CN106625773A - 一种适用于机器人的无线自动充电装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于机器人的无线自动充电装置，包括无线充电桩，所述无线充电桩上设有定位装置，所述机器人能够通过导航装置自动导航至无线充电桩上，所述无线充电桩内设有无线送电装置与位移装置，所述位移装置能够移动无线送电装置使得无线送电装置与机器人中的接收线圈的位置相匹配。完全实现了机器人通过无线充电模式完成了自我电力续航。

Description

一种适用于机器人的无线自动充电装置
技术领域
本发明涉及机器人充电领域，尤其涉及一种适用于机器人的无线自动充电装置。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
无线充电技术，源于无线电能传输技术，小功率无线充电常采用电磁感应式，大功率无线充电常采用谐振式：由供电设备将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。
针对机器人的无线充电时一个新兴科研项目，而无线充电效率与无线送电装置与机器人的位置有着密切联系，现有的方式是，通过固定机器人至无线送电装置相对应的位置。
然而，这种方式下，机器人自行无法实现充电，必须得人为干涉。而对于危险的环境中，只能通过机器人进行探测的时候，机器人无法实现自我电力续航严重的限制了该行业的发展。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种适用于机器人的无线自动充电装置，完全实现了机器人通过无线充电模式完成了自我电力续航。
为了实现上述目的，本发明采用的方案是：
一种适用于机器人的无线自动充电装置，包括无线充电桩，所述无线充电桩上设有定位装置，所述机器人能够通过导航装置自动导航至无线充电桩上，所述无线充电桩内设有无线送电装置与位移装置，所述位移装置能够移动无线送电装置使得无线送电装置与机器人中的接收线圈的位置相匹配。
所述位移装置包括复位装置与移动装置，所述复位装置能够将无线送电装置移动至初始位置，所述移动装置能够将无线送电位置移动至目的位置。
所述复位装置包括在无线充电桩内的磁芯，所述磁芯的一端固定在无线充电桩上，另一端固定连接橡胶软垫，所述磁芯上缠绕有电磁感应线圈，所述电磁感应线圈依次通过逆变器，数控开关连接电源，所述数控开关通过无线通信网络连接位于机器人内的处理器。
所述移动装置包括，感应装置、第一推板、第二推板、第一隔板与第二隔板，所述感应装置能够感应机器人是否停放在无线充电桩上，所述感应装置连接控制器；所述第一推板上设有第一电机，所述第二推板上设有第二电机，所述第一电机固定连接第一丝杠，所述第二电机固定连接第二丝杠，所述第一丝杠通过螺孔穿过第一隔板，所述第二丝杠通过螺孔穿过第二隔板，电机控制电路能够实现第一电机与第二电机的正反转，所述第一电机与所述第二电机不能同时转动。
所述电机控制电路包括控制器、第一电机控制电路以及第二电机控制电路，所述第一电机的控制电路包括：包括第一继电器，第二继电器，第三继电器以及第四继电器，所述第一继电器的第一节点连接第二继电器的第二节点，所述第一继电器的第二节点连接第四继电器的第一节点，所述第二继电器的第一节点连接第三继电器的第二节点，所述第三继电器的第一节点连接第四继电器的第二节点，所述第一继电器的第一节点连接电源的正极，所述第一继电器的第二节点与所述第二继电器的第一节点之间连接微型电机，所述第三继电器的第一节点连接电源的负极，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器均由继电器控制电路进行控制；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路的电路结构一致；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路均连接控制器。
所述继电器控制电路包括：第一光电耦合器、第二光电耦合器，若干个三极管以及若干个电阻；所述第一光电耦合器能够实现第一继电器与第二继电器的同步操作，所述第二光电耦合器能够实现第二继电器与第四继电器的同步操作。
所述感应装置是安装在无线充电桩上的压电传感器。
本发明的有益效果：
1、利用定位装置与导航装置实现了机器人自行寻找无线充电桩的功能，省去了人力调动，实现真正的全自动智能化。
2、采用电磁感应装置使得无线送电装置能够恢复原位为下次充电效率最大化提供了保证。
3、利用两个不同时运转的电机，从横向与纵向对无线送电装置进行调整，同时通过机器人内部的处理器反馈充电效率，保证了无线送电装置与机器人的位置处于最佳位置。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2电机控制电路；
图3继电器控制电路。
其中，1电磁感应线圈；2磁芯；3橡胶软垫；4无线送电装置；5第一推板；6第二推板；7第一隔板；8第二隔板；9第一电机；10第二电机；11第一丝杠；12第二丝杠；13无线充电桩。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种适用于机器人的无线自动充电装置，包括无线充电桩13，所述无线充电桩上设有定位装置，所述机器人能够通过导航装置自动导航至无线充电桩上，所述无线充电桩内设有无线送电装置4与位移装置，所述位移装置能够移动无线送电装置使得无线送电装置与机器人中的接收线圈的位置相匹配。
所述位移装置包括复位装置与移动装置，所述复位装置能够将无线送电装置移动至初始位置，所述移动装置能够将无线送电位置移动至目的位置。
所述复位装置包括在无线充电桩内的磁芯2，所述磁芯的一端固定在无线充电桩上，另一端固定连接橡胶软垫3，所述磁芯上缠绕有电磁感应线圈1，所述电磁感应线圈依次通过逆变器，数控开关连接电源，所述数控开关通过无线通信网络连接位于机器人内的处理器。无线送电装置底部设有万向滚轮，无线送电装置外壳上均匀的镶嵌有硅钢片。
所述移动装置包括，感应装置、第一推板5、第二推板6、第一隔板7与第二隔板8，所述感应装置能够感应机器人是否停放在无线充电桩上，所述感应装置连接控制器；所述第一推板上设有第一电机9，所述第二推板上设有第二电机10，所述第一电机固定连接第一丝杠11，所述第二电机固定连接第二丝杠12，所述第一丝杠通过螺孔穿过第一隔板，所述第二丝杠通过螺孔穿过第二隔板，电机控制电路能够实现第一电机与第二电机的正反转，所述第一电机与所述第二电机不能同时转动。第一推板与第二推板底部均设有滚轮，方便滑行。第一推板与第二推板在无线充电桩内部只能做平移运动，不会发生转动：通过在无线充电桩底部开设凹槽，滚轮限于凹槽内滑动。
复位装置与移动装置不会同时运作。
所述电机控制电路包括控制器、第一电机控制电路以及第二电机控制电路，所述第一电机的控制电路包括：包括第一继电器J1，第二继电器J2，第三继电器J3以及第四继电器J4，所述第一继电器的第一节点连接第二继电器的第二节点，所述第一继电器的第二节点连接第四继电器的第一节点，所述第二继电器的第一节点连接第三继电器的第二节点，所述第三继电器的第一节点连接第四继电器的第二节点，所述第一继电器的第一节点连接电源的正极，所述第一继电器的第二节点与所述第二继电器的第一节点之间连接微型电机，所述第三继电器的第一节点连接电源的负极，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器均由继电器控制电路进行控制；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路的电路结构一致；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路均连接控制器。
所述继电器控制电路包括：第一光电耦合器T1、第二光电耦合器T2，若干个三极管以及若干个电阻；所述第一光电耦合器能够实现第一继电器与第二继电器的同步操作，所述第二光电耦合器能够实现第二继电器与第四继电器的同步操作。
机器人内部设有充电效率监测电路，所述充电效率监测电路连接处理器，所述处理器根据充电效率监测电路的监测结果并通过无线通信网络将该结果传递给控制器，控制器控制第一电机与第二电机。无线通信网络是蓝牙通信或者红外通信。
所述感应装置是安装在无线充电桩上的压电传感器。压电传感器感应到机器人的到来时，将信号传递给控制器，控制器根据该信号启动第一电机(或第二电机)，当第一推板(或第二推板)运动至最佳充电位置(该位置充电效率最高)时，充电效率监测电路连接处理器，所述处理器根据充电效率监测电路的监测结果并通过无线通信网络将该结果传递给控制器，控制第一电机(或第二电机)反转，第一推板(或第二推板)后退，当第一推板(或第二推板)退至原始位置时，第二电机(或第一电机)开始运转，重复上述过程。
当感应装置没有感应到机器人的存在时，控制器根据感应信息启动数控开关闭合，电磁感应线圈产生电磁吸引力把无线送电装置吸引至初始位置。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，包括无线充电桩，所述无线充电桩上设有定位装置，所述机器人能够通过导航装置自动导航至无线充电桩上，所述无线充电桩内设有无线送电装置与位移装置，所述位移装置能够移动无线送电装置使得无线送电装置与机器人中的接收线圈的位置相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述位移装置包括复位装置与移动装置，所述复位装置能够将无线送电装置移动至初始位置，所述移动装置能够将无线送电位置移动至目的位置。
3.根据权利要求2所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述复位装置包括在无线充电桩内的磁芯，所述磁芯的一端固定在无线充电桩上，另一端固定连接橡胶软垫，所述磁芯上缠绕有电磁感应线圈，所述电磁感应线圈依次通过逆变器，数控开关连接电源，所述数控开关通过无线通信网络连接位于机器人内的处理器。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述移动装置包括，感应装置、第一推板、第二推板、第一隔板与第二隔板，所述感应装置能够感应机器人是否停放在无线充电桩上，所述感应装置连接控制器；所述第一推板上设有第一电机，所述第二推板上设有第二电机，所述第一电机固定连接第一丝杠，所述第二电机固定连接第二丝杠，所述第一丝杠通过螺孔穿过第一隔板，所述第二丝杠通过螺孔穿过第二隔板，电机控制电路能够实现第一电机与第二电机的正反转，所述第一电机与所述第二电机不能同时转动。
5.根据权利要求4所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述电机控制电路包括控制器、第一电机控制电路以及第二电机控制电路，所述第一电机的控制电路包括：包括第一继电器，第二继电器，第三继电器以及第四继电器，所述第一继电器的第一节点连接第二继电器的第二节点，所述第一继电器的第二节点连接第四继电器的第一节点，所述第二继电器的第一节点连接第三继电器的第二节点，所述第三继电器的第一节点连接第四继电器的第二节点，所述第一继电器的第一节点连接电源的正极，所述第一继电器的第二节点与所述第二继电器的第一节点之间连接微型电机，所述第三继电器的第一节点连接电源的负极，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器均由继电器控制电路进行控制；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路的电路结构一致；所述第一电机控制电路与第二电机控制电路均连接控制器。
6.根据权利要求5所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述继电器控制电路包括：第一光电耦合器、第二光电耦合器，若干个三极管以及若干个电阻；所述第一光电耦合器能够实现第一继电器与第二继电器的同步操作，所述第二光电耦合器能够实现第二继电器与第四继电器的同步操作。
7.根据权利要求5所述的一种适用于机器人的无线自动充电装置，其特征在于，所述感应装置是安装在无线充电桩上的压电传感器。
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