CN112564195A - 一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备及充电系统 - Google Patents

一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备及充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备及充电系统，移动设备在工作中获知待充电设备的充电请求信号，然后根据自身电量情况判断是否能为待充电设备供电，如果可以则移动设备抵达待充电设备的位置，为待充电设备提供多余电量；如果不能提供充电则等待电量满足或转发待充电设备的充电请求信号，让其他满足充电条件的移动设备提供充电服务，以减少人工辅助充电的繁琐工作，提高现有可充电的移动设备的智能充电需求。

Description

一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备 及充电系统
技术领域
本发明涉及一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备及充电系统。
背景技术
现有的移动机器人都是采用内置电源的方式提供工作动能，在其检测到自身电源电量过低时会启动返航或充电模式寻找充电座，为下次工作储能。但是当机器人遇到特殊情况导致自身电量耗尽或者剩余电量不足以到达预设位置，机器人只能停留在原地，等待被移动。现有技术中公开了一种可移动的充电桩为需要充电的待充电设备提供充电服务，但是充电桩无法根据自身电量情况提供有效的充电服务，使得充电桩在提供充电服务的时候导致自身无法正常工作。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法、介质、设备及充电系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种可移动充电设备为待充电设备提供充电服务的方法，该方法包括：
S10:移动设备在第一位置接收为位于第二位置的待充电设备充电的请求信号；
S20:判断移动设备当前电量是否大于第一阈值，若否则进入步骤S30,若是则进入步骤S40；
S30:移动至充电座所在的第三位置进行充电，持续充电一段时间后返回步骤S20；
S40:移动至第二位置为待充电设备充电；
S50:移动设备响应于下述任一情况结束充电：
受充电信号控制时；
移动设备电量不低于第二预设阈值时；
待充电设备电量达到第三预设阈值时；
其中，第一预设阈值为移动设备自第一位置经第二位置移动至第三位置时所需要的电量值，或所述移动设备自第一位置经第二位置移动至第三位置时所需要的电量值加上执行预设任务所消耗的电量值，预设任务包括清洁任务、空气净化任务、草坪修理任务中的一种或多种；第二预设阈值为移动设备从第二位置移动至第三位置时所需要的电量值。
在另一方面，为便于充电设备确认待充电设备需求的电量，待充电设备发出的请求信号还包含待充电设备需要补充的电量值，以便于充电设备可以根据自身电量判断是否需要补充符合要求的电量还是由其他电量符合要求的充电设备为待充电设备提供充电服务。
在另一方面，还提供一种可读计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被执行时实现上述示例中为待充电设备提供充电服务的方法。
在另一方面，还提供一种可提供充电服务的移动设备，包括可移动的本体，还包括：
电源，安装在本体上，被配置为通过电能传输端口存储或输出电能；
电量检测单元，安装在本体上，被配置为检测电源的实时电量；
通讯单元，安装在本体上，被配置为接收和发送请求信号；
移动单元，安装在本体上，被配置为承载本体移动；
控制单元，安装在本体上，被配置为根据实时电量执行如下动作：
实时电量大于第一阈值时控制本体向待充电设备移动并控制电源向待充电设备输出电能；
实时电量小于第一阈值时移动至充电座所在的第三位置，或转发所述请求信号；
实时电量不低于第二阈值时结束充电，或控制本体移动寻找充电座。
基于上述的移动设备，还提供一种可移动的充电系统，包括：
移动设备，包括电源、电量检测单元、通讯单元、移动单元和控制单元；
待充电设备，包括电源、电量检测单元、通讯单元；
移动设备响应于待充电设备的请求信号，根据实时电量执行如下动作：
实时电量大于第一阈值时控制本体向待充电设备移动并控制电源向待充电设备输出电能；
实时电量小于第一阈值时移动至充电座所在的第三位置，或转发所述请求信号；
实时电量不低于第二阈值时结束充电，或控制本体移动寻找充电座。
还包括通过信号控制所述移动设备的遥控终端，该遥控终端包括充电信号输入单元和充电信号输出单元，和/或充电结束信号输入单元和充电结束信号输出单元。
本发明有益的技术效果：移动设备在工作中获知待充电设备的充电请求信号，然后根据自身电量情况判断是否能为待充电设备供电，如果可以则移动设备抵达待充电设备的位置，为待充电设备提供多余电量；如果不能提供充电则等待电量满足或转发待充电设备的充电请求信号，让其他满足充电条件的移动设备提供充电服务，以减少人工辅助充电的繁琐工作，提高现有可充电的移动设备的智能充电需求。
附图说明
图1为本发明示例中移动设备的控制示例的示意图；
图2为本发明示例中移动设备的电能传输示例示意图；
图3为本发明示例中扫地机器人用于对接的红外灯组分布意图；
图4为本发明示例中扫地机器人提供充电服务的示例示意图；
图5为本发明示例中扫地机器人提供充电的方法步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。
如图1所示，一种可提供充电服务的移动设备，包括可移动的本体，在本体设有电源、电量检测单元、通讯单元、移动单元、控制单元，其中，电源被配置为通过电能传输端口存储或输出电能；电量检测单元被配置为检测电源的实时电量；通讯单元被配置为接收和发送请求信号；移动单元被配置为承载本体移动；控制单元被配置根据环境或实时电量改变执行的动作。
在下述示例中，所述移动设备可以是现有执行清洁任务的扫地机器人、草坪修理任务的割草机器人、空气净化任务的移动空气净化机器人、巡逻机器人等各种可自移动的电子设备。这些电子设备都具有识别环境的传感器，如陀螺仪或摄像头、激光雷达，都可以通过识别环境特征来定位电子设备的方位的传感器。当然这些电子设备也配置有可充电、放电的电源，电源可存储来自移动设备外部或自身发电产生的电能，将电能用于自身工作使用；电能传输端可以接收电能存储在电源内，或向其它待充电设备传输电能。在一些示例中，在电源电路中配置有电压或电流检测电路，以通过电源电压、电流、温度等因素的波动来判断剩余电量，控制单元可以根据剩余电量对充电设备的当前任务或待执行的任务进行估算，当然，对应的任务可以预先配置对应的耗电量，这样利于判断。例如，满电电流积分为2600mA.H,电流积分为520mA.H，及电量低于20％。进一步地，电能传输端包括与电源连接的无线传输端和/或有线传输端，以通过电能无线传输技术或有线传输技术向电源输入或输出电能。
现有的电能传输技术分为无线传输技术和有线传输技术。其中，无线电能传输技术可被分类为三种类型：电磁感应、无线电波；、电谐振或磁谐振。
电磁感应的无线电能传输技术：利用两个不同的线圈变得彼此靠近的现象，交流电流在一个线圈中流动，以产生磁通量，在另一线圈中产生电动势。
无线电波接收的无线电能传输技术：经天线接收无线电波能量，并通过整流器电路将交流的无线电波形式转换为直流电流来获得电能。目前，无线电波接收的方法能够在最长距离(例如，几米或更多)进行无线电能传输。
如图2所示的一种基于无线充电的逻辑电路，在充电设备的机身前端配置有至少一组的闭环线圈，以实现无线电能传输。在充电设备执行充电工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端作为系统供电。经过电源的管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电。变化的磁场会产生变化的电场，变化的电场会产生变化的磁场，其大小均与它们的变化率有关系，而正弦函数的变化率是另外一个正弦函数，所以电磁波能够传播出去，而感应电压的产生与磁通量的变化相关，所以线圈内部变化的磁场产生感应电压，从而完成充电。
另外，在下述示例中用于转发请求信号(中继数据)的装置可以是前述的移动设备，或固定在某个位置的配置有发送和接收数据的信号中转装置。
通讯单元可以在信号有效范围内接收和发出各种信号。充电设备则响应信号执行对应的工作，如向信号方向移动，或远离信号方向。通讯单元可以通过WiFi、蓝牙、红外信号、4G、5G等通讯方式实现移动设备与待充的电子设备之间的信号联接及数据传输。
移动单元包括设置在移动设备的底部的轮组及轮组驱动电机，以支撑自移动设备在地面移动，并根据控制单元发出的指令使得驱动电机以不同的转速来完成与指令对应的的移动或转向动作。
控制单元可根据充电设备自身的电源剩余电能情况以及外部情况确定是否响应外部的充电请求，或根据电源剩余电能情况确定自身工作模式。例如，在电源剩余电能低于某一阈值时，移动设备就停止工作，仅控制移动单元进行移动，或低于另一阈值时，移动设备就发送充电请求，或寻找充电座。具体地，控制单元可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
如图3所示扫地机器人为示例，在扫地机器人机身前方设有4组红外发射接受灯组分别为左、左中、右中、右灯组，后方有1组红外发射接受灯组为后灯组。扫地机器人通过自身的红外接收头接收到的另一扫地机器人的红外信号，并根据红外信号调整机器人位置姿态，实现两个扫地机器人的精准对接。在扫地机器人充放电端口对接成功瞬间机器会静止下来，进入放电状态。在利用无线电能传输技术时，在扫地机器人进入有效无线电能传输距离时，彼此开始无线对接，进行电能的输送。在利用有线电能传输技术时，需要两个扫地机机器人的充电端口对接，即，扫地机器人与另一扫地机器人贴近，使充电端口电连接。
参考图4所示，一区域内有在不同位置的扫地机器人A、扫地机器人B、充电座Z，扫地机器人可以通过其自身配置的传感器(红外传感器、激光雷达、超声波、摄像头、碰撞传感器)来识别区域的环境，建立地图以确定区域大小，并在地面中确定自身以及各种障碍、其他扫地机器人、充电座的位置。
在一示例中，扫地机器人预备执行清洁任务时，可以根据清洁区域的大小、扫地机移动速度、地面洁净程度、障碍物分布的情况对扫地机器人完成该清洁区域清洁工作需要的电量进行评估。例如，在一个5*5m2大小的无障碍区域内，扫地机器人完成清洁需要消耗总电量的60％，而扫地机器人电量低于30％时就需要充电，此时，就需要为扫地机器人补充至少30％的电量，在扫地机器人接受一次充电后，扫地机器人的最新总电量为56％，即通过充电获得了26％的电量，但是距离完成清洁任务所需的电量仍差4％，则可以在电量再次低于30％时发出充电请求，或者继续发出充电请求，直到经过一次或多次充电后其累计获得的电量超出或等于完成任务的电量时结束充电动作。
具体地，在下述示例中以图5所示的方法步骤结合图4予以说明，在该示例中扫地机器人的满电量为100％，预设电量值30％为低电量，应当接受充电，在扫地机器人的当前电量低于30％向外发出充电请求信号。具体地，如图4所示，扫地机器人B在沿路径2返回充电座Z的过程中发现自身电量不足，无法移动或剩余电量不足以支撑其移动到充电座Z的位置，扫地机器人B通过通讯单元发出请求充电的请求信号，当然扫地机器人B还可以通过信号中转装置转发请求信号。
根据图5所示的方法，扫地机器人A可以通过以下步骤为扫地机器人B提供充电服务，步骤：
S10：扫地机器人A在一起始位置处接收到了位于另一位置的扫地机器人B发出的请求信号；
S20：扫地机器人A根据检测发现此时的自身的实时电量；
S40：扫地机器人A通过检测结果发现实时电量大于第一预设阈值，则向扫地机器人B的位置移动，直到扫地机器人A与扫地机器人B完成充电端口的对接，并进行充电；
S50:在充电过程中，扫地机器人A可以通过下述任一一种情况来结束对扫地机器人B的充电行为：
一：扫地机器人A的实时电量不低于第二预设阈值，所述第二预设阈值包括但不限于：移动设备从第二位置移动至第三位置时所需要的电量值；
二：根据扫地机器人B的电量达到第三预设阈值时，所述第三预设阈值包括但不限于：扫地机器人B通过充电动作获得足够的电量；
三：受第三方设备发出的充电结束信号控制，这里所述的第三方可以用户通过移动终端如手机、遥控器、平板电脑等信号装置。
其中，扫地机器人A的第一预设阈值包括但不限于以下情形中的一种：
情形一：扫地机器人备A沿路径1(扫地机器人A的位置至扫地机器人B的位置)往返移动需要的电量值；
情形二：扫地机器人A沿路径1(扫地机器人A的位置至扫地机器人B的位置)往返移动需要的电量加上扫地机器人B充电所需的电量值；
情形三：扫地机器人A沿路径1(扫地机器人A的位置至扫地机器人B的位置)和路径2(扫地机器人B位置至充电座Z的位置)移动需要的电量值；
情形四：扫地机器人A沿路径1(扫地机器人A的位置至扫地机器人B的位置)和路径2(扫地机器人B位置至充电座Z的位置)移动需要的电量值加上执行清洁任务所消耗的电量值。
基于上述的示例，扫地机器人A通过第三方接收到为扫地机器人B充电的请求信号时，扫地机器人A还可以判断自起始位置到扫地机器人B移动的路径距离是否在扫地机器人A预设距离内，若是则控制扫地机器人A沿移动路径向充电的位置移动；若否则忽略充电请求信号，可以避免扫地机器人A在移动过程消耗过多的电能。
基于上述的示例，在扫地机器人A实时电量低于第一阈值时还可以执行步骤S30:移动至充电座所在的第三位置进行充电，持续充电一段时间后返回步骤S20。即，扫地机机器人A的当前电量没有满足为扫地机器人B提供充电服务的条件，则从第一位置向充电座Z所在的第三位置移动，到充电座Z补充电量，待实时电量高于第一阈值时再移动到扫地机器人B的位置进行充电服务。
为了节省扫地机器人对于提供充电服务的判断，扫地机器人B在发出的请求信号应包含其需要的电量值，利于快速匹配到电量充足的其他扫地机器人为其提供充电服务。
基于上述为待充电设备提供充电服务的方法，还提供一种可读计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被扫地机机器人执行时实现上述示例中为其他扫地机器人提供充电服务。
另外，还提供一种充电系统，该系统包括：上述示例中的扫地机器人、待充电设备。其中，待充电设备除上述示例中的扫地机器人以外还可以是配置有电源、电量检测单元、通讯单元的电子设备，以便于扫地机器人能响应于待充电设备的请求信号，使得提供充电服务的扫地机器人可以根据其自身的实时电量情况执行如下动作：
实时电量大于第一阈值时，扫地机器人的本体向待充电设备移动并控制电源向待充电设备输出电能；
实时电量小于第一阈值时，扫地机器人移动至充电座所在的第三位置补充电量，或向其他同功能的扫地机器人转发所述请求信号；
实时电量不低于第二阈值时，结束充电或控制扫地机器人本体移动寻找充电座。
上述的充电系统还包括可以控制扫地机机器人或待充电设备的遥控终端，让终端使用者可以通过信号控制扫地机器人或待充电设备，该遥控终端包括充电信号输入单元和充电信号输出单元，和/或充电结束信号输入单元和充电结束信号输出单元。用户通过输入对应的信号以控制扫地机器人向待充电设备移动，或发出充电结束信号终止扫地机器人的电量输出或待充电设备的电量输入。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种移动设备为待充电设备提供充电服务的方法，其特征在于，该方法包括：
S10:移动设备在第一位置接收为位于第二位置的待充电设备充电的请求信号；
S20:判断移动设备当前电量是否大于第一阈值，若否则进入步骤S30,若是则进入步骤S40；
S30:移动至充电座所在的第三位置进行充电，持续充电一段时间后返回步骤S20；
S40:移动至第二位置为待充电设备充电；
S50:移动设备响应于下述任一情况结束充电：
受充电结束信号控制时；
移动设备电量不低于第二预设阈值时；
待充电设备电量达到第三预设阈值时；
其中，第一预设阈值为移动设备自第一位置经第二位置移动至第三位置时所需要的电量值；第二预设阈值为移动设备从第二位置移动至第三位置时所需要的电量值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求信号还包含待充电设备需要补充的电量值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设阈值还包括所述移动设备自第一位置经第二位置移动至第三位置时所需要的电量值加上执行预设任务所消耗的电量值，预设任务包括清洁任务、空气净化任务、草坪修理任务中的一种或多种。
4.一种可读计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被执行时实现如权利要求1所述的方法。
5.一种可提供充电服务的移动设备，包括可移动的本体，其特征在于，还包括：
电源，安装在本体上，被配置为通过电能传输端口存储或输出电能；
电量检测单元，安装在本体上，被配置为检测电源的实时电量；
通讯单元，安装在本体上，被配置为接收和发送请求信号；
移动单元，安装在本体上，被配置为承载本体移动；
控制单元，安装在本体上，被配置为根据实时电量执行如下动作：
实时电量大于第一阈值时控制本体向待充电设备移动并控制电源向待充电设备输出电能；
实时电量小于第一阈值时移动至充电座所在的第三位置，或转发所述请求信号；
实时电量不低于第二阈值时结束充电，或控制本体移动寻找充电座。
6.一种可移动的充电系统，其特征在于，包括：
如权利要求5所述的移动设备；
待充电设备，包括电源、电量检测单元、通讯单元；
移动设备响应于待充电设备的请求信号，根据实时电量执行如下动作：
实时电量大于第一阈值时控制本体向待充电设备移动并控制电源向待充电设备输出电能；
实时电量小于第一阈值时移动至充电座所在的第三位置，或转发所述请求信号；
实时电量不低于第二阈值时结束充电，或控制本体移动寻找充电座。
7.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，还包括通过信号控制所述移动设备的遥控终端，该遥控终端包括充电信号输入单元和充电信号输出单元，和/或
充电结束信号输入单元和充电结束信号输出单元。
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