CN106094832B - 一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 - Google Patents
一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106094832B CN106094832B CN201610568184.0A CN201610568184A CN106094832B CN 106094832 B CN106094832 B CN 106094832B CN 201610568184 A CN201610568184 A CN 201610568184A CN 106094832 B CN106094832 B CN 106094832B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- charging device
- light source
- charging
- module
- 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 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 59
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002319 phototactic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0255—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
-
- H02J7/025—
Abstract
本发明公开了一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统。在所述方法中，机器人在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；进而充电装置收到无线信号后开启自身的光源；然后机器人根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；最后由充电装置通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电。由此可知，通过机器人和充电装置之间的配合，实现了机器人无线充电的自动化，而且充电装置将机器人吸合后再充电，避免了干扰。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统。
背景技术
近年来，随着计算机智能控制技术和传感器技术的不断发展，室内移动机器人被越来越广泛地应用在人们的生活中，如扫地机器人、商场导购机器人、餐饮服务机器人等。由于机器人本身机载电源容量有限，不能进行较长时间的供电，需要采用人工干预的方式完成充电。人工干预充电方式不仅浪费人力时间，也导致机器人工作时间受限，降低了机器人的自主性和智能化。
目前，机器人最常见的充电方式是基于接触式充电技术。接触式充电技术采用接口对接方式，这种充电方式容易造成接触不良或电路短路，造成充电失败和带来安全隐患，影响充电效率和机器人的应用。还有一种常见的非接触式充电技术，是基于地面式电磁感应充电，在机器人车身底部和地面各安装感应线圈，这样的方式由于车与地面存在一定的距离，要求线圈的功率和体积足够大，造成高成本。同时，地面上的宠物或一些含金属成分的垃圾物品都可能对电力传输造成干扰和带来不可预测的安全问题。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统，使机器人能自主的进行无线充电。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种机器人进行自主无线充电的方法，包括如下步骤：
A、机器人在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；
B、所述充电装置在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人；
C、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；
D、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电。
所述的机器人进行自主无线充电的方法中，所述机器人的左右两侧各设置有一个光源传感器；所述步骤C具体包括如下步骤：
C1、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，机器人右转；在左右两侧的光强相等时，机器人按现有的方向前进；
C2、所述机器人在前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物并规避；
C3、所述机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并发送无线信号通知充电装置机器人已就位。
所述的机器人进行自主无线充电的方法中，所述充电装置设置有电磁铁和发送线圈，所述机器人设置有接收线圈和能被所述电磁铁吸引的金属片；所述步骤D具体包括：
D1、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电，电磁铁通过磁力吸引所述金属片；
D2、当电磁铁和金属片完成吸合对接后，所述充电装置将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈，所述发射线圈通入高频交流电产生磁场；
D3、机器人的接收线圈感应到电磁信号，产生感应电动势，机器人将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电；机器人在检测到充电已满时通知充电装置给电磁铁断电。
所述的机器人进行自主无线充电的方法中，所述充电装置检测到充电发生故障时，自动断电；所述机器人在充电发生故障时，开启报警模块进行报警。
所述的机器人进行自主无线充电的方法中，所述无线信号为WIFI信号、蓝牙信号、红外信号、ZigBee网络信号中的一种。
一种机器人进行自主无线充电的系统，所述系统包括：
机器人，用于在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；在接收到充电装置反馈的光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；
充电装置，用于在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人；在收到所述机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电。
所述的机器人进行自主无线充电的系统中，所述机器人的左右两侧各设置有一个光源传感器；所述机器人包括：
驱动模块，用于驱动机器人移动；
第一无线通信模块，用于与充电装置进行无线通信；
电量检测模块，用于检测电池电量，在电池电量低于预先设置的阈值时，通过第一无线通信模块给充电装置发出无线信号；
寻光电路模块，用于在第一无线通信模块接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人右转；在左右两侧的光强相等时，控制驱动模块驱动机器人按现有的方向前进；
避障模块，用于在机器人前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物，并通过驱动模块规避障碍物；在机器人前进到距充电装置的光源预定距离后，控制驱动模块使机器人停止移动，并通过第一无线通信模块发送无线信号通知充电装置机器人已就位。
所述的机器人进行自主无线充电的系统中，所述充电装置包括：
电磁铁；
发送线圈，用于在通电后产生磁场；
第二无线通信模块，用于与机器人进行无线通信；
设置有光源的光源模块，用于在第二无线通信模块接收到所述无线信号后，开启光源，并通过第二无线通信模块反馈光源开启的状态信息给机器人；
电能发射模块，用于在第二无线通信模块收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电；在电磁铁吸合机器人后，将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈；
所述机器人还包括：
能被所述电磁铁吸引的金属片；
接收线圈，用于感应电磁信号，产生感应电动势；
电能接收模块，用于将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电。
所述的机器人进行自主无线充电的系统中，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块。
一种机器人，包括如上所述的机器人进行自主无线充电的系统。
相较于现有技术，本发明提供一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统。在所述方法中，机器人在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；进而充电装置收到无线信号后开启自身的光源；然后机器人根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；最后由充电装置通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电。由此可知，通过机器人和充电装置之间的配合，实现了机器人无线充电的自动化，而且充电装置将机器人吸合后再充电，避免了干扰。
附图说明
图1为本发明提供的机器人进行自主无线充电的系统一实施例的结构框图。
图2为本发明提供的机器人进行自主无线充电的系统一实施例中，机器人的结构框图。
图3为本发明提供的机器人进行自主无线充电的系统一实施例中，充电装置的结构框图。
图4为本发明提供的机器人进行自主无线充电的系统一实施例中，电磁铁与发送线圈的位置关系示意图。
图5为本发明提供的机器人进行自主无线充电的系统一实施例中，金属片与接收线圈的位置关系示意图。
图6为本发明提供的机器人进行自主无线充电的方法一实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种机器人进行自主无线充电的系统，请参阅图1，所述系统包括机器人10和充电装置20。
所述机器人10，用于在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置20发出无线信号；在接收到充电装置20反馈的光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置20，机器人10前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置20机器人已就位，即，向充电装置20发出机器人已就位的通知。机器人10与充电装置20采用无线通信，其通信方式为WIFI通信、蓝牙通信、红外通信、ZigBee通信中的一种；对应的，所述无线信号为WIFI信号、蓝牙信号、红外信号、ZigBee网络信号中的一种。本实施例中采用蓝牙通信，故所述无线信号、状态信息以及通知都是蓝牙信号。所述机器人10优选为室内移动式机器人，如扫地机器人、商场导购机器人、餐饮服务机器人等。
所述充电装置20，用于在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人10；在收到所述机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人10吸合，并对机器人10无线充电。所述充电装置20设置在墙壁上，优选为墙壁式充电装置。
本发明利用机器人和墙壁式充电装置之间的通信和无线充电，实现电能从充电装置到机器人的转移，无需电线连接，避免接触式充电接触不良和短路现象。同时，墙壁式充电装置，避免了地面移动物及含金属物品对地面无线充电装置的干扰现象。本发明的设备装置成本低，易实现。
所述机器人10的左右两侧（优选为正面的左右两侧）各设置有一个用于检测光强的光源传感器，在其它实施例中，所述光源传感器数量可以为1个或者大于2个的任意数。请参阅图2，所述机器人还具体包括第一无线通信模块110、电量检测模块120、电池130、电能接收模块140、接收线圈150、寻光电路模块160、驱动模块170和避障模块180。
所述第一无线通信模块110，用于与充电装置20进行无线通信。
所述驱动模块170，用于驱动机器人移动。
所述电量检测模块120，用于检测电池130的电量，在电池130的电量低于预先设置的阈值时，启动所述第一无线通信模块110，并通过第一无线通信模块110给充电装置20发出无线信号。所述电量检测模块120还用于在电池130的电量充满后，通过第一无线通信模块110通知充电装置20给电磁铁断电。
所述寻光电路模块160，用于在第一无线通信模块110接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，控制驱动模块170驱动机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，控制驱动模块170驱动机器人右转；在左右两侧的光强相等时，控制驱动模块170驱动机器人按现有的方向前进。通过寻光电路模块160对光源的寻光，使机器人10能很快的找到充电装置。
所述避障模块180，设置有至少一个超声波传感器和至少一个红外测距传感器，用于在机器人前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物，并通过驱动模块170规避障碍物；在机器人前进到距充电装置的光源预定距离后，控制驱动模块170使机器人停止移动，并通过第一无线通信模块110发送无线信号通知充电装置20机器人已就位。所述预定距离根据实际电磁铁的磁力强弱进行设置，优选的，为10cm。采用超声波传感器和红外测距传感器配合使用，可避免单独采用超声波传感器引起测距盲区的问题。
进一步的，本实施例中，所述避障模块180包括有3个超声波传感器和4个红外测距传感器。以机器人的正前方为0°为例，一个超声波传感器的检测方向（朝向）为0°，用于检测机器人正前方的障碍物。另外两个超声波传感器的检测方向分别为60°和-60°，分别用于检测机器人右前方和左前方的障碍物。而4个红外测距传感器的检测方向分别为30°，90°，-30°和-90°，分别用于检测机器人右前方、右边、左前方和左边的障碍物。这样设置有利于对远处和近处前方障碍物的检测，避免检测死角。
所述避障模块180规避障碍物时，具体用于：获取超声波传感器和红外测距传感器探测的数据并进行数据融合，得到不同方位的障碍物距离信息；内置的模糊控制器对障碍物距离信息进行模糊化处理；通过内置的规则库进行模糊推理，输出机器人的转向角给驱动模块170；进而驱动模块170控制自身电机转动，使机器人避开障碍物。本实施例中，朝向正前方的超声波传感器测得的数据不参与数据融合，朝向左前方和左边的超声波传感器和红外测距传感器测得的数据进行数据融合，朝向右前方和右边的超声波传感器和红外测距传感器测得的数据进行数据融合。所述数据融合具体为：取各个数据中最小的一个作为模糊控制的输入量，由此，得到三个不同方位（正前方、左前方和右前方）的障碍物距离。所述模糊控制器采用模糊逻辑控制的原理：模糊化、建立规则库、模糊推理和解模糊，其具体用于，将数据融合后得到的正前方、左前方、右前方的障碍物距离分别进行模糊化处理，建立各自的模糊函数，定义各变量的模糊语言为d（三个测距定义一样）={F, M,N}，Ф（输出转角） ={TRB, TRS, TZ, TLS, TLB}，各字母含义为(F: 远, M: 中, N: 近, R:右边, Z: 前方, L: 左边, T: Turn，B：大角度，S小角度)，然后根据预先设置的模糊控制规则（即，规则库）进行模糊推理，输出机器人的转向角给驱动模块170。比如：正前方距离是F，左前方距离是F，右前方距离是N，则输出一定的转角，控制机器人向左转动一定的角度（角度大小根据障碍物距离的远近，距离越近，转角越大），转动避开障碍物。其中可采用加权平均法进行解模糊运算。模糊函数的参数设置要根据实际实验情况进行设置。等到机器人避开障碍物之后，通过趋光模块控制小车继续朝着光源方向运动。
所述机器人上还设置有能被电磁铁吸引的金属片，所述金属片优选为铁片。
请一并参阅图3，所述充电装置20包括第二无线通信模块210、电磁铁220、设置有光源的光源模块230、电能发射模块240和发送线圈250。
所述第二无线通信模块210，用于与机器人10进行无线通信，即与第一无线通信模块110进行无线通信。
所述光源模块230，用于在第二无线通信模块210接收到所述无线信号后，开启光源，并通过第二无线通信模块210反馈光源开启的状态信息给机器人。所述光源为强光源，即，其光线的光强大于环境光的光强。
所述电能发射模块240，用于在第二无线通信模块210收到机器人已就位的通知后，给电磁铁220通电；在电磁铁220吸合机器人10后，将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈250。
所述发送线圈250，用于在通电后产生磁场，具体的，输入高频交流电后产生对应的磁场。采用高频交流电有利于增大磁场，提高充电速度。
对应的，所述机器人上的接收线圈150，用于感应电磁信号，产生感应电动势。
所述电能接收模块140，用于将接收线圈150产生的电信号进行转换后对电池130进行充电；具体的，所述电能接收模块140将接收线圈150产生的电信号进行转换存储，并对电池130进行充电。所述电池130用于给机器人供电。进一步的，所述充电装置20检测到充电发生故障时，自动断电，即，所述电能接收模块140还用于在检测到充电发生故障时，自动给继电器和发送线圈断电。以保护机器人和充电装置。
所述机器人还包括报警模块（图中未示出），所述报警模块用于在充电发生故障时，发出声光警报。所述机器人在充电发生故障时，开启报警模块进行报警。
所述第一无线通信模块110与第二无线通信模块210的通信方式相同，两者可以是WIFI模块、蓝牙模块、红外模块、ZigBee模块中的一种，本实施例中，两者均为蓝牙模块。
请参阅图4和图5，所述充电装置设置有三个电磁铁220，三个电磁铁220设置在所述发送线圈250周围的特定位置。对应的所述机器人也设置有三个金属片190。三个金属片190设置在所述接收线圈150周围的特定位置。金属片190的位置与电磁铁220的位置一一对应。由此，充电装置可以牢牢的吸合机器人，而且发送线圈和接收线圈对位精准，充电效率高。在其它实施例中，所述金属片190和所述电磁铁220的数量可以为任意数。
进一步的，所述接收线圈150安装在机器人本体上的5cm凹槽内，发送线圈250安装在充电装置的5cm凹槽内。不充电的时候，两者均有外侧平板盖保护，当需要充电时，机器人自动打开平板盖，通过电磁铁和铁片的吸合，进行线圈的正对充电（正对充电有利于提高充电效率）。
综上所述，本发明提供的机器人自主无线充电的系统，采用蓝牙通信和趋向光源的方式，实现了机器人自动充电寻路。当机器人检测当前电量不足时，开启蓝牙通信。墙壁式充电装置接收到蓝牙信号，自动开启充电装置上方的强光源（通过蓝牙控制在需要的时候打开，节约电能），并反馈给机器人光源已开启。机器人进入趋光模式，追踪光源完成充电寻路。本发明还采用超声波传感器和红外测距传感器相结合的避障模式。采用模糊逻辑控制，获取障碍物信息，完成实时避障功能。通过采用电磁感应原理实现非接触式充电。利用发射线圈和接收线圈间的感应实现电能的传输。墙壁式充电装置将低频交流电转换成高频交流电，当发送线圈中通以交变电流，该电流在将在周围介质中形成一个交变磁场。当接收线圈处于该交变磁场时，会产生感应信号，供机器人电池充电。还采用墙壁式充电装置上的电磁铁模块和机器人身上的铁片实现吸合对接。当移动机器人移动到充电装置处，通过蓝牙通知充电装置给电磁铁上电，固定位置的电磁铁和机器人身上对应位置的铁片进行吸合对接，使得接收线圈和发射线圈的正对接。当检测充电过程发生故障情况，充电装置自动断电，机器人开启报警模块，进行报警。当充电已满，则关闭电能发送装置，断电进行消磁，使机器人与充电装置脱离吸合状态。由此可知，本发明利用机器人和墙壁式充电装置之间的感应线圈，实现电能从充电装置到机器人电能存储装置的转移，无需电线连接，避免接触式充电接触不良和短路现象。同时，墙壁式充电装置，避免了地面移动物及含金属物品对地面无线充电装置的干扰现象。本发明的设备装置成本低，易实现。
基于上述实施例提供的机器人进行自主无线充电的系统，本发明还提供一种机器人进行自主无线充电的方法，包括如上所述的机器人10和如上所述的充电装置20。如图6所示，所述方法包括如下步骤：
S10、机器人在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号。即，机器人的第一无线通信模块检测电池的电量，在电池的电量低于预先设置的阈值时，启动所述第一无线通信模块，并通过第一无线通信模块给充电装置发出无线信号。本实施例中，所述无线信号为蓝牙信号。
S20、所述充电装置在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人。即，所述光源模块在第二无线通信模块接收到所述无线信号后，开启光源，并通过第二无线通信模块反馈光源开启的状态信息给机器人。所述光源为强光源，即，其光线的光强大于环境光的光强。
S30、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位。所述机器人的左右两侧各设置有一个光源传感器；所述步骤S30具体包括：
S310、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，机器人右转；在左右两侧的光强相等时，机器人按现有的方向前进。即，寻光电路模块在第一无线通信模块接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人右转；在左右两侧的光强相等时，控制驱动模块驱动机器人按现有的方向前进。通过寻光电路模块对光源的寻光，使机器人能很快的找到充电装置。
S320、所述机器人在前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物并规避。具体的，避障模块获取超声波传感器和红外测距传感器探测的数据，将两者的数据进行融合，得到不同方位的障碍物距离信息；内置的模糊控制器对障碍物距离信息进行模糊化处理；通过内置的规则库进行模糊推理，输出机器人的转向角给驱动模块；进而控制驱动模块控制自身电机转动，使机器人避开障碍物。
S330、所述机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并发送无线信号通知充电装置机器人已就位。即，避障模块在机器人前进到距充电装置的光源预定距离后，控制驱动模块使机器人停止移动，并通过第一无线通信模块发送无线信号通知充电装置机器人已就位。
S40、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电。
S50、机器人在电池的电量充满后，通知充电装置给电磁铁断电。充电装置收到该通知后给电磁铁断电。即，所述电量检测模块在电池的电量充满后，通过第一无线通信模块通知充电装置给电磁铁断电。
所述充电装置设置有电磁铁和发送线圈，所述机器人设置有接收线圈和能被所述电磁铁吸引的金属片；所述步骤S40具体包括：
S410、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电，电磁铁通过磁力吸引所述金属片。所述电能发射模块在第二无线通信模块收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电。
S420、当电磁铁和金属片完成吸合对接后，所述充电装置将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈，所述发射线圈通入高频交流电产生磁场。所述电能发射模块在电磁铁吸合机器人后，将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈。进而所述发射线圈通入高频交流电产生磁场。
S430、机器人的接收线圈感应到电磁信号，产生感应电动势，机器人将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电；机器人在检测到充电已满时通知充电装置给电磁铁断电。所述电能接收模块将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电；具体的，所述电能接收模块将接收线圈产生的电信号进行转换存储，并对电池进行充电。所述电池用于给机器人供电。
所述的机器人进行自主无线充电的方法中，所述充电装置检测到充电发生故障时，自动断电；所述机器人在充电发生故障时，开启报警模块进行报警。
由于所述机器人进行自主无线充电的方法的具体原理和详细技术特征在上述系统实施例中已详细阐述，在此不再赘述。
上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机（或移动终端）程序来指令相关的硬件完成，所述的计算机（或移动终端）程序可存储于一计算机（或移动终端）可读取存储介质中，程序在执行时，可包括上述各方法的实施例的流程。其中的存储介质可以为磁碟、光盘、只读存储记忆体（ROM）或随机存储记忆体（RAM）等。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种机器人进行自主无线充电的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、机器人在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；
B、所述充电装置在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人；
C、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；
D、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电；
所述机器人的左右两侧各设置有一个光源传感器；所述步骤C包括：
C1、机器人接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，机器人右转；在左右两侧的光强相等时，机器人按现有的方向前进。
2.根据权利要求1所述的机器人进行自主无线充电的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括如下步骤：
C2、所述机器人在前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物并规避；
C3、所述机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并发送无线信号通知充电装置机器人已就位。
3.根据权利要求1所述的机器人进行自主无线充电的方法，其特征在于，所述充电装置设置有电磁铁和发射线圈，所述机器人设置有接收线圈和能被所述电磁铁吸引的金属片；所述步骤D具体包括：
D1、所述充电装置收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电，电磁铁通过磁力吸引所述金属片；
D2、当电磁铁和金属片完成吸合对接后，所述充电装置将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈，所述发射线圈通入高频交流电产生磁场；
D3、机器人的接收线圈感应到电磁信号，产生感应电动势，机器人将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电；机器人在检测到充电已满时通知充电装置给电磁铁断电。
4.根据权利要求3所述的机器人进行自主无线充电的方法，其特征在于，所述充电装置检测到充电发生故障时，自动断电；所述机器人在充电发生故障时，开启报警模块进行报警。
5.根据权利要求4所述的机器人进行自主无线充电的方法，其特征在于，所述无线信号为WIFI信号、蓝牙信号、红外信号、ZigBee网络信号中的一种。
6.一种机器人进行自主无线充电的系统，其特征在于，所述系统包括：
机器人，用于在自身的电池电量低于预先设置的阈值时，给充电装置发出无线信号；在接收到充电装置反馈的光源开启的状态信息后，根据光源发出的光线追踪所述充电装置，机器人前进到距充电装置的光源预定距离后停止移动，并通知充电装置机器人已就位；
充电装置，用于在接收到所述无线信号后，开启自身的光源，并反馈光源开启的状态信息给机器人；在收到所述机器人已就位的通知后，通过电磁铁将机器人吸合，并对机器人无线充电；
所述机器人的左右两侧各设置有一个光源传感器；所述机器人包括：
驱动模块，用于驱动机器人移动；
第一无线通信模块，用于与充电装置进行无线通信；
电量检测模块，用于检测电池电量，在电池电量低于预先设置的阈值时，通过第一无线通信模块给充电装置发出无线信号；
寻光电路模块，用于在第一无线通信模块接收到所述光源开启的状态信息后，通过左右两侧的光源传感器检测光源发出的光线，并判断左右两侧光源传感器检测的光线光强的大小；在左侧的光强大于右侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人左转；在右侧的光强大于左侧的光强时，控制驱动模块驱动机器人右转；在左右两侧的光强相等时，控制驱动模块驱动机器人按现有的方向前进。
7.根据权利要求6所述的机器人进行自主无线充电的系统，其特征在于，所述机器人包括：
避障模块，用于在机器人前进时，利用超声波传感器和红外测距传感器检测障碍物，并通过驱动模块规避障碍物；在机器人前进到距充电装置的光源预定距离后，控制驱动模块使机器人停止移动，并通过第一无线通信模块发送无线信号通知充电装置机器人已就位。
8.根据权利要求7所述的机器人进行自主无线充电的系统，其特征在于，所述充电装置包括：
电磁铁；
发射线圈，用于在通电后产生磁场；
第二无线通信模块，用于与机器人进行无线通信；
设置有光源的光源模块，用于在第二无线通信模块接收到所述无线信号后，开启光源，并通过第二无线通信模块反馈光源开启的状态信息给机器人；
电能发射模块，用于在第二无线通信模块收到机器人已就位的通知后，给电磁铁通电；在电磁铁吸合机器人后，将低频交流电转换成高频交流电后输出给发射线圈；
所述机器人还包括：
能被所述电磁铁吸引的金属片；
接收线圈，用于感应电磁信号，产生感应电动势；
电能接收模块，用于将接收线圈产生的电信号进行转换后对电池进行充电。
9.根据权利要求8所述的机器人进行自主无线充电的系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙模块。
10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求6-9任意一项所述的机器人进行自主无线充电的系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610568184.0A CN106094832B (zh) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610568184.0A CN106094832B (zh) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106094832A CN106094832A (zh) | 2016-11-09 |
| CN106094832B true CN106094832B (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=57221102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610568184.0A Active CN106094832B (zh) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106094832B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108664017A (zh) * | 2017-04-01 | 2018-10-16 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 电子装置及电子装置的寻路方法 |
| CN107069903B (zh) * | 2017-06-22 | 2019-08-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种充电系统和充电方法 |
| CN107256023B (zh) * | 2017-07-28 | 2023-09-12 | 小狗电器互联网科技（北京）股份有限公司 | 扫地机器人的充电方法 |
| CN107707007B (zh) * | 2017-09-08 | 2020-07-03 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 用于架空输电线路机器人的风能储能式无线充电系统及方法 |
| CN110015102A (zh) * | 2017-11-20 | 2019-07-16 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | Agv充电异常处理方法及系统、存储介质及电子设备 |
| CN108279667A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-13 | 浙江立石机器人技术有限公司 | 机器人充电路径规划方法、装置及系统 |
| CN108891878B (zh) * | 2018-08-15 | 2023-06-16 | 华南理工大学 | 一种基于无线电能传输的物流休息站系统及其运行方法 |
| CN109283544A (zh) * | 2018-10-06 | 2019-01-29 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种基于激光测距的机器人自主充电对准方法 |
| CN111061280A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-04-24 | 广州赛特智能科技有限公司 | 机器人自动充电方法、装置、系统、终端设备及存储介质 |
| CN111555415A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-08-18 | 苏州高之仙自动化科技有限公司 | 机器人无线充电的控制系统、充电站无线供电的控制系统 |
| CN112271779A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-26 | 广东奥科伟业科技发展有限公司 | 一种内置电池电动窗帘的充电系统 |
| CN112886681A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-01 | 江西工控智能科技有限公司 | 一种工业机器人智能充电系统 |
| CN113501109A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-15 | 杭州电子科技大学 | 主动导引式无人船的船坞及回坞方法 |
| CN114696480A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-01 | 济宁市海富电子科技有限公司 | 一种机器人及其无线充电设备、方法、装置和电子设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201584471U (zh) * | 2009-11-05 | 2010-09-15 | 恩斯迈电子(深圳)有限公司 | 电子装置 |
| KR20130104514A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 포스코 | 장입구 및 리드 크리닝장치 |
| WO2014165442A3 (en) * | 2013-04-01 | 2014-12-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Minimum energy consumption controllable normal force mechanism |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3817815B2 (ja) * | 1997-03-11 | 2006-09-06 | 住友電気工業株式会社 | 電磁着脱コネクタ |
| JP4207336B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2009-01-14 | ソニー株式会社 | 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造 |
| CN103251355A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 恩斯迈电子(深圳)有限公司 | 扫地机器人与充电系统 |
| CN105576780B (zh) * | 2014-11-11 | 2019-04-16 | Tcl集团股份有限公司 | 机器人电磁感应式自动充电系统及方法 |
| CN204391392U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 山东科技职业学院 | 一种电磁吸合式接插件组合 |
| CN104868570B (zh) * | 2015-05-08 | 2017-05-10 | 北京邮电大学 | 一种Zigbee网络可见光定位无线充电系统与方法 |
-
2016
- 2016-07-19 CN CN201610568184.0A patent/CN106094832B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201584471U (zh) * | 2009-11-05 | 2010-09-15 | 恩斯迈电子(深圳)有限公司 | 电子装置 |
| KR20130104514A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 포스코 | 장입구 및 리드 크리닝장치 |
| WO2014165442A3 (en) * | 2013-04-01 | 2014-12-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Minimum energy consumption controllable normal force mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106094832A (zh) | 2016-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106094832B (zh) | 一种机器人及其进行自主无线充电的方法、系统 | |
| CN108142070B (zh) | 自动割草系统及其控制方法 | |
| CN108431713B (zh) | 用于给移动机器人充电的对接系统和方法 | |
| JP3892435B2 (ja) | コードレス電力供給方法 | |
| CN105119338B (zh) | 移动机器人充电控制系统及方法 | |
| KR101358475B1 (ko) | 자율 로봇을 도킹시키는 방법 | |
| TWI529507B (zh) | 充電站與充電系統 | |
| JP2013198187A (ja) | 車両給電装置 | |
| CN106137044B (zh) | 一种自动除尘装置 | |
| CN111146826A (zh) | 自移动设备、无线充电站、自动工作系统及其充电方法 | |
| CN111146827A (zh) | 自移动设备的充电及保护/节能的方法、充电站及系统 | |
| CN102971179A (zh) | 无接触传输能量时的温度测量 | |
| CN111555415A (zh) | 机器人无线充电的控制系统、充电站无线供电的控制系统 | |
| EP3641092A1 (en) | Mobile charging apparatus for charging an electric vehicle, charging system and method for charging an electric vehicle | |
| CN111602097B (zh) | 自移动设备及其控制方法 | |
| JP2013172501A (ja) | 非接触電力伝送システムおよび非接触電力伝送方法 | |
| KR101487781B1 (ko) | 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법 | |
| US10892653B1 (en) | System and method for simultaneous inductive recharging of multiple electronic devices | |
| CN106814736B (zh) | 一种机器人的路径控制方法及系统 | |
| CN112713628A (zh) | 用于自主充电机器的充电桩及其充电控制方法、存储介质 | |
| CN216098955U (zh) | 多功能自动导航医用机器人 | |
| US20200349789A1 (en) | Mobile robot management service system | |
| EP4350457A1 (en) | Self-moving device, control method for avoiding obstacles, and storage medium | |
| JP2007156884A (ja) | 自走式掃除機システム | |
| CN107562042B (zh) | 信号发生装置、自移动机器人系统及信号发生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 516006 TCL technology building, No.17, Huifeng Third Road, Zhongkai high tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Applicant after: TCL Technology Group Co.,Ltd. Address before: 516006 Guangdong province Huizhou Zhongkai hi tech Development Zone No. nineteen District Applicant before: TCL RESEARCH AMERICA Inc. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |