CN109546718A - 一种扫地机器人充电保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扫地机器人充电保护方法及装置，属于扫地机器人领域，对扫地机器人进行充电保护，防止因过充而导致安全性问题；本发明的充电保护方法通过判断电池充满，驱使扫地机器人的驱动轮相对地面充电座进行移动，实现扫地机器人充电端正、负极片与地面充电座正、负极片分离，进而实现充电保护。本发明通过驱使扫地机器人的驱动轮相对于充电器进行移动，使得扫地机器人底部的充电端与充电座上的充电部进行物理隔离，防止过充故障，大大提高了充电的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及扫地机器人技术领域，尤其是一种扫地机器人充电保护方法及装置。
背景技术
现有的扫地机器人充电时，其底部的充电端与充电座上的充电部相接触，从而对扫地机器人中的供电部件进行充电。当供电部件中的电量充满时，供电部件就会在控制指令的驱使下停止接收输入的电量。然而，如果控制指令出现问题，供电部件的就一直接收电量，使得供电部件无法承受过多的电量而出现故障，甚至导致发生爆炸。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种扫地机器人充电保护方法及装置，实现扫地机器人的充电保护，防止因过充而导致的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种扫地机器人充电保护方法，包括：在确认扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接后，检测扫地机器人的电池电量是否为充满状态；
当电池充满时，控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离；所述分离是通过驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动实现的。
进一步地，在控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离的同时，控制所述电池的充电回路断开。
进一步地，通过分离电容器为所述扫地机器人的驱动轮提供电能，以控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离；
所述分离电容器在所述电池充电过程中进行充电；当检测到所述电池充满时，所述分离电容器放电，驱使扫地机器人的驱动轮转动，使扫地机器人相对充电座进行移动；当所述分离电容器放电结束后，扫地机器人停止移动。
进一步地，所述分离电容器的电容量受限，其电容量大小确保扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离，并且移动不超过预设的距离。
进一步地，当所述分离电容器放电结束后，仍然检测到扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片未分离，则扫地机器人进行未分离报警。
进一步地，当扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接正常，且电池电量为未充满状态时，对所述电池进行充电，并持续检测电池是否充满。
一种扫地机器人充电保护装置，包括：充电连接检测模块、电池电量监测模块和分离驱动模块；
所述充电连接检测模块连接扫地机器人的充电端正、负极片，用于检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接；
所述电池电量监测模块与扫地机器人电池的正负极连接，用于检测电池是否为充满状态；
所述分离驱动模块与所述电池电量监测模块连接，当所述充电连接检测模块检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接，且所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块输出控制信号到所述分离驱动模块，控制所述分离驱动模块输出控制信号到驱使扫地机器人的驱动轮电机，控制电机转动，使驱动轮相对充电座进行移动。
进一步地，还包括充电控制模块，所述充电控制模块与所述充电连接检测模块和所述电池电量监测模块连接，当所述充电连接检测模块的检测结果为扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接，且所述电池电量监测模块的检测结果为电池未充满状态时，输出控制信号使所述电池的充电回路导通，外接电源通过连接的扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片对所述电池充电。
进一步地，当所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块反馈控制信号到所述充电控制模块，控制所述充电控制模块输出控制信号使所述电池的充电回路断开。
进一步地，还包括分离电容器，所述分离电容器的正、负极分别与扫地机器人的充电端正、负极片连接，用于在电池充电的过程中，给分离电容器充电；
所述分离电容器的正极、分离驱动模块、驱动电机、分离电容器的负极组成放电回路；当所述电池为充满状态时，所述分离驱动模块受控使放电回路导通，所述分离电容器放电，驱动电机转动，驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动。
进一步地，所述放电回路中还包括隔离二极管，所述隔离二极管的负极与驱动电机的正极连接，所述隔离二极管的正极与所述分离驱动模块中包括的分离开关管的源极连接，分离开关管的漏极连接分离电容器的正极，分离开关管的栅极与所述电池电量监测模块连接。
进一步地，还包括报警电路，报警电路与所述分离电容器和所述充电连接检测模块分别连接，用于进行检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片未分离报警，报警条件为，检测到所述分离电容器放电结束，所述充电连接检测模块检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片仍然连接。
本发明至少可实现如下有益效果之一：
1)充满电后，驱使扫地机器人的驱动轮相对于充电器进行移动，使得扫地机器人底部的充电端与充电座上的充电部不会接触，避免了由于过充而出现故障，甚至发生爆炸的问题。
2)如果充满电后未实现分离，则进行报警，提醒用户注意扫地机器人充电完成，但未与充电座分离。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实施例一中的扫地机器人充电保护方法流程图；
图2为本实施例二中的扫地机器人充电保护装置组成连接示意图；
图3为本实施例三中的扫地机器人充电保护装置组成连接示意图；
图4为本实施例三中的充电控制组件组成连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
实施例一、
本发明实施例公开了一种扫地机器人充电保护方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101、检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接，扫地机器人的电池电量是否为充满状态；
步骤S102、当扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接正常，且电池电量为未充满状态时，对所述电池进行充电，并持续检测电池是否充满；
步骤S103、当电池充满时，控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离；所述分离是通过驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动实现的。
在充电结束后，通过使扫地机器人相对于充电座移动，在物理上切断扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片的连接，确保了不会因为过充而导致的故障。
优选的，为防止在充电结束后，扫地机器人未相对于充电座移动，还对扫地机器人充电；在控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离的同时，控制所述电池的充电回路断开，停止对电池充电。
在分离过程中为了不使用扫地机器人自身的电池对扫地机器人的驱动轮进行驱动造成的电量损失和增加控制复杂度，引入分离电容器，对驱动所述扫地机器人的驱动轮使扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离提供电源；
具体的，所述分离电容器在扫地机器人的电池充电过程中进行充电；当检测到所述电池充满时，控制所述分离电容器放电，给扫地机器人的驱动轮供电，驱使扫地机器人相对充电座进行移动；当所述分离电容器放电结束后，扫地机器人自然停止移动。
优选的，为防止扫地机器人在充电结束后，无目的地行走，所述分离电容器的电容量受限，其电容量大小确保扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离，并且移动不超过预设的距离。所述预设的距离可根据具体的要求设定，例如0.5～1个机器人身位的距离。
为防止由于阻挡或其他原因导致驱动轮无法驱动扫地机器人与充电座分离，优选的，所述分离电容器放电结束后，检测到扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否分离，如未分离，则扫地机器人进行未分离报警，通知用户进行查看未与充电座分离的原因，防止故障的发生。
实施例二、
本实施例公开了一种扫地机器人充电保护装置，如图2所示，包括：充电连接检测模块、电池电量监测模块、充电控制模块和分离驱动模块；
所述充电连接检测模块连接扫地机器人的充电端正、负极片，用于检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接；输出检测信号到充电控制模块；
所述电池电量监测模块与扫地机器人电池的正负极连接，用于检测电池是否为充满状态；输出检测信号到充电控制模块；
所述充电控制模块与所述充电连接检测模块和所述电池电量监测模块连接，当所述充电连接检测模块的检测结果为扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接正常；且所述电池电量监测模块的检测结果为电池未充满状态时，输出控制信号使所述电池的充电回路导通，即充电开关管T1导通，外接电源通过连接的扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片对所述电池充电；
所述分离驱动模块与所述电池电量监测模块、所述充电连接检测模块分别连接，当所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态，且充电连接检测模块检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接时，输出控制信号到所述分离驱动模块，控制所述分离驱动模块输出控制信号到驱使扫地机器人的驱动轮电机，控制电机转动，使驱动轮相对充电座进行移动。
优选的，为防止在充电结束后，扫地机器人未相对于充电座移动，还对扫地机器人充电；当所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块反馈控制信号到所述充电控制模块，控制所述充电控制模块输出控制信号使所述电池的充电回路断开，即充电开关管T1断开。
优选的，在分离过程中为了不使用扫地机器人自身的电池对扫地机器人的驱动轮进行驱动造成的电量损失和增加控制复杂度，本实施例中的充电保护装置引入分离电容器，对驱动所述扫地机器人的驱动轮使扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离提供电源；
所述分离电容器的正、负极与扫地机器人的充电端正、负极片连接，用于在电池充电的过程中，给分离电容器充电；
所述分离电容器的正极、分离驱动模块、驱动电机、分离电容器的负极组成放电回路；当所述电池为充满状态时，分离驱动模块控制放电回路接通，所述分离电容器放电，驱动电机转动，驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动。
所述分离驱动模块包括分离开关管T2，受电池电量监测模块控制，当所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块反馈控制信号到分离驱动模块开关闭合，分离电容器通过分离开关给驱动电机供电。
优选的，为防止在扫地机器人正常工作时，电池在给驱动电机供电时，电量通过驱动电机的正极给分离电容器充电，所述放电回路中还包括隔离二极管，所述隔离二极管的负极与驱动电机的正极连接，所述隔离二极管的正极与分离开关管T2连接，即使分离开关管T2导通，电池也无法对分离电容器进行充电。
进一步地，还包括报警电路，报警电路与所述分离电容器和所述充电连接检测模块分别连接，用于进行检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片未分离报警，报警条件为，检测到所述分离电容器放电结束，所述充电连接检测模块检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片仍然连接。报警电路可以通过声、光、电的单一方式或多种组合方式报警，具体的电路可以采用成熟的报警电路。
实施例三、
本实施例公开了一种扫地机器人充电保护装置，如图3所示，包括：电池电量监测组件和分离驱动组件；
其中，电池电量监测组件与扫地机器人电池的正负极连接，用于检测电池是否为充满状态；电池为充满状态时，电池电量监测组件输出高电平；电池为未充满状态时，电池电量监测组件输出低电平；
分离驱动组件与电池电量监测组件连接，当电池电量监测组件的检测结果为电池充满状态时，即，输出高电平时，分离驱动组件输出控制信号到驱使扫地机器人的驱动轮电机，控制电机转动，使驱动轮相对充电座进行移动。
优选的，电池电量监测组件包括电阻R1、R2、R3、R4和MIC833，R1、R2和R3串联于电池的正负极之间，R1和R2之间的连接端与MIC833的管脚3连接，R2和R3之间的连接端与MIC833的管脚1连接，MIC833的管脚4为输出端，上拉电阻R4连接在MIC833的供电电源VCC与MIC833的管脚4之间；MIC833的管脚2接地，管脚5接VCC；当电池为充满状态时，MIC833的管脚1的采样电压高于MIC833内部的基准电压，MIC833的管脚4输出高电平；当电池为未充满状态时，MIC833的管脚1的采样电压低于MIC833内部的基准电压，MIC833的管脚4输出低电平。
优选的，本实施例还包括充电连接检测组件；充电连接检测组件连接扫地机器人的充电端正、负极片，用于检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接。
更具体的，所述充电连接检测组件包括电阻R5和R6，电阻R5和R6串联在扫地机器人的充电端正、负极片之间，电阻R5和R6之间的连接端作为充电连接检测组件的输出端。
通过调整电阻R5和R6的分压比，使在扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接时，在充电连接检测组件的输出端输出符合数字电路高电平要求的电压值。
优选的，本实施例还包括充电控制组件；充电控制组件与充电连接检测组件和电池电量监测组件连接，
当充电连接检测组件的检测结果为扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接正常，且电池电量监测组件的检测结果为电池未充满状态时，输出控制信号使电池的充电回路导通；当电池电量监测组件的检测结果为电池充满状态时，充电控制组件输出控制信号使所述电池的充电回路断开。
优选的，本实施例还包括充电回路开关管T1，所述开关管T1的漏极和源极连接于电池的充电回路中，扫地机器人充电端负极片和电池的正极之间，开关管T1的栅极与充电控制组件的输出端连接；开关管T1的栅极接收充电控制组件输出的控制信号，控制开关管T1的漏极和源极的导通或截止状态，以控制电池充电回路的导通和截止状态。
更优选的，如图4所示，充电控制组件包括二输入端与门D1和非门D2；与门D1的一个输入端与充电连接检测组件的输出端连接，与门D1的另一个输出端和非门D2的输出端连接，非门D2的输入端与电池电量监测组件的输出端连接；与门D1的输出端与开关管T1的栅极连接；
当扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接时，充电连接检测组件输出高电平到与门D1的输入端；电池未充满时，电池电量监测组件输出低电平到非门D2的输入端，经非门反向后，输出高电平到与门D1的另一输入端，二输入端与门D1的两个输入端均为高电平，则与门D1输出高电平到开关管T1的栅极，使开关管T1导通，使电池的充电回路导通，外接电源通过开关管T1给电池充电；
当电池充满后，电池电量监测组件输出高电平到非门D2的输入端，经非门反向后，输出低电平到与门D1的另一输入端，二输入端与门D1的一个输入端均为高电平，另一个输入端为低电平，则与门D1输出低电平到开关管T1的栅极，使开关管T1截止，从而断开电池的充电回路，停止充电。
优选的，还包括分离电容器；分离电容器的正、负极分别与扫地机器人的充电端正、负极片连接，用于在电池充电的过程中，给分离电容器充电；
分离电容器的正极、分离驱动组件、驱动电机、分离电容器的负极组成放电回路；当电池为充满状态时，分离驱动组件受控使放电回路导通，分离电容器放电，驱动电机转动，驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动。
具体的，分离驱动组件包括分离开关管T2，开关管T2的漏极和源极连接于分离电容器的放电回路中，开关管T2的栅极与电池电量监测组件输出端连接；当电池充满状态时，所述电池电量监测组件输出高电平到开关管T2的栅极，使开关管T2的漏极和源极导通，分离电容器通过开关管T2的漏极和源极给驱动电机供电，驱动电机转动。
更优选的，为防止在扫地机器人正常工作，电池在给驱动电机供电时，电量通过驱动电机的正极给分离电容器充电，所述放电回路中还包括隔离二极管，隔离二极管的负极与驱动电机的正极连接，隔离二极管的正极与分离开关管T2连接，即使分离开关管T2导通，由于隔离二极管的单项导通性，电池也无法对分离电容器进行充电。
进一步地，还包括报警电路，所述报警电路与所述分离电容器连接，检测分离电容器的电压值，与充电连接检测组件分别连接，检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接；当通过检测分离电容器的电压值，低于设定阈值，确定分离电容器放电结束，充电连接检测组件仍输出高电平，即扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片仍然连接，则进行报警。报警电路可以通过声、光、电的单一方式或多种组合方式报警，具体的电路可以采用成熟的报警电路。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种扫地机器人充电保护方法，其特征在于，包括：
在确认扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接后，检测扫地机器人的电池电量是否为充满状态；
当电池充满时，控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离；所述分离是通过驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动实现的。
2.根据权利要求1所述的充电保护方法，其特征在于，在控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离的同时，控制所述电池的充电回路断开。
3.根据权利要求1所述的充电保护方法，其特征在于，通过分离电容器为所述扫地机器人的驱动轮提供电能，以控制扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离；
所述分离电容器在所述电池充电过程中进行充电；当检测到所述电池充满时，所述分离电容器放电，驱使扫地机器人的驱动轮转动，使扫地机器人相对充电座进行移动；当所述分离电容器放电结束后，扫地机器人停止移动。
4.根据权利要求3所述的充电保护方法，其特征在于，所述分离电容器的电容量受限，其电容量大小确保扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片分离，并且移动不超过预设的距离。
5.根据权利要求3所述的充电保护方法，其特征在于，当所述分离电容器放电结束后，仍然检测到扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片未分离，则扫地机器人进行未分离报警。
6.根据权利要求1至5中任一所述的充电保护方法，其特征在于，当扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接正常，且电池电量为未充满状态时，对所述电池进行充电，并持续检测电池是否充满。
7.一种扫地机器人充电保护装置，其特征在于，包括：充电连接检测模块、电池电量监测模块和分离驱动模块；
所述充电连接检测模块连接扫地机器人的充电端正、负极片，用于检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片是否连接；
所述电池电量监测模块与扫地机器人电池的正负极连接，用于检测电池是否为充满状态；
所述分离驱动模块与所述电池电量监测模块连接，当扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片连接，且所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块输出控制信号到所述分离驱动模块，控制所述分离驱动模块输出控制信号到驱使扫地机器人的驱动轮电机，控制电机转动，使驱动轮相对充电座进行移动。
8.根据权利要求7所述的扫地机器人充电保护装置，其特征在于，还包括充电控制模块，所述充电控制模块与所述充电连接检测模块和所述电池电量监测模块连接，当所述充电连接检测模块的检测结果为扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片连接，且所述电池电量监测模块的检测结果为电池未充满状态时，输出控制信号使所述电池的充电回路导通，外接电源通过连接的扫地机器人充电端正、负极片与充电座正、负极片对所述电池充电。
9.根据权利要求7所述的充电保护装置，其特征在于，当所述电池电量监测模块的检测结果为电池充满状态时，所述电池电量监测模块反馈控制信号到所述充电控制模块，控制所述充电控制模块输出控制信号使所述电池的充电回路断开。
10.根据权利要求7所述的充电保护装置，其特征在于，还包括分离电容器，所述分离电容器的正、负极分别与扫地机器人的充电端正、负极片连接，用于在电池充电的过程中，给分离电容器充电；
所述分离电容器的正极、分离驱动模块、驱动电机、分离电容器的负极组成放电回路；当所述电池为充满状态时，所述分离驱动模块受控使放电回路导通，所述分离电容器放电，驱动电机转动，驱使扫地机器人的驱动轮相对充电座进行移动。
11.根据权利要求10所述的充电保护装置，其特征在于，所述放电回路中还包括隔离二极管，所述隔离二极管的负极与驱动电机的正极连接，所述隔离二极管的正极与所述分离驱动模块中包括的分离开关管的源极连接，分离开关管的漏极连接分离电容器的正极，分离开关管的栅极与所述电池电量监测模块连接。
12.根据权利要求7所述的充电保护装置，其特征在于，还包括报警电路，报警电路与所述分离电容器和所述充电连接检测模块分别连接，用于进行检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片未分离报警，报警条件为，检测到所述分离电容器放电结束，所述充电连接检测模块检测扫地机器人的充电端正、负极片与充电座正、负极片仍然连接。
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