CN107069845A - 一种机器人非接触式自动充电方法 - Google Patents

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王彦
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Abstract

本发明公开了一种机器人非接触式自动充电方法，实行实时监控电池状态，电池处于低电量时向上位机发送低电量指令，等待上位机派发充电任务。上位机派发充电任务后机器人自动前往充电桩进行充电。充电前机器人通过检测模块识别位置，自动调整位置使得机器人电源模块与充电桩正对面积最大，使得充电效率最大化。充电时机器人（供电电源）由电源模块供电自动切换为充电桩供电且切断其他无关电源。充满后自动结束充电，打开充电前关闭的其他电源，然后向上位机发送充电完成指令，等待上位机派发任务。本发明的一种机器人非接触式自动充电方法，结构简单，操作便捷，充电效率高，提高了充电桩的使用效率，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种机器人非接触式自动充电方法
技术领域
本发明涉及一种充电方法，具体涉及一种机器人非接触式自动充电方法。
背景技术
随着IT技术和机械智能化的蓬勃发展，工业机器人应运而生，具有不可替代的优越性，节省大量的人力物力，几乎接近于0的错误率，使得其应用越来越普及，适用领域也越来越广泛。
由此而来的问题，机器人的种类越来越多，分工也越来越细化；机器人使用过程中的电能供应成为一个热点问题。
现阶段，无线非接触充电技术已经着手研发，并取得一定的成绩，已应用于人们的日常生活，如电动牙刷等。
机器人充电仍采用点触式线充，首先充电口的校准存在一定的难度，校准需要一定的时间，冗长的充电线对于机器人行走及现场管理带来一定的障碍，较为不方便，充电效率不高。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非接触式的机器人自动充电方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种机器人非接触式自动充电方法，操作模块包括连接DSP芯片的FPGA芯片，所述充电方法包括以下步骤：
（1）FPGA芯片实时监测电源模块的电量；
（2）电源模块的电量低于电量下限预设值时，FPGA芯片通过WIFI模块连接到以太网，向上位机发送电量过低信息并等待上位机的信息反馈；
（3）上位机接收电量过低信息后，通过以太网向FPGA芯片发送充电指令和充电桩位置信息；
（4）FPGA芯片根据接收的充电桩位置信息，通过DSP芯片驱动机器人动力模块至充电桩位置；
（5）FPGA芯片根据接收的充电指令，控制电源模块匹配充电桩进行充电；
（6）充电完毕后，FPGA芯片向上位机发送充电完成信息，并等待任务指令。
上述步骤（2）中FPGA芯片在等待上位机的信息反馈过程中，FPGA芯片正常作业，并按一定的间隔时间向上位机发送电量过低信息。
上述步骤（3）中上位机根据接收到的电量过低信息判断是否需要充电，再向FPGA芯片发送充电指令和充电桩位置。
上述步骤（3）中上位机向FPGA芯片发送充电指令前，寻找是否有空闲充电桩，根据充电桩的状态，向FPGA芯片发送充电指令。
上述步骤（3）中的充电指令包括即时充电和等待充电。
上述步骤（5）中电源模块进行充电过程中，电源模块供电方式由电池供电切换为充电桩供电，并关闭与充电无关的部件电源。
上述步骤（5）中电源模块进行充电过程中，FPGA芯片实时监测电源模块的电量，根据电源模块的电量判断是否完成充电；
若电源模块电量达到电量上限预设值，则停止充电；
若电源模块电量未达到电量上限预设值，则继续充电。
本发明的有益之处在于：
1、自动检测电池电量状态，低电量触发充电任务，防止电量用尽时机器人无法运动至充电桩；
2、采用非接触式充电，不用考虑接触式充电带来的种种不便利；
3、仓储机器人自动调整充电位置，使得充电效率达到最大；
4、由上位机统一控制，可以实现单个充电桩复用，实现成本、效率最大化；
5、充电过程其他无关电路电源开关全部关闭有效保护电路；
6、自动检测充电状态，电池充满电后自动切断充电；
7、充电时自动切换供电电源，保护电源模块；
本发明的一种机器人非接触式自动充电方法，结构简单，操作便捷，充电效率高，提高了充电桩的使用效率，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种机器人非接触式自动充电方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种机器人非接触式自动充电方法，操作模块包括连接DSP芯片的FPGA芯片，充电方法包括以下步骤：
（1）FPGA芯片实时监测电源模块的电量；
（2）电源模块的电量低于电量下限预设值时，FPGA芯片通过WIFI模块连接到以太网，向上位机发送电量过低信息并等待上位机的信息反馈；
等待过程中，FPGA芯片正常作业，并按一定的间隔时间向上位机发送电量过低信息；
（3）上位机接收电量过低信息后，根据当前电量及当前作业进度判断是否需要充电，
若不需要，则根据下一次的电量过低信息再一次判断；
若需要，则寻找是否有空闲的充电桩；
若无空闲的充电桩，则发送等待充电指令和充电桩位置信息给FPGA芯片；
若有空闲充电桩，则发送即时充电指令和充电桩位置信息给FPGA芯片；
（4）FPGA芯片根据接收的充电桩位置信息，通过DSP芯片驱动机器人动力模块至充电桩位置；通过DSP芯片驱动包括摄像头的检测模块识别位置，自动调整位置使得机器人（电源模块部分）与充电桩正对面积最大，使得充电效率最大化；
（5）FPGA芯片根据接收的充电指令，控制电源模块匹配充电桩进行充电；
充电过程中，电源模块供电方式由电池供电切换为充电桩供电，并关闭与充电无关的部件电源；
进行充电过程中，FPGA芯片实时监测电源模块的电量，根据电源模块的电量判断是否完成充电；
若电源模块电量达到电量上限预设值，则停止充电；
若电源模块电量未达到电量上限预设值，则继续充电；
（6）充电完毕后，FPGA芯片切换为电源模块供电，并开启与其他部件电源；同时向上位机发送充电完成信息，并等待任务指令。
以上显示和描述了本的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，操作模块包括连接DSP芯片的FPGA芯片，所述充电方法包括以下步骤：
（1）、FPGA芯片实时监测电源模块的电量；
（2）、电源模块的电量低于电量下限预设值时，FPGA芯片通过WIFI模块连接到以太网，向上位机发送电量过低信息并等待上位机的信息反馈；
（3）、上位机接收电量过低信息后，通过以太网向FPGA芯片发送充电指令和充电桩位置信息；
（4）、FPGA芯片根据接收的充电桩位置信息，通过DSP芯片驱动机器人动力模块（移动）至充电桩位置；
（5）、FPGA芯片根据接收的充电指令，控制电源模块匹配充电桩进行充电；
（6）、充电完毕后，FPGA芯片向上位机发送充电完成信息，并等待任务指令。
2.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（2）中FPGA芯片在等待上位机的信息反馈过程中，FPGA芯片正常作业，并按一定的间隔时间向上位机发送电量过低信息。
3.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（3）中上位机根据接收到的电量过低信息判断是否需要充电，再向FPGA芯片发送充电指令和充电桩位置。
4.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（3）中上位机向FPGA芯片发送充电指令前，寻找是否有空闲充电桩，根据充电桩的状态，向FPGA芯片发送充电指令。
5.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（3）中的充电指令包括即时充电和等待充电。
6.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（5）中电源模块进行充电过程中，电源模块供电方式由电池供电切换为充电桩供电，并关闭与充电无关的部件电源。
7.根据权利要求1所述的一种机器人非接触式自动充电方法，其特征在于，所述步骤（5）中电源模块进行充电过程中，FPGA芯片实时监测电源模块的电量，根据电源模块的电量判断是否完成充电；
若电源模块电量达到电量上限预设值，则停止充电；
若电源模块电量未达到电量上限预设值，则继续充电。
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