[0039] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0040] 如图1、2、3和4所示，重载AGV自动充电装置，包括车载充电机构6和充电桩5。车载充电机构6包括身份标识2、充电插头3、车载外壳7、弹性臂8、封盖9、固定管10、伸缩件16和伸缩驱动组件。弹性臂8的材质为橡胶。车载外壳7固定在AGV小车1内。身份标识2安装在AGV小车1上。身份标识2采用印有二维码的卡片。身份标识2记载有对应的AGV小车1信息或指向对应的AGV小车1信息在数据库中的存储位置。AGV小车1信息包括充电电压、最大充电电流、AGV型号和充电插头3高度。
[0041] 如图3所示，封盖9设置在车载外壳7的顶部。固定管10固定在车载外壳7内。伸缩件16与固定管10构成沿水平方向滑动的滑动副。弹性臂8的内端与伸缩件16固定。充电插头3的外端面呈圆锥状。充电插头3的侧面为圆柱面，且设置有沿充电插头3轴向依次等间距排列的七个金属触圈3-1。以七个金属触圈3-1作为传输介质的充电插头3满足《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T20234-2006)以及(GB/T20234-
2011)。七个金属触圈3-1分别对应三相交流电源、中线、设备地、充电连接确认、控制导引。
充电插头3的七个金属触圈3-1与AGV小车1内车载充电管理模块的七个输入接口分别连接。
[0042] 如图4和5所示，伸缩驱动组件包括第一连杆12、第二连杆15、驱动滑块、滑轨13和单轴驱动器14。单轴驱动器14的型号为LX1502-B1-A1525-75，其为丝杠螺母时单轴电动滑台。单轴驱动器14的基座固定在车载外壳7内。滑轨13固定在单轴驱动器14的滑动块上。滑轨13的轴线平行于第一连杆12、第二连杆15的相对滑动方向，且垂直于单轴驱动器14的驱动方向(即内部丝杠的轴线方向)。驱动滑块与滑轨13构成滑动副。第一连杆12、第二连杆15的一端均与驱动滑块铰接，另一端与固定管10、伸缩件16分别构成滑动副。伸缩驱动组件内单轴驱动器14能够驱动伸缩件16进行滑动，且呈V形设置的第一连杆12、第二连杆15能够放大位移量，使得本发明能够选用行程更小的单轴驱动器14，以降低成本。
[0043] 如图1和2所示，充电桩5包括充电系统、桩体17、标识读取装置4、充电插座11和升降驱动器。标识读取装置4安装在桩体17上。标识读取装置4采用摄像机，用于读取身份标识对应的AGV小车1信息。桩体17固定在充电点的地面上。充电系统安装在桩体17内。充电系统具有满足《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T20234-2006)以及(GB/T20234-2011)的七根传输线，对应三相交流电源、中线、设备地、充电连接确认、控制导引。
[0044] 如图2、6、7和8所示，充电插座11包括插座主体18和锁紧保护组件。插座主体18与桩体17构成沿竖直方向滑动的滑动副。升降驱动器包括升降丝杠、升降螺母和升降电机。竖直设置的升降丝杠支承在桩体17内。升降电机固定在桩体17上，且输出轴与升降丝杠的一端固定。升降螺母固定在插座主体18内。升降螺母与升降丝杠构成螺旋副。插座主体18上的开设有充电通道。充电通道由同轴且依次相连的导向段18-1、锁紧段18-2、充电段18-3组成。导向段18-1的外端位于插座主体18的外侧面。导向段18-1由外至内的横截面逐渐缩小。
[0045] 导向段18-1外端端部的横截面呈椭圆形，且该椭圆形的长轴水平设置。该椭圆形的长轴长度等于3.5D1，短轴长度等于2.5D1。D1为弹性臂8的直径，其值等于40mm。导向段18-1内端端部的横截面呈圆形，且直径等于1.05D1。锁紧段18-2的横截面呈圆形，且直径等于D1+0.5mm。锁紧段18-2与导向段18-1的连接处设有倒角。导向段18-1渐缩式的设计，使得弹性臂8只要能够在导向段18-1外端椭圆形的范围内，就能够使得弹性臂8在导向段18-1的引导下发生变形；当弹性臂8进入锁紧段18-2时，充电插头3与充电段18-3对齐。
[0046] 充电段18-3的横截面呈圆形，且直径等于D2+0.5mm。D2为充电插头3的直径。充电段18-3处安装有充电接口。充电接口与充电插头3对应，对接后能够输电。具体的，充电接口包括七个弹簧针组。弹簧针组由沿充电段18-3轴线的周向均布的多根弹簧针组成。同一弹簧针组内的多根弹簧针连接在一起。七个弹簧针组沿充电段18-3的轴线方向依次排列。七个弹簧针组到导向段18-1内端端面的距离与七个金属触圈3-1到弹性臂8外端端面的距离分别相等。因此，当弹性臂8外端端面与导向段18-1内端端面接触时，七个弹簧针组内的弹簧针分别抵住充电插头3上的七个金属触圈3-1。七个弹簧针组与充电系统的七根传输线分别连接，且连接顺序与充电插头3的七个金属触圈3-1连接车载充电管理模块七个输入接口的顺序对应。
[0047] 如图2、6、8和9所示，锁紧保护组件包括保护滑块19、保护复位弹簧20和锁紧单元。保护滑块19设置在充电段18-3内，且与充电段18-3构成滑动副。保护滑块19的侧面为圆柱面，且直径等于D2。保护复位弹簧20的一端与保护滑块19的内端固定，另一端与插座主体18的内腔固定。保护滑块19的外端面设置有锥形凹槽。锥形凹槽的形状与充电插头3呈圆锥状的外端面对应。初始状态下，充电接口内的所有弹簧针均与保护滑块19接触，进而避免弹簧针与外界接触，减缓充电接口的老化。
[0048] 插座主体18上开设有n条轴向锁位滑道18-4和n条径向锁定滑道18-5，n＝4。n条轴向锁位滑道18-4的轴线均与导向段18-1的轴线平行，且沿导向段18-1的周向均布。n条径向锁定滑道18-5的一端与n条轴向锁位滑道18-4的中部分别连通，另一端均与导向段18-1的侧面连通。
[0049] 锁紧单元包括锁紧凸轮杆21(其起到移动凸轮的作用)、滑动锁杆22、联动连接件23、第一锁紧复位弹簧24和第二锁紧复位弹簧25。联动连接件23采用绳索。锁紧单元共有n个。n个锁紧单元内的锁紧凸轮杆21分别设置在n条轴向锁位滑道18-4内，并与n条轴向锁位滑道18-4分别构成滑动副。n根滑动锁杆22分别设置在n条径向锁定滑道18-5内，并与n条径向锁定滑道18-5分别构成滑动副。锁紧凸轮杆21的侧部设置有锁紧凸起。n根锁紧凸轮杆21上的锁紧凸起均朝向充电通道的锁紧段18-2。
[0050] n根锁紧复位弹簧分别设置在n条轴向锁位滑道18-4的内端，且一端与n根锁紧凸轮杆21的内端分别固定，另一端与n条轴向锁位滑道18-4的内端分别固定。滑动锁杆22呈十字形(即中部设置有横向凸起)。n根第二锁紧复位弹簧25分别设置在n条径向锁定滑道18-5内，且一端与n根滑动锁杆22(横向凸起处)分别固定，另一端与n条径向锁定滑道18-5分别固定。n根联动连接件23的一端与n根锁紧凸轮杆21的外端分别固定，另一端均与保护滑块19固定。
[0051] 初始状态下，n根滑动锁杆22到锁紧段18-2轴线的距离大于锁紧段18-2的直径(即滑动锁杆22未伸入锁紧段18-2内)。弹性臂8外端端面与导向段18-1内端端面接触的状态下，n根滑动锁杆22到锁紧段18-2轴线的距离小于D1(即滑动锁杆22伸入锁紧段18-2内，并挤压弹性臂8，使弹性臂8变形，此时n根滑动锁杆22到锁紧段18-2轴线的距离具体为D1-1mm)。
[0052] 当保护滑块19在充电插头3的推动下向后滑动时，将通过n根联动连接件23分别拉动n根锁紧凸轮杆21滑动。n根锁紧凸轮杆21在滑动中，锁紧凸轮杆21上的锁紧凸起与对应的滑动锁杆22接触，从而推动对应的滑动锁杆22向锁紧段18-2的轴线滑动，使得滑动锁杆22的端部挤压弹性臂8，使得弹性臂8的侧面被压出凹坑，实现对滑动锁杆22的锁紧，避免AGV小车1或充电桩受到外力冲击时充电中断，保证充电的稳定性。
[0053] 该重载AGV自动充电装置的充电方法具体如下：
[0054] 步骤一、被充电AGV小车1移动到充电桩处，使得充电插头3对准插座主体18上充电通道的升降轨迹。充电桩上的标识读取装置4读取AGV小车1上的身份标识，从而获取被充电AGV小车1的车型和充电插头3高度。
[0055] 步骤二、升降驱动器驱动插座主体18移动至与充电插头3高度对应的高度。
[0056] 步骤三、单轴驱动器驱动弹性臂8推出，使得弹性臂8伸入充电通道，并在导向段18-1的引导下发生弯曲，消除充电AGV小车1定位时的横向误差和插座主体18定位时的纵向误差，使得充电插头3与充电通道内的充电接口对齐。
[0057] 步骤四、充电插头3进入充电通道的充电段18-3，推动保护滑块19滑动，使得弹性臂8外端端面与导向段18-1内端端面接触，七个弹簧针组内的弹簧针分别抵住充电插头3上的七个金属触圈3-1。同时，保护滑块19拉动n根锁紧凸轮杆21滑动，使得n根滑动锁杆22的沿径向滑动，抵住弹性臂8。
[0058] 步骤五、充电桩上的充电系统启动，为AGV小车1充电。
[0059] 步骤六、充电完成后，单轴驱动器驱动弹性臂8缩回(此处，虽然弹性臂8被n根滑动锁杆22抵住，但通过施加轴向拉力，依然能够拔出)，保护滑块19、n根锁紧凸轮杆21、n根滑动锁杆22分别复位。
