动机构设置在机器人行走的工作平台上，用于使主行走轮与工作平台脱离接触；

[0008] 所述能量转换机构设置在机器人行走的工作平台上，用于卡接机器人的主行走轮，并驱动主行走轮转动。

[0009] 进一步地，所述能量转换机构包括垂直固定在工作平台上且位于作动机构(主行走轮)外侧的固定板、与固定板平行且靠近作动机构的电机安装板、连接固定板和电机安装板且轴线与主行走轮轴线平行的导向轴、设置在固定板上且用于驱动电机安装板沿导向轴移动的驱动机构以及设置在电机安装板上的能量对接单元；

[0010] 所述能量对接单元包括设置在电机安装板上的能量转换电机以及设置在能量转换电机输出轴上的第二卡扣件，第二卡扣件用于在主行走轮与工作平台脱离接触后，与主行走轮转轴上的第一卡扣件卡接，使主行走轮能够随能量转换电机输出轴同步转动。

[0011] 进一步地，所述第一卡扣件为旋转轴，其外侧壁沿轴向开设有圆周均布的多个凸块，第二卡扣件为旋转轴套，其内壁设有与多个凸块配合的多个凹槽；

[0012] 或者，所述第一卡扣件为旋转轴，其径向截面为多边形，第二卡扣件为旋转轴套，其内表面与旋转轴外表面相适配；

[0013] 或者，第一卡扣件为第一旋转卡扣盘，其外端面沿径向设有圆周布置的多个第一齿，所述第二卡扣件为第二旋转卡扣盘，其端面设有与第一齿配合的多个第二卡齿；

[0014] 或者，第一卡扣件为锥形旋转轴，其外侧锥面设有第一齿形结构，所述第二卡扣件为与锥形旋转轴适配的锥形旋转套，其内侧锥面设有与第一齿形结构配合的第二齿形结构。

[0015] 进一步地，所述能量对接单元还包括驱动轴、弹簧和挡圈；

[0016] 所述驱动轴的一端与能量转换电机输出轴同轴固连，且端部外壁设有第一环形限位凸台，另一端外壁设有第二环形凸台；

[0017] 所述弹簧和挡圈均套装在驱动轴中部，且弹簧的两端分别通过第一环形限位凸台和挡圈限位，挡圈抵靠在第二环形凸台上；

[0018] 所述第二卡扣件采用花键连接方式套装在驱动轴上，且与挡圈固连。

[0019] 进一步地，所述固定板上安装有与导向轴配合的直线轴承，但不限于与导向轴和直线轴承形式。

[0020] 进一步地，所述驱动机构为电缸，其包括缸体和第一电动推杆，缸体设置在固定板上，第一电动推杆的驱动端与电机安装板固连；

[0021] 或者，所述驱动机构为气缸，其包括缸体和推动杆，缸体设置在固定板上，推动杆的驱动端与电机安装板固连，驱动机构也可采用油缸等其他直线动作机构。

[0022] 进一步地，所述作动机构包括设置在工作平台上的第二电动推杆以及用于安装在机器人下底面且与第二电动推杆驱动端配合的托板，第二电动推杆的上升，可使机器人主行走轮与地面脱离。

[0023] 进一步地，所述工作平台包括底板、设置在底板上且用于支撑机器人下底面的充电停留平台以及位于充电停留平台两侧且用于与机器人主行走轮配合的升降平台；

[0024] 所述作动机构包括设置在底板上的第二电动推杆，且第二电动推杆的驱动端与升降平台固连。

[0025] 同时，本发明还提供了一种用于易燃易爆区域的机器人充电方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

[0026] 1)机器人在工作平台上运行至作动机构的上方，到位后机器人停止运行；

[0027] 2)作动机构使机器人主行走轮与工作平台脱离接触；

[0028] 3)能量转换机构与主行走轮卡接；

[0029] 4)能量转换机构驱动主行走轮旋转，使与主行走轮相连的行走电机旋转发电，并将电能储存至机器人的充电电池中，完成机器人的充电。

[0030] 进一步地，步骤3)具体为：能量转换机构的驱动机构驱动电机安装板向主行走轮移动，使能量对接单元的第二卡扣件与主行走轮转轴上的第一卡扣件卡接；

[0031] 步骤4)具体为：能量对接单元的能量转换电机驱动主行走轮旋转，使与主行走轮相连的行走电机旋转发电，并将电能储存至机器人的充电电池中，完成机器人的充电。

[0032] 与现有技术相比，本发明的优点是：

[0033] 1、本发明在机器人工作时，作动机构和能量转换机构不会影响机器人的正常工作；在机器人需要充电时，机器人移动至作动机构上方，通过作动机构使行走轮与工作平台脱开一定距离，然后能量转换机构的第二卡扣件与机器人主行走轮上第一卡扣件相互卡接，通过能量转换机构驱动主行走轮旋转，进而使行走电机旋转发电，将能量转换机构的动能传递至机器人的行走电机，最终将电能存储至充电电池，完成机器人的充电。因此，本发明机器人需要充电时，仅需要实现能量转换机构和主行走轮的机械连接(第一卡扣件和第二卡扣件的卡接)，机器人的充电是通过主行走轮的转动(机械能)产生电能，实现机器人的防爆充电，避免现有无线充电线圈、接触式充电插针受损外漏风险，提高了充电的安全性。

[0034] 2、本发明通过能量转换方式实现机器人自动充电，能量转换电机的动力源可为电机、油缸、压缩空气、液压、人工等，实现方式简单，且安全性高，提高特殊区域充电安全性。

[0035] 3、本发明第二卡扣件和第一卡扣件可通过凹槽和凸块的配合(或者齿配合或多边形面型配合或者锥面带齿形结构配合)，实现同轴连接，连接方式简便。

[0036] 4、本发明能量转换电机的输出轴和第二卡扣件之间设有驱动轴、弹簧和挡圈，在第二卡扣件上凹槽(或端面的卡齿)和第一卡扣件上凸块(端面的卡齿)未对正时，实现驱动轴与第二卡扣件的浮动连接，最终实现第二卡扣件和第一卡扣件的同轴卡装。

附图说明

[0037] 图1为本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例一的结构示意图；

[0038] 图2为图1另一个方向的结构示意图；

[0039] 图3为本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例二的结构示意图；

[0040] 图4为图3另一个方向的结构示意图；

[0041] 图5为本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例一、实施例二中能量对接单元处的局部示意图；

[0042] 图6a是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例三中旋转轴的结构示意图；

[0043] 图6b是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例三中旋转轴套的结构示意图；

[0044] 图7a是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例四中第一旋转卡扣盘的结构示意图；

[0045] 图7b是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例四中第二旋转卡扣盘的结构示意图；

[0046] 图8a是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例五中锥形旋转轴的结构示意图；

[0047] 图8b是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例五中锥形旋转套的结构示意图；

[0048] 图9是本发明用于易燃易爆区域的机器人充电系统实施例六中工作平台的结构示意图；

[0049] 其中，附图标记如下：

[0050] 11‑工作平台，111‑底板，112‑充电停留平台，113‑升降平台，12‑轮式机器人，13‑履带式机器人，14‑轮式设备仓，15‑充电电池，16‑主行走轮，161‑第一卡扣件，1611‑第一卡齿，17‑从行走轮，18‑行走电机，19‑履带式设备仓，20‑履带；

[0051] 2‑作动机构，21‑第二电动推杆，23‑托板；

[0052] 31‑固定板，32‑电机安装板，33‑导向轴，34‑驱动机构，341‑缸体，342‑第一电动推杆，351‑能量转换电机，3511‑输出轴，352‑第二卡扣件，3521‑第二卡齿，353‑驱动轴，3531‑第一环形限位凸台，3532‑第二环形凸台，3533‑盲孔，354‑弹簧，355‑挡圈，38‑直线轴承。

具体实施方式

[0053] 以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

[0054] 实施例一

[0055] 如图1和图2所示，本实施例以轮式机器人12为例，轮式机器人12包括设置在工作平台11上的行走单元、位于工作平台11上方且设置在行走单元上的轮式设备仓14、设置在轮式设备仓14内的充电电池15，行走单元包括可在工作平台11上行走的4个行走轮以及设置在轮式设备仓14内的行走电机18，本实施例4个行走轮中，位于前侧同轴的2个为主行走轮16，剩余2个为从行走轮17，则行走电机18为2个，分别驱动2个主行走轮16转动，2个行走电机18均与充电电池15相连。

[0056] 本实施例用于防爆区域轮式机器人的充电系统，包括作动机构2、挡停机构以及位于作动机构2两外侧且用于与轮式机器人12主行走轮16配合的能量转换机构。

[0057] 作动机构2设置在轮式机器人12行走的工作平台11上，用于托起轮式机器人12，使主行走轮16与工作平台11脱离接触；本实施例作动机构2包括设置在工作平台11上的第二电动推杆21以及安装在轮式设备仓14下底面且与第二电动推杆21驱动端配合的托板23；托板23可位于轮式设备仓14连接2个主行走轮16的一侧，第二电动推杆21仅托起2个主行走轮16一侧的轮式设备仓14；托板23也可位于轮式设备仓14的中部，第二电动推杆21可将轮式机器人12整个托起；

[0058] 能量转换机构的数量与主行走轮16的数量相等，能量转换机构设置在机器人行走的工作平台11上，用于卡接机器人的主行走轮16，并驱动主行走轮16转动，本实施例能量转换机构为2个，分别位于作动机构2的两侧且相对设置，每个能量转换机构包括垂直固定在工作平台11上且位于主行走轮16外侧的固定板31、与固定板31平行且靠近作动机构2的电机安装板32、连接固定板31和电机安装板32且轴线与主行走轮16轴线平行的导向轴33、设置在固定板31上且用于驱动电机安装板32沿导向轴33移动的驱动机构34以及设置在电机安装板32上的能量对接单元；固定板31上安装有与导向轴33配合的直线轴承38；能量对接单元包括设置在电机安装板32上的能量转换电机351以及设置在能量转换电机351输出轴3511上的第二卡扣件352，第二卡扣件352用于在主行走轮16与工作平台11脱离接触后，与主行走轮16转轴上的第一卡扣件161卡接，第一卡扣件161和第二卡扣件352需实现卡接，使主行走轮16能够随能量转换电机351输出轴3511同步转动，本实施例第二卡扣件352为旋转轴套，其内壁沿轴向开设有圆周均布的多个凹槽，第一卡扣件161为旋转轴，其外表面设有与多个凹槽配合的多个凸块。

[0059] 如图5所示，本实施例能量对接单元还包括位于电机安装板32内侧的驱动轴353、弹簧354和挡圈355；驱动轴353的外端中心开设有盲孔3533，能量转换电机351输出轴3511设置在该盲孔3533内，实现驱动轴353与能量转换电机351输出轴3511的同轴固连，驱动轴353的外端部设有第一环形限位凸台3531，内端部设有第二环形凸台3532；弹簧354和挡圈
355均套装在驱动轴353中部，且弹簧354的两端分别通过第一环形限位凸台3531和挡圈355限位，挡圈355抵靠在第二环形凸台3532上；第二卡扣件352的外端采用花键连接方式套装在驱动轴353上，且与挡圈355固连。

[0060] 在驱动机构34驱动电机安装板32(能量对接单元)向靠近轮式机器人12移动过程中，当旋转轴套的凹槽与旋转轴的凸块对正时，随着电机安装板32的向前移动，旋转轴装入旋转轴套内，实现旋转轴套和旋转轴的连接，即能量转换电机351输出轴3511与主行走轮16的同轴连接；当旋转轴套的凹槽与旋转轴的凸块未对正时，随着电机安装板32的向前移动，旋转轴的端面和旋转轴套的端面抵靠，能量转换电机351输出轴3511相对旋转轴套向轮式机器人12一侧移动，弹簧354被压缩，直至能量转换电机351输出轴3511与旋转轴接触，在能量转换电机351微转动下，使旋转轴套上的凹槽发生转动，进而使旋转轴的凸块与旋转轴套的凹槽对正，旋转轴套向前移动，旋转轴装入旋转轴套内，实现旋转轴套和旋转轴的连接，即能量转换电机351输出轴3511与行走轮的同轴连接。

[0061] 挡停机构可为感应传感器，感应传感器检测到轮式机器人12到达充电位后，使轮式机器人4停止；挡停机构也可包括设置在工作平台上的动作电缸、设置在动作电缸上端(驱动端)的挡停定位板以及给挡停定位板移动提供导向作用的挡停导向轴，动作电缸驱动挡停定位板伸出，阻挡轮式机器人，实现轮式机器人到位停止。

[0062] 本实施例驱动机构34也可为电缸，其包括缸体341和与缸体341配合的第一电动推杆342，缸体341设置在固定板31上，第一电动推杆342的驱动端与电机安装板32固连；在其它实施例中，驱动机构34为气缸，其包括缸体341和与缸体341配合的推动杆，缸体341设置在固定板31上，推动杆的驱动端与电机安装板32固连。

[0063] 本实施例用于防爆区域的轮式机器人12充电系统工作过程：

[0064] 1)轮式机器人12在工作平台11(轮式机器人12的工作平台11为地面)上自动行走，当轮式机器人12的充电电池15电量低于设定值时，轮式机器人12自动运行至充电位置(作动机构2上方)并停止，切断驱动电源；挡停机构上行阻挡，实现轮式机器人12的精确定位；

[0065] 2)启动作动机构2，作动机构2的第二电动推杆21伸出，第二电动推杆21带动托板23将轮式机器人12整体托起，使轮式机器人12的主行走轮16与地面脱离接触；

[0066] 3)启动2个能量转换机构的驱动机构34，每个驱动机构34驱动电机安装板32沿导向轴33在水平方向靠近轮式机器人12移动，电机安装板32上的能量转换机构同步向轮式机器人12的主行走轮16移动，直至2个能量转换电机351输出轴3511的旋转轴套分别卡装入轮式机器人12的2个主行走轮16的旋转轴内；

[0067] 4)外部动力源分别驱动2个能量转换电机351转动，实现能量转换电机351输出轴3511上的旋转轴套旋转，进而分别带动2个主行走轮16转动，每个主行走轮16带动各自行走电机18旋转，将能量转换电机351的动能传递至轮式机器人12的2个行走电机18，2个行走电机18旋转发电产生电流，产生的电流通过轮式设备仓14内的电路存储至充电电池15，从而完成轮式机器人12的充电。

[0068] 充电完成后，每个驱动机构34驱动电机安装板32沿导向柱向外侧移动，使能量转换电机351输出轴3511的旋转轴套与主行走轮16的旋转轴脱开，然后作动机构2的第二电动推杆21缩回，轮式机器人12下落至工作平台11，使行走轮可在工作平台11上行走。

[0069] 实施例二

[0070] 如图3和图4所示，本实施例以履带式机器人13为例，履带式机器人13包括设置在工作平台11上的行走单元、位于工作平台11上方且设置在行走单元上的履带式设备仓19、设置在履带式设备仓19内的充电电池15，行走单元包括设置在工作平台11上的4个行走轮、分别连接同一侧2个行走轮的履带20以及设置在履带式设备仓19内的行走电机18，本实施例4个行走轮均为主行走轮16，则行走电机18为4个，分别驱动4个主行走轮16转动，4个行走电机18均与充电电池15相连。

[0071] 本实施例用于防爆区域履带式机器人13的充电系统，包括作动机构2、挡停机构以及位于作动机构2两外侧且用于与履带式机器人13的4个主行走轮16配合的4个能量转换机构。

[0072] 作动机构2设置在履带20机器人行走的工作平台11上，用于托起履带式机器人13，使主行走轮16与工作平台11脱离接触；本实施例作动机构2包括设置在工作平台11上的第二电动推杆21、以及安装在履带式设备仓19下底面且与第二电动推杆21驱动端配合的托板23；托板23位于履带式设备仓19的中部，第二电动推杆21将履带式机器人13整个托起；

[0073] 能量转换机构的数量与主行走轮16的数量相等，本实施例能量转换机构为4个，分别位于作动机构2的两侧且两两相对设置，每个能量转换机构包括垂直固定在工作平台11上且位于主行走轮16外侧的固定板31、与固定板31平行且靠近作动机构2的电机安装板32、连接固定板31和电机安装板32且轴线与主行走轮16轴线平行的导向轴33、设置在固定板31上且用于驱动电机安装板32沿导向轴33移动的驱动机构34以及设置在电机安装板32上的能量对接单元；固定板31上安装有与导向轴33配合的直线轴承38；能量对接单元包括设置在电机安装板32上的能量转换电机351以及设置在能量转换电机351输出轴3511上的第二卡扣件352，第二卡扣件352用于在主行走轮16与工作平台11脱离接触后，与主行走轮16转轴上的第一卡扣件161卡接，第一卡扣件161和第二卡扣件352需实现卡接，使主行走轮16能够随能量转换电机351输出轴3511同步转动，本实施例第二卡扣件352为旋转轴套，其内壁沿轴向开设有圆周均布的多个凹槽，第一卡扣件161为旋转轴，其外表面设有与多个凹槽配合的多个凸块。

[0074] 本实施例能量对接单元还包括位于电机安装板32内侧的驱动轴353、弹簧354和挡圈355；驱动轴353的外端中心开设有盲孔3533，能量转换电机351输出轴3511设置在该盲孔3533内，实现驱动轴353与能量转换电机351输出轴3511的同轴固连，驱动轴353的外端部设有第一环形限位凸台3531，内端部设有第二环形凸台3532；弹簧354和挡圈355均套装在驱动轴353中部，且弹簧354的两端分别通过第一环形限位凸台3531和挡圈355限位，挡圈355抵靠在第二环形凸台3532上；第二卡扣件352的外端固定套装在驱动轴353上，且与挡圈355固连。

[0075] 在驱动机构34驱动电机安装板32(能量对接单元)向靠近履带20机器人移动过程中，当旋转轴套的凹槽与旋转轴的凸块对正时，随着电机安装板32的向前移动，旋转轴装入旋转轴套内，实现旋转轴套和旋转轴的连接，即能量转换电机351输出轴3511与主行走轮16的同轴连接；当旋转轴套的凹槽与旋转轴的凸块未对正时，随着电机安装板32的向前移动，旋转轴的端面和旋转轴套的端面抵靠，能量转换电机351输出轴3511相对旋转轴套向履带式机器人13一侧移动，弹簧354被压缩，直至能量转换电机351输出轴3511与旋转轴接触，在能量转换电机351微转动下，使旋转轴套上的凹槽发生转动，进而使旋转轴的凸块与旋转轴套的凹槽对正，旋转轴套向前移动，旋转轴装入旋转轴套内，实现旋转轴套和旋转轴的连接，即能量转换电机351输出轴3511与行走轮的同轴连接。

[0076] 挡停机构可为感应传感器，感应传感器检测到履带式机器人13到达充电位后，使履带式机器人13停止；挡停机构也可包括设置在工作平台上的动作电缸、设置在动作电缸上端(驱动端)的挡停定位板以及给挡停定位板移动提供导向作用的挡停导向轴，动作电缸驱动挡停定位板伸出，阻挡履带式机器人13，实现轮式机器人到位停止。

[0077] 本实施例驱动机构34为气缸，其包括缸体341和与缸体341配合的推动杆，缸体341设置在固定板31上，推动杆的驱动端与电机安装板32固连；在其它实施例中，驱动机构34也可为电缸，其包括缸体341和与缸体341配合的第一电动推杆342，缸体341设置在固定板31上，第一电动推杆342的驱动端与电机安装板32固连。

[0078] 本实施例用于防爆区域的履带式机器人13充电系统工作过程：

[0079] 1)履带式机器人13在工作平台11(履带式机器人13的工作平台11为地面)上自动行走，当履带式机器人13的充电电池15电量低于设定值时，履带式机器人13自动运行至充电位置(作动机构2上方)并停止，切断驱动电源；挡停机构上行阻挡，实现履带式机器人13的精确定位；

[0080] 2)启动作动机构2，作动机构2的第二电动推杆21伸出，第二电动推杆21带动托板23将履带式机器人13整体托起，使履带式机器人13的主行走轮16与地面脱离接触；

[0081] 3)启动4个能量转换机构的驱动机构34，每个驱动机构34驱动电机安装板32沿导向轴33在水平方向靠近履带式机器人13移动，电机安装板32上的能量转换机构同步向履带式机器人13的主行走轮16移动，直至能量转换电机351输出轴3511的旋转轴套卡装入主行走轮16的旋转轴内，即实现4个能量转换机构的4个旋转轴套与履带式机器人13的4个主行走轮16的旋转轴卡接；

[0082] 4)外部动力源分别驱动4个能量转换电机351转动，实现能量转换电机351输出轴3511上的旋转轴套旋转，进而分别带动4个主行走轮16转动，每个主行走轮16带动各自行走电机18旋转，将能量转换电机351的动能传递至履带式机器人13的4个行走电机18，4个行走电机18旋转发电产生电流，产生的电流通过履带式设备仓19内的电路存储至充电电池15，从而完成履带式机器人13的充电。

[0083] 充电完成后，每个驱动机构34驱动电机安装板32沿导向柱向外侧移动，使能量转换电机351输出轴3511的旋转轴套与主行走轮16的旋转轴脱开，然后作动机构2的第二电动推杆21缩回，履带式机器人13下落至工作平台11，使行走轮可在工作平台11上行走。

[0084] 实施例三

[0085] 与实施例一、二不同之处在于：如图6a和图6b所示，本实施例第一卡扣件161为旋转轴，其径向截面为多边形，相应的，第二卡扣件352为旋转轴套，其内表面与旋转轴外表面相适配。

[0086] 实施例四

[0087] 与实施例一、二不同之处在于：如图7a和图7b所示，第一卡扣件161为第一旋转卡扣盘，其上端面沿径向设有圆周布置的多个第一卡齿1611，第二卡扣件352为第二旋转卡扣盘，其下端面设有与第一卡齿1611配合的多个第二卡齿3521。

[0088] 实施例五

[0089] 与实施例一、二不同之处在于：如图8a和图8b所示，第一卡扣件161为锥形旋转轴，其外侧锥面设有第一齿形结构，第二卡扣件352为锥形旋转套，其内侧锥面设有与第一齿形结构配合的第二齿形结构，锥形旋转套内侧锥面与锥形旋转轴外锥面相适配。

[0090] 实施例六

[0091] 与实施例一不同之处在于：如图9所示，工作平台11包括底板111、设置在底板111上的充电停留平台以及分别位于充电停留平台112两侧的2个升降平台113，充电停留平台112用于支撑机器人下底面，升降平台113用于与机器人主行走轮16配合；

[0092] 作动机构2包括设置在底板111上的第二电动推杆21，且第二电动推杆21位于升降平台113的下方，第二电动推杆21的固定端与底板111固连，其驱动端与升降平台113固连，作动机构2用于驱动升降平台113上下移动；

[0093] 轮式机器人12的行走轮与工作平台11的脱离接触过程：轮式机器人12需要充电时，轮式机器人12运行至工作平台11处，且轮式机器人12的下底面支撑于充电停留平台112上，轮式机器人12的行走轮支撑于2个升降平台113上，然后，第二电动推杆21驱动2个升降平台113下降，使行走轮与升降平台113脱离接触。

[0094] 以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本发明所要保护的技术范畴。