CN114094645A - 自主作业系统、充电控制方法、自主作业设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自主作业系统、充电控制方法、自主作业设备及存储介质，能够有效地防止电池过充。本发明的一种自主作业系统，包括待充电设备和供电设备；所述待充电设备包括电池和充电对接单元，所述供电设备包括供电对接单元；当所述充电对接单元与所述供电对接单元对接时，所述供电设备能够向所述电池充电；所述自主作业系统被配置为检测所述电池的状态；充电时，若所述电池的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第二动作。

Description

自主作业系统、充电控制方法、自主作业设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电子技术及自动控制领域，尤其涉及一种自主作业系统、充电控制方法、自主作业设备及存储介质。

背景技术

这种自主作业系统是已知的，其通常包括自主作业设备和停靠站，自主作业设备被配置为可自动地在预设工作区域内执行特定的工作任务，并能够在到达预设的非工作时间或由于电池剩余电量不足而返回停靠站，必要时进行充电。典型的如智能割草机系统、智能扫地机系统等。这些自主作业系统由于通常适用锂离子电池作为动力源，因而对充电安全性能的要求就相对较高。为了满足安全性，防止电池过充导致燃烧、爆炸等危险，通常需要在充电过程中实时监测电池电压是否到达截止电压，以便及时停止充电。然而，能够实现上述功能的现有技术方案存在系统可靠性高和成本低廉二者之间不可调和的矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种系统可靠性高、且成本低廉的自主作业设备，能有有效地防止电池过充。

为解决上述技术问题，本发明的一种自主作业系统，包括待充电设备和供电设备；所述待充电设备包括电池和充电对接单元，所述供电设备包括供电对接单元；当所述充电对接单元与所述供电对接单元对接时，所述供电设备能够向所述电池充电；所述自主作业系统被配置为检测所述电池的状态；充电时，若所述电池的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第二动作。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备包括第一控制模块和第一电子开关；其中，所述第一控制模块被配置为控制所述第一电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一电子开关被配置为与所述电池串联连接；所述第一动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第一信号，所述第一电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备还包括位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第一控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；所述第二动作为所述第一控制模块向所述位移驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系。

作为本发明一具体实施方式，所述位移驱动机构被构造为行走原动机；所述第二动作为所述第一控制模块向所述移动机构发送第二信号，所述行走原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述待充电设备向离开所述供电设备的方向移动、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系。

作为本发明一具体实施方式，所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可活动地连接；所述位移驱动机构被构造为充电对接单元驱动原动机，所述充电对接单元驱动原动机构造为可使所述充电对接单元在充电对接单元第一状态和充电对接单元第二状态之间转换；所述充电对接单元第一状态时，所述充电对接单元被配置为适于与所述供电对接单元对接；所述充电对接单元第二状态时，所述充电对接单元被配置为不适于与所述供电对接单元对接；所述第二动作为所述第一控制模块向所述充电对接单元驱动原动机发送第二信号，所述充电对接单元驱动原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元变为充电对接单元第二状态。进一步地，所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可转动地连接，或所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可伸缩地连接。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备还包括阻隔件和阻隔件驱动机构；所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；所述第二动作为所述第一控制模块被配置为向所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备还包括第二电子开关；所述第一控制模块被配置为控制所述第二电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第二电子开关被配置为与所述第一电子开关和所述电池包串联连接；所述第二动作为所述第一控制模块向所述第二电子开关发送第二信号，所述第二电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备包括第一控制模块和第一电子开关；其中，所述第一控制模块被配置为控制所述第一电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一电子开关被配置为与所述电池串联连接；所述供电设备包括第二控制模块和第三电子开关；其中，所述第二控制模块被配置为控制所述第三电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述供电对接单元被配置为通过所述第三电子开关与外接电源串联连接；所述第一动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第一信号、所述第一电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第二信号、所述第三电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态；或所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号、所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第二信号、所述第一电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

作为本发明一具体实施方式，所述供电设备包括第二控制模块、第三电子开关和第四电子开关，所述第三电子开关与所述第四电子开关串联连接，所述供电对接单元通过所述第三电子开关和所述第四电子开关与外接电源连接；所述第二控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；所述第二动作为所述第二控制模块向所述第四电子开关发送第二信号，所述第二电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备包括第一控制模块和位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第一控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；或所述待充电设备包括第一控制模块、阻隔件和阻隔件驱动机构，所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；所述供电设备包括第二控制模块和第三电子开关，所述供电对接单元通过所述第三电子开关与外接电源连接；所述第二控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；所述第二动作为所述第一控制模块向所述位移驱动机构或所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

作为本发明一具体实施方式，所述供电设备包括第二控制模块和位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第二控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；或所述待充电设备包括第二控制模块、阻隔件和阻隔件驱动机构，所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；所述待充电设备包括第一控制模块和第三电子开关，所述供电对接单元通过所述第三电子开关与外接电源连接；所述第一控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一动作为所述第一控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；所述第二动作为所述第二控制模块向所述位移驱动机构或所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备还包括第一通信模块，所述供电设备还包括第二通信模块；所述第一通信模块被配置为与所述第一控制模块连接，所述第二通信模块被配置为与所述第二控制模块连接；所述第一控制模块被配置为能够获取所述电池的状态信息，并通过所述第一通信模块和所述第二通信模块，将所述电池的状态信息传递给所述第二控制模块。

作为本发明一具体实施方式，所述待充电设备被构造为自主作业装置，所述供电设备被构造为停靠站。

作为本发明一具体实施方式，所述自主作业系统被配置为若在执行所述第二动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第三动作；所述待充电设备包括负载，所述第三动作为启动所述负载；优选的，所述负载被配置为工作原动机；优选的，所述第三动作还包括在启动所述负载后，调整所述负载的功率。

为解决上述技术问题，本发明的一种充电控制方法为处于充电状态时，若电池的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第二动作；优选的，所述第三动作还包括在启动所述负载后，调整所述负载的功率。

为解决上述技术问题，本发明的一种自主作业设备，包括第一控制模块、电池和充电对接单元，所述第一控制模块被配置为用于检测所述电池的状态，当所述自主作业设备处于充电状态时，若所述电池的状态满足第一预设条件，则所述第一控制模块执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则所述第一控制模块执行第二动作；优选的，所述第三动作还包括在启动所述负载后，调整所述负载的功率。

为解决上述技术问题，本发明的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现上述的充电控制方法的步骤。

本发明能够达到的技术效果在具体实施方式部分进行了详细的阐释。

附图说明

图1是本发明第一、第二和第三实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

图2是本发明第四实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

图3是本发明第五实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

图4是本发明第六实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

图5是本发明第七实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

图6是本发明第八实施例的自主作业系统的充电控制系统的示意图。

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。

需要理解的是，在本发明具体实施方式的描述中，“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

在本发明具体实施方式中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，还可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明具体实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明具体实施方式中，除非另有明确的规定和限定，术语“多”是指两个或两个以上。

本发明第一实施例提供了一种自主作业系统，包括待充电设备100和供电设备200，以待充电设备100构造为自主作业设备，供电设备200构造为停靠站为例进行说明。通常，自主作业系统还包括边界。所述自主作业设备尤其是可自主地在预设区域内移动并执行特定作业的机器人，典型的如执行清洁作业的智能扫地机/吸尘器，或执行割草作业的智能割草机等。其中，所述特定作业尤其指对工作面进行处理、使工作面的状态发生改变的作业。本发明以智能割草机为例进行详细说明。所述自主作业设备可自主行走于工作区域的表面上，尤其作为智能割草机可自主地在地面上进行割草作业。自主作业设备至少包括主体机构、移动机构、工作机构、能源模块、检测模块、交互模块、控制模块等。

所述主体机构通常包括底盘和外壳，所述底盘用于安装和容纳移动机构、工作机构、能源模块、检测模块、交互模块、控制模块等功能机构与功能模块。所述外壳通常构造为至少部分地包覆所述底盘，主要起到增强自主作业设备美观和辨识度的作用。在本实施例中，所述外壳构造为在外力作用下可相对于所述底盘可复位地平移和/或旋转，配合适当的检测模块，示例性地如霍尔传感器，可进一步地起到感知碰撞、抬起等事件的作用。

所述移动机构构造为用于将所述主体机构支撑于地面并驱动所述主体机构在地面上移动，通常包括轮式移动机构、履带式或半履带式移动机构和步行式移动机构等。在本实施例中，所述移动机构为轮式移动机构，包括至少一个驱动轮和至少一个行走原动机。行走原动机优选为电动机，在其他实施方式中也可为内燃机或使用其他类型能源产生动力的机械。在本实施例中，优选地设置一左驱动轮、一驱动所述左驱动轮的左行走原动机、一右驱动轮和一驱动所述右驱动轮的右行走原动机。在本实施例中，所述自主作业设备的直线行进通过左右两个驱动轮同向等速转动实现，转向行进通过左右两个驱动轮的同向差速或相向转动实现。在其他实施方式中，移动机构还可包括独立于所述驱动轮的转向机构和独立于所述行走原动机的转向原动机。在本实施中，所述移动机构还包括至少一个从动轮，所述从动轮典型地构造为万向轮，所述驱动轮和所述从动轮分别位于自主作业设备的前后两端。

所述工作机构构造为用于执行具体的作业任务，包括工作件和驱动所述工作件运行的工作原动机。示例性地，对于智能扫地机/吸尘器，所述工作件包括滚刷、吸尘管和集尘室等；对于智能割草机，所述工作件包括切割刀片或切割刀盘，进一步地还包括用于调节割草高度的高度调节机构等优化或调整割草效果的其他部件。所述工作原动机优选为电动机，在其他实施方式中也可为内燃机或使用其他类型能源产生动力的机械。在另外的一些实施方式中，工作原动机和行走原动机构造为同一个原动机。

所述能源模块构造为用于为自主作业设备的各项工作提供能量。在本实施例中，所述能源模块包括电池140和充电连接结构，其中电池优选为可充电电池，进一步优选为锂离子电池，充电连接结构优选为可暴露于自主作业设备外的充电对接单元170。

所述检测模块构造为感知自主作业设备所处环境参数或其自身工作参数的至少一种传感器。典型地，检测模块可包括与工作区域限定有关的传感器，例如磁感应式、碰撞式、超声波式、红外线式、无线电式等多种类型，其传感器类型与对应的信号发生装置的位置和数量相适应。检测模块还可包括与定位导航相关的传感器，例如GPS定位装置、激光定位装置、电子罗盘、加速度传感器、里程计、角度传感器、地磁传感器等。检测模块还可包括与自身工作安全性相关的传感器，例如障碍物传感器、抬升传感器、电池包温度传感器等。检测模块还可包括与外部环境相关传感器，例如环境温度传感器、环境湿度传感器、光照传感器、雨淋传感器等。

所述交互模块构造为至少用于接收用户输入的控制指令信息、发出需要用户感知的信息、与其他系统或设备通信以收发信息等。在本实施例中，交互模块包括设置在自主作业设备上的输入装置，用于接收用户输入的控制指令信息，典型地如控制面板、急停按键等；交互模块还包括设置在自主作业设备上的显示屏、指示灯和/或蜂鸣器，通过发光或发声使用户感知信息。在其他实施方式中，交互模块包括设置在自主作业设备上的通信模块和独立于自主作业设备的终端设备，例如手机、电脑、网络服务器等，用户的控制指令信息或其他信息可在终端设备上输入、经由有线或无线通信模块到达自主作业设备。

所述控制模块通常包括至少一个处理器和至少一个非易失性存储器，所述存储器内存储有预先写入的计算机程序或指令集，处理器根据所述计算机程序或指令集控制自主作业设备的移动、工作等动作的执行。进一步地，所述控制模块还能够根据检测模块的信号和/或用户控制指令控制和调整自主作业设备的相应行为、修改所述存储器内的参数等。

所述边界用于限定所述机器人系统的工作区域，通常包括外边界和内边界。自主作业设备被限定在所述外边界之内、所述内边界之外或所述外边界与内边界之间移动并工作。所述边界可以是实体的，典型地如墙壁、篱笆、栏杆等；所述边界也可以是虚拟的，典型地如由边界信号发生装置发出虚拟边界信号，所述虚拟边界信号通常为电磁信号或光信号，或针对设有定位装置（如GPS等）的自主作业设备而言，在示例性地由二维或三维坐标形成的电子地图中设置的虚拟边界。在本实施方式中，边界构造为与边界信号发生装置电连接的闭合通电导线，边界信号发生装置通常设置在停靠站内。

所述停靠站通常构造在边界上或边界内，供自主作业设备停泊，特别是所述停靠站设有与充电对接单元适配的供电对接单元，当充电对接单元170与供电对接单元270对接时，停靠站能够向停泊在停靠站的自主作业设备供给能量。通常，停靠站通过外接电源接口201与外接电源连接，外接电源可以为市政交流电，也可以为另行单独设置的大容量电池包或电池组。这里所述的“对接”应做广义理解，对于接触式充电的情形，所述对接指的是充电对接单元的充电正极171与供电对接单元的充电正极271形成稳定的电连接、同时充电对接单元的充电负极172与供电对接单元的充电负极272形成稳定的电连接；对于非接触式充电的情形，典型地如电磁感应式无线充电，所述对接指的是充电对接单元170（即受电线圈）和供电对接单元270（即供电线圈）之间的相对状态满足充电要求（例如相对位置关系满足充电要求、二者之间不存在影响充电的物体等），能够实现稳定的充电。

在本第一实施例中，所述自主作业系统被配置为检测所述电池140的状态；充电时，若所述电池140的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池140的状态满足第二预设条件，则执行第二动作；若在执行所述第二动作之后，所述电池140的状态满足第二预设条件，则执行第三动作。本发明中所述的“电池的状态”尤其指电池的当前剩余电量，检测或估算电池剩余电量的方法在现有技术中已有成熟方案，在本第一施例的具体应用中，通常用检测电池的开路电压值来反映电池的剩余电量。所述第一预设条件用来反映电池是否充满电，具体地指电池的当前剩余电量达到额定的满电电量，所述“达到”应理解为当前剩余电量等于额定的满电电量，或当前剩余电量的值落入满电电量区间内。在本第一实施例中，第一预设条件尤其指检测到的电池开路电压达到满电状态时额定的开路电压。所述第二预设条件用来反映电池是否存在过充的风险，具体地指电池的当前剩余电量超过额定的满电电量。第二预设条件进一步地指电池的当前剩余电量超过额定的满电电量，且超过的电量达到了预设的电量阈值。第二预设条件更进一步地指电池的当前剩余电量超过额定的满电电量、超过的电量达到了预设的电量阈值，且持续时间达到了预设的时间阈值。第二预设条件还可以指电池的当前剩余电量超过额定的满电电量，且当前剩余电量持续地增加。在本第一实施例的具体应用中，第二预设条件的判断同样示例性地适用电池开路电压值与额定的满电电压值。

具体地，参考图1，所述自主作业设备的控制模块包括第一控制模块110，所述自主作业设备还包括第一电子开关121，本发明中所述的“电子开关”应理解为利用电子电路以及电力电子器件实现电路通断的运行单元，至少包括一个可控的电子驱动器件，如晶闸管、晶体管、场效应管、可控硅、继电器等。所述第一控制模块110被配置为控制所述第一电子开关121的第一开关状态和第二开关状态，第一开关状态和第二开关状态为状态相反的两种开关状态，分别对应于电子开关的导通和截止。在本第一实施例中，具体地，第一开关状态为导通状态，第二开关状态为截止状态；在其他实施方式中，根据具体电子电路的设计需要，第一开关状态可以被设定为截止状态，相应地第二开关状态为导通状态。所述第一电子开关121被配置为与所述电池140串联连接；所述第一动作为所述第一控制模块110向所述第一电子开关121发送第一信号，正常情况下所述第一电子开关121应根据所述第一信号变为所述第二开关状态。进一步地，所述自主作业设备还包括位移驱动机构130，所述位移驱动机构130被配置为可改变所述充电对接单元170与所述供电对接单元270的相对位置关系。所述第一控制模块110被配置为控制所述位移驱动机构130开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270在第一位置关系和第二位置关系之间转换。所述第一位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间对接。所述第二位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间不对接。所述第二动作为所述第一控制模块110向所述位移驱动机构130发送第二信号，所述位移驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270变为第二位置关系。

在本第一实施例中，所述位移驱动机构130被构造为行走原动机；所述第二动作为所述第一控制模块110向所述移动机构发送第二信号，所述行走原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述带充电设备向离开所述供电设备200的方向移动、进而使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270变为第二位置关系。采用上述技术方案的自主作业设备在预设工作区域内工作，当第一控制模块110检测到电池140剩余电量不足时，驱动自主作业设备回归停靠站并完成充电对接。自主作业设备典型地还包括对接检测电路150，第一控制模块110通过对接检测电路150检测到充电对接单元170和供电对接单元270对接后，控制第一电子开关121导通，充电回路闭合，对电池140进行充电。当第一控制模块110检测到第一预设条件成就时，向第一电子开关121发出第一信号。如果第一电子开关121功能正常，则根据第一信号从导通状态变为截止状态，充电回路断开，对电池140的充电中止。如果第一电子开关121功能异常，典型地如被短路，则充电回路持续闭合状态，将导致电池140的开路电压持续升高，当第一控制模块110检测到第二预设条件成就时，则控制行走原动机驱动行走轮使自主作业设备向离开停靠站的方向行走，直到充电对接单元170与供电对接电源270之间的对接被解除，物理地切断电池140的充电回路，防止过充。进一步地，自主作业设备通过交互模块向用户发送指示第一电子开关121发生故障的信号或信息。

在本第一实施例中，所述自主作业设备还进一步地包括负载，所述第三动作为启动所述负载。在本实施例中，所述负载示例性地指所述自主作业设备上除去位移驱动机构130以外的其他能耗装置或能耗泄放通道。典型地，所述负载被配置为工作原动机。具体地，当执行第二动作后，若行走原动机未能按照第二信号运行使充电对接单元170和供电对接单元270分离，电池140仍面临过充风险，则启动负载，使电池140的电能得到释放。进一步地，所述第三动作还包括在启动所述负载后，调整所述负载的功率，以保证充电电流不大于放电电流。此时，自主作业设备通过交互模块向用户发送指示位移驱动机构130发生故障的信号或信息。

针对要解决的技术问题，本发明的第二实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第二实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第二实施例提供了一种自主作业系统，仍然参考图1，其所述自主作业设备包括第一控制模块110和第一电子开关121。所述第一控制模块110被配置为控制所述第一电子开关121的第一开关状态和第二开关状态。所述第一电子开关121被配置为与所述电池140串联连接。所述第一动作为所述第一控制模块110向所述第一电子开关121发送第一信号，所述第一电子开关121可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。与上述第一实施例的技术方案的不同之处在于，本第二实施例的所述充电对接单元170构造为与自主作业设备可活动地连接，进一步地，所述充电对接单元170构造为与所述待充电设备100可转动地连接，或所述充电对接单元170构造为与所述待充电设备100可伸缩地连接。可转动连接结构或可伸缩连接结构，本领域技术人员可根据实际的尺寸和功能需求、结合自主作业设备的整体特性，利用公知常识或在现有技术中进行选择，不再在本文中进一步地详细说明。所述位移驱动机构130被构造为充电对接单元驱动原动机，通常构造为电动机。所述充电对接单元驱动原动机构造为可使所述充电对接单元170在充电对接单元第一状态和充电对接单元第二状态之间转换。所述充电对接单元第一状态时，所述充电对接单元170被配置为适于与所述供电对接单元270对接；所述充电对接单元第二状态时，所述充电对接单元170被配置为不适于与所述供电对接单元270对接；所述第二动作为所述第一控制模块110向所述充电对接单元驱动原动机发送第二信号，所述充电对接单元驱动原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元170变为充电对接单元第二状态。具体地，对于具有可转动连接结构的充电对接单元170，可根据第二信号从对接位置旋转到分离位置；对于具有可伸缩结构的充电对接单元170，可根据第二信号从伸出位置回缩到回收位置。与上述第一实施例相比，本第二实施例的技术方案在出现潜在过充危险时，通过改变充电对接单元170和自主作业设备的主体机构的相对位置，进而实现充电对接单元170和供电对接单元270的分离。在本实施例中，所述负载典型地包括工作原动机和/或行走原动机。

针对要解决的技术问题，本发明的第三实施例提供了另一种技术方案。本第三实施例与上述第二实施例的不同之处在于，同样可参考图1，将上述第二实施例中的位移驱动机构机构替换为阻隔件驱动机构130，相应地增加了阻隔件131。所述阻隔件131被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换，本领域技术人员能够容易地利用公知常识或在现有技术中找到合适的结构实现上述位置的转换。对于接触式充电来说，阻隔件131可具体构造为绝缘件，在阻隔使能位置时，该绝缘件被设置在充电对接单元170和供电对接单元270之间，特别地针对充电对接单元170和/或供电对接单元270构造为金属弹片的情形，该绝缘件插入到充电正极与供电正极之间和/或充电负极与供电负极之间，以实现充电回路的断开。对于非接触式充电的情形，阻隔件131被构造为适用电磁阻隔材料制成，在阻隔使能位置时，阻隔件131被设置到受电线圈和供电线圈之间，以实现充电回路的断开。相应地，在阻隔不能位置，阻隔件131被设置在无法影响对接的位置，以实现充电回路的闭合。所述第二动作为所述第一控制模块110被配置为向所述阻隔件驱动机构130发送第二信号，所述阻隔件驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件131转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间被阻隔。

针对要解决的技术问题，参考图2，本发明的第四实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第四实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第四实施例提供了一种自主作业系统，其自主作业设备包括第一控制模块110、第一电子开关121和第二电子开关122。所述第一控制模块110被配置为分别控制所述第一电子开关121的第一开关状态和第二开关状态、以及所述第二电子开关122的第一开关状态和第二开关状态。所述第一电子开关121、第二电子开关122与电池包140串联连接。所述第一动作为所述第一控制模块110向所述第一电子开关121发送第一信号，所述第一电子开关121可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。所述第二动作为所述第一控制模块110向所述第二电子开关122发送第二信号，所述第二电子开关122可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。在本实施例中，所述负载典型地包括工作原动机和/或行走原动机。

针对要解决的技术问题，参考图3，本发明的第五实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第五实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第五实施例提供了一种自主作业系统，其自主作业设备包括第一控制模块110和第一电子开关121；其中，所述第一控制模块110被配置为控制所述第一电子开关121的第一开关状态和第二开关状态；所述第一电子开关121被配置为与所述电池140串联连接。停靠站包括第二控制模块210和第三电子开关221；其中，所述第二控制模块210被配置为控制所述第三电子开关221的第一开关状态和第二开关状态；所述供电对接单元270被配置为通过所述第三电子开关221与外接电源串联连接。所述第一动作为所述第一控制模块110向所述第一电子开关121发送第一信号、所述第一电子开关121可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第二控制模块210向所述第三电子开关221发送第二信号、所述第三电子开关221可根据所述第二信号变为所述第二开关状态；或所述第一动作为所述第二控制模块210向所述第三电子开关221发送第一信号、所述第三电子开关221可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第一控制模块110向所述第一电子开关121发送第二信号、所述第一电子开关121可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。在本实施例中，所述负载典型地包括工作原动机和/或行走原动机。

针对要解决的技术问题，参考图4，本发明的第六实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第六实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第六实施例提供了一种自主作业系统，其停靠站包括第二控制模块210、第三电子开关221和第四电子开关222，所述第三电子开关221与所述第四电子开关222串联连接，所述供电对接单元270通过所述第三电子开关221和所述第四电子开关222与外接电源连接；所述第二控制模块210被配置为分别控制所述第三电子开关221和所述第四电子开关222的第一开关状态和第二开关状态；所述第一动作为所述第二控制模块210向所述第三电子开关221发送第一信号，所述第三电子开关221可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；所述第二动作为所述第二控制模块210向所述第四电子开关222发送第二信号，所述第二电子开关122可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。在本实施例中，所述负载典型地包括工作原动机和/或行走原动机。

针对要解决的技术问题，参考图5，本发明的第七实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第七实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第七实施例提供了一种自主作业系统，其自主作业设备包括第一控制模块110和位移驱动机构130，所述位移驱动机构130被配置为可改变所述充电对接单元170与所述供电对接单元270的相对位置关系。所述第一控制模块110被配置为控制所述位移驱动机构130开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270在第一位置关系和第二位置关系之间转换。所述第一位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间不对接；或所述待充电设备100包括第一控制模块110、阻隔件131和阻隔件驱动机构130，所述阻隔件131被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换。停靠站包括第二控制模块210和第三电子开关221，所述供电对接单元270通过所述第三电子开关221与外接电源连接；所述第二控制模块210被配置为分别控制所述第三电子开关221和所述第四电子开关222的第一开关状态和第二开关状态。所述第一动作为所述第二控制模块210向所述第三电子开关221发送第一信号，所述第三电子开关221可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。所述第二动作为所述第一控制模块110向所述位移驱动机构130或所述阻隔件驱动机构130发送第二信号，所述位移驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件131转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间被阻隔。在本实施例中，所述负载典型地包括工作原动机和/或行走原动机。

针对要解决的技术问题，参考图6，本发明的第八实施例提供了另一种技术方案。简明起见，第八实施例中与上述第一实施例相同的特征，不再详细阐述，仅在必要时简要提及。本第八实施例提供了一种自主作业系统，其停靠站包括第二控制模块210和位移驱动机构130，所述位移驱动机构130被配置为可改变所述充电对接单元170与所述供电对接单元270的相对位置关系。所述第二控制模块210被配置为控制所述位移驱动机构130开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270在第一位置关系和第二位置关系之间转换。所述第一位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间对接。所述第二位置关系时，所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间不对接；或所述待充电设备100包括第二控制模块210、阻隔件131和阻隔件驱动机构130，所述阻隔件131被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换。自主作业设备包括第一控制模块110和第三电子开关221，所述供电对接单元270通过所述第三电子开关221与外接电源连接；所述第一控制模块110被配置为分别控制所述第三电子开关221和所述第四电子开关222的第一开关状态和第二开关状态。所述第一动作为所述第一控制模块110向所述第三电子开关221发送第一信号，所述第三电子开关221可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。所述第二动作为所述第二控制模块210向所述位移驱动机构130或所述阻隔件驱动机构130发送第二信号，所述位移驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构130可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件131转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元170与所述供电对接单元270之间被阻隔。

在上述第五、第六、第七、第八实施例中，自主作业设备还包括第一通信模块160，停靠站还包括第二通信模块360；所述第一通信模块160被配置为与所述第一控制模块110连接，所述第二通信模块360被配置为与所述第二控制模块210连接。所述第一控制模块110被配置为能够获取所述电池140的状态信息，并通过所述第一通信模块160和所述第二通信模块360，将所述电池140的状态信息传递给所述第二控制模块210。本领域技术人员可以根据自主作业系统的特点和功能需要，在公知常识或在现有技术选择合适的通信技术，以无线或有线的形式实现自主作业设备与停靠站之间的通信。

需要进一步阐明的是，上述第一控制模块110可以被配置为单一的一片控制器，也可以被配置为由至少两片控制器以特定的方式组合形成一个具有控制功能的模块。上述第二控制模块210同样地可以被配置为单一的一片控制器，也可以被配置为由至少两片控制器以特定的方式组合形成一个具有控制功能的模块。

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)

1.一种自主作业系统，包括待充电设备和供电设备；所述待充电设备包括电池和充电对接单元，所述供电设备包括供电对接单元；当所述充电对接单元与所述供电对接单元对接时，所述供电设备能够向所述电池充电；其特征是，所述自主作业系统被配置为检测所述电池的状态；充电时，若所述电池的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第二动作。

2.根据权利要求1所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备包括第一控制模块和第一电子开关；其中，所述第一控制模块被配置为控制所述第一电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一电子开关被配置为与所述电池串联连接；所述第一动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第一信号，所述第一电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态。

3.根据权利要求2所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备还包括位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第一控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；

所述第二动作为所述第一控制模块向所述位移驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系。

4.根据权利要求3所述的自主作业系统，其特征是，所述位移驱动机构被构造为行走原动机；所述第二动作为所述第一控制模块向所述移动机构发送第二信号，所述行走原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述带充电设备向离开所述供电设备的方向移动、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系。

5.根据权利要求3所述的自主作业系统，其特征是，所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可活动地连接；所述位移驱动机构被构造为充电对接单元驱动原动机，所述充电对接单元驱动原动机构造为可使所述充电对接单元在充电对接单元第一状态和充电对接单元第二状态之间转换；所述充电对接单元第一状态时，所述充电对接单元被配置为适于与所述供电对接单元对接；所述充电对接单元第二状态时，所述充电对接单元被配置为不适于与所述供电对接单元对接；所述第二动作为所述第一控制模块向所述充电对接单元驱动原动机发送第二信号，所述充电对接单元驱动原动机可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元变为充电对接单元第二状态；进一步地，所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可转动地连接，或所述充电对接单元构造为与所述待充电设备可伸缩地连接。

6.根据权利要求2所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备还包括阻隔件和阻隔件驱动机构；所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；所述第二动作为所述第一控制模块被配置为向所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

7.根据权利要求2所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备还包括第二电子开关；所述第一控制模块被配置为控制所述第二电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第二电子开关被配置为与所述第一电子开关和所述电池包串联连接；所述第二动作为所述第一控制模块向所述第二电子开关发送第二信号，所述第二电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

8.根据权利要求1所述的自主作业系统，其特征是，

所述待充电设备包括第一控制模块和第一电子开关；其中，所述第一控制模块被配置为控制所述第一电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述第一电子开关被配置为与所述电池串联连接；

所述供电设备包括第二控制模块和第三电子开关；其中，所述第二控制模块被配置为控制所述第三电子开关的第一开关状态和第二开关状态；所述供电对接单元被配置为通过所述第三电子开关与外接电源串联连接；

所述第一动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第一信号、所述第一电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第二信号、所述第三电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态；或所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号、所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态，所述第二动作为所述第一控制模块向所述第一电子开关发送第二信号、所述第一电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

9.根据如权利要求1所述的自主作业系统，其特征是，

所述供电设备包括第二控制模块、第三电子开关和第四电子开关，所述第三电子开关与所述第四电子开关串联连接，所述供电对接单元通过所述第三电子开关和所述第四电子开关与外接电源连接；所述第二控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；

所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；

所述第二动作为所述第二控制模块向所述第四电子开关发送第二信号，所述第二电子开关可根据所述第二信号变为所述第二开关状态。

10.根据权利要求1所述的自主作业系统，其特征是，

所述待充电设备包括第一控制模块和位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第一控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；或所述待充电设备包括第一控制模块、阻隔件和阻隔件驱动机构，所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；

所述供电设备包括第二控制模块和第三电子开关，所述供电对接单元通过所述第三电子开关与外接电源连接；所述第二控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；

所述第一动作为所述第二控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；

所述第二动作为所述第一控制模块向所述位移驱动机构或所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

11.根据权利要求1所述的自主作业系统，其特征是，

所述供电设备包括第二控制模块和位移驱动机构，所述位移驱动机构被配置为可改变所述充电对接单元与所述供电对接单元的相对位置关系；所述第二控制模块被配置为控制所述位移驱动机构开始运行和停止运行，以使所述充电对接单元与所述供电对接单元在第一位置关系和第二位置关系之间转换；所述第一位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间对接；所述第二位置关系时，所述充电对接单元与所述供电对接单元之间不对接；或所述待充电设备包括第二控制模块、阻隔件和阻隔件驱动机构，所述阻隔件被配置为可在阻隔使能位置和阻隔不能位置之间转换；

所述待充电设备包括第一控制模块和第三电子开关，所述供电对接单元通过所述第三电子开关与外接电源连接；所述第一控制模块被配置为分别控制所述第三电子开关和所述第四电子开关的第一开关状态和第二开关状态；

所述第一动作为所述第一控制模块向所述第三电子开关发送第一信号，所述第三电子开关可根据所述第一信号变为所述第二开关状态；

所述第二动作为所述第二控制模块向所述位移驱动机构或所述阻隔件驱动机构发送第二信号，所述位移驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述充电对接单元与所述供电对接单元变为第二位置关系，所述阻隔件驱动机构可根据所述第二信号开始运行、以使所述阻隔件转换为所述阻隔使能位置、进而使所述充电对接单元与所述供电对接单元之间被阻隔。

12.根据权利要求8~11任意一项所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备还包括第一通信模块，所述供电设备还包括第二通信模块；所述第一通信模块被配置为与所述第一控制模块连接，所述第二通信模块被配置为与所述第二控制模块连接；

所述第一控制模块被配置为能够获取所述电池的状态信息，并通过所述第一通信模块和所述第二通信模块，将所述电池的状态信息传递给所述第二控制模块。

13.根据权利要求1~12任意一项所述的自主作业系统，其特征是，所述待充电设备被构造为自主作业装置，所述供电设备被构造为停靠站。

14.根据权利要求1所述的自主作业设备，其特征是，所述自主作业系统被配置为若在执行所述第二动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第三动作；所述待充电设备包括负载，所述第三动作为启动所述负载；优选的，所述负载被配置为工作原动机；优选的，所述第三动作还包括在启动所述负载后，调整所述负载的功率。

15.一种充电控制方法，其特征是，

处于充电状态时，若电池的状态满足第一预设条件，则执行第一动作；

若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第二动作；优选的，若在执行所述第二动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第三动作。

16.一种自主作业设备，包括第一控制模块、电池和充电对接单元，所述第一控制模块被配置为用于检测所述电池的状态，其特征是，

当所述自主作业设备处于充电状态时，若所述电池的状态满足第一预设条件，则所述第一控制模块执行第一动作；

若在执行所述第一动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则所述第一控制模块执行第二动作；优选的，若在执行所述第二动作之后，所述电池的状态满足第二预设条件，则执行第三动作。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求15所述的充电控制方法的步骤。

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