CN104571102A - 一种对接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动化电动工具充电的对接系统，包括自动行走设备与充电柱，自动行走设备包括机身、用于提供自动行走设备工作电能的直流供电单元，机身前端开设有具有中轴线的对接槽，对接槽上设有第一组端子，充电柱具有轴心线，充电柱的周向侧壁上设有第二组端子，充电柱能够卡设于对接槽内，此时第一组端子与第二组端子电性接触，充电柱开始给直流供电单元充电；所述对接系统还包括检测装置与控制装置，当所述对接系统向充电柱回归时，检测装置会检测中轴线与轴心线的相对位置，并将位置信号发送给控制装置，控制装置接收信号后对机身作出调整，直至中轴线与轴心线共面，随后控制机身直行并将充电柱卡入对接槽内充电。

Description

一种对接系统

技术领域

本发明涉及一种对接系统，尤其涉及一种用于自动割草机或自动吸尘器回归充电的对接系统。

背景技术

由于自动化技术的普及，在电动工具行业中，逐渐出现了大量的清洁用机器人，例如自动割草机、自动吸尘器等等，它们的共同点是具有基于图像识别的功能。以自动割草机为例，当其检测到电池欠压、淋雨或强制按回归键等信号时，机器先由超声波或GPS定位引导等方式回归到充电站3-5米的区域，然后再通过图像识别系统与充电站对接。但是这种对接并不智能，机器需要经过多次尝试后才能准确地对接到充电站进行充电，既效率低下，也造成了对电量无谓的浪费。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种对接系统，包括自动行走设备与用于向所述自动行走设备充电的充电站， 所述自动行走设备包括：

机身；

直流供电单元，用于提供所述自动行走设备的工作电能；

对接槽，开设于所述机身前端，所述对接槽具有中轴线；

第一组端子，设于所述对接槽内侧壁上；

所述充电站包括

充电柱，具有轴心线，所述充电柱可收容于所述对接槽中；

第二组端子，设于所述充电柱的外侧壁上，当所述充电柱收容于所述对接槽内时，所述第二组端子与所述第一组端子电性接触，所述充电柱开始给直流供电单元充电；

所述对接系统还包括：

检测装置，用于检测所述中轴线与所述轴心线的相对位置，并输出相应的位置信号；

控制装置，用于接收所述位置信号并控制所述自动行走设备的行止与运动方向；

当所述检测装置检测到所述中轴线与所述充电柱的轴心线共面时，所述控制装置控制所述自动行走设备沿直线向前运动，当所述充电柱收容于所述对接槽内时，所述控制装置控制所述自动行走设备停止运动。

优选地，所述第一组端子包括左右分设于所述对接槽内侧壁上的第一触片与第二触片，所述第二组端子包括设于所述充电柱外侧壁上的第三触片与所述第四触片，当所述充电柱收容于所述对接槽内时，所述第一触片与所述第三触片电性接触，所述第二触片与所述第四触片电性接触。

进一步优选地，所述第三触片与所述第四触片绕所述充电柱的周向侧壁设置，且沿竖直方向上下设置，所述第三触片与所述第四触片在竖直方向上具有间隙。

优选地，所述自动行走设备为割草机，其具有切割机构。

优选地，所述自动行走设备为吸尘设备，其具有能够吸风与吹风的机构。

本发明对接系统可以适用于自动割草机、自动吸尘器等自动化程度较高的电动工具中，自动行走设备寻找充电站的过程简单、快速，既提高了效率，也节省了时间，同时对接的准确度高。

附图说明

附图1为本发明对接系统的自动行走设备的示意图；

附图2(a)为本发明对接系统的充电站的主视图；

附图2(b)为本发明对接系统的充电站的俯视图；

附图3为本发明对接系统的第一状态示意图；

附图4为本发明对接系统的第二状态示意图；

附图5为本发明对接系统的第三状态示意图。

附图中：

1-自动行走设备，2-充电站；

11-机身，12-对接槽，13-中轴线，14-第一触片，15-第二触片；

21-充电柱，22-轴心线，23-第三触片，24-第四触片。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明对接系统的优选的实施方式进行详细说明。

本发明对接系统包括自动行走设备1与充电站2，附图1为自动行走设备1的示意图，附图2为充电站2的示意图，其中附图2分为附图2(a)与附图2(b)，分别对应了充电站2的主视图与俯视图。自动行走设备1可以是割草机、吸尘器等智能电动工具，其包括机身11，机身11前端开设有对接槽12，对接槽12具有中轴线13，优选将对接槽12设置为圆形，这样中轴线13刚好通过对接槽12的圆心。在对接槽12的内侧壁上设有用于与充电站2对接的第一组端子，本实施例中，第一组端子包括第一触片14与第二触片15。自动行走设备1内部还设有检测装置与控制装置，其中检测装置用于检测周边的环境，在本实施例中，该检测装置具有图像识别的功能，即可以预先输入一用于比较的标准图像，随后通过检测装置采集到的信号与标准图像进行比对，将比较结果发送至控制装置，控制装置根据该比较结果，控制自动行走设备1直行、转弯或停止工作，在工作时，自动行走设备1依靠安装于其上的直流供电单元提供工作电能。

与自动行走设备1相对应地，充电站2的充电部分为充电柱21，充电柱21本身的尺寸与对接槽12相对应，以能够刚好卡扣于对接槽12内，且能够自由退出为最佳，充电柱21具有轴心线22且设有第二组端子，本实施例中，第二组端子包括第三触片23与第四触片24，其中第三触片23能够与第一触片14电性接触，第四触片24能够与第二触片15电性接触，当上述两组端子均电性接触时，充电柱21开始给自动行走设备1的直流供电单元充电。

附图3-5绘示了本发明对接系统实现整个对接过程的步骤。当自动行走设备1在草坪或地板上工作时，其依靠超声波或GPS定位系统功能，对周围的环境进行识别，例如墙壁、障碍物等，随后由接收了位置信号的控制装置控制自动行走设备进行路线的变更等。当自动行走设备接收到低电压、雨淋或强制回归等控制信号后，检测装置开始对充电柱的位置进行检测。首先，对接系统通过超声波或GPS定位将自动行走设备1移动至以充电柱21的轴心线22为圆心，3-5米的圆形范围内，随后会旋转一周寻找充电柱21的大致位置并修正机身的方向，在这里，图像识别系统预存了充电柱21的形状及颜色的明显的特征，自动行走设备会将采集到的图像与标准图像进行比对，当在视野范围能存在与标准图像相同的影响时，就开始精确定位：检测装置开始检测中轴线13与轴心线22的相对位置，一般情况下，二者在三维空间中是异面直线，控制装置会根据位置对自动行走设备1进行微调，使二者尽可能靠近；当二者共面时，对接槽12刚好对准充电柱21，此时控制装置控制自动行走设备1向前运动，这样对接槽12就会向前刚好卡住充电柱21，此时第一触片14与第三触片23电性接触，第二触片15与第四触片24电性接触，整个充电电路接通，充电柱21开始给直流供电单元充电，此时控制装置控制自动行走设备1停止运动，至此，整个回归充电过程完成。

作为进一步优选的方案，第三触片23与第四触片24均环绕在充电柱21的周向侧壁上，且一上一下，二者之间留有一定间隙，对应的第一触片14与第二触片15也一上一下地设置在对接槽12的内侧壁上，保证能够以一一对应即可这样做的优点是能够节省对接处的空间，且触片与触片之间接触部分面积较大，连接更加可靠。同时，对于充电柱21可以将其涂上特殊的颜色或修改其轮廓，使得图像识别装置易于对其识别。

相较于现有技术，本发明能够有效地提高自动行走设备1与充电站2对接的效率与准确度，可以广泛应用于自动化程度较高的电动工具领域。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种对接系统，包括自动行走设备(1)与用于向所述自动行走设备(1)充电的充电站(2)，其特征在于：

所述自动行走设备(1)包括

机身(11)；

直流供电单元，用于提供所述自动行走设备的工作电能；

对接槽(12)，开设于所述机身(11)前端，所述对接槽(12)具有中轴线(13)；

第一组端子，设于所述对接槽(12)内侧壁上；

所述充电站(2)包括

充电柱(21)，具有轴心线(22)，所述充电柱(21)可收容于所述对接槽(12)中；

第二组端子，设于所述充电柱(21)的外侧壁上，当所述充电柱(21)收容于所述对接槽(12)内时，所述第二组端子与所述第一组端子电性接触，所述充电柱(21)开始给直流供电单元充电；

所述对接系统还包括

检测装置，用于检测所述中轴线(13)与所述轴心线(22)的相对位置，并输出相应的位置信号；

控制装置，用于接收所述位置信号并控制所述自动行走设备(1)的行止与运动方向；

当所述检测装置检测到所述中轴线(13)与所述充电柱的轴心线(22)共面时，所述控制装置控制所述自动行走设备(1)沿直线向前运动，当所述充电柱(21)收容于所述对接槽(12)内时，所述控制装置控制所述自动行走设备(1)停止运动。

2.根据权利要求1所述的对接系统，其特征在于：所述第一组端子包括左右分设于所述对接槽(12)内侧壁上的第一触片(14)与第二触片(15)，所述第二组端子包括设于所述充电柱(21)外侧壁上的第三触片(23)与所述第四触片(24)，当所述充电柱(21)收容于所述对接槽(12)内时，所述第一触片(14)与所述第三触片(23)电性接触，所述第二触片(15)与所述第四触片(24)电性接触。

3.根据权利要求2所述的对接系统，其特征在于：所述第三触片(23)与所述第四触片(24)绕所述充电柱(21)的周向侧壁设置，且沿竖直方向上下设置，所述第三触片(23)与所述第四触片(24)在竖直方向上具有间隙。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的对接系统，其特征在于：所述自动行走设备(1)为割草机，其具有切割机构。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的对接系统，其特征在于：所述自动行走设备(1)为吸尘设备，其具有能够吸风与吹风的机构。