CN108282011A - 一种机器人充电方法、机器人和充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人充电方法、机器人和充电桩。机器人充电方法包括当机器人的电池电量值小于或等于第一电量阈值时，根据充电桩的位置信息进行导航，控制机器人向所述充电桩移动，在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路对机器人进行充电。本实施例的机器人充电方案简单可行，省去了传感器和复杂的计算；而且，充电端口接触面大，对精度要求低，提高了充电对接成功率。

Description

一种机器人充电方法、机器人和充电桩

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人充电方法、机器人和充电桩。

背景技术

目前服务机器人风潮日进，机器人的充电系统也逐渐从人工参与发展到全自动充电，机器人自动化和智能化水平大大提高。但是，现有机器人自动充电技术还存在对精度要求高，充电接口难以对接成功而且充电效率低，不能满足自动充电大规模应用需求的问题。

发明内容

本发明提供了一种机器人充电方法、机器人和充电桩，以解决现有充电技术对精确度要求高，充电接口难以对接成功而且充电效率低，不能满足自动充电大规模应用需求的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种机器人充电方法，包括：

当机器人的电池电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息；

根据位置信息进行导航，控制机器人向充电桩移动缩短与充电桩的距离；

在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，导电底板与电源连接，第一导电金属件，第二导电金属件分别连接机器人的电池。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机器人充电方法，包括：

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，其中，预设充电位置处设有连接电源的导电底板，在机器人移动到预设充电位置时，导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，机器人底部的第一导电金属件与机器人顶部的第二导电金属件分别连接机器人的电池。

根据本发明的又一个方面，提供了一种机器人，包括机器人本体，以及设置在机器人本体底部的第一导电金属件和设置在机器人本体顶部的第二导电金属件，

机器人本体内设置有控制器以及为机器人供电的电池；

第一导电金属件，第二导电金属件分别与电池连接；

控制器，用于在电池的电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息，根据位置信息进行导航，控制机器人向充电桩移动缩短与充电桩的距离；在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下并与第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，预设充电位置处的导电底板与电源连接。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于机器人充电的充电桩，包括：充电桩本体，以及与充电桩本体对应的设置有导电底板的预设充电位置，导电底板与电源连接；

充电桩本体上设置有单片机，

单片机，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，在机器人移动到预设充电位置时，导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

单片机，根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，机器人底部的第一导电金属件与机器人顶部的第二导电金属件分别连接机器人的电池。

本发明实施例的有益效果：本发明实施例的这种机器人充电方法、机器人和充电桩，当机器人需要充电时，根据充电桩的位置信息进行导航控制机器人向充电桩移动，在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路对机器人进行充电。由此可知，本实施例的机器人充电方法简单可行，省去了设置摄像头或红外传感器以检测充电桩上的充电接口和复杂的计算机器人对准的充电接口的方向和角度等工作；而且，充电时，只需要机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，充电桩的第一电极端口与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路即可充电，相比利用机器人的机械臂对接充电桩上充电口的充电方案，充电端口接触面大，对精度要求低，提高了充电对接成功率。最后，该方案对机器人的进出充电桩的方式没有严格要求，从各个方向进入充电桩的充电区域都可以，提高了机器人充电的灵活性，并且比无线充电方式充电效率高，方便了大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种机器人充电方法的流程图；

图2是本发明又一个实施例的一种机器人充电方法的流程图；

图3是本发明再一个实施例的一种机器人充电方法的流程图；

图4是本发明一个实施例的机器人和充电桩的结构示意图。

具体实施方式

有一种机器人自动充电技术是在机器人上安装摄像头或红外传感器等装置，采集周围环境信息，分析处理后进行定位和导航，引导机器人主动对接充电桩上的充电接口进行充电，该方案对精确度和实时性以及计算机处理能力要求较高，容易造成对接不准确，成功率低。另外一种自动充电方案是在充电桩上安装机械臂，机器人在固定位置停好后，开始控制机械臂对接充电口，该方式要求机器人在固定位置和相对角度停靠，而且需要复杂的控制系统，因而难以顺利实现充电。还有一种是无线感应充电，机器人内置感应线圈，在安装的充电位置进行自动充电，但是这样充电方式效率低，难以大规模推广应用。

本发明实施例提供一种机器人充电方法，该方法的机器人能够实现自动充电并且对充电接口对接精度要求低，方案实现简单，稳定性和充电效率高，满足了顺利实现自动充电的需求。

图1是本发明一个实施例的一种机器人充电方法的流程图，参见图1，本实施例的机器人充电方法，应用于机器人端，包括：

步骤S101，当机器人的电池电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息；

步骤S102，根据位置信息进行导航，控制机器人向充电桩移动缩短与充电桩的距离；

步骤S103，在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，导电底板与电源连接，第一导电金属件，第二导电金属件分别连接机器人的电池。

由图1所示的方法可知，本实施例中在机器人移动到充电桩的预设充电位置后，利用机器人底部的第一导电金属件与充电桩的导电底板接触，同时，机器人顶部的第二导电金属件与充电桩上下落的第一电极端口接触，且导电底板和第一电机端口分别与电源连接，第一导电金属件和第二导电金属件分别与机器人电池连接，构成一个充电回路。当机器人的导电部件与充电桩上的导电底板和电极端口接触之后即可开始充电，省去了复杂的传感器监测接口对接和计算处理工作；充电端口接触面大，对接成功率提高，对设备精度的要求低。同时不需要严密的控制系统，对机器人的停靠方式没有固定要求，从各个方向进入充电桩都能进行充电，不会因信息的实时性和处理速度以及准确度而失败，准确度提高。

在一个实施例中，前述步骤S103中触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下包括：

机器人碰撞充电桩上的碰撞传感器，以使碰撞传感器产生碰撞信号，并触发充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触；或，

机器人移动到充电桩处的预设充电位置，触压设置在导电底板上的压力传感器，以使压力传感器产生压力信号，触发充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触；或，

机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，向充电桩发送指示到达预设充电位置的信息，触发充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触。

也就是说，优选地，本实施例中提供了三种触发充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下的方式，即(1)利用机器人碰撞到充电桩上的碰撞传感器，碰撞传感器产生碰撞信号后发送给充电桩，触发充电桩。(2)机器人移动到充电桩处的预设充电位置，触压设置在导电底板上的压力传感器，压力传感器产生压力信号，触发充电桩。(3)机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，向充电桩发送指示到达预设充电位置的信息，触发充电桩。实际应用时可根据具体需求选择上述三种方式中的任意一种，对此不做限制。

需要说明的是，本实施例中，充电桩上的与电源连接的第一电极端口为第一正极端口，但是在本发明其他实施例中，充电桩上的与电源连接的第一电极端口也可以是第一负极端口，对此不做限制。可以理解，当第一电极端口设置为第一正极端口时，第一正极端口连接电源正极，对应的，充电桩的预设充电位置处的导电底板与电源的负极连接，如此方便形成充电回路。当第一电极端口设置为第一负极端口时，第一负极端口连接电源负极，对应的，预设充电位置处导电底板与电源的正极连接。

在一个实施例中，前述步骤S101中机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触包括：

机器人底部的至少一个轮子表面形成有金属镀层，金属镀层作为第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触；

为了方便机器人与充电桩预设充电位置的导电地板接触，本实施例中，机器人的底部轮子(比如，前轮)上做了金属镀层，金属镀层形成在轮子表面上，这样只要机器人在移动到预设充电位置后，轮子上的金属镀层即可与导电底板接触。

第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触包括：

机器人顶部外壳上设置有导电金属板，第一正极端口落下，与作为第二导电金属件的导电金属板接触，导电金属板的面积大于预设面积阈值；或，

机器人顶部具有金属外壳，第一正极端口落下，与作为第二导电金属件的金属外壳接触。

在本实施例中，根据机器人外壳材质的不同提供了不同的第二导电金属件，比如，当机器人顶部(即，头部)的外壳非金属时，可以在该外壳上设置一块导电金属板，由这一导电金属板作为第二导电金属件与充电桩的第一正极端口接触。这种情况下，导电金属板的面积大于预设面积阈值即，导电金属板的面积可以设置的大一些，保证充电端口的接触面大，对接成功率提高。当机器人顶部(即，头部)的外壳是金属材质时，可以直接利用金属外壳作为第二导电金属件，与落下的第一正极端口接触。

实际应用中，可以根据机器人顶部的面积来确定预设面积阈值，比如，当机器人顶部为圆形，面积为100π时，预设面积阈值为20π。当机器人顶部为方形，面积为0.06平方米时，预设面积阈值为0.01。预设面积阈值的设置既考虑方便机器人顶部与充电桩的电极接口接触，方便充电对接，同时也兼顾节省原材料和成本等要求。

在一个实施例中，前述步骤S101中，获取充电桩的位置信息的方式可以是获取机器人存储的指示充电桩位置的预设坐标值；也可以是通过与充电桩之间的无线连接，向充电桩发送获取充电桩位置的请求信息，并接收充电桩返回的指示充电桩位置的预设坐标值，对获取方式不做限定。

机器人获取到充电桩的位置信息后，即可根据获取的位置信息进行导航，例如基于地图构建的SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，即时定位与地图构建)算法，将获取的位置信息作为导航点，控制机器人向充电桩移动，缩短与充电桩的距离。需要说明的是，机器人导航并移动到充电桩处可以采用现有技术来实现，这里不做过多说明。

在本发明的一个实施例中，机器人充电的方法还包括：

实时监测机器人的电池电量，在电池电量值大于第二电量阈值时，发送充电完成的信息至充电桩，以使充电桩控制将第一正极端口与第二导电金属件脱离。

本实施例中，当机器人充电完成后，机器人不再需要充电，这时机器人可以根据监测的电池电量值大于第二电量阈值的条件，向充电桩发送充电完成的信息使充电桩控制将第一正极端口与第二导电金属件脱离，而将第一正极端口收放到预设回收位置，不妨碍机器人进出充电桩的充电区域。可以理解，第二电量阈值大于第一电量阈值，比如，第二电量阈值是100％，而第一电量阈值是10％。

图2是本发明又一个实施例的一种机器人充电方法的流程图；参见图2，机器人充电方法，应用于充电桩端，包括：

步骤S201，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，

其中，预设充电位置处设有连接电源的导电底板，在机器人移动到预设充电位置时，导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

步骤S202，根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，机器人底部的第一导电金属件与机器人顶部的第二导电金属件分别连接机器人的电池。

图2所示的方法，充电桩获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置(预设充电位置时导电底板能够与机器人底部的第一导电金属件相互接触的位置)的信息，控制第一电极端口落下与机器人顶部的第二导电金属件接触，由于导电底板、第一电极端口分别连接电源，第一导电金属件和第二导电金属件分别连接机器人电池，从而当导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触且第一电极端口与机器人顶部的第二导电金属件接触时，即可形成充电回路，为机器人的电池充电。该充电方法简单可行，不需要设置复杂的传感器，并且通过机器人和充电桩的导电部件接触形成回路的方式，降低了充电对接失败的概率，对精度要求低，从各个方向进入充电站都可以完成充电，满足了充电需求，而且充电效率高，适合大规模推广应用。

在本发明的一个实施例中，前述步骤S202中根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触包括：

根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触，

其中，充电桩包括立柱和横杆，立柱的一端固定，横杆的一端与立柱的另一端连接，呈倒L形设置；横杆与预设充电位置处的导电底板的位置上下对应。

本实施例的这种充电桩设计，横杆与导电底板的位置上下对应，机器人移动到预设充电位置时，机器人底部的导电部件与导电底板接触，顶部的导电部件与从横杆上落下的第一电极端口接触，形成充电回路，省略了复杂的传感器和对接检测部件，方案简单可靠，充电效率高，满足了实际需求。

在一个实施例中，控制收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下包括：

控制与充电桩的单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端下落，以使第一正极端口与机器人顶部的第二导电金属件接触；

其中，电机设置在横杆上，螺旋可伸缩导线的一端连接第一正极端口，另一端连接电源正极。

本实施例中，通过螺旋可伸缩导线连接电源正极和第一正极端口，由于导线具有螺旋可伸缩的特点，从而可以将导线缠绕在电机轴上，进而控制导线下落和上升。

在本发明的一个实施例中，图2所示的机器人充电方法还包括：

获取机器人充电结束的信息；

本实施例中，可以通过接收机器人在充电完成时发送的充电完成信息来获取机器人充电结束的信息，或者通过充电桩上设置的电流监测电路来获取机器人充电结束的信息，电流监测电路可以监测充电回路中电流的有无，当监测到充电回路中没有电流流过时，向充电桩发送信号，充电桩以此获取机器人充电结束的信息。

控制与充电桩的单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端上升，以使第一正极端口与机器人顶部的第二导电金属件脱离并将第一正极端口收放至预设回收位置。

这里的回收到预设回收位置，是将第一正极端口收放到初始位置。

本实施例，通过采用电机控制螺旋可伸缩导线的落下和上升，比如，当电机向一方向(如，反向)旋转时带动导线将第一正极端口落下，而当电机向另一方向(如，正向)旋转时可以带着导线将第一正极端口上升，与机器人顶部的第二导电金属件脱离。这样保证了充电过程依靠机械控制，提高了稳定性。

在本发明的一个实施例中，前述步骤S201中，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息包括：

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置，碰撞充电桩上的碰撞传感器后，碰撞传感器产生并发送的碰撞信号；或，

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，导电底板上设置的压力传感器发送的压力信号；或，

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，机器人发送的指示到达预设充电位置的信息。

也就是说，优选地，本实施例中提供了三种充电桩来获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息的方式，一是，通过机器人碰撞充电桩上的碰撞传感器后，碰撞传感器产生并发送的碰撞信号获取机器人已移动到充电桩处的预设充电位置；二是，通过预设充电位置的压力传感器在机器人触压后发送的压力信号来获取；三是，通过机器人发送的信息来获取。实际应用中，可以选择上述三种方式之一来实现，对此不做限制。

图3是本发明再一个实施例的一种机器人充电方法的流程图，参见图3，本实施例的机器人充电方法包括下列步骤：

步骤S301，机器人导航向充电桩；

在机器人低电量时，开始根据获取的预设充电桩的坐标，利用SLAM算法，实现自主定位和导航。

步骤S302，机器人碰撞到碰撞传感器；

充电桩安装有碰撞传感器。机器人移动到充电桩的预设充电位置后，机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，机器人碰撞充电桩上的碰撞传感器。

步骤S303，充电桩的单片机收到碰撞传感器的信息，控制第一正极端口下落；

充电桩上的碰撞传感器受到碰撞之后，产生碰撞信号，将碰撞信号发送给充电桩的单片机。充电桩的单片机收到碰撞传感器的信息后，控制第一正极端口下落。

需要说明的是，这里以碰撞传感器为例说明，机器人如何触发充电桩控制将第一正极端口下落，在其他实施例中，机器人还可以通过触压充电桩的预设充电位置处的压力传感器来实现触发充电桩的目的，或者，机器人还可以直接向充电桩的单片机发送触发信号来实现，对此不做限制。

这里的第一正极端口与电源正极连接。

步骤S304，第一正极端口下落到机器人顶部，与机器人顶部接触；

第一正极端口下落，当下落到机器人顶部与机器人顶部接触后，单片机控制第一正极端口停止下落，并维持这一下落高度。

实际应用中，单片机可以根据第一正极端口与机器人顶部第二导电金属件接触后，形成的充电回路中有电流作为控制第一正极端口停止下落的条件。

机器人轮子与充电桩的导电底板接触，轮子和导电底板均为导电金属，机器人顶部设置的第二导电金属件可以为导电金属板，机器人的轮子连接机器人电池的负极，顶部的导电金属板连接机器人电池的正极，导电底板和第一正极端口分别与电源的负极、正极连接。

步骤S305，机器人开始充电；

在充电桩的预设充电位置停留的机器人，底部的第一导电金属件与充电桩的导电底板接触，机器人顶部的第二导电金属件又与第一正极端口接触，即轮子和导电底板连通，从而形成了一个充电回路，充电回路一形成，电流可以从电源流向机器人的电池，机器人开始充电。

步骤S306，监测到充电完成，单片机控制第一正极端口上升，与机器人顶部脱离；

充电桩监测到机器人充电完成时，充电桩上的单片机控制第一正极端口上升，与机器人顶部脱离并收放到预设的回收位置，供下一次充电使用。在其他实施例中，机器人充电完成的工作可以由机器人来监测，当机器人根据电量值监测到充电完成时发送充电完成的信息给充电桩，充电桩上的单片机再控制第一正极端口上升。

步骤S307，机器人离开充电桩。

机器人充电完成，第一正极端口上升与机器人顶部脱离之后，机器人即可离开充电桩，而继续工作。

至此，充电流程结束。

本发明的实施例中，还提供了一种机器人，包括机器人本体，以及设置在机器人本体底部的第一导电金属件和设置在机器人本体顶部的第二导电金属件，

机器人本体内设置有控制器以及为机器人供电的电池；

第一导电金属件，第二导电金属件分别与电池连接；

控制器，用于在电池的电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息，根据位置信息进行导航，控制机器人向充电桩移动缩短与充电桩的距离；在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下并与第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，预设充电位置处的导电底板与电源连接。

一个实施例中，机器人本体底部的第一导电金属件为形成在机器人本体底部的至少一个轮子表面的金属镀层；

机器人本体顶部的第二导电金属件为设置在顶部外壳上的导电金属板，导电金属板的面积大于预设面积阈值。导电金属板与电池的正极相连，金属镀层连接电池负极。本实施例中，机器人顶部设置的导电金属板，相当于扩大的电池正极，增大了正极与充电桩的第一正极端口的接触面，方便充电时接触、对接。而且直接在机器人轮子表面形成金属镀层，避免了额外设置导电金属件，并且由于在机器人移动过程中，轮子可以直接与导电底板接触，也省去复杂的控制。

一个实施例中，机器人本体底部的第一导电金属件为形成在机器人本体底部的至少一个轮子表面的金属镀层；机器人本体顶部的第二导电金属件为机器人本体顶部的金属外壳。

在本实施例中，直接利用机器人顶部的金属外壳作为第一导电金属件与充电桩上的第一正极端口接触，无需更改机器人顶部的结构，也不需要增加部件，节省了成本，满足机器人顶部一体设计需求。

一个实施例中，控制器还用于，实时监测机器人的电池电量，在电池电量值大于第二电量阈值时，发送充电完成的信息至充电桩，以使充电桩控制将第一正极端口与第二导电金属件脱离。

需要说明的是，机器人中设置有电量监测电路，控制器与电量监测电路连接，能够根据电量监测电路实时监测到机器人的电池电量。此外，机器人中还设置有用于与外界通讯的通讯模块，比如，蓝牙模块、Wi-Fi模块等，控制器与通讯模块连接，将机器人的电池电量信息发送至充电桩。可以理解，机器人中的电量监测电路以及通讯模块的设置均可以采用现有技术来实现的，这里不再做过多说明。

本发明实施例中提供了一种用于机器人充电的充电桩，包括：充电桩本体，以及与充电桩本体对应的设置有导电底板的预设充电位置，导电底板与电源连接；

充电桩本体上设置有单片机，

单片机，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，在机器人移动到预设充电位置时，导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

单片机，根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，机器人底部的第一导电金属件与机器人顶部的第二导电金属件分别连接机器人的电池。

一个实施例中，充电桩本体包括：一端固定的立柱，与立柱另一端连接的横杆，横杆与立柱呈倒L形设置，

横杆与导电底板的位置上下对应；

单片机，根据获取的信息，控制与单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端下落，与机器人顶部的第二导电金属件接触；

其中，电机设置在横杆上，螺旋可伸缩导线的一端连接第一正极端口，另一端连接电源正极。

一个实施例中，立柱的一端固定在地面上，预设充电位置是立柱正前方的地面上的一块区域，导电底板处于预设充电位置指示的区域内。

一个实施例中，立柱的一端固定在墙上，横杆与地面平行。

一个实施例中，单片机还根据获取的机器人充电完成的信息，控制与单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端上升，与机器人顶部的第二导电金属件脱离。

一个实施例中，充电桩本体上设置有碰撞传感器，碰撞传感器用于在受到碰撞时产生碰撞信号并将碰撞信号发送至单片机。

需要说明的是，为了保证机器人能够碰撞到碰撞传感器并且方便机器人碰撞，碰撞传感器设置不宜过高或者过低。优选地，碰撞传感器固定设置在充电桩的立柱上，更具体的，设置在充电桩立柱中部向外凸出的侧杆上，侧杆与充电桩的横杆平行，侧杆的高度小于横杆的高度，这样机器人能够碰撞到碰撞传感器。在其他实施例中，可以根据机器人的高度，确定充电桩的立柱上的侧杆的高度，比如，当机器人高为40厘米时，侧杆的高设置为25厘米，在侧杆上固定一碰撞传感器，供机器人碰撞。

一个实施例中，预设充电位置的导电底板上设置有压力传感器，压力传感器用于检测预设充电位置的压力产生压力信号，并将压力信号发送至单片机。不难理解的是，压力传感器可以设置在导电底板的上表面或下表面。

图4是本发明一个实施例的机器人和充电桩的结构示意图，结合图4对本发明实施例的机器人和充电桩的结构进行具体说明。

参见图4，本实施例的用于机器人充电的充电桩，包括：充电桩本体，以及与充电桩本体对应的设置有导电底板403的预设充电位置，导电底板403与电源(4中所示是与电源负极连接)连接；

充电桩本体上设置有单片机405，

单片机405，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，在机器人移动到预设充电位置时，导电底板403与机器人底部的第一导电金属件接触；

单片机405，根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，机器人底部的第一导电金属件与机器人顶部的第二导电金属件分别连接机器人的电池。

参见图4，充电桩本体包括：一端固定在地面上的立柱401，立柱与地面垂直，与立柱401另一端连接的横杆402，横杆402与立柱401呈倒L形设置，

横杆402与导电底板403的位置上下对应；

单片机405，根据获取的信息，控制与单片机405连接的电机406旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线407的一端下落，与机器人顶部的第二导电金属件接触；

或，根据获取的机器人充电完成的信息，控制与单片机405连接的电机406旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线407的一端上升，与机器人顶部的第二导电金属件脱离；

其中，电机406设置在横杆402上，螺旋可伸缩导线407的一端连接第一正极端口408，另一端连接电源正极。

这里的螺旋可伸缩导线安装在立柱外侧，螺旋可伸缩导线的一端安置输电正极，即，第一正极端口，另一端连接蓄电池或者直流电源，并通过电机来控制上升和下降。

参见图4，充电桩本体(比如图4所示的侧杆404上)上设置有碰撞传感器409，碰撞传感器409用于在受到机器人的碰撞时产生碰撞信号并将碰撞信号发送至单片机405。图4中，碰撞传感器409位于立柱中间，碰撞传感器的安装高度保证了机器人可碰到。

如图4所示，横杆402和侧杆404相互平行，侧杆404高度值小于横杆402的高度值，且侧杆404的长度值小于横杆402的长度值，这种设计既保证了横杆402上的第一正极端口408下落和上升不会对碰撞传感器409产生干涉，从而只在机器人顶部502到横杆402的高度差范围内运动，又方便了机器人本体能碰撞到侧杆404上的碰撞传感器409，同时，当充电完成时，不会妨碍机器人离开充电桩。

另外，将螺旋可伸缩导线407和第一正极端口408设置在横杆402上而不是设置在立柱上等其他位置，也是为了方便充电对接，即，只需要将第一正极端口408落下与机器人顶部502接触即可，省去了复杂的监测充电对接的传感器和计算步骤，提高了充电对接的成功率和稳定性。

参见图4，本实施例的机器人包括机器人本体501，以及设置在机器人本体底部的第一导电金属件和设置在机器人本体顶部502的第二导电金属件，

机器人本体501内设置有控制器以及为机器人供电的电池；

第一导电金属件，第二导电金属件分别与电池连接；比如，第一导电金属件与电池的负极连接，而第二导电金属件与电池的正极连接。

控制器，用于在电池的电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息，根据位置信息进行导航，控制机器人向充电桩移动缩短与充电桩的距离；在机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板403接触，并触发充电桩，以使充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下并与第二导电金属件接触，形成充电回路，对机器人进行充电；

其中，预设充电位置处的导电底板403与电源连接。

参见图4，第一导电金属件设置在机器人一个轮子503上。比如，将机器人的前轮503(一个轮子)做金属镀层形成第一导电金属件，并与机器人的电池负极连接，形成扩大的负极。机器人的顶部502安置一个导电金属圆板，并与机器人的电池正极连接，形成扩大的正极。

图4所示机器人和充电桩，当机器人需要充电时，自动移动到充电桩处的预设充电位置，机器人底部(轮子503)上的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板403接触，并碰撞充电桩的侧杆404上的碰撞传感器409，碰撞传感器409在受到机器人的碰撞时产生碰撞信号并将碰撞信号发送至单片机405，单片机405控制与单片机405连接的电机406旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线407的一端下落，与机器人顶部502的第二导电金属件接触，构成充电回路，进行充电。

综上所述，本实施例的机器人充电方法、机器人和充电桩，避免了机器人自动充电时对接不准确，成功率低的问题。而且不需要复杂的控制系统，降低了对精度的要求。可以顺利实现充电，充电效率高，方便大规模推广应用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种机器人充电方法，其特征在于，包括：

当机器人的电池电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息；

根据所述位置信息进行导航，控制所述机器人向所述充电桩移动缩短与充电桩的距离；

在所述机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，所述机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使所述充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，与所述机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对所述机器人进行充电；

其中，所述导电底板与所述电源连接，所述第一导电金属件，所述第二导电金属件分别连接所述机器人的电池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发充电桩，以使所述充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下包括：

所述机器人碰撞充电桩上的碰撞传感器，以使所述碰撞传感器产生碰撞信号，并触发所述充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触；或，

所述机器人移动到充电桩处的预设充电位置，触压设置在所述导电底板上的压力传感器，以使所述压力传感器产生压力信号，触发所述充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触；或，

所述机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，向所述充电桩发送指示到达预设充电位置的信息，触发所述充电桩将收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机器人底部的第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触包括：

所述机器人底部的至少一个轮子表面形成有金属镀层，金属镀层作为所述第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触；

第一正极端口落下，与机器人顶部的第二导电金属件接触包括：

所述机器人顶部外壳上设置有导电金属板，第一正极端口落下，与作为第二导电金属件的导电金属板接触，所述导电金属板的面积大于预设面积阈值；或，

所述机器人顶部具有金属外壳，所述第一正极端口落下，与作为第二导电金属件的金属外壳接触；

所述方法还包括：

实时监测机器人的电池电量，在电池电量值大于第二电量阈值时，发送充电完成的信息至所述充电桩，以使所述充电桩控制将所述第一正极端口与所述第二导电金属件脱离。

4.一种机器人充电方法，其特征在于，包括：

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，其中，所述预设充电位置处设有连接电源的导电底板，在所述机器人移动到预设充电位置时，所述导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与所述机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对所述机器人进行充电；

其中，所述机器人底部的第一导电金属件与所述机器人顶部的第二导电金属件分别连接所述机器人的电池。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与所述机器人顶部的第二导电金属件接触包括：

根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下，与所述机器人顶部的第二导电金属件接触，

其中，所述充电桩包括立柱和横杆，所述立柱的一端固定，所述横杆的一端与立柱的另一端连接，呈倒L形设置；所述横杆与预设充电位置处的所述导电底板的位置上下对应。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制收放在充电桩上的与电源正极连接的第一正极端口落下包括：

控制与所述充电桩的单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端下落，以使所述第一正极端口与机器人顶部的第二导电金属件接触；

其中，所述电机设置在所述横杆上，所述螺旋可伸缩导线的一端连接第一正极端口，另一端连接电源正极；

所述方法还包括：

获取机器人充电结束的信息；

控制与所述充电桩的单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端上升，以使所述第一正极端口与机器人顶部的第二导电金属件脱离并将所述第一正极端口收放至预设回收位置。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息包括：

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置，碰撞充电桩上的碰撞传感器后，碰撞传感器产生并发送的碰撞信号；或，

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，所述导电底板上设置的压力传感器发送的压力信号；或，

获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，所述机器人发送的指示到达预设充电位置的信息。

8.一种机器人，其特征在于，包括机器人本体，以及设置在机器人本体底部的第一导电金属件和设置在机器人本体顶部的第二导电金属件，

所述机器人本体内设置有控制器以及为所述机器人供电的电池；

所述第一导电金属件，所述第二导电金属件分别与所述电池连接；

所述控制器，用于在所述电池的电量值小于或等于第一电量阈值时，获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息进行导航，控制所述机器人向所述充电桩移动缩短与充电桩的距离；在所述机器人移动到充电桩处的预设充电位置时，所述第一导电金属件与预设充电位置处的导电底板接触，并触发充电桩，以使所述充电桩将收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下并与所述第二导电金属件接触，形成充电回路，对所述机器人进行充电；

其中，预设充电位置处的所述导电底板与所述电源连接。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，

所述机器人本体底部的第一导电金属件为形成在所述机器人本体底部的至少一个轮子表面的金属镀层；

所述机器人本体顶部的第二导电金属件为设置在顶部外壳上的导电金属板，所述导电金属板的面积大于预设面积阈值；或，所述机器人本体顶部的第二导电金属件为机器人本体顶部的金属外壳；

所述控制器，实时监测机器人的电池电量，在电池电量值大于第二电量阈值时，发送充电完成的信息至所述充电桩，以使所述充电桩控制将第一正极端口与所述第二导电金属件脱离。

10.一种用于机器人充电的充电桩，其特征在于，包括：充电桩本体，以及与充电桩本体对应的设置有导电底板的预设充电位置，所述导电底板与电源连接；

所述充电桩本体上设置有单片机，

所述单片机，获取机器人移动到充电桩处的预设充电位置的信息，在所述机器人移动到预设充电位置时，所述导电底板与机器人底部的第一导电金属件接触；

所述单片机，根据获取的信息，控制收放在充电桩上的与电源连接的第一电极端口落下，并与所述机器人顶部的第二导电金属件接触，形成充电回路，对所述机器人进行充电；

其中，所述机器人底部的第一导电金属件与所述机器人顶部的第二导电金属件分别连接所述机器人的电池。

11.根据权利要求10所述的充电桩，其特征在于，充电桩本体包括：一端固定的立柱，与所述立柱另一端连接的横杆，所述横杆与所述立柱呈倒L形设置，

所述横杆与所述导电底板的位置上下对应；

所述单片机，根据获取的信息，控制与所述单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端下落，与机器人顶部的第二导电金属件接触；

或，根据获取的机器人充电完成的信息，控制与所述单片机连接的电机旋转，带动缠绕在电机轴上的螺旋可伸缩导线的一端上升，与机器人顶部的第二导电金属件脱离；

其中，所述电机设置在所述横杆上，所述螺旋可伸缩导线的一端连接第一正极端口，另一端连接电源正极。

12.根据权利要求10所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩本体上设置有碰撞传感器，所述碰撞传感器用于在受到碰撞时产生碰撞信号并将所述碰撞信号发送至所述单片机；或，

所述预设充电位置的导电底板上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述预设充电位置的压力产生压力信号，并将所述压力信号发送至所述单片机。