CN112087033A - 移动机器人充电系统和方法 - Google Patents

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CN112087033A CN202010957682.0A CN202010957682A CN112087033A CN 112087033 A CN112087033 A CN 112087033A CN 202010957682 A CN202010957682 A CN 202010957682A CN 112087033 A CN112087033 A CN 112087033A
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王海滨
邢伟
祝家豪
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Abstract

本发明提供一种移动机器人充电系统和方法,其包括:充电机,包括机体,所述机体上安装有充电臂、气冷系统和控制器,所述充电臂的一端与所述机体连接,所述充电臂的另一端设有充电连接公头,所述充电连接公头用于与目标移动机器人上的充电连接母座对准以实现充电连接,其中,所述充电连接公头上设置有用于向目标移动机器人的电池包输出气体的出气孔,所述出气孔通过气管与所述气冷系统连通,所述控制器与所述充电臂和所述气冷系统电气连接。

Description

移动机器人充电系统和方法
技术领域
本发明涉及移动机器人充电领域,尤其涉及一种移动机器人充电系统和方法。
背景技术
近年来,移动机器人(例如,无人机器)在军事、消防、监控、物流等领域发展迅速。但是移动机器人的工作时间受制于其电池容量,需要在移动机器人剩余电量不足时及时回收充电。由于正常的充电过程耗时较长,降低了移动机器人的工作效率,而快速高倍率充电虽然能减少充电时间,但是会造成电池自身温度升高,由于散热不好进而带来热失控引起的安全问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种移动机器人充电系统,其包括:充电机,包括机体,所述机体上安装有充电臂、气冷系统和控制器,所述充电臂的一端与所述机体连接,所述充电臂的另一端设有充电连接公头,所述充电连接公头用于与目标移动机器人上的充电连接母座对准以实现充电连接,其中,所述充电连接公头上设置有用于向目标移动机器人的电池包输出气体的出气孔,所述出气孔通过气管与所述气冷系统连通,所述控制器与所述充电臂和所述气冷系统电气连接。
在本发明的上述移动机器人充电系统中,由于充电连接公头上设置了与气冷系统连通的出气孔,从而能够通过出气孔向目标移动机器人的电池包输出低温气流,进而能够在充电过程中对电池包进行冷却,因此可以实现对移动机器人的快速高倍率充电,而不会带来由于热失控引起的安全问题。
进一步地,所述机体上还安装有固定臂,所述固定臂与所述机体滑动连接,所述固定臂的一端设有位置定位摄像头和夹持机构,所述位置定位摄像头和所述固定臂分别与所述控制器电气连接。
通过上述技术方案,实现对目标移动机器人的夹持固定,增强了充电连接过程及充电过程中的稳定性和可靠性。
进一步地,所述固定臂包括一个关节,该关节包括滑块、导轨、螺杆和电机,其中,所述滑块与所述机体固定连接,所述电机用于控制所述螺杆旋转以驱动所述导轨相对于所述滑块进行水平方向的滑动,所述导轨的一端设有所述位置定位摄像头和所述夹持机构。
通过上述技术方案,增强了充电连接过程中的稳定性和可靠性,并实现了固定臂的自动夹持固定。
进一步地,在所述充电连接公头上还设有用于吸附目标移动机器人的充电连接母座的磁吸部件。
通过上述技术方案,进一步增强了充电过程中的稳定性和可靠性。
进一步地,所述充电臂与所述机体滑动连接,并且在所述充电臂的设有充电连接公头的一端还设有连接定位摄像头,所述连接定位摄像头和所述充电臂分别与所述控制器电气连接。
通过上述技术方案,实现充电臂的自动定位并扩大了充电可连接范围。
进一步地,所述充电臂包括第一关节和第二关节,所述第一关节包括第一滑块、第一导轨、第一螺杆与第一电机,所述第一导轨与所述机体固定连接,所述第一电机用于控制所述第一螺杆旋转以驱动所述第一滑块在所述第一导轨上进行垂直方向的滑动;所述第二关节包括第二滑块、第二导轨、第二螺杆与第二电机,所述第二滑块与所述第一滑块固定连接,所述第二电机用于控制所述第二螺杆旋转以驱动所述第二导轨相对所述第二滑块进行水平方向的滑动,所述第二导轨的一端设有所述连接定位摄像头与所述充电连接公头。
通过上述技术方案,扩大了充电连接公头的移动范围,从而可以适用于不同充电接口位置的移动机器人,获得了扩大应用范围、提高充电可连接性的技术效果。
进一步地,所述充电臂包括第一关节、第二关节和第三关节,所述第一关节、第二关节和第三关节均包括滑块、导轨、螺杆和用于控制螺杆旋转以驱动滑块沿导轨移动的电机,其中,所述第一关节的导轨水平固定在充电机上,所述第二关节的导轨竖直固定在所述第一关节的滑块上,所述第三关节的导轨为水平方向且与所述第一关节的导轨朝向垂直,所述第三关节的滑块与所述第二关节的滑块固定。
通过上述技术方案,实现充电连接公头的更多自由度的移动,从而进一步提高充电可连接性。
进一步地,在所述机体的底部设有全向机动装置,所述全向机动装置包括全向轮和用于驱动所述全向轮的驱动电机,所述驱动电机与所述控制器电气连接。
通过上述技术方案,进一步实现充电机对移动机器人的自动巡航。
进一步地,所述夹持机构为固定爪,所述固定爪的夹取面上设有防滑层。
通过上述技术方案,用于在夹持固定移动机器人时实现防滑效果。
进一步地,所述气冷系统包括高压气泵和制冷系统,其中,所述高压气泵的进气端通过通风口连通外部大气,所述高压气泵的出气端通过气管与所述制冷系统连通,所述制冷系统的出气端通过气管与所述充电连接公头上的出气孔连通。
通过上述技术方案,能够产生大流量的低温气流,实现了更好的冷却效果,从而能够适应更多型号的移动机器人电池,支持其进行不同程度的快速高倍率充电。
进一步地,所述移动机器人为无人机器。
本发明还提供了一种移动机器人充电方法,用于如上所述的移动机器人充电系统,所述方法包括如下步骤:(1)在目标移动机器人停靠后,通过位置定位位置摄像头获取目标移动机器人的停靠位置信息,并基于所述停靠位置信息控制充电机移动到目标移动机器人附近;(2)通过所述位置定位位置摄像头获取目标移动机器人的受夹部位位置信息,并基于所述受夹部位位置信息控制所述固定臂夹持住所述目标移动机器人;(3)通过连接定位摄像头获取目标移动机器人的充电接口位置信息,并基于所述充电接口位置信息控制充电臂的充电连接公头与目标移动机器人的充电连接母座对准,以建立充电连接;(4)接通电源,开始充电。
附图说明
图1为本发明的移动机器人充电系统的整体示意图;
图2A和图2B为本发明的移动机器人充电系统的充电机示意图,其中,图2B为图2A中的圆圈部分的放大示意图;
图3为本发明的移动机器人充电系统的固定臂与充电臂连接示意图;
图4A和图4B为本发明的移动机器人充电系统的充电机内部示意图;
图5为本发明的移动机器人充电系统的充电连接公头示意图;
图6为本发明的移动机器人充电系统的全向驱动装置示意图;
图7为本发明的移动机器人充电系统的一种全向轮结构示意图;
图8为本发明的移动机器人充电系统可选的三关节充电臂示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
在如下实施例中,将以无人机器2作为移动机器人的具体实例来描述本发明的移动机器人充电系统。可以理解的,本发明的移动机器人充电系统也可以用于为其他移动机器人(例如,各种自动物流车等机器人)进行充电。
参见图1-图5,根据本发明的移动机器人充电系统包括:充电平台1,用于停放待充电的目标无人机器2;充电机3,包括机体,所述机体上安装有充电臂31、气冷系统38和控制器,充电臂31的一端与机体连接,充电臂31的另一端设有充电连接公头32,充电连接公头32用于与目标无人机器上的充电连接母座20对准以实现充电连接(具体地,通过电性接头324),其中,充电连接公头32上设置有用于向目标无人机器2的电池包输出气体的出气孔321,出气孔321通过气管与气冷系统连通,控制器与充电臂31和气冷系统电气连接。
可以理解地,上述移动机器人充电系统不一定包括单独的充电平台1,目标无人机器2也可以直接停靠在地面上。
关于充电机3,还可以设有供电箱391和电源接口392,供电箱内有蓄电池,可通过电源接口给蓄电池充电,无人机器需要充电时,充电机将蓄电池的电能充给无人机器。同样地,本实施例的充电机也可有线供电,通过电源接口连接外界电源,直接提供无人机器充电的电能。
在上述实施方式中,由于充电连接公头32上设置有向目标无人机器的电池包输出气体的出气孔321,而且出气孔321与充电机3内的气冷系统连通,从而能够在实现充电连接公头32与目标无人机器上的充电连接母座20的充电连接的同时,实现气冷连接。因此,在对无人机器的电池包进行充电的同时,通过向电池包输出低温气体来对电池包进行降温,从而避免由于快速高倍率充电带来的安全问题。
在具体实施例中,无人机器的充电连接母座20上可以设置有与出气孔321对应的气孔(其与电池包内部气体管路连通),从而通过气孔的对接来实现低温气体向电池包的输送。更进一步地,充电连接公头32可设置有出气孔321和进气孔322,充电连接母座20上设置有与之对应或对准的进气孔和出气孔(分别与电池包内部的气体管路的进气端和出气端连通),从而通过低温气体在电池包内的循环,对电池包进行循环降温等。
进一步地,安装在机体上的气冷系统38可以包括高压气泵301和制冷系统302,其中,高压气泵301的进气端可以通过通风口连通外部大气,高压气泵301的出气端通过气管与制冷系统302连通,制冷系统302的出气端通过气管与充电连接公头32上的出气孔321连通。
通过上述技术方案,能够产生大流量的低温气流,实现了更好的冷却效果,从而能够适应更多型号的无人机器电池,支持其进行不同程度的快速高倍率充电。
进一步地,例如参见图1-图2B,机体上还安装有固定臂33,固定臂可以与机体滑动连接,固定臂33的一端设有位置定位摄像头34和夹持机构35,位置定位摄像头34和固定臂33分别与控制器电气连接。
在该进一步的实施方式中,由于固定臂33与机体滑动连接,从而可以通过位置定位摄像头34获取目标无人机器2的受夹部位信息,控制器根据受夹部位信息控制固定臂33前伸,以通过夹持机构35夹住目标无人机器。在具体实施例中,目标无人机器的受夹部位21上可以设置有定位标识22以便于位置定位摄像头34进行捕捉。
通过该技术方案,通过对目标无人机器2进行夹持固定,从而增强充电连接过程及充电过程中的稳定性和可靠性。
更进一步地,还可以在充电连接公头32上设置磁吸部件,例如在充电连接公头四角处设置电磁铁323,在目标无人机器2充电连接母座20的相应位置可以设有金属片24。由控制器控制接通电磁铁的电源,使其与金属片吸牢,从而使充电连接公头32与目标无人机器的充电连接母座20固定,提高了充电过程的可靠性与稳定性。
关于固定臂33,其可以包括一个关节,该关节包括滑块331、导轨332、螺杆333和电机334,其中,滑块331与机体固定连接,电机334用于控制螺杆333旋转以驱动导轨332相对于滑块331进行水平方向的滑动,导轨332的一端设有位置定位摄像头34和夹持机构35。
在具体实施例中,夹持机构35可以采用固定爪,并且优选地,固定爪的夹取面可以设有防滑层,例如带齿纹结构的橡胶层351,以用于防滑、增大固定时摩擦力,且减小对目标无人机器受夹部位的损伤。
另外,邻近位置定位摄像头34处还可以设置有照明模块345,照明模块345与控制器电气连接,以为位置定位摄像头34工作时增加光照强度、改善影像质量(亮度、对比度等)、提高定位精度、识别定位速度等指标。
在本发明进一步的实施方式中,充电臂31可以与机体滑动连接,并且在充电臂31的设有充电连接公头32的一端还设有连接定位摄像头36,连接定位摄像头36和充电臂31分别与控制器电气连接。
在该进一步的实施方式中,由于充电臂31与机体滑动连接,使得控制器可以通过充电臂31上的连接定位摄像头36获取目标无人机器充电接口的位置信息,来控制充电臂31运动(例如,前伸),使充电臂31上的充电连接公头32对准目标无人机器上的充电连接母座20,从而扩大了充电连接公头32的充电可连接范围,提高了充电可连接性。
类似地,邻近连接定位摄像头36处也可以设置有照明模块345,照明模块与控制器电气连接,以为连接定位摄像头36工作时增加光照强度、改善影像质量(亮度、对比度等)、提高定位精度、识别定位速度等指标。
进一步地,参见图2B,充电臂31可以包括第一关节310和第二关节311,第一关节310包括第一滑块3101、第一导轨3102、第一螺杆3103与第一电机3104,所述第一导轨3102与机体固定连接,第一电机3104用于控制第一螺杆3103旋转以驱动第一滑块3101在第一导轨3102上进行垂直方向的滑动;第二关节311包括第二滑块3111、第二导轨3112、第二螺杆3113与第二电机3114,第二滑块3111与第一滑块3101固定连接,第二电机3114用于控制第二螺杆3113旋转以驱动第二导轨3112相对第二滑块3111进行水平方向的滑动,第二导轨3112的一端设有连接定位摄像头36与充电连接公头32。
通过上述技术方案,实现了充电连接公头32的垂直和水平方向的移动,进而扩大了充电连接公头32的移动范围,从而可以适用于不同充电接口位置的无人机器,扩大了应用范围、提高了充电可连接性。
优选地,为进一步增强适应性,可将上述的双关节臂修改为三关节机械臂,具体地,参见图8,充电臂31包括第一关节310、第二关节311和第三关节312,第一关节、第二关节和第三关节均包括滑块3105、导轨3106、螺杆3107和用于控制螺杆3107旋转以驱动滑块3105沿导轨移动的电机3108,其中,第一关节的导轨水平固定在充电机上,第二关节的导轨竖直固定在第一关节的滑块上,第三关节的导轨为水平方向且与所述第一关节的导轨朝向垂直,第三关节的滑块与第二关节的滑块固定。
由于目标无人机器2在停靠在充电平台1上时,充电机3可能并未位于目标无人机器2附近,单纯靠充电臂31的运动无法实现充电连接。而且,即使充电机3位于目标无人机器2附近,充电臂31所在的位置也可能无法实现充电连接公头32与无人机器2的充电连接母座的对接,这时候可能就需要借助人工来将充电机3放置于合适的位置,从而增加人力成本。
为了解决该技术问题,在本发明更进一步的实施方式中,在充电机的机体的底部可以设有全向机动装置37,全向机动装置37包括全向轮371和用于驱动所述全向轮371的驱动电机372,驱动电机372与控制器电气连接,从而控制器可以通过控制指令控制电机372驱动全向轮371转动。
在具体实施例中,驱动电机372设于充电机机体的底部,并且设有4个驱动电机,分别驱动4个全向轮371,以使得充电机能向各个方向的移动。全向轮371与驱动电机372的数量不仅限于4个,还可以是其他数量。
具体地,参见图6和图7,全向轮371包括轮体3710和偏向件3711,轮体沿转动方向的周侧依次设有若干偏向件,每一偏向件相对于轮体的转动轴方向呈相同方向倾斜设置。轮体转动方向的周侧为与充电平台的接触面,在接触面上设置一定角度倾斜的偏向件,而不是垂直或者平行于转动轴方向设置,本实施例的偏向件为圆柱状,也可以为球状、圆弧状,这样设置,当全向轮向前旋转时,偏向件与充电平台接触相互摩擦,会对全向轮产生相互垂直的两个驱动力,一个驱动力驱动轮子前进,另一个驱动力驱动轮子垂直于前进方向的一侧移动,具体哪一侧移动与倾斜方向、全向轮转向有关。具体地,本实施例的4个全向轮通过左右对称以及前后对称使用,通过调节控制各个全向轮的转速和转向,即可实现充电机各个方向的移动。
在上述实施方式中,当目标无人机器2停靠在充电平台1上时,可以通过上述的位置定位摄像头34获取目标无人机器2的停机位置信息,控制器根据该停机位置信息控制全向机动装置37,使充电机3移动到目标无人机器2附近,并围绕其转动以使位置定位摄像头34捕捉到目标无人机器2的受夹部位位置信息,控制器根据该受夹部位位置信息控制固定臂33移动(例如,前伸),以夹持固定住目标无人机器2,在夹持固定住目标无人机器2后,再进一步通过充电臂31上的连接定位摄像头36捕捉待目标无人机器2的充电接口位置信息,控制器根据该充电接口位置信息来控制充电臂移动,以使充电连接接头32与目标无人机器2的充电接口建立充电连接。通过该技术方案,实现了充电机3对无人机器2的自动巡航和自动充电。
在本发明中,位置定位摄像头34基于机器视觉等识别技术,通过图像处理和图像分析判断拍摄充电平台1的画面中目标无人机器2的停机位置,其次,拍摄目标无人机器2,通过视觉识别其受夹部位位置。连接定位摄像头36则在目标无人机器2被固定爪夹紧后,拍摄目标无人机器2,通过视觉识别其连接口位置。具体地,位置/连接定位摄像头可以为普通或红外摄像头。优选地,无人机器相应位置上优选地设有可识别定位标识22,可供位置定位摄像头识别出停机位置和受夹部位21位置,供连接定位摄像头识别出连接口位置。如上所述的,机体还可以安装有照明模块345,照明模块与控制器电连接,为位置/连接定位摄像头工作时增加光照强度、改善影像质量(亮度、对比度等)、提高定位精度、识别定位速度等指标。
另外,参见图1,充电平台1可以设有停机定位标识11,停机定位标识11可以为图像标志或者信号元件。具体地,图像标志可以为具有一定范围或者参考点的图像,信号元件可以为带有电磁波特征的定位标志,如黑白或彩色的非主动发光图案、图像,或一定颜色/频谱的可见光光源、热源、射线源、发射天线等。
优选地,充电平台1涂覆有光滑耐磨层,光滑耐磨层用于减小充电机的移动阻力,以及保护停机定位标识。充电平台可采用适当的表面处理、材料涂敷等工艺使其表面较为光滑、耐磨,以减小移动阻力,防止停机定位标志被无人机器及充电机移动造成的划痕遮挡、覆盖、损伤。
优选地,充电平台1的边缘还可以设有限位件12,限位件12用于限制充电机3在充电平台1上的移动范围,限位件靠近充电机3的一侧还可以设有缓冲件13,缓冲件13可以为弹性的缓冲件,当充电机3移动到边界时,阻挡充电机3移出充电平台1,同时,减缓充电机3的冲击力。
下面对本发明的实施例的充电过程进行说明:
当目标无人机器2停放在充电平台1时,充电机3的位置定位摄像头34捕捉到目标无人机器,控制器获取其停机位置,控制器根据停机位置驱动全向机动装置37进行充电机3的移动,自动移动到目标无人机器2附近,并围绕无人机器2移动,以使位置定位摄像头34捕捉到无人机器的受夹部位21位置,控制器根据获得的位置信息控制固定臂33向无人机器2的受夹部位21移动,到达位置后用固定爪夹紧无人机器2。然后连接定位摄像头36捕捉无人机器2的充电连接母座20位置,控制器根据获得的位置信息控制充电臂31的充电连接公头32向充电连接母座20移动,以建立充电连接,该过程中,连接定位摄像头36监控连接过程,以不断修正充电臂31的位置。
当充电连接公头32与母座20位置对准且相触后,控制器给电磁铁323通电,吸牢充电连接母座20上的金属片24,使充电连接公头32与母座20的位置固定,完成充电系统与无人机器2的电、气连接。
控制器启动气冷系统、接通电源,开始充电。
当无人机器2充电完成时,控制器断开电源,关停气冷系统。控制器断开电磁铁323的电源,使充电臂31与无人机器2分离,并控制充电臂31归位。控制器控制固定爪放开无人机器2,并控制固定臂33归位。且如有必要控制器控制充电机3驶离无人机器2一段距离,以便其及时、安全地离开充电平台1。
本发明的移动机器人充电系统具有如下功能或技术效果:
(1)本发明通过基于机器视觉等识别技术的定位摄像头,主动寻找待充电的移动机器人的位置信息,首先找到移动机器人的停机位置,控制全向机动装置自动使充电机接近移动机器人,其次通过环绕移动机器人运动找到其的充电口位置,控制充电臂进行充电连接,这样,降低了对移动机器人降落定位精度的要求,能够在移动机器人停机存在位置误差的情况下也能实现充电连接,达到了充电位置要求低、充电连接高效便捷、自动化充电的技术效果;
(2)本发明通过夹持机构固定目标移动机器人,并通过电磁铁将充电连接公头与目标移动机器人的充电接口固定,增强了充电连接过程及充电过程的稳定性与可靠性。
(3)本发明通过双关节通电臂,扩大了充电连接头的移动范围,适用于更多不同充电接口位置的移动机器人,达到扩大应用范围、提高充电可连接性的技术效果;
(4)本发明通过高压气泵与制冷系统,产生大流量的低温气流,从而有更好的冷却效果,能适应更多型号的移动机器人电池,支持其进行不同程度的快速高倍率充电。
(5)本发明通过在充电平台上设置停机定位标识,可供移动机器人进行停机定位指引,使移动机器人停入充电平台的充电范围内,并且充电平台上涂覆光滑耐磨层,减小移动阻力,同时防止停机定位标志被移动机器人及充电机移动造成的划痕遮挡、覆盖、损伤,达到了减少移动机器人停放异常、延长使用寿命的技术效果;
(6)本发明通过在充电平台的边缘设置限位件,限定充电机的移动范围,同时,边缘还设有缓冲件,减缓充电机对限位件的冲击,防止充电机移动出充电平台。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种移动机器人充电系统,其特征在于,包括:
充电机,包括机体,所述机体上安装有充电臂、气冷系统和控制器,所述充电臂的一端与所述机体连接,所述充电臂的另一端设有充电连接公头,所述充电连接公头用于与目标移动机器人上的充电连接母座对准以实现充电连接,其中,所述充电连接公头上设置有用于向目标移动机器人的电池包输出气体的出气孔,所述出气孔通过气管与所述气冷系统连通,所述控制器与所述充电臂和所述气冷系统电气连接。
2.根据权利要求1所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述机体上还安装有固定臂,所述固定臂与所述机体滑动连接,所述固定臂的一端设有位置定位摄像头和夹持机构,所述位置定位摄像头和所述固定臂分别与所述控制器电气连接。
3.根据权利要求2所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述固定臂包括一个关节,该关节包括滑块、导轨、螺杆和电机,其中,所述滑块与所述机体固定连接,所述电机用于控制所述螺杆旋转以驱动所述导轨相对于所述滑块进行水平方向的滑动,所述导轨的一端设有所述位置定位摄像头和所述夹持机构。
4.根据权利要求3所述的移动机器人充电系统,其特征在于,在所述充电连接公头上还设有用于吸附目标移动机器人的充电连接母座的磁吸部件。
5.根据权利要求3所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述充电臂与所述机体滑动连接,并且在所述充电臂的设有所述充电连接公头的一端还设有连接定位摄像头,所述连接定位摄像头和所述充电臂分别与所述控制器电气连接。
6.根据权利要求5所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述充电臂包括第一关节和第二关节,所述第一关节包括第一滑块、第一导轨、第一螺杆与第一电机,所述第一导轨与所述机体固定连接,所述第一电机用于控制所述第一螺杆旋转以驱动所述第一滑块在所述第一导轨上进行垂直方向的滑动;所述第二关节包括第二滑块、第二导轨、第二螺杆与第二电机,所述第二滑块与所述第一滑块固定连接,所述第二电机用于控制所述第二螺杆旋转以驱动所述第二导轨相对所述第二滑块进行水平方向的滑动,所述第二导轨的一端设有所述连接定位摄像头与所述充电连接公头。
7.根据权利要求5所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述充电臂包括第一关节、第二关节和第三关节,所述第一关节、第二关节和第三关节均包括滑块、导轨、螺杆和用于控制螺杆旋转以驱动滑块沿导轨移动的电机,其中,所述第一关节的导轨水平固定在充电机上,所述第二关节的导轨竖直固定在所述第一关节的滑块上,所述第三关节的导轨为水平方向且与所述第一关节的导轨朝向垂直,所述第三关节的滑块与所述第二关节的滑块固定。
8.根据权利要求5中任一项所述的移动机器人充电系统,其特征在于,在所述机体的底部设有全向机动装置,所述全向机动装置包括全向轮和用于驱动所述全向轮的驱动电机,所述驱动电机与所述控制器电气连接。
9.根据权利要求2所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述夹持机构为固定爪,所述固定爪的夹取面上设有防滑层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述气冷系统包括高压气泵和制冷系统,其中,所述高压气泵的进气端通过通风口连通外部大气,所述高压气泵的出气端通过气管与所述制冷系统连通,所述制冷系统的出气端通过气管与所述充电连接公头上的出气孔连通。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的移动机器人充电系统,其特征在于,所述移动机器人为无人机器。
12.一种移动机器人充电方法,其特征在于,用于如权利要求8所述的移动机器人充电系统,所述方法包括如下步骤:
(1)在目标移动机器人停靠后,通过位置定位位置摄像头获取目标移动机器人的停靠位置信息,并基于所述停靠位置信息控制充电机移动到目标移动机器人附近;
(2)通过所述位置定位位置摄像头获取目标移动机器人的受夹部位位置信息,并基于所述受夹部位位置信息控制所述固定臂夹持住所述目标移动机器人;
(3)通过连接定位摄像头获取目标移动机器人的充电接口位置信息,并基于所述充电接口位置信息控制充电臂的充电连接公头与目标移动机器人的充电连接母座对准,以建立充电连接;
(4)接通电源,开始充电。
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CN113428027A (zh) * 2021-07-02 2021-09-24 星逻智能科技(苏州)有限公司 一种集中式无人机快速制冷恒温系统
CN113949138A (zh) * 2021-11-17 2022-01-18 广东顺力智能物流装备股份有限公司 智能物流机器人带式包覆充电系统及充电方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113428027A (zh) * 2021-07-02 2021-09-24 星逻智能科技(苏州)有限公司 一种集中式无人机快速制冷恒温系统
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