CN107305390A - 一种停靠系统 - Google Patents

Abstract

一种停靠系统，用于停靠自移动设备，包括：电源模块、停靠站、信号站和边界线；所述电源模块从外部或内部获取电能，给停靠站和信号站供电；所述停靠站供自移动设备停靠，包括控制器和检测单元，所述控制器控制信号站的电能消耗，所述检测单元检测所述自移动设备是否停靠在停靠站上；所述信号站与边界线连接，向其提供边界信号；所述边界信号在边界线中流动产生电磁场，供所述自移动设备识别工作区域的边界；当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站时，所述控制器控制减小信号站消耗的电能，从而降低停靠系统整体功耗。

Description

一种停靠系统

技术领域

本发明涉及一种充电设备，尤其是一种供自移动设备使用的停靠系统。

背景技术

随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，类似于智能机器人的自动工作系统已经开始慢慢的走进人们的生活。三星、伊莱克斯等公司均开发了全自动吸尘器并已经投入市场。这种全自动吸尘器通常体积小巧，集成有环境传感器、自驱系统、吸尘系统、电池和停靠系统，能够无需人工操控，自行在室内巡航，在能量低时自动返回停靠站，对接并充电，然后继续巡航吸尘。同时，哈斯科瓦纳等公司开发了类似的智能割草机，其能够自动在用户的草坪中割草、充电，无需用户干涉。由于这种自动工作系统一次设置之后就无需再投入精力管理，将用户从清洁、草坪维护等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来，因此受到极大欢迎。

这种自动工作系统包括停靠系统和自移动设备，停靠系统包括信号站和停靠站，信号站的边界线布置在工作区域的边界，不断发出边界信号电磁场。当自移动设备判断自身低电量时需要回归充电，在满足回归到停靠站的电量的情况下，智能割草机自动寻找边界线并沿着边界线回归到停靠站上停靠并充电；同样的，当智能割草机不需要工作时，自移动设备将停靠在停靠站上待机休息。通常，无论自移动设备是否工作，信号站一直是处于供能状态的，此时边界线不断向周围产生电磁场，供智能割草机识别工作区域边界。而当智能割草机回归充电停靠或待机停靠时，信号站仍保持供能，这就增加了停靠系统的能量消耗，导致了能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于为自移动设备充电的带自节能的停靠系统。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种停靠系统，用于停靠自移动设备，包括：电源模块、停靠站、信号站和边界线；所述电源模块从外部或内部获取电能，给停靠站和信号站供电；所述停靠站供自移动设备停靠，包括控制器和检测单元，所述控制器控制信号站的电能消耗，所述检测单元检测所述自移动设备是否停靠在停靠站上；所述信号站与边界线连接，向其提供边界信号；所述边界信号在边界线中流动产生电磁场，供所述自移动设备识别工作区域的边界；当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站时，所述控制器控制减小信号站消耗的电能。

优选地，所述当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站时包括，当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站待机不充电时。

优选地，包括开关单元，连接在电源模块和信号站之间，当自移动设备停靠在停靠站时，所述控制器控制所述开关单元的断开或者闭合状态，来减小电源模块提供给信号站的电能。

优选地，所述控制器控制所述开关单元处于断开状态，减小电源模块提供给信号站的电能至零。

优选地，所述开关单元是Mos开关、三极管或继电器。

优选地，所述控制器向信号站发送一个控制信号，信号站根据所述控制信号减小边界信号的能量。

优选地，信号站根据所述控制信号减小边界信号的能量至零。

优选地，所述检测单元可以是电流检测单元、电压检测单元、无线充电检测单元、信息传递检测单元、距离检测单元、压力检测单元、机械开关中的一个或多个

优选地，所述信号站设置在停靠站内部。

优选地，所述信号站其特征在于，所述信号站与停靠站独立设置。

本发明的目的还在于提供一种用于为自移动设备充电的带自节能的自动工作系统。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种自动工作系统，包括自移动设备以及上述停靠系统，所述自移动设备在所述工作区域内工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当自移动设备停靠在停靠站上时，停靠系统将减小电源模块提供给信号站的电源，或者控制信号站降低提供给边界线的能量。这样，在自移动设备停靠停靠站时，无论是停靠充电或是停靠待机，无边界信号或减弱边界信号的强度，信号站总的消耗的能量降低，从而降低了系统整体的能耗，节约了能量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明；

图1是本发明第一实施方式的自动工作系统的原理示意图，此时停靠站有开关单元；

图2是本发明第二实施方式的自动工作系统的原理示意图；

图3是本发明第三实施方式的自动工作系统的原理示意图，此时停靠站与信号站独立设置；

其中：

1.电源 13a.充电正极端子

3.电源接口 13b.充电负极端子

3a.电源正极端子 15.设备充电接口

3b.电源负极端子 100.停靠站

5.控制器 200.信号站

7.边界线 300.自移动设备

9.开关单元 400.自动工作系统

11.检测单元 400a.自动工作系统

13.充电接口 400b.自动工作系统

具体实施方式

参见图1，为本发明第一实施方式提供的自动工作系统400，自动工作系统400包括停靠站100、信号站200、自移动设备300、电源模块1和边界线7。停靠站100、信号站200、电源模块1和边界线7构成了停靠系统(未标注)。其中，电源模块1从外部或内部获得电能，给停靠站100和信号站200供电，自移动设备300与停靠站100对接时停靠站100可对自移动设备进行充电。在本实施方式中，信号站的结构设置在停靠站结构的内部，形成一个整体的机械结构。

自移动设备300为智能割草机、智能洒水机、智能扫雪机、智能吸尘器等。

在本实施方式中，电源模块1是一个接口，可以直接连接到220V交流获取交流电源，可以连接到AC转DC的适配器获取直流电源，也可以连接到一个直流电池包获取直流电源。其中，交流电源或者适配器可以设置在停靠系统的外部，电池包可以设置在停靠系统的内部或者外部。本领域技术人员易于理解的是，电源模块的形式不局限于该接口形式。

在本实施方式中，停靠站100包括电源接口3和充电接口13，电源接口3有电源正极端子3a和电源负极端子3b，充电接口13包括至少2个端子，为充电正极端子13a和充电负极端子13b。电源端口通过电源正极端子3a和电源负极端子3b从电源模块1处获得电能，分别向停靠站和内部的信号站200供电，并且停靠站100还将电能通过充电正极端子13a和充电负极端子13b向外传输，为外部的自移动设备300充电。自移动设备相应的具有设备充电端口15，包括充电正极端子和充电负极端子(未标出)，当自移动设备判断自身电量不足回归至停靠站100进行充电时，停靠站的充电接口13与自移动设备的设备充电接口15发生对接。

在本实施方式中，边界线7是一闭合的边界线，布置在自移动设备300的工作区域的边界，自移动设备在边界线7所包围的区域内工作。本领域技术人员易于理解的是，边界线不局限于上述一段闭合的边界线，还可以是其它形式的边界线，例如一段单向的边界线，可以和辅助的定位装置配合，框出自移动设备的工作区域。

进一步的，信号站200中产生边界信号。信号站200与边界线7连接并向边界线提供该边界信号。该边界信号是一种电信号，可以是电流信号或电压信号，并且具有正弦、脉冲或锯齿等波形。该边界信号在边界线7中流动，不断产生电磁场，当自移动设备300检测到边界线7发出的电磁场则判断自移动设备300靠近工作区域边界线。本领域的普通技术人员易于理解的是，电信号具有幅值，幅值越大电信号产生的电磁场越强，同时消耗的能量越大，所以，边界信号的能量消耗越大，产生的电磁场越强。

停靠站100进一步包括一个控制器5和检测单元11，两者相连，控制器5用于控制信号站的电能消耗，检测单元5用于检测自移动设备300是否停靠在停靠站100上，当检测到停靠时，控制器5控制减小信号站消耗的电能。停靠站100停靠在移动设备上可分为停靠充电和停靠待机(不充电)两种情形，当停靠充电时，停靠站100和移动设备一定将发生能量传递，两者的机械结构可能有接触，如接口对接成功或外壳相互碰触；当停靠待机时，无能量传递，但停靠站和自移动设备的位置靠近，甚至两者的机械外壳将发生触碰等。所以，本领域的普通技术人员易于理解的是，判断自移动设备300是否停靠在停靠站100，检测单元有多种检测方式：

1)电流检测单元，当检测到有充电电流，则发生能量传递，判断停靠；

2)电压检测单元，当检测到有充电电压，则发生能量传递，判断停靠；

3)无线充电检测单元，无线充电时，停靠站内的无线充电检测单元检测到停靠站有电压输出，则发生能量传递，判断停靠；

4)信息传递检测单元，接触充电时(停靠站和自移动设备有机械接口对接充电)，当停靠站的控制器检测到自移动设备和停靠站之间发生信息的交互，如自移动设备的型号、电池包状态数据等，则判断停靠；

5)距离检测单元，例如基于超声波、激光或者红外的测距传感器，或无线模块(蓝牙具有测距功能)等，当检测到自移动设备和停靠站的距离小于某个值时则判断停靠；

6)压力检测单元，包括压力传感器，布置在外壳充电接口周围，当检测到有触碰的压力则判断停靠；

7)机械开关，当对接成功机械开关给出一个对接成功的信号给停靠站的控制器，当检测到该信号泽判断停靠。

其他可实现判断自移动设备300停靠在停靠站100的检测方式不在此一一列举。值得注意的是，根据不同的实际情况，停靠站100上的检测单元可以是以上检测方式的一种或多种检测方式的组合。例如，当停靠站与自移动设备是接触充电，检测单元可以包括电流检测单元/电压检测单元，压力检测单元和距离检测单元，可以满足检测到停靠充电和停靠待机；当停靠站与自移动设备是无线充电，检测单元可以是无线充电检测单元、距离检测单元，可以满足检测到停靠充电和停靠待机；在此不一一列举。

检测单元中电流检测单元、电压检测单元和无线充电检测单元用来检测是否发生能量传递在充电，其余检测方式则判断自移动设备与停靠站的位置关系。特别的是，当检测单元中电流检测单元、电压检测单元或无线充电检测单元等其一有检测到能量的传递，则自移动设备300一定停靠在停靠站上进行充电；当检测单元的电流检测单元、电压检测单元和无线充电检测单元等其他方式均没有检测到有能量的传递，但其他的距离检测单元、压力检测单元、机械开关等检测到自移动设备停靠在停靠站，位置靠近，则自移动设备300一定停靠在停靠站100上待机休息但不充电。

停靠站100进一步包括一个开关单元9，设置在电源接口3与信号站200之间，由控制器5控制其断开或闭合的状态。该开关单元9可以是Mos管、三极管或者继电器等一类能实现通断功能的电子器件。控制器5通过控制开关单元的通断状态，可以实现对信号站的电源电能输入的控制。当检测单元11检测并判断自移动设备停靠在停靠站时，控制器5控制开关单元9，关断开关单元9，使信号站200断电不工作，边界线上无边界信号，此时电源模块提供给信号站的电能为零，信号站消耗的电能为零；当自移动设备300脱离停靠站100时，控制器5控制开关单元9，闭合开关单元9，恢复信号站200的供电，边界线7有边界信号重新发出电磁场。

需要注意的是，当所述开关单元9是脉冲信号控制的Mos管时，控制器5输出一个脉冲信号控制Mos管。自移动设备不停靠停靠站时，控制器5输出一个固定占空比的脉冲信号，例如100％，当检测单元11检测并判断自移动设备停靠在停靠站时，控制器调低脉冲信号的占空比，例如50％，使电源模块提供给信号站200的电能减小，从而也使得边界线7上边界信号的电磁场能量减小，强度降低；当自移动设备300脱离停靠站100时，控制器恢复脉冲信号的占空比，恢复电源模块对信号站200的正常供电，此时边界线7重新发出同停靠前同强度的电磁场。当脉冲信号的占空比被调低为零时，即断开开关单元9，切断电源模块对信号站的供电。

参见图2，本发明第二实施方式的自动工作系统400a与第一实施方式的自动工作系统400构造基本相同，因此相同的部件以同一标号进行表示并不作赘述，不同之处在于电源接口3与信号站200之间不存在由控制器5控制的开关单元9。

本实施方式中，当检测单元11检测并判断自移动设备停靠在停靠站100时，控制器5向信号站200发送一个控制信号，信号站200根据该控制信号减小提供给边界线7的边界信号的电能，使边界线7上边界信号的电磁场能量减小，强度降低；当自移动设备300脱离停靠站100时，控制器5向信号站200发送一个控制信号，信号站根据该控制信号恢复提供给边界线7的电能，边界线7重新发出同停靠前同强度的电磁场。并且，信号站200可以将提供给边界线7的边界信号的电能减小至零。信号站200内可以设置有一个开关来控制提供给边界线的电能，如Mos开关。

值得注意的是，当电源模块1连接的为AC交流电源时，通过关闭边界信号，可以实现抑制电磁干扰的作用。

参见图3，本发明第三实施方式的自动工作系统400b与第一实施方式自动工作系统400的构造基本相同，因此相同的部件以同一标号进行表示并不作赘述，不同之处在于停靠站与信号站的结构相互独立。

在自动工作系统400使用时，自移动设备200工作时会检测信号站200的边界线中的边界信号，识别工作区域防止自身跑出工作区域，当自移动设备200工作中电量不足，会自动的返回停靠站100停靠并且充电，此时边界信号没有发挥作用一直保持供电势必造成能量的浪费。同样的，当自移动设备200完成工作后，其会选择停止待机直至用户唤醒重新开始工作，而返回停靠站并停靠在停靠站这一特定位置，可以方便用户管理，避免乱停不方便用户找回。自移动设备在停靠站上停靠待机，与停靠站位置靠近，但不进行充电，两者之间无能量传递。同样的，此时因为自驱动设备200不再移动工作，信号站和边界线不再发挥作用，一直供电势必造成能量的浪费。综上，当发生以上的停靠充电或停靠待机的情形，自动工作系统400可以自动减小信号站100的能量消耗，从而降低了系统的总能耗，节能环保。

本领域技术人员可以想到的是，本发明还可以有其他的实现方式，但只要其采用的技术精髓与本发明相同或相近似，或者任何基于本发明作出的易于思及的变化和替换都在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种停靠系统，用于停靠自移动设备，包括：电源模块、停靠站、信号站和边界线；

所述电源模块从外部或内部获取电能，给停靠站和信号站供电；

所述停靠站供自移动设备停靠，包括控制器和检测单元，所述控制器控制信号站的电能消耗，所述检测单元检测所述自移动设备是否停靠在停靠站上；

所述信号站与边界线连接，向其提供边界信号；

所述边界信号在边界线中流动产生电磁场，供所述自移动设备识别工作区域的边界；

其特征在于，当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站时，所述控制器控制减小信号站消耗的电能。

2.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于，所述当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站时包括，当检测单元检测到自移动设备停靠在停靠站待机不充电时。

3.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于，包括开关单元，连接在电源模块和信号站之间，当自移动设备停靠在停靠站时，所述控制器控制所述开关单元的断开或者闭合状态，来减小电源模块提供给信号站的电能。

4.根据权利要求3所述的停靠系统，其特征在于，所述控制器控制所述开关单元处于断开状态，减小电源模块提供给信号站的电能至零。

5.根据权利要求3所述的停靠系统，其特征在于，所述开关单元是Mos开关、三极管或继电器。

6.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于，所述控制器向信号站发送一个控制信号，信号站根据所述控制信号减小边界信号的能量。

7.根据权利要求6所述的停靠系统，其特征在于，信号站根据所述控制信号减小边界信号的能量至零。

8.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于：所述检测单元可以是电流检测单元、电压检测单元、无线充电检测单元、信息传递检测单元、距离检测单元、压力检测单元、机械开关中的一个或多个。

9.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于，所述信号站设置在停靠站内部。

10.根据权利要求1所述的停靠系统，其特征在于，所述信号站其特征在于，所述信号站与停靠站独立设置。

11.一种自动工作系统，其特征在于，包括自移动设备以及如权利要求1-10任一项所述的停靠系统，所述自移动设备在所述工作区域内工作。