CN107342609B - 一种机器人充电装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人充电装置，包括充电桩和充电电路，所述充电桩包括充电输出电极、充电输出开关、霍尔传感器、电源、控制单元，其中，所述充电输出电极，用于向所述充电电路输出充电电压，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若充电输出电极连接充电电路，则第一磁体发生位移；所述充电输出开关，用于将所述充电输出电极连接至所述电源；所述霍尔传感器，用于向所述控制单元发送所述第一磁体的磁通量；所述控制单元，用于判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则连接所述充电输出开关，若否，则断开所述充电输出开关。从而显著地提高了机器人充电的安全性。本发明还提供了一种机器人充电系统和方法，具有如上述装置相同的技术效果。

Description

一种机器人充电装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及机器人充电技术领域，特别涉及一种机器人充电装置、系统及方法。

背景技术

目前，绝大多数机器人使用充电电池作为电源，而对充电电池进行充电是保证机器人正常工作的重要条件。现有技术中，对机器人电池进行充电主要包括通过拆卸电池进行充电和机器人整机充电。由于拆卸电池进行充电操作繁琐，且各机器人电池规格均存在差异，用户体验较差，因此使用较少，仅在玩具机器人方面使用。

机器人整机充电，尤其是机器人自动充电，目前在大部分机器人中应用广泛。主要是通过充电桩进行充电，以家用扫地机器人充电进行举例说明，充电桩本身设有将220V转换成机器人充电电压的变压器，同时充电桩设有两个充电输出电极，机器人底部前段设有相应的充电输入电极，机器人移动至充电桩的充电位置，即充电输入电极和充电输出电极接触，以对机器人进行充电。

采用该方法对机器人进行充电存在一些充电安全性问题，由于充电输出电极裸露在外，在湿度较大的环境下存在短路的风险。现有技术中，采用弹簧开关提高安全性，即充电输出电极本身为弹性开关，平时弹性开关弹起断开与变压器的连接，当机器人的位于充电桩的充电位置，充电输入电极接触并压下充电输出电极，充电输出电极连接变压器，对机器人进行充电。但该方法仍存在一定的安全隐患，当弹性开关被其他的人或物体压下，例如小孩、宠物和导电杂物，充电输出电极正常输出充电电压，此时仍然有短路、漏电的安全风险。

综上所述，如何提高机器人充电的安全性是本领域技术人员目前需要解决的一项技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机器人充电装置、系统及方法，可以显著提高机器人充电的安全性。其具体方案如下：

一种机器人充电装置，包括充电桩和充电电路，所述充电桩包括充电输出电极、充电输出开关、霍尔传感器、电源、控制单元，其中，

所述充电输出电极，用于向所述充电电路输出充电电压，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若所述充电输出电极连接所述充电电路，则所述第一磁体发生位移；

所述充电输出开关，用于将所述充电输出电极连接至所述电源；

所述霍尔传感器，用于向所述控制单元发送所述第一磁体的磁通量；

所述控制单元，用于判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则连接所述充电输出开关，若否，则断开所述充电输出开关。

优选的，所述充电输出电极设有孔道，所述孔道外侧中设有输出电极片，所述孔道内侧中设有所述第一磁体，所述输出电极片与所述第一磁体连接，所述输出电极片和所述第一磁体可在孔道内移动，所述孔道内侧直径小于所述孔道外侧直径，所述输出电极片和所述孔道内侧之间设有弹性装置，所述弹性装置两端分别抵靠所述输出电极片和所述孔道内侧。

优选的，所述充电电路包括充电输入电极和第二磁体，所述第二磁体与所述充电输入电极内侧连接。

优选的，所述第一磁体靠近所述充电输出电极端和所述第二磁体靠近所述充电输入电极端极性相反。

优选的，所述充电桩还包括用于显示所述充电桩是否在充电状态的状态指示灯。

本发明还提供了一种机器人充电系统，包括上述任一项所述的机器人充电装置，其中，所述充电电路设置于机器人上。

优选的，所述机器人还包括第一红外发射器、第一红外接收器和摄像头，所述充电桩还包括第二红外发射器、第二红外接收器和图像识别区，其中，

所述第一红外发射器，用于向所述第二红外接收器发送寻路信号；

所述第二红外接收器，用于接收所述寻路信号；

所述第二红外发射器，用于当所述第二红外接收器接收到所述寻路信号，则向所述第一红外接收器发送位置信息；

所述图像识别区，用于当所述第二红外接收器接收到所述寻路信号，则点亮图像识别区背光，以便于所述摄像头识别；

所述第一红外接收器，用于接收所述位置信息。

优选的，所述机器人还包括车轮编码器、加速度计和陀螺仪，其中，

所述车轮编码器，用于根据所述加速度计和所述陀螺仪获取的运动参数，记录所述机器人的移动路线。

优选的，所述机器人充电系统还包括：

若所述机器人通过充电桩充电，则所述车轮编码器在所述移动路线中注册该充电桩的路线位置。

优选的，所述机器人充电系统还包括：

若所述机器人电量低于预设值，则根据所述移动路线，回到最近的路线位置相应的充电桩充电。

本发明还提供了一种机器人充电方法，包括：

获取充电输出电极的磁通量，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若所述充电输出电极连接所述充电电路，则所述第一磁体发生位移；

判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则控制所述充电输出电极输出充电电压，若否，则控制所述充电输出电极处于停止输出充电电压的状态。

优选的，所述充电输出电极设有孔道，所述孔道外侧中设有输出电极片，所述孔道内侧中设有所述第一磁体，所述输出电极片与所述第一磁体连接，所述输出电极片和所述第一磁体可在孔道内移动，所述孔道内侧直径小于所述孔道外侧直径，所述输出电极片和所述孔道内侧之间设有弹性装置，所述弹性装置两端分别抵靠所述输出电极片和所述孔道内侧。

优选的，所述充电电路包括充电输入电极和第二磁体，所述第二磁体与所述充电输入电极内侧连接。

优选的，所述第一磁体靠近所述充电输出电极端和所述第二磁体靠近所述充电输入电极端极性相反。

本发明提供了一种机器人充电装置，包括充电桩和充电电路，所述充电桩包括充电输出电极、充电输出开关、霍尔传感器、电源、控制单元，其中，所述充电输出电极，用于向所述充电电路输出充电电压，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若所述充电输出电极连接所述充电电路，则所述第一磁体发生位移；所述充电输出开关，用于将所述充电输出电极连接至所述电源；所述霍尔传感器，用于向所述控制单元发送所述第一磁体的磁通量；所述控制单元，用于判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则连接所述充电输出开关，若否，则断开所述充电输出开关。可见，本发明中，若充电输出电极连接充电电路，则磁通量发生变化，控制单元根据霍尔传感器获取的磁通量进行判断，若小于阈值，则对充电电路进行充电，若不小于阈值，则不充电，充电输出电极不存在被误触而输出充电电压的风险，从而显著地提高了机器人充电的安全性。

本发明还提供了一种机器人充电系统，具有与上述机器人充电装置相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种机器人充电方法，具有与上述机器人充电装置相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种机器人充电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种具体的机器人充电装置中充电输出电极的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种机器人充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种机器人充电装置，参见图1所示，包括充电桩1和充电电路2，充电桩1包括充电输出电极11、充电输出开关12、霍尔传感器13、电源14、控制单元15。

需要说明的是，充电电路可以设置在充电桩内，也可以设置在机器人上。

充电电路可以设置在充电桩内，此时，充电输出电极连接充电电路则指机器人的充电电池连接至充电桩的充电电路，即机器人位于充电桩充电位置进行充电，充电输出电极为对机器人充电电池输出电极。

充电电路还可以设置在机器人上，即充电桩仅做通路开关控制，利用机器人内部电路实现充电，此时，充电输出电极连接充电电路则指机器人的充电电路连接充电桩进行充电，采用此方法可以减少成本。本发明中，以充电电路设置在机器人上为例进行说明。

需要进一步说明的是，充电桩在电源输出端还设有输入滤波电路、过流保护电路和过压保护电路。

充电输出电极11，用于向充电电路输出充电电压，其中，充电输出电极设有第一磁体，若充电输出电极连接充电电路，则第一磁体发生位移。

需要说明的是，因为第一磁体需要位移，因此充电电路设有可以引起第一磁体发生位移的金属或第二磁体。

可以理解的是，第一磁体可以单独发生位移，也可以和充电输出电极一起发生位移。

当第一磁体单独发生位移，即充电输出电极固定，由于存在引起磁体发生位移的外界因素，当第一磁体因外界影响发生位移，从而输出充电电压，仍存在安全隐患，因此，本发明主要采用第一磁体和充电输出电极一起发生位移，具体可通过将第一磁体和充电输出电极进行连接以实现。

当第一磁体受到充电电路引力影响发生位移，充电输出电极也发生位移，在实际应用中，若充电电路设有第二磁体，第一磁体靠近充电输出电极一端极性必须与第二磁体靠近充电输出电极一端极性相反，以确保充电输出电极不会因第一磁体在第二磁体相斥的引力下唯一离开充电电路。

由于第一磁体在机器人充电完成离开后需要回到初始位置，因此需要有可以使第一磁体恢复初始位置的构造。因此，第一磁体可通过以下方法恢复初始位置：

(1)通过重力恢复初始位置。第一磁体可在竖直方向发生位移。充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力在竖直方向发生向上位移；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在重力作用下在竖直方向发生向下位移，从而恢复初始位置。

当然，也可以使用浮力，原理与重力相同，即将第一磁体设置在液体中，充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力在竖直方向发生向下位移；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在浮力作用下在竖直方向发生向上位移，从而恢复初始位置。

(2)通过弹性装置恢复初始位置。第一磁体与弹性装置连接，充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力发生位移，弹性装置发生形变；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在弹性装置恢复形变的作用力下发生位移，从而恢复初始位置。可以理解的是，第一磁体和充电输出电极连接，充电输出电极与弹性装置连接，也可视为第一磁体与弹性装置连接。

在一种具体的实施方案中，参见图2所示，充电输出电极11设有孔道112，孔道外侧1121中设有输出电极片113，孔道内侧1122中设有第一磁体111，孔道内侧1122直径小于孔道外侧1121直径，输出电极片112和孔道内侧1122之间设有弹性装置114，弹性装置114两端分别抵靠输出电极片113和孔道内侧1122。

可以理解的是，为了使输出电极片与充电电路连接，弹性装置的最大弹性范围应大于输出电极片靠近孔道外侧端伸出孔道外侧时的弹性范围。

输出电极片在未充电时处于孔道外侧内，当机器人需要充电，充电电路靠近充电输出电极的孔道外侧，第一磁体受充电电路的引力沿着孔道向外侧移动，输出电极片随着第一磁体向孔道外侧移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸；当机器人充电完成离开后，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，回到初始位置。

相应的，为了提高第一磁体的位移量，以获得更大的第一磁体磁通量变化量，充电电路包括充电输入电极和第二磁体，第二磁体与充电输入电极内侧连接。

为了确保充电输出电极不会因第一磁体在第二磁体相斥的引力下唯一离开充电输入电极，第一磁体靠近充电输出电极端和第二磁体靠近充电输入电极端极性相反。

当机器人需要充电，充电电路的充电输入电极靠近充电输出电极的孔道外侧，与充电输入电极连接的第二磁体吸引第一磁体沿着孔道向外侧移动，输出电极片也随着第一磁体移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸。

当机器人完成充电离开，充电电路的充电输入电极离开充电输出电极的孔道外侧，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，回到初始位置。

充电输出开关12，用于将充电输出电极连接至电源。

在本发明中，充电桩可做通路开关使用，且受到控制单元控制，充电输出开关断开，则充电输出电极不输出充电电压，充电输出开关闭合，则充电输出电极输出充电电压。

霍尔传感器13，用于向控制单元发送第一磁体的磁通量。

霍尔传感器可以实时将磁通量发送至控制单元，也可以按照预设的时间间隔将磁通量发送至控制单元。

霍尔传感器设置在第一磁体非充电输出电极端，充电输出电极连接充电电路，第一磁体发生靠近充电输出电极端的位移，霍尔传感器获取的第一磁体的磁通量变小，霍尔传感器将变小的磁通量发送至控制单元。

在上述实施例中，霍尔传感器设置于孔道内侧外端，获取第一磁体的磁通量，并将获取的磁通量发送至控制单元。

控制单元14，用于判断磁通量是否小于阈值，若是，则连接充电输出开关，若否，则断开充电输出开关。

阈值应等于充电输出电极接触充电电路时第一磁体的磁通量。

在上述实施例中，阈值的数值应小于或等于输出电极片靠近孔道外侧端与孔道外侧端对齐时第一磁体的磁通量，以确保输出电极片在与充电输入电极接触前不会供电，从而避免产生电弧和电火花，以提高安全性。

当机器人需要充电时，充电电路靠近充电输出电极的孔道外侧，第一磁体受充电电路的引力沿着孔道向外侧移动，输出电极片随着第一磁体向孔道外侧移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸，此时磁通量发生变化，当输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，则控制单元控制充电输出开关连接，输出充电电压。

当机器人充电完成离开充电桩后，充电电路的充电输入电极离开充电输出电极的孔道外侧，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，磁通量增大，大于阈值，控制单元控制充电输出开关断开连接，停止输出充电电压。

为了提高用户体验，充电桩还包括用于显示充电桩是否在充电状态的状态指示灯，以在充电桩在输出充电电压和不输出充电输出电压时显示不同指示灯状态。

状态指示灯显示包括颜色、闪烁中的至少一种。

若状态指示灯仅采用颜色区别充电桩的状态：充电桩在充电时，状态指示灯为橙色；充电桩不充电时，状态指示灯为绿色。当然，也可以使用其他颜色来区别充电桩的状态。

若状态指示灯仅采用闪烁区别充电桩的状态：充电桩在充电时，状态指示灯为闪烁；充电桩不充电时，状态指示灯为常亮。当然，也可以使用其他闪烁、常亮或熄灭来区别充电桩的状态。

若状态指示灯同时采用颜色和闪烁区别充电桩的状态：充电桩在充电时，状态指示灯为闪烁的橙色；充电桩不充电时，状态指示灯为常亮绿色。当然，也可以使用其他颜色和闪烁的组合来区别充电桩的状态。

本发明还提供了一种机器人充电系统，包括上述任一项的机器人充电装置，其中，充电电路设置于机器人上。

充电电路设置于机器人上可以简化充电桩的电路结构，同时充电电路利用机器人内部电路实现，减少充电桩成本。

由于在实际使用中机器人需要找到充电桩，因此需要对机器人和充电桩进行相应的设计。

机器人还包括第一红外发射器、第一红外接收器和摄像头，充电桩还包括第二红外发射器、第二红外接收器和图像识别区，其中，第一红外发射器，用于向第二红外接收器发送寻路信号；第二红外接收器，用于接收寻路信号；第二红外发射器，用于当第二红外接收器接收到寻路信号，则向第一红外接收器发送位置信息；图像识别区，用于当第二红外接收器接收到寻路信号，则点亮图像识别区背光，以便于摄像头识别；第一红外接收器，用于接收位置信息。

机器人在接收到用户发送的充电指令或电量低于预设值，则通过第一红外发射器发送寻路信号。

充电桩的第二红外接收器接收到该寻路信号，则通过充电桩的第二红外发送器发送位置信息，同时点亮图像识别区的背光，以便于摄像头识别。

机器人的第一红外接收器在接收到位置信息，根据位置信息向充电桩靠近，移动过程中摄像头识别的图像识别区，根据识别的图像内容的比例和形状修正移动方向，当图像识别区在摄像头中处于预设位置，则机器人处于充电桩的充电位置。

在上述实施例中，当充电桩充电输出电极的霍尔传感器状态发生变化，充电桩判断自动回充成功，打开电源，并通过红外编码告知机器人，开始充电，打开充电状态指示灯。

需要说明的是，机器人至少在前后左右方向各设置一个第一红外接收器，根据各方向接收到第二红外发射器发出的位置信息的信号强弱来判断充电桩大概方位，当然，在机器人上设置的红外接收器的方位越多，机器人对充电桩的方位判断越准确。

在实际应用中，摄像头具体为设置在机器人前端的PSD传感器摄像头，可用于躲避障碍物和防止机器人跌落。

可以理解的是，当移动机器人充电失败后，会再次尝试自动充电流程，若2次都失败，移动机器人会发出信号提示用户，进行手动回充。当然，也可以是其他次数，例如3次回充失败，则发出信号提示用户。

为了提高机器人充电的效率，机器人还包括车轮编码器、加速度计和陀螺仪，其中，车轮编码器，用于根据加速度计和陀螺仪获取的运动参数，记录机器人的移动路线。

机器人第一次使用充电桩充电，车轮编码器会根据加速度计和陀螺仪获取的运动参数，记录机器人的移动路线，以便于在机器人移动完成任务后，按照移动路线返回充电桩附近。

在具体实施中，用户可以在第一人第一次使用充电桩充电时手动注册位置点，尤其是充电桩正前方，以提高车轮编码器记录移动路线的准确性，且在充电桩正前方注册位置点，能够更准确地使机器人找到充电桩的充电位置。

为了机器人能够更准确地找到每一个充过电的充电桩，本发明对离开进一步优化，若机器人通过充电桩充电，则车轮编码器在移动路线中注册该充电桩的路线位置，以便机器人在需要充电时快速找到该充电桩。

为了进一步提高机器人充电的效率，本发明对车轮编码器在移动路线中注册该充电桩的路线位置进行了进一步优化，若机器人电量低于预设值，则根据移动路线，回到最近的路线位置相应的充电桩充电。

本发明还提供了一种机器人充电方法，参见图3所示，包括：

步骤S1：获取充电输出电极的磁通量，其中，充电输出电极设有第一磁体，若充电输出电极连接充电电路，则第一磁体发生位移。

在实际应用中，可以采用霍尔传感器获取充电输出电极的磁通量。

霍尔传感器设置在第一磁体非充电输出电极端，充电输出电极连接充电电路，第一磁体发生靠近充电输出电极端的位移，则霍尔传感器获取的第一磁体的磁通量变小。

需要说明的是，充电电路可以设置在充电桩内，也可以设置在机器人上。

充电电路可以设置在充电桩内，此时，充电输出电极连接充电电路则指机器人的充电电池连接至充电桩的充电电路，即机器人位于充电桩充电位置进行充电，充电输出电极为对机器人充电电池输出电极。

当充电电路还可以设置在机器人上，即充电桩仅做通路开关控制，利用机器人内部电路实现充电，此时，充电输出电极连接充电电路则指机器人的充电电路连接充电桩进行充电，采用此方法可以减少成本。本发明中，以充电电路设置在机器人上为例进行说明。

需要进一步说明的是，充电桩在电源输出端还设有输入滤波电路、过流保护电路和过压保护电路。

需要说明的是，因为第一磁体需要位移，因此充电电路设有可以引起第一磁体发生位移的金属或第二磁体。

可以理解的是，第一磁体可以单独发生位移，也可以和充电输出电极一起发生位移。

当第一磁体单独发生位移，即充电输出电极固定，由于存在引起磁体发生位移的外界因素，当第一磁体因外界影响发生位移，从而输出充电电压，仍存在安全隐患，因此，本发明主要采用第一磁体和充电输出电极一起发生位移，具体可通过将第一磁体和充电输出电极进行连接以实现。

当第一磁体受到充电电路引力影响发生位移，充电输出电极也发生位移，在实际应用中，若充电电路设有第二磁体，第一磁体靠近充电输出电极一端极性必须与第二磁体靠近充电输出电极一端极性相反，以确保充电输出电极不会因第一磁体在第二磁体相斥的引力下唯一离开充电电路。

由于第一磁体在机器人充电完成离开后需要回到初始位置，因此需要有可以使第一磁体恢复初始位置的构造。因此，第一磁体可通过以下方法恢复初始位置：

(1)通过重力恢复初始位置。第一磁体可在竖直方向发生位移。充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力在竖直方向发生向上位移；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在重力作用下在竖直方向发生向下位移，从而恢复初始位置。

当然，也可以使用浮力，原理与重力相同，即将第一磁体设置在液体中，充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力在竖直方向发生向下位移；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在浮力作用下在竖直方向发生向上位移，从而恢复初始位置。

(2)通过弹性装置恢复初始位置。第一磁体与弹性装置连接，充电电路与充电输出电极连接，则第一磁体因受充电电路的引力发生位移，弹性装置发生形变；充电电路离开充电输出电极，第一磁体失去充电电路的引力，在弹性装置恢复形变的作用力下发生位移，从而恢复初始位置。可以理解的是，第一磁体和充电输出电极连接，充电输出电极与弹性装置连接，也可视为第一磁体与弹性装置连接。

在一种具体的实施方案中，参见图2所示，充电输出电极11设有孔道112，孔道外侧1121中设有输出电极片113，孔道内侧1122中设有第一磁体111，孔道内侧1122直径小于孔道外侧1121直径，输出电极片112和孔道内侧1122之间设有弹性装置114，弹性装置114两端分别抵靠输出电极片113和孔道内侧1122。

可以理解的是，为了使输出电极片与充电电路连接，弹性装置的最大弹性范围应大于输出电极片靠近孔道外侧端伸出孔道外侧时的弹性范围。

输出电极片在未充电时处于孔道外侧内，当机器人需要充电，充电电路靠近充电输出电极的孔道外侧，第一磁体受充电电路的引力沿着孔道向外侧移动，输出电极片随着第一磁体向孔道外侧移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸；当机器人充电完成离开后，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，回到初始位置。

相应的，为了提高第一磁体的位移量，以获得更大的第一磁体磁通量变化量，充电电路包括充电输入电极和第二磁体，第二磁体与充电输入电极内侧连接。

为了确保充电输出电极不会因第一磁体在第二磁体相斥的引力下唯一离开充电输入电极，因此第一磁体靠近充电输出电极端和第二磁体靠近充电输入电极端极性相反。

当机器人需要充电，充电电路的充电输入电极靠近充电输出电极的孔道外侧，与充电输入电极连接的第二磁体吸引第一磁体沿着孔道向外侧移动，输出电极片也随着第一磁体移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸。

当机器人完成充电离开，充电电路的充电输入电极离开充电输出电极的孔道外侧，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，回到初始位置。

步骤S2：判断磁通量是否小于阈值，若是，则控制充电输出电极输出充电电压，若否，则控制充电输出电极处于停止输出充电电压的状态。

阈值应等于充电输出电极接触充电电路时第一磁体的磁通量。

在上述实施例中，阈值的数值应小于或等于输出电极片靠近孔道外侧端与孔道外侧端对齐时第一磁体的磁通量，以确保输出电极片在与充电输入电极接触前不会供电，从而避免产生电弧和电火花，以提高安全性。

当机器人需要充电，充电电路靠近充电输出电极的孔道外侧，第一磁体受充电电路的引力沿着孔道向外侧移动，输出电极片随着第一磁体向孔道外侧移动，输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，弹性装置受到拉伸，此时磁通量发生变化，当输出电极片靠近孔道外侧端露出孔道与充电电路连接，则连接电源，控制充电输出电极输出充电电压。

当机器人充电完成离开充电桩后，充电电路的充电输入电极离开充电输出电极的孔道外侧，输出电极片受到弹性装置恢复形变的力向孔道内侧移动，第一磁体随着输出电极片移动，磁通量增大，大于阈值，则断开电源连接，停止输出充电电压，使充电输出电极处于停止输出充电电压的状态。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种机器人充电装置、系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种机器人充电装置，包括充电桩和充电电路，其特征在于，所述充电桩包括充电输出电极、充电输出开关、霍尔传感器、电源、控制单元，其中，

所述充电输出电极，用于向所述充电电路输出充电电压，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若所述充电输出电极连接所述充电电路，则所述第一磁体发生位移；

所述充电输出开关，用于将所述充电输出电极连接至所述电源；

所述霍尔传感器，用于向所述控制单元发送所述第一磁体的磁通量；

所述控制单元，用于判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则连接所述充电输出开关，若否，则断开所述充电输出开关；

所述充电输出电极设有孔道，所述孔道外侧中设有输出电极片，所述孔道内侧中设有所述第一磁体，所述输出电极片与所述第一磁体连接，所述输出电极片和所述第一磁体可在孔道内移动，所述孔道内侧直径小于所述孔道外侧直径，所述输出电极片和所述孔道内侧之间设有弹性装置，所述弹性装置两端分别抵靠所述输出电极片和所述孔道内侧。

2.根据权利要求1所述的机器人充电装置，其特征在于，所述充电电路包括充电输入电极和第二磁体，所述第二磁体与所述充电输入电极内侧连接。

3.根据权利要求2所述的机器人充电装置，其特征在于，所述第一磁体靠近所述充电输出电极端和所述第二磁体靠近所述充电输入电极端极性相反。

4.根据权利要求3所述的机器人充电装置，其特征在于，所述充电桩还包括用于显示所述充电桩是否在充电状态的状态指示灯。

5.一种机器人充电系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的机器人充电装置，其中，所述充电电路设置于机器人上。

6.根据权利要求5所述的机器人充电系统，其特征在于，所述机器人还包括第一红外发射器、第一红外接收器和摄像头，所述充电桩还包括第二红外发射器、第二红外接收器和图像识别区，其中，

所述第一红外发射器，用于向所述第二红外接收器发送寻路信号；

所述第二红外接收器，用于接收所述寻路信号；

所述第二红外发射器，用于当所述第二红外接收器接收到所述寻路信号，则向所述第一红外接收器发送位置信息；

所述图像识别区，用于当所述第二红外接收器接收到所述寻路信号，则点亮图像识别区背光，以便于所述摄像头识别；

所述第一红外接收器，用于接收所述位置信息。

7.根据权利要求6所述的机器人充电系统，其特征在于，所述机器人还包括车轮编码器、加速度计和陀螺仪，其中，

所述车轮编码器，用于根据所述加速度计和所述陀螺仪获取的运动参数，记录所述机器人的移动路线。

8.根据权利要求7所述的机器人充电系统，其特征在于，还包括：

若所述机器人通过充电桩充电，则所述车轮编码器在所述移动路线中注册该充电桩的路线位置。

9.根据权利要求8所述的机器人充电系统，其特征在于，还包括：

若所述机器人电量低于预设值，则根据所述移动路线，回到最近的路线位置相应的充电桩充电。

10.一种机器人充电方法，其特征在于，包括：

获取充电输出电极的磁通量，其中，所述充电输出电极设有第一磁体，若所述充电输出电极连接充电电路，则所述第一磁体发生位移；

判断所述磁通量是否小于阈值，若是，则控制所述充电输出电极输出充电电压，若否，则控制所述充电输出电极处于停止输出充电电压的状态；

其中，所述充电输出电极设有孔道，孔道外侧中设有输出电极片，孔道内侧中设有所述第一磁体，所述孔道内侧直径小于所述孔道外侧直径，所述输出电极片和所述孔道内侧之间设有弹性装置，所述弹性装置两端分别抵靠所述输出电极片和所述孔道内侧。

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