CN105958578B - 一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 - Google Patents
一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105958578B CN105958578B CN201610358370.1A CN201610358370A CN105958578B CN 105958578 B CN105958578 B CN 105958578B CN 201610358370 A CN201610358370 A CN 201610358370A CN 105958578 B CN105958578 B CN 105958578B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- robot
- cradle
- region
- receiving unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005295 random walk Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H02J7/025—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供一种机器人的充电座，包括壳体和安装在壳体的控制器以及与控制器电连接的信号接收单元、无线信号发射器和充电端子；信号接收单元至少包括左、右信号接收单元，左、右信号接收单元的信号接收角度范围分别在壳体前方区域定义出左、中、右三个区域；左、右区域用于引导机器人趋向中区域，中区域用于引导机器人与充电座对接；无线信号发射器用于响应于信号接收单元接各自收到信号的情况而给机器人发送相应的反馈信号；充电端子用于给机器人充电。本发明还提供机器人的自动充电系统和方法。本发明避免了现有技术中需要红外发射管保持较大的发射功率而增加了耗能和降低了红外发射管的使用寿命的问题，且能达到有效引导机器人自动充电的效果。
Description
技术领域
本发明涉及自走式电器设备的自动充电技术，尤其涉及一种机器人的充电座和自动充电系统和方法。
背景技术
目前的自走式机器人使用电池供电，当其电量不足时，可以自动回到充电座进行充电。专利号为US8749196B2的美国专利公开了一种充电座和自动充电系统，该专利主要是通过充电座上的左右两个红外发射管发射红外信号，形成左右两个红外信号覆盖区和中间的左右信号重叠区，机器人通过左右两个信号的引导而找到中间的左右信号重叠区，并根据左右信号重叠区的引导从而与充电座对接，这样的方式可以有效解决机器人的自动充电的问题，但是需要充电座上的红外发射管持续发射红外信号。为了让红外发射管发射的红外信号能够覆盖到整个工作空间以便于机器人寻找，需要红外发射管保持较大的发射功率，因而增加了耗能和降低了红外发射管的使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种与现有技术截然不同的技术方案，该方案不需要在充电座上设置持续发射信号的红外发射管，并且能达到与现有技术相同的技术效果。本发明是这样实现的:
一种机器人的充电座，包括壳体，所述壳体定义出所述充电座的外形和其他部件的安装空间；其特征在于：还包括安装在所述壳体的控制器和与所述控制器电连接的信号接收单元、无线信号发射器和充电端子：
所述控制器用于协调和控制与之电连接的各部件；
所述信号接收单元至少有两个，分别定义为左、右信号接收单元，所述左、右信号接收单元分别在所述壳体前方的左右侧具有各自对应的信号接收角度范围，并在所述壳体前方区域定义出左、中、右三个区域，所述中区域小于所述左右区域；所述左、右区域用于引导机器人趋向所述中区域，所述中区域用于引导机器人对正所述充电座从而趋向所述充电座并与所述充电座对接，所述左区域和右区域至少部分由所述左、右信号接收单元的信号接收角度范围定义；
所述无线信号发射器用于响应各所述信号接收单元各自收到信号的情况而给机器人发送相应的反馈信号；
所述充电端子用于与机器人对应的充电端子对接从而给机器人充电。
在一种实施例中，所述中区域由所述左、右信号接收单元的接收角度范围之间的重叠区域定义。
在一种实施例中，所述左区域和右区域相互分离，所述中区域位于所述左、右区域之间。
在一种实施例中，所述充电座还还包括设于所述左、右信号接收单元中间的中信号接收单元；所述左区域和右区域相互分离，所述中区域位于所述左、右区域之间，所述中信号接收单元的信号接收角度范围至少部分位于所述中区域。
进一步地，所述左信号接收单元的接收角度范围至少覆盖所述壳体前方左侧最左边的范围；所述右信号接收单元的接收角度范围可覆盖所述壳体前方右侧最左边的范围；所述中信号接收单元的接收角度可覆盖所述壳体正前方1~30°的区域。
本发明还提供一种机器人的自动充电系统，包括上文所述的充电座，和与所述充电座分离的机器人，所述机器人设有信号发射装置和无线信号接收装置，所述信号发射装置包括设于所述机器人前端中间位置并用于沿所述机器人正前方发射信号的第一发射器和设于所述机器人顶部的用于发射全向信号的第二发射器，所述信号发射装置用于给所述充电座的信号接收单元发射信号，所述无线信号接收装置用于接收所述充电座上的无线信号发射器发送的反馈信号，所述机器人根据所述反馈信号而判断所述机器人位于所述充电座前方的哪个区域，并做出相应的动作：若所述充电座仅有左信号接收单元接收到所述第一发射器发射的信号，则所述机器人向左转向移动从而靠近所述中区域；若所述充电座仅有右信号接收单元接收到所述第一发射器发射的信号，则所述机器人向右转向移动从而靠近所述中区域；若所述机器人位于中区域，则所述机器人保持当前方向趋向前方移动从而靠近所述充电座，并最终与所述充电座对接。
进一步的，所述机器人未接受到所述充电座发射的反馈信号时，所述机器人的信号发射器以额定最大发射电流发射信号；所述机器人接收到所述充电座发射的反馈信号时，所述机器人降低所述信号发射器的发射电流直到某一临界值，该临界值为刚好可接收到所述充电座发射的反馈信号的最小值。
在一种实施例中，所述第一发射器和第二发射器发射的信号互不相同。
在一种实施例中，当所述第一发射器发射信号时所述第二发射器停止发射信号，当所述第二发射器发射信号时所述第一发射器停止发射信号。
进一步地，当所述机器人位于中区域时，则所述机器人上的第二发射器停止发射信号。
本发明还提供一种机器人的自动充电的方法，其特征在于：包括上文所述的自动充电系统，所述方法包括以下步骤：a.设置所述充电座的信号接收单元未接收到任何信号时所述充电座处于待机状态；b.所述机器人在需要充电时给所述充电座的信号接收单元发射信号；c.所述充电座上不同位置的信号接收单元接收到所述机器人发射的信号后，所述充电座上的无线信号发射器给所述机器人发送相应的反馈信号：d.所述机器人根据接收到的所述反馈信号来判断所述机器人位于所述充电座前方的哪个区域；e.所述机器人根据其所在的区域执行相应的动作并最终与所述充电座对接：若所述机器人位于所述左区域，则向左前方转向移动从而向所述中区域移动；若所述机器人位于所述右区域，则向右前方转向移动从而向所述中区域移动；若所述机器人位于中区域，机器人趋向前方移动从而靠近所述充电座。
本发明提供的机器人的充电座和自动充电系统和方法，提供了一种与现有技术不同的技术方案，由于不需要在充电座上设置持续发射信号的红外发射管，而机器人上的信号发射装置只有在寻找充电座的时候才发射信号，因此避免了现有技术中需要红外发射管保持较大的发射功率持续发射信号而增加了耗能和降低红外发射管的使用寿命的问题，且能达到有效引导机器人自动充电的效果。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的一种机器人的充电座的立体示意图；
图2所示为图1所示的充电座的俯视平面示意图；
图3所示为图1所示的充电座的控制器与各部件的电路连接框图；
图4至图11所示为图1所示的充电座与机器人组成自动充电系统的示意图；
图12所示为图1所示的充电座的工作流程示意图；
图13所示为在自动充电系统中机器人发射的信号经反射后被充电座接收的示意图；
图14所示为在另一实施例中充电座与机器人组成自动充电系统的示意图；
图15所示为另一实施例提供的充电座的俯视图平面示意图；
图16所示为图14所示的充电座的控制器与各部件的电路连接框图；
图17所示为图15所示的充电座的工作流程示意图；
图18所示为本发明实施例提供的机器人的自动充电方法流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一：
参考图1至图3，充电座100包括壳体120，所述壳体120定义出所述充电座100的外形和其他部件的安装空间；充电座100还包括安装在所述壳体120的控制器140（图3所示）和与控制器140电连接的两个信号接收单元160和180（图2所示）、无线信号发射器130（图3所示）和充电端子150。
控制器140用于协调和控制与之电连接的各个部件。
两个信号接收单元160、180分别定义为左信号接收单元160和右信号接收单元180。如图1和图2所示，以充电座100的充电端子150所在的一侧为前侧作为参照，左信号接收单元160安装在充电座100的左侧；右信号接收单元180安装在充电座100的右侧（由于图2为充电座100的俯视平面示意图，因此图2所示的充电座100的左右侧与读者的左右侧方向相反）。本实施例中信号接收单元160、180为红外信号接收单元，充电座上于所述左、右信号接收单元160、180的前端设有一透光面板101；来自充电座100前方的入射信号可经透光面板101被左、右信号接收单元接收。左、右信号接收单元160，180分别在壳体120前方的左右侧具有各自对应的信号接收角度范围。信号接收单元的信号接收角度越大则越便于接收到机器人发射的信号，也越便于机器人快速找到充电座，因此在本实施例中左信号接收单元的信号接收角度范围可覆盖充电座100前方左侧的整个区域（至少覆盖壳体前方左侧最左边的范围），右信号接收单元的信号接收角度范围可覆盖充电座100前方右侧的整个区域（至少覆盖壳体前方右侧最右边的范围）。可通过在信号接收单元前端设置挡板或光学透镜来限定信号接收单元的信号接收角度和方向。左、右信号接收单元160、180的接收角度范围在壳体120前端区域定义出左、中、右三个区域，所述左、右区域用于引导机器人趋向所述中区域，所述中区域用于引导机器人对正充电座100从而趋向充电座100移动并最终与充电座100对接，所谓对接是指机器人的充电端子与充电座100对应的充电端子接触从而给机器人充电。本实施例中，如图1和图2所示，左、右区域分别由左、右信号接收单元160和180的大部分接收角度范围定义，而中区域由左、右信号接收单元160、180的接收角度范围之间的重叠区域定义。中区域的范围比左右区域的范围小，由于中区域主要是用于引导机器人与充电座进行精确对接的，因此中区域的范围不宜太大，以能够引导机器人与充电座精确对接为宜。
无线信号发射器130与控制器140电连接，用于响应于两个信号接收单元160和180各自接收到信号的情况而给机器人发送相应的反馈信号，例如，当左信号接收单元160接收到信号时，无线信号发射器130给机器人发送一反馈信号（将其定义为左反馈信号）使得机器人知晓左信号接收单元160接收到了机器人发射的信号；当右信号接收单元180接收到信号时，无线信号发射器130给机器人发送另一反馈信号（将其定义为右反馈信号）使得机器人知晓右信号接收单元180接收到了机器人发射的信号。本实施例中无线信号发射器为2.4G无线信号发射模块，在别的实施例中也可以采用现有技术中存在的例如蓝牙、WIFI等无线发射模块。
充电端子150与控制器140电连接，用于与机器人对应的充电端子对接从而给机器人充电。本实施例中，充电座100底部设有两个伸向前方的臂121（图2所示），充电端子150为设于臂121尾部的金属凸起。在别的实施例中，充电端子也可以设于充电座的其他位置，只要当机器人与充电座对接时，能够使得机器人对应的充电端子与充电座的充电端子对接即可。
如图4至图11所示，充电座100与机器人200配合使用时，组成一自动充电系统，包括以上所述的充电座100和与充电座100分离的机器人200，机器人200设有信号发射装置220和无线信号接收装置240（图4所示）。信号发射装置220用于给充电座100的信号接收单元160、180发射信号；由于信号接收单元160、180是红外信号接收单元，因此信号发射装置220所发射的信号是红外信号。本发明除了可以采用红外信号外，在别的实施例中还可以采用激光信号，超声波信号等有指向性的信号。
如图5和图6所示，信号发射装置220包括设于机器人200前端中间位置并用于沿所述机器人正前方发射信号的第一发射器222（图5所示）和设于所述机器人200顶部前端的用于发射全向信号的第二发射器224（图6所示）。所谓全向信号是指以第二发射器224为中心向周围360°方向发射的信号（图6所示）。无线信号接收装置240（图4所示）用于接收充电座100上的无线信号发射器130发射的反馈信号，机器人200响应于所接收到的各反馈信号而做出相应的动作。
清洁机器人200在电量充足时不需要充电，则第一发射器222和第二发射器224均不发射信号；当机器人200的电量不足需要充电时，则第二发射器224开始发射信号，由于第二发射器发射的是全向信号，因此只要充电座100在机器人200的周围附近，则信号接收单元160、180很容易接收到第二发射器224发射的信号。如图7所示，机器人200在充电座100前方不同位置处，机器人200上的第二发射器224发射的信号均可被充电座100接收到。无线信号发射器130响应于信号接收单元160、180接收到第二发射器224发射的信号而给机器人200发送相应的反馈信号。机器人200接收到无线信号发射器130发射的反馈信号后只能确定机器人200已经进入了充电座100的能接收信号的范围内，即只能确定充电座100位于机器人200的附近，但是由于第二发射器224发射的信号是全方向的，因此机器人200还不能确定充电座100位于机器人200的哪个方位。此时机器人200的第一发射器222开始发射信号，由于第一发射器222不是全方位发射信号的，而是在机器人200的正前方发射信号，因此只要第一发射器222发射的信号被充电座100接收到，并产生相应的反馈信号发送给机器人200，则机器人200即可确认充电座100位于机器人200的前方区域。本实施例中第一发射器222和第二发射器224发射的信号是一样的，为了避免相互同时发射信号时产生干扰，因此第一发射器222发射信号的时候第二发射器224停止发射信号。
在别的实施例中，还可以令第一发射器222和第二发射器224发射的信号彼此不同（在这种情况下，第一发射器222和第二发射器224可以同时发射信号），同时令充电座100在收到第一发射器222和第二发射器224分别发射的不同信号时产生不同的反馈信号，使得机器人知晓充电座100的哪个信号接收单元接收到了哪个信号发射器发射的信号，这样可便于机器人根据第一发射器222发射的信号的反馈信号来判定充电座100位于机器人200的哪个方向。
如图8A所示，在本实施例中，第一发射器222发射信号时，机器人200原地旋转（顺时针或逆时针均可），使得第一发射器222发射的信号在机器人的周围360°扫瞄。如图8B所示，机器人200旋转的过程中，如果收到充电座100发送的反馈信号，则停止旋转以确定充电座100位于机器人200前方。
机器人200可根据充电座对第一发射器222发射的信号产生的反馈信号来确认机器人200位于充电座100前方左、中、右区域中的哪个区。
如图12所示，充电座100在没有接收到机器人200发射的任何信号时，处于待机状态，当充电座100的左信号接收单元160接收到第一发射器222发射的信号，则充电座100上的无线信号发射器130给机器人200发射左反馈信号；当充电座100的右信号接收单元180接收到第一发射器222发射的信号，则充电座100上的无线信号发射器130给机器人200发射右反馈信号。如图9所示，若机器人只收到左反馈信号而没有收到右反馈信号，则机器人200可判断其位于充电座100的左区域，然后机器人200向左前方转向移动（沿如图中空心箭头指示的方向移动）从而靠近中区域；如图10所示，若机器人200只收到右反馈信号而没有收到左反馈信号，则机器人200可判断其位于充电座100的右区域，然后机器人200向右前方转向移动（沿如图中空心箭头指示的方向移动）从而靠近所述中区域；如图11所示，由于中区域由左、右信号接收单元160、180的接收角度范围相邻的部分重叠区域定义，因此当机器人200位于中区域时，第一发射器222和第二发射器224发射的信号均可以同时被左、右信号接收单元160、180接收到，因此若机器人200在某个位置收到左反馈信号和右反馈信号，则机器人200可判断其位于中区域，然后机器人200保持当前方向移动趋向前方移动（沿如图中空心箭头指示的方向移动）从而靠近所述充电座100。若机器人在中区域移动时，可能脱离中区域而进入左/右区域，机器人可以在左/右区域的引导下又回到中区域。机器人200可重复上述动作并最终与充电座100对接。
进一步的，充电座100通常会设置在靠墙的位置，第一发射器222发射的信号可能会被墙壁或其他障碍物反射后被充电座的信号接收单元接收，使得机器人产生误判，为便于说明，将上述情况简称为反射误判情况。具体地，如图13所示的情况，机器人200位于右区域时，第二信号发射器222发射的信号中，信号X1被墙壁300反射后被左信号接收单元160接收到，这样会导致机器人200在该位置收到左反馈信号，使得机器人产生误判。为了避免上述问题的发生，可采用以下描述的降低发射电流的方法：机器人200未接受到充电座100发射的反馈信号时，机器人200的信号发射器以额定最大发射电流发射信号；机器人200接收到充电座100发射的反馈信号时，机器人200降低信号发射器220（包括第一发射器222和第二发射器224）的发射电流直到某一临界值，该临界值为刚好可接收到充电座100发射的反馈信号的最小值。这样可能会出现两种情况，一种情况是，若机器人200此时实际位于左区域或右区域，随着信号发射装置220降低发射电流，信号发射器发射的信号传输距离将越来越小，由于反射信号需要的传输距离长，因此到了某个临界值，仅有最接近机器人200的信号接收单元刚好可以接收到机器人200发射的信号，该临界值即为刚好可接收到充电座100发射的反馈信号的最小值。由此充电座100即可判断出机器人200位于哪个区域；另一种情况是，若机器人此时实际位于图2所示的中区域，随着信号发射装置220降低发射电流，信号发射器发射的信号传输距离将越来越小，由于在中区域左右信号接收单元160和180离机器人200的距离几乎相等，因此到了某个临界值，两个信号接收单元刚好可以接收到机器人发射的信号，该临界值即为刚好可接收到充电座100发射的反馈信号的最小值。由此机器人可以进一步确认其位于中区域。
实施例二：
如图14所示，本实施例与实施例一的不同之处在于本实施例充电座100的左区域和右区域相互分离，中区域位于左和右区域之间，可通过在左、右信号接收单元160、180之间设置挡板以隔离出中区域。机器人200的第一信号发射器222在中区域内发射信号时，将无法收到充电座100发送的反馈信号。中区域为充电座的正前方的狭小区域，机器人200在寻找充电座100时，通过第二发射器224持续发射全向信号，并在室内空间中随机行走，当接收到充电座100发送的反馈信号后，机器人200确定充电座在其周围附近。机器人可通过第一发射器222发射信号，同时机器人200原地旋转，使得第一发射器222发射的信号在机器人200的周围进行扫描，当接收到充电座100发送的反馈信号后，机器人200停止旋转，并可以确定充电座100位于机器人的前方。当机器人200在左区域（或右区域）接收到充电座100发射的反馈信号，则机器人200确认其位于左区域（或右区域），然后机器人200向左（或右）前方移动，当在移动过程中机器人200不再接收到充电座100发送的反馈信号时，则机器人200确认其进入中区域。机器人200可不断调整自身的位置，在中区域与左右区域之间来回移动，从而大体上在中区域的引导下内移动，并在中区域的引导下一步步靠近充电座，并最终与充电座对接。
实施例三：
如图15所示，本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，充电座100的左区域和右区域相互分离，中区域位于左和右区域之间，且充电座上有三个信号接收单元，除了在实施例一中已经描述的左信号接收单元160和右信号接收单元180外，还有一个设于信号接收单元160和180之间的中信号接收单元170。图16所示为图14所示的控制器与各部件的电路连接框图。中信号接收单元170的信号接收角度范围至少部分位于中区域内。信号接收单元170接收到机器人200发射信号后，充电座给机器人发送一反馈信号（将其定义为中反馈信号）以告知机器人中信号接收单元170已经接收到机器人发射的信号，则机器人200可判断其位于中区域。中信号接收单元170的发射角度范围可以覆盖整个中区域，也可以仅仅覆盖中区域的位于中轴线的部分区域。可以在中信号接收单元170前端设置挡板（未图示），挡板在中信号接收单元170前端形成一狭缝（未图示），机器人200发射的信号经过该狭缝而被中信号接收单元170接收到。狭缝可以限定中信号接收单元170的信号接收角度范围。中信号接收单元170的接收角度范围以能够引导机器人200与充电座100精确对接为宜。
本发明实施例还提供的一种机器人的自动充电的方法，所述方法用于上文所述的自动充电系统，所述方法包括以下步骤：a. 设置充电座100的信号接收单元未接收到任何信号时充电座100处于待机状态；b. 机器人200在需要充电时给充电座100的信号接收单元发射信号；c. 充电座100上不同位置的信号接收单元接收到机器人200发射的信号后，充电座100上的无线信号发射器给机器人200发送相应的反馈信号：d.机器人200根据接收到的反馈信号来判断机器人200位于充电座100前方的哪个区域；e.机器人200根据其所在的区域执行相应的动作并最终与充电座100对接：若机器人200位于左区域，则向左前方转向移动从而向所述中区域移动；若机器人200位于所述右区域则向右前方转向移动从而向中区域移动；若机器人位于中区域，机器人趋向前方移动从而靠近所述充电座。
本发明提供的机器人的充电座和自动充电系统和方法，提供了一种与现有技术不同的技术方案，由于不需要在充电座上设置持续发射的红外发射管，而机器人上的信号发射装置只有在寻找充电座的时候才发射信号，因此避免了现有技术中需要红外发射管保持较大的发射功率而增加了耗能和降低了红外发射管的使用寿命的问题，且能达到有效引导机器人自动充电的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限定本发明，本领域技术人员还可以根据以上实施例的描述做出若干演变；凡在本发明的构思内所做的修改、改进、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围内。本发明的附图为用于辅助说明本发明的技术方案的示意图，图示的比例，尺寸等不用以限定本发明。
Claims (10)
1.一种机器人的充电座，包括壳体，所述壳体定义出所述充电座的外形和其他部件的安装空间；其特征在于：还包括安装在所述壳体的控制器和与所述控制器电连接的信号接收单元、无线信号发射器和充电端子：
所述控制器用于协调和控制与之电连接的各部件；
所述信号接收单元至少有两个，分别定义为左、右信号接收单元，所述左、右信号接收单元分别在所述壳体前方的左右侧具有各自对应的信号接收角度范围，并在所述壳体前方区域定义出左、中、右三个区域，所述中区域小于所述左、右区域；所述左、右区域用于引导机器人趋向所述中区域，所述中区域用于引导机器人对正所述充电座从而趋向所述充电座并与所述充电座对接，所述左区域和右区域至少部分由所述左、右信号接收单元的信号接收角度范围定义；
所述无线信号发射器用于响应各所述信号接收单元各自收到信号的情况而给机器人发送相应的反馈信号；
所述充电端子用于与机器人对应的充电端子对接从而给机器人充电。
2.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于：所述中区域由所述左、右信号接收单元的接收角度范围之间的重叠区域定义。
3.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于：所述左区域和右区域相互分离，所述中区域位于所述左、右区域之间。
4.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于：还包括设于所述左、右信号接收单元中间的中信号接收单元；所述左区域和右区域相互分离，所述中区域位于所述左、右区域之间，所述中信号接收单元的信号接收角度范围至少部分位于所述中区域。
5.根据权利要求1至4任一项所述的充电座，其特征在于：所述左信号接收单元的接收角度范围至少覆盖所述壳体前方左侧最左边的范围；所述右信号接收单元的接收角度范围至少覆盖所述壳体前方右侧最右边的范围。
6.一种机器人的自动充电系统，其特征在于：包括权利要求1至5任一项所述的充电座，和与所述充电座分离的机器人，所述机器人设有信号发射装置和无线信号接收装置，所述信号发射装置包括设于所述机器人前端中间位置并用于沿所述机器人正前方发射信号的第一发射器和设于所述机器人顶部的用于发射全向信号的第二发射器，所述信号发射装置用于给所述充电座的信号接收单元发射信号，所述无线信号接收装置用于接收所述充电座上的无线信号发射器发送的反馈信号，所述机器人根据所述反馈信号而判断所述机器人位于所述充电座前方的哪个区域，并做出相应的动作：若所述充电座仅有左信号接收单元接收到所述第一发射器发射的信号，则所述机器人向左转向移动从而靠近所述中区域；若所述充电座仅有右信号接收单元接收到所述第一发射器发射的信号，则所述机器人向右转向移动从而靠近所述中区域；若所述机器人位于中区域，则所述机器人保持当前方向趋向前方移动从而靠近所述充电座，并最终与所述充电座对接。
7.根据权利要求6所述的自动充电系统，其特征在于：所述机器人未接受到所述充电座发射的反馈信号时，所述机器人的信号发射器以额定最大发射电流发射信号；所述机器人接收到所述充电座发射的反馈信号时，所述机器人降低所述信号发射器的发射电流直到某一临界值，该临界值为刚好可接收到所述充电座发射的反馈信号的最小值。
8.根据权利要求6所述的自动充电系统，其特征在于：所述第一发射器和第二发射器发射的信号互不相同。
9.根据权利要求6所述的自动充电系统，其特征在于：当所述第一发射器发射信号时所述第二发射器停止发射信号，当所述第二发射器发射信号时所述第一发射器停止发射信号。
10.一种机器人的自动充电方法，其特征在于：所述方法用于权利要求7至9任一项所述的自动充电系统，包括充电座和与所述充电座分离的机器人，所述方法包括以下步骤：a.设置所述充电座的信号接收单元未接收到任何信号时所述充电座处于待机状态；b.所述机器人在需要充电时给所述充电座的信号接收单元发射信号；c.所述充电座上不同位置的信号接收单元接收到所述机器人发射的信号后，所述充电座上的无线信号发射器给所述机器人发送相应的反馈信号：d.所述机器人根据接收到的所述反馈信号来判断所述机器人位于所述充电座前方的哪个区域；e.所述机器人根据其所在的区域执行相应的动作并最终与所述充电座对接：若所述机器人位于所述左区域，则向左转向移动从而向所述中区域移动；若所述机器人位于所述右区域，则向右转向移动从而向所述中区域移动；若所述机器人位于中区域，机器人趋向前方移动从而靠近所述充电座。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610358370.1A CN105958578B (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610358370.1A CN105958578B (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105958578A CN105958578A (zh) | 2016-09-21 |
| CN105958578B true CN105958578B (zh) | 2019-01-04 |
Family
ID=56910804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610358370.1A Active CN105958578B (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105958578B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107608358A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 爱啃萝卜机器人技术（深圳）有限责任公司 | 基于轮廓识别技术的高效率低成本自动回充系统和方法 |
| CN109061659A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-12-21 | 南京原觉信息科技有限公司 | 一种机器人对接控制的方法及系统 |
| CN109038724A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-18 | 安克创新科技股份有限公司 | 机器人充电装置 |
| CN111614132B (zh) * | 2019-02-25 | 2021-09-21 | 华硕电脑股份有限公司 | 自动回充方法 |
| CN110174675A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-27 | 创泽智能机器人股份有限公司 | 一种家用机器人充电桩位置判定装置及方法 |
| CN110311432B (zh) * | 2019-05-31 | 2024-05-24 | 深圳瑞科时尚电子有限公司 | 一种自移动设备充电座及自移动设备组件 |
| CN112748747A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种寻找充电座中间信号的运动控制方法、芯片及机器人 |
| CN111880524B (zh) * | 2020-06-12 | 2024-05-07 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 一种充电座、回充对接系统及激光对接方法 |
| CN111857128B (zh) * | 2020-06-12 | 2022-05-10 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 一种回充对接系统及激光对接方法 |
| CN111897319A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-11-06 | 北京旷视机器人技术有限公司 | 充电控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN112134329A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-25 | 广东杜尼智能机器人工程技术研究中心有限公司 | 一种被动式自动对准充电方法 |
| CN112190182B (zh) * | 2020-09-24 | 2021-07-27 | 广东杜尼智能机器人工程技术研究中心有限公司 | 一种集群式完成清扫任务的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205791621U (zh) * | 2016-05-26 | 2016-12-07 | 台州市霸业智能科技有限公司 | 一种机器人的充电座和自动充电系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7332890B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-02-19 | Irobot Corporation | Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods |
| CN101502406B (zh) * | 2009-02-20 | 2012-05-30 | 泰怡凯电器(苏州)有限公司 | 地面处理系统及地面处理装置与充电座的快速对接方法 |
| CN103997082B (zh) * | 2014-04-21 | 2016-01-13 | 伍小军 | 移动机器人自主充电装置及其自主充电方法 |
| CN103948354B (zh) * | 2014-05-05 | 2016-03-09 | 苏州爱普电器有限公司 | 一种地面清洁机器人及其控制方法 |
| CN105119338B (zh) * | 2015-09-10 | 2017-10-17 | 珠海市一微半导体有限公司 | 移动机器人充电控制系统及方法 |
| CN105361817A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-02 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 一种机器人的自动对接系统 |
-
2016
- 2016-05-26 CN CN201610358370.1A patent/CN105958578B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205791621U (zh) * | 2016-05-26 | 2016-12-07 | 台州市霸业智能科技有限公司 | 一种机器人的充电座和自动充电系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105958578A (zh) | 2016-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105958578B (zh) | 一种机器人的充电座和自动充电系统和方法 | |
| CN205791621U (zh) | 一种机器人的充电座和自动充电系统 | |
| CN106406316B (zh) | 家庭智能陪护机器人的自主充电系统及其充电方法 | |
| RU2628970C2 (ru) | Система и способ для ведения автоматического очистительного устройства по траектории | |
| CN105119338B (zh) | 移动机器人充电控制系统及方法 | |
| US10775803B2 (en) | Docking system and method for charging a mobile robot | |
| TWI305610B (en) | Path guidance method for autonomous mobile device | |
| CN103066645B (zh) | 一种机器人及其自动充电系统和方法 | |
| CN109508014A (zh) | 一种移动机器人的激光引导回充方法及芯片 | |
| US20160082595A1 (en) | Self-Mobile Robot Laser-Guided Travel Operating System and Control Method Therefor | |
| US20120323365A1 (en) | Docking process for recharging an autonomous mobile device | |
| CN105361817A (zh) | 一种机器人的自动对接系统 | |
| CN103948354A (zh) | 一种地面清洁机器人及其控制方法 | |
| KR20160133806A (ko) | 무인 비행체 유도 방법 및 장치 | |
| CN109383799A (zh) | 一种飞行器充电方法及相关装置 | |
| CN108390441B (zh) | 充电座、移动机器人以及自动充电系统 | |
| CN110758152B (zh) | 智能机器人、充电桩及智能机器人自主充电对接的方法 | |
| CN211403245U (zh) | 用于无人机的降落系统 | |
| WO2023103326A1 (zh) | 控制方法、机器人、机器人充电座及计算机可读存储介质 | |
| CN110928307A (zh) | 基于红外激光的自动回充方法、系统、机器人及充电坞 | |
| EP3783534A1 (en) | Self-moving device, server, and automatic working system therefor | |
| KR20180092124A (ko) | Cctv드론을 근접 지원하는 드론스테이션 | |
| CN110011376B (zh) | 机器人控制装置及机器人系统 | |
| CN107505643A (zh) | 一种结合gps与红外导航的机器鱼返航定位方法 | |
| CN110203083A (zh) | 一种无人机激光充电装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220112 Address after: 318000 3rd floor, Building 29, Xiachen Feiyue science and Innovation Park, Jiaojiang District, Taizhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Duoli Robot Technology Co.,Ltd. Address before: 318099 room 1001, no.293, Gonggong Road East, Jiaojiang District, Taizhou City, Zhejiang Province Patentee before: TAIZHOU BAYE INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A charging stand for a robot and an automatic charging system and method Effective date of registration: 20220826 Granted publication date: 20190104 Pledgee: Zhejiang Taizhou Jiaojiang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Baiyun sub branch Pledgor: Zhejiang Duoli Robot Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022330001917 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |