CN110850896A - 一种自动工作系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种自动工作系统及其控制方法。自动工作系统包括自移动装置、供所述自移动装置对接充电的充电站及可充电的有源信号标。所述自移动装置与所述有源信号标上分别具有相适应的可对接的充电结构，其中，当所述有源信号标有充电需求时，所述自移动装置经由所述充电结构对所述有源信号标进行充电。本发明的自动工作系统通过在有源信号标上设置与自移动装置相适应的充电结构，当有源信号标需要充电时，自移动装置即可对有源信号标进行充电，自动工作系统利用简单的充电结构可方便地进行有源信号标的充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动工作系统及其控制方法，尤其涉及一种结构简单、充电方便的自动工作系统及其控制方法。
背景技术
随着科学技术的发展，智能的自移动装置为人们所熟知，由于自移动装置可以自动按照预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些自移动装置极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。
以割草机器人为例，在一些应用情况，机器人需要在工作环境添加用可充电电池作为电源的有源信号如信标、照明、基站等。当这些有源信号电池能量低时，机器人可自动对其进行充电。割草机器人进行有路径规划割草必须要有精确的定位。有源基站定位如Zigbee，UWB是其中重要的一个定位方法。这些有源基站用可充电电池作为电源，当这些有源信号电池能量低时，割草机器人可自动对其进行充电。
但目前，充电方式比较麻烦，例如，人工取走电池去充电或者太阳能电池板充电。都需要人工定期或不定期取走电池充电或者清理太阳能电池板表面脏污，不能做到免维护使用。
发明内容
为达到结构简单、充电方便的效果，本发明提供一种自动工作系统。
上述的自动工作系统包括自移动装置、供所述自移动装置对接充电的充电站及可充电的有源信号标，其特征在于：所述自移动装置与所述有源信号标上分别具有相适应的可对接的充电结构，其中，当所述有源信号标有充电需求时，所述自移动装置经由所述充电结构对所述有源信号标进行充电。
作为可选的技术方案，当所述有源信号标有充电需求时，所述自移动装置移动至所述有源信号标处，并通过所述充电结构与所述有源信号标对接后对所述有源信号标进行充电，且于充电前后所述有源信号标的位置不变。
作为可选的技术方案，所述有源信号标可通讯地连接于所述自移动装置，当所述有源信号标判断有充电需求时，所述有源信号标发送充电信号至所述自移动装置。
作为可选的技术方案，所述有源信号标非可通讯地连接于所述自移动装置，所述自动工作系统根据所述有源信号标的电力损耗情况适时或者定时地对所述有源信号标进行充电。
作为可选的技术方案，所述充电结构为插片、插针或无线充电结构。
作为可选的技术方案，所述有源信号标为信标、照明标或者基站。
作为可选的技术方案，所述自移动装置与所述充电站还具有相适应的第二充电结构，所述充电站经由所述第二充电结构对所述自移动装置进行充电，所述第二充电结构包括设置于所述自移动装置上的第二公充电结构与设置于所述充电站上的第二母充电结构。
作为可选的技术方案，所述充电结构包括设置于所述自移动装置上的第一公充电结构与设置于所述有源信号标上的第一母充电结构，所述第一公充电结构与第二公充电结构可为同一结构，所述第一母充电结构的结构与第二母充电结构的结构相同。
作为可选的技术方案，当所述自动工作系统判断所述有源信号标有充电需求后，首先判断所述自移动装置的电量能否在对所述有源信号标充电后还可回到所述充电站，若否，则所述自移动装置先行返回所述充电站进行充电。
作为可选的技术方案，对所述有源信号标进行充电时，实时判断所述自移动装置的电量是否足够返回所述充电站，若是，则维持充电状态，若否，则所述自移动装置先行返回所述充电站进行充电。
作为可选的技术方案，所述自移动装置为割草机器人。
本发明还提供一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括自移动装置、供所述自移动装置对接充电的充电站及可充电的有源信号标，所述控制方法包括：
步骤S1：判断所述有源信号标是否具有充电需求，若是，则进入步骤 S2，若否，则所述自动工作系统维持现有状态；
步骤S2：判断所述自移动装置的电量是否充足，若是，则进入步骤S3，若否，则进入步骤S4；
步骤S3：所述自移动装置移动至所述有源信号标处，与所述有源信号标对接后对所述有源信号标进行充电；
步骤S4：所述自移动装置返回所述充电站进行充电。
作为可选的技术方案，于所述步骤S3中，于充电前后，所述有源信号标的位置不变。
作为可选的技术方案，所述有源信号标非可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，所述自动工作系统根据所述有源信号标的电力损耗情况适时或者定时地对所述有源信号标进行充电。
作为可选的技术方案，所述有源信号标可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，当判断所述有源信号标有充电需求时，所述有源信号标发送充电信号至所述自移动装置。
作为可选的技术方案，于所述步骤S2中，若所述自移动装置在对所述有源信号标进行充电后还具有返回所述充电站的电量，则判断所述自移动装置的电量充足。
作为可选的技术方案，当所述自动工作系统处于非充电站充电状态时，实时判断所述自移动装置的电量是否足够返回充电站，若是，则维持现有状态，若否，则所述自移动装置返回所述充电站进行充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的自动工作系统通过在有源信号标上设置与自移动装置相适应的充电结构，当有源信号标需要充电时，自移动装置即可对有源信号标进行充电，自动工作系统利用简单的充电结构可方便地进行有源信号标的充电。
附图说明
图1是自动工作系统的示意图；
图2是图1中自移动装置的示意图；
图3是自动工作系统的控制方法的流程图。
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施方式。附图中以相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的，例如为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对其它结构或部分适当夸大，因此，附图仅用于图示出本申请的主题的基本结构。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
图1是自动工作系统的示意图，图2是图1中自移动装置的示意图，请参照图1、图2。自动工作系统100包括自移动装置110、供自移动装置110 对接充电的充电站120及可充电的有源信号标130。自移动装置110例如为割草机器人，有源信号标130例如为信标、照明标或者基站。
自移动装置110包括第一公充电结构111、左主动动轮112、右主动动轮 113、万向轮114、控制器115、信号传感器116、电池117。左主动动轮112、右主动动轮113分别由两个电机如减速箱和带霍尔传感器的无刷电机驱动，通过控制左主动动轮112与右主动动轮113的速度、方向便可以实现向前、后退、转弯及圆弧等行驶动作。至少一个的万向轮114在自移动装置110的运动过程中起支撑平衡作用。控制器115具有数据存储功能，包括例如 EEPROM、Flash或者SD卡等。信号传感器116用于接收有源信号标130发出的信号。
自移动装置110利用在工作区域内部或者边缘布置至少三个带可充电电池的有源信号标130(如UWB、Zigbee等)以及可能需要的内部传感器如陀螺仪、加速度传感器等进行精确的位姿即位置航向计算并进行有路径规划的高效作业。为了方便，有源信号标130一般采用可充放电池对其供电(当然如果其中一个有源信号标130放置于充电站，可直接利用充电站的电源而无需电池)，因为有源信号标130采用低能耗，满充后的电池可以给有源信号标130提供相当长时间的供电。但是当有源信号标130电池能量低于给定阈值时，仍需要充电。
为方便充电，自移动装置110与有源信号标130上分别具有相适应的可对接的充电结构。于本实施例中，上述的充电结构为插针+插口的配合结构，而在其他的实施例中，充电结构也可为插片+插口的配合结构，亦或者，由于有源信号标130的电池容量小及充电次数较少，充电结构也可采用无线充电的结构，在这里，充电结构并不作限定，只需能够满足自动工作系统100 的充电需求即可。
具体而言，上述的充电结构包括设置于自移动装置110上的第一公充电结构111(例如充电插口)与设置于有源信号标130上的第一母充电结构131 (例如充电插针)，自移动装置110与充电站120还具有相适应的第二充电结构，充电站120经由前述的第二充电结构对自移动装置110进行充电，第二充电结构包括设置于自移动装置110上的第二公充电结构与设置于充电站 120上的第二母充电结构121(例如充电插针)。在本实施例中，为结构简单，第一公充电结构111与第二公充电结构可为同一结构，第一母充电结构131 的结构与第二母充电结构121的结构相同，当然，于其他实施例中，充电结构与第二充电结构也可为两套不同的结构。
也就是说，于本实施例中，充电站120通过第二母充电结构121与第一公充电结构111的配合从而对自移动装置110进行充电，自移动装置110也可通过第一公充电结构111与第一母充电结构131的配合从而对有源信号标 130进行充电。即当有源信号标130有充电需求时，自移动装置110经由充电结构对有源信号标130进行充电，例如，当有源信号标130有充电需求时，自移动装置110移动至有源信号标130处，并通过上述的充电结构与有源信号标130对接后对有源信号130标进行充电，且于充电前后有源信号标130 的位置不变。如此，结构较为简单，只需在有源信号标130上设置相应的充电结构，而在需要充电时，自移动装置110移动至有源信号标130处对接后即可进行充电动作，充电也较为方便。
而通常而言，有源信号标130不止一个，以三个有源信号标130为例进行说，可依次对三个有源信号标130进行充电，当然，三个有源信号标130 的充电次序也需要考虑以下一些因素，以节省自移动装置110的使用电量，例如自移动装置110的移动路径长度，是否需要在哪个有源信号标130充电时返回充电站120进行充电等。
于本实施例中，有源信号标130可通讯地连接于自移动装置110，当有源信号标130判断有充电需求时，有源信号标130发送充电信号至自移动装置110。而于其他实施例中，有源信号标130也可非可通讯地连接于自移动装置110，此情形下，自动工作系统100根据有源信号标130的电力损耗情况适时或者定时地对有源信号标130进行充电，也就是说，自动工作系统100 也可根据有源信号标130的电力损耗情况判断有源信号标130是否有充电需求。
而值得注意的是，当判断有源信号标130有充电需求后，优选地，需要判断自移动装置110的电量能否在对有源信号标130充电后还可回到充电站 120，若否，则自移动装置110先行返回充电站120进行充电。并且，在对有源信号标130进行充电的状态下，又或者自移动装置110其他的非充电状态下，均需要实时地判断自移动装置110的电量是否足够返回充电站120，若是，则维持自动工作系统100的现状(例如，有源信号标130的充电状态又或者其他状态，诸如工作状态等)，若否，则自移动装置110先行返回充电站120进行充电。
如此，可避免自移动装置110在对有源信号标130充电后电量不足以返回充电站120，而停在非充电站120的区域的情况发生。
图3是自动工作系统的控制方法的流程图，请一并参照图1至图3。
控制方法200包括如下步骤：
步骤S1：判断有源信号标是否具有充电需求，若是，则进入步骤S2，若否，则自动工作系统维持现有状态；
步骤S2：判断自移动装置的电量是否充足，若是，则进入步骤S3，若否，则进入步骤S4；
步骤S3：自移动装置移动至有源信号标处，与有源信号标对接后对有源信号标进行充电；
步骤S4：自移动装置返回所述充电站进行充电。
于所述步骤S3中，于充电前后，所述有源信号标的位置不变。
于所述步骤S2中，若所述自移动装置在对所述有源信号标进行充电后还具有返回所述充电站的电量，则判断所述自移动装置的电量充足。
所述有源信号标可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，当判断所述有源信号标有充电需求时，所述有源信号标发送充电信号至所述自移动装置。
所述有源信号标非可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，所述自动工作系统根据所述有源信号标的电力损耗情况适时或者定时地对所述有源信号标进行充电。
当所述自动工作系统处于非充电站充电状态时，实时判断所述自移动装置的电量是否足够返回充电站，若是，则维持现有状态，若否，则所述自移动装置返回所述充电站进行充电。
综上所述，本发明的自动工作系统通过在有源信号标上设置与自移动装置相适应的充电结构，当有源信号标需要充电时，自移动装置即可对有源信号标进行充电，自动工作系统利用简单的充电结构可方便地进行有源信号标的充电。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种自动工作系统，包括自移动装置、供所述自移动装置对接充电的充电站及可充电的有源信号标，其特征在于：所述自移动装置与所述有源信号标上分别具有相适应的可对接的充电结构，其中，当所述有源信号标有充电需求时，所述自移动装置经由所述充电结构对所述有源信号标进行充电。
2.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：当所述有源信号标有充电需求时，所述自移动装置移动至所述有源信号标处，并通过所述充电结构与所述有源信号标对接后对所述有源信号标进行充电，且于充电前后所述有源信号标的位置不变。
3.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述有源信号标可通讯地连接于所述自移动装置，当所述有源信号标判断有充电需求时，所述有源信号标发送充电信号至所述自移动装置。
4.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述有源信号标非可通讯地连接于所述自移动装置，所述自动工作系统根据所述有源信号标的电力损耗情况适时或者定时地对所述有源信号标进行充电。
5.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述充电结构为插片、插针或无线充电结构。
6.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述有源信号标为信标、照明标或者基站。
7.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述自移动装置与所述充电站还具有相适应的第二充电结构，所述充电站经由所述第二充电结构对所述自移动装置进行充电，所述第二充电结构包括设置于所述自移动装置上的第二公充电结构与设置于所述充电站上的第二母充电结构。
8.如权利要求7所述的自动工作系统，其特征在于：所述充电结构包括设置于所述自移动装置上的第一公充电结构与设置于所述有源信号标上的第一母充电结构，所述第一公充电结构与第二公充电结构可为同一结构，所述第一母充电结构的结构与第二母充电结构的结构相同。
9.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：当所述自动工作系统判断所述有源信号标有充电需求后，首先判断所述自移动装置的电量能否在对所述有源信号标充电后还可回到所述充电站，若否，则所述自移动装置先行返回所述充电站进行充电。
10.如权利要求9所述的自动工作系统，其特征在于：对所述有源信号标进行充电时，实时判断所述自移动装置的电量是否足够返回所述充电站，若是，则维持充电状态，若否，则所述自移动装置先行返回所述充电站进行充电。
11.如权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于：所述自移动装置为割草机器人。
12.一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括自移动装置、供所述自移动装置对接充电的充电站及可充电的有源信号标，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S1：判断所述有源信号标是否具有充电需求，若是，则进入步骤S2，若否，则所述自动工作系统维持现有状态；
步骤S2：判断所述自移动装置的电量是否充足，若是，则进入步骤S3，若否，则进入步骤S4；
步骤S3：所述自移动装置移动至所述有源信号标处，与所述有源信号标对接后对所述有源信号标进行充电；
步骤S4：所述自移动装置返回所述充电站进行充电。
13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于：于所述步骤S3中，于充电前后，所述有源信号标的位置不变。
14.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述有源信号标非可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，所述自动工作系统根据所述有源信号标的电力损耗情况适时或者定时地对所述有源信号标进行充电。
15.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述有源信号标可通讯地连接于所述自移动装置，于所述步骤S1中，当判断所述有源信号标有充电需求时，所述有源信号标发送充电信号至所述自移动装置。
16.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于：于所述步骤S2中，若所述自移动装置在对所述有源信号标进行充电后还具有返回所述充电站的电量，则判断所述自移动装置的电量充足。
17.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于：当所述自动工作系统处于非充电站充电状态时，实时判断所述自移动装置的电量是否足够返回充电站，若是，则维持现有状态，若否，则所述自移动装置返回所述充电站进行充电。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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