CN116901077A - 一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人 - Google Patents

一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人 Download PDF

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CN116901077A CN202310991794.1A CN202310991794A CN116901077A CN 116901077 A CN116901077 A CN 116901077A CN 202310991794 A CN202310991794 A CN 202310991794A CN 116901077 A CN116901077 A CN 116901077A
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Abstract

本发明提供一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,涉及充电机器人技术领域,用于充电站,所述移动充电机器人通讯连接有北斗导航控制系统、充电设备、远程控制端;充电站,用于停放移动充电机器人、充电设备;北斗导航控制系统,用于获取充电设备、用户、移动充电机器人的定位信息,并规划充电设备、移动充电机器人的充电路径;远程控制端,由用户操作,用于启动移动充电机器人;移动充电机器人,基于北斗导航控制系统规划的最优充电路径移动至充电设备附近,并识别充电设备的充电需求以及调整成对应的充电参数对充电设备进行自动充电,以便满足不同充电设备的充电需求,从而提供最佳的充电效果和充电速度,确保设备充电安全和高效。

Description

一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人
技术领域
本发明涉及充电机器人技术领域,具体涉及到一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人。
背景技术
移动充电机器人是一种能够自主移动并为电动设备或机器人提供充电服务的智能机器人。这种机器人通常需要具备自主导航功能,能够在室内或室外环境中自由移动,并找到电动设备或机器人的位置。一旦找到目标设备,它可以自动连接充电接口,并为设备充电,无需人工干预。
在工厂、仓库等地,移动充电机器人可以为机器人、AGV(自动导引车)等自动化充电设备提供充电,确保它们持续运作。在公共领域的充电站中,移动充电机器人可以为新能源电车、电动车等自动化充电设备提供充电,确保它们持续运作。
尽管移动充电机器人在新能源电车领域带来了一些创新和便利,但在导航以及适应不同充电需求方面,仍存在一些缺陷和挑战。
其一,自主导航是移动充电机器人的核心功能,机器人需要能够准确地识别并避开障碍物、行人和其他车辆,确保安全的移动,但在复杂、拥挤或未知的环境中,自主导航可能会变得困难;
其二,移动充电机器人需要精确地定位充电设备的位置和充电接口,以确保正确连接移动充电机器人的充电口。在复杂的停车场或室外环境中,定位可能会受到干扰,导致移动充电机器人难以准确对接;
其三,对于一些需要高功率快速充电(如快充站或高需求时段)的场景,以及对于需要低功率(较小容量的电动车辆或充电需求较少)的情况,现有的移动充电机器人的充电功率、速率可能无法满足多样化的要求。
因此,存在待改进之处,本发明提供一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人。
发明内容
针对现有技术所存在的不足,本发明目的在于提出一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,具体方案如下:
一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,用于充电站,所述移动充电机器人通讯连接有北斗导航控制系统、充电设备、远程控制端;
充电站,用于停放移动充电机器人、充电设备;
北斗导航控制系统,用于获取充电设备、用户、移动充电机器人的定位信息,并规划充电设备、移动充电机器人的充电路径;
远程控制端,由用户操作,用于启动移动充电机器人;
移动充电机器人,基于北斗导航控制系统规划的最优充电路径移动至充电设备附近,并识别充电设备的充电需求以及调整成对应的充电参数对充电设备进行自动充电。
进一步的,移动充电机器人包括机器人本体;
机器人本体中集成有主控制器以及与主控制器电连接的自主导航单元、通信单元、智能移动底盘单元、智能充电单元以及电池管理单元;
主控制器,用于接收来自远程控制端中用户的命令;
自主导航单元,用于与北斗导航控制系统配合,对移动充电机器人定位以及导航;
通信单元,用于完成移动充电机器人与远程控制端的通讯连接;
智能移动底盘单元,用于接收定位信息并根据最优充电路径在导航过程中控制移动充电机器人的各个运动动作;
智能充电单元,用于检测充电设备,并调整充电参数后对充电设备以适配的充电方式充电;
电池管理单元,用于对移动充电机器人自身进行充电以及电量监测。
进一步的,智能移动底盘单元包括动力模块、底盘模块、避障模块以及紧急制动模块;
动力模块与底盘模块配合完成移动充电机器人的各个运动动作;
避障模块,包括距离传感器、红外线传感器,用于识别充电站以及充电站中的障碍物的位置信息,并反馈给自主导航单元、北斗导航控制系统;
紧急制动模块,用于自主控制移动充电机器人停止运动。
进一步的,智能充电单元包括电池状态识别模块、充电模式选择模块、充电参数调整模块、充电优先级管理模块、充电历史记录模块以及定时充电模块;
电池状态识别模块,用于识别充电设备的电池状态;
充电历史记录模块,用于记录充电设备的充电记录,包括开始时间、结束时间、充电功率,将充电历史记录反馈给充电参数调整模块;
充电模式选择模块,用于切换移动充电机器人不同的充电模式;
充电参数调整模块,用于调整移动充电机器人的充电功率、充电时间;
充电优先级管理模块,用于调整移动充电机器人对不同充电设备的充电顺序;
定时充电模块,用于设定移动充电机器人在特定时间对充电设备进行自动启动充电;
充电模式选择模块、充电优先级管理模块、定时充电模块接收来自用户在远程控制端中的命令。
进一步的,电池管理单元包括电池模组、自主充电模块、库仑计以及充电检测模块;
电池模组,用于供电以及可循环充电;
自主充电模块,用于对电池模组进行充电;
库仑计,用于监实时测电池模组的电量值,并将电量值反馈给充电检测模块;
当电量值低于设定值,充电检测模块控制自主充电模块工作。
进一步的,机器人本体上安装有若干个充电枪,每个充电枪对应连接有一个充电口,每个充电口的类型不同,用于与充电设备的充电接口匹配。
进一步的,机器人本体中还集成有安全保护以及故障诊断单元,安全保护以及故障诊断单元用于对充电过程中的异常状态以及故障进行监测,并控制移动充电机器人做出停止充电、发出警报动作。
进一步的,机器人本体还集成有数据采集和存储单元,用于记录充电过程中的数据。
进一步的,移动充电机器人的工作过程为:
步骤一:将基于北斗导航控制系统的移动充电机器人放置在充电站的初始位置处,确保移动充电机器人能够自由移动,并与远程控制端、充电设备通讯连接;
步骤二:通过远程控制端,启动移动充电机器人,移动充电机器人利用北斗导航控制系统进行定位和导航,找到充电设备和用户,并规划出充电设备、移动充电机器人的最优充电路径;
步骤三:根据充电设备选择合适的充电口,并将充电设备连接到移动充电机器人的充电口上;
步骤四:移动充电机器人自动调整充电功率和充电时间,用户根据需求选择充电模式或者设定定时充电后,移动充电机器人对进行充电;
步骤五:充电完成后,移动充电机器人会发出提示音,断开充电枪,用户可以断开充电设备,移动充电机器人会根据充电优先级顺序移动到下一个充电设备附近;
之后,重复步骤三至步骤五,直至完成对各个充电设备的充电;
最后,移动充电机器人根据北斗导航控制系统的导航返回在充电站的初始位置。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)在充电站这个应用场景,地形较为简单、宽阔,无需设置自主导航,利用北斗导航控制系统获取移动充电机器人、充电设备的经纬度坐标,并通过导航算法计算出移动充电机器人向着充电设备移动的移动路径,移动充电机器人能够利用北斗导航控制系统准确定位和导航,实现自主移动和定位,不需要人工干预。移动充电机器人根据充电设备的类型的不同、充电场景的不同,可以自动调整每次充电时移动充电机器人的充电功率的大小,以便满足不同充电设备的充电需求,从而提供最佳的充电效果和充电速度,确保设备充电安全和高效。
(2)基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,通过充电功率选择、充电模式选择、定时充电、充电优先级管理、充电历史记录、用户提醒和通知,以及远程管理和控制等功能的实现,移动充电机器人能够提供灵活、便捷的充电体验。
附图说明
图1为本发明的移动充电机器人应用于充电站中的框架示意图;
图2为本发明展示移动充电机器人中各个单元与主控制器之间关系的框架示意图;
图3为移动充电机器人的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。
本发明提出一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,用于充电站中。如图1,充电站用于停放移动充电机器人、充电设备,充电设备可为新能源汽车、agv小车等,用户将需要充电的充电设备停放于充电站之后,移动充电机器人对充电站中的充电设备进行自适应充电。
北斗导航控制系统作为现有技术中具有高精度的定位导航系统,通过编程和硬件的结合,可以控制移动充电机器人实现如下功能,具体为:
定位和导航:使用北斗导航控制系统来获取移动充电机器人的当前位置和充电设备位置信息。在充电站中,利用北斗导航控制系统获取移动充电机器人、充电设备的经纬度坐标,并通过导航算法计算出移动充电机器人向着充电设备移动的移动路径。优化的,还可以利用地图匹配AI算法并结合高分辨率微米波光谱三维扫描及AI实景图像分析模式实现经纬度及高程数据定位和自主移动导航。
路径规划:根据移动充电机器人的当前位置和充电设备位置,使用路径规划算法确定移动充电机器人移动的最佳路径。路径规划算法可以根据地图信息、障碍物位置等因素来避免碰撞和选择最短路径。
为了更进一步实现移动充电机器人的自主移动充电,基于北斗导航控制系统的移动充电机器人不仅需要上述的定位、导航、路径规划的功能,还需要如下功能:
动作控制:根据路径规划算法确定的最佳路径,控制移动充电机器人的运动。可以使用轮式或履带式底盘来实现移动充电机器人的移动。通过控制移动充电机器人的电机或液压系统,控制移动充电机器人的前进、后退、转向等动作。
充电控制:当移动充电机器人到达目标位置时,需要控制移动充电机器人进行充电操作。可以通过控制移动充电机器人的充电口和电源系统,将移动充电机器人连接到充电设备上进行充电。
监控和安全:在整个控制过程中,需要对移动充电机器人进行实时监控,确保移动充电机器人运动和充电过程的安全性。可以使用传感器和摄像头等设备来监测移动充电机器人周围环境,并及时做出相应的控制和调整。
远程监控和管理:移动充电机器人可以通过北斗导航控制系统实现远程监控和管理。运营人员可以实时监控移动充电机器人的位置、充电状态和工作情况,进行远程控制和管理。
对此,为了在对充电站中的充电设备进行充电过程中实现上述多种功能,本发明的移动充电机器人在外部结构上包括机器人本体,从外观上来看,机器人本体的具体形状不做限制,为了满足用户的喜好和需求,可以采用简约而时尚的外观设计,整体造型流线型,外壳材质光滑,并且可在不同颜色和图案上进行个性化定制;为了便于放置,机器人本体的结构紧凑,减轻重量;为了便于与用户交互,机器人本体上具有直观的操作面板,上面配备了易于理解和使用的按钮和指示灯。用户可以通过操作面板轻松控制充电机器人的各种功能,如启动、停止、调整充电功率等。
更重要的是,为了满足对不同型号的充电设备的充电,机器人本体上安装有若干个充电枪,每个充电枪对应连接有一个充电口,每个充电口的类型不同,包括标准的电动车充电插头、新能源电车充电插头、USB接口等,用于与不同充电设备的充电接口匹配。
如图2,在内部结构中,机器人本体中集成有主控制器以及与主控制器电连接的自主导航单元、通信单元、智能移动底盘单元、智能充电单元以及电池管理单元,均采用高性能的处理器和控制电路,处理器和控制电路负责管理和控制机器人的各项功能,例如充电功率调节、设备识别和安全保护等功能,以确保机器人能够快速响应用户指令和充电设备充电需求。主控制器作中央控制单元,负责接收用户指令,传递给其他多个单元,主控制器通过与多个单元的配合,实现在北斗导航、自主移动的基础上,基于北斗导航控制系统规划的最优充电路径移动至充电设备附近,并识别充电设备的充电需求以及调整成对应的充电参数对充电设备进行自动充电。
其中,主控制器,用于接收来自远程控制端中用户的命令。需要说明的是,远程控制端可采用手机、电脑等设备,用户的命令为启动命令,远程控制端内置有使用移动充电机器人的应用、网页或者小程序,由用户操作,用于启动移动充电机器人。当用户的新能源汽车需要充电时,将新能源汽车驶入充电站中,用户打开远程控制端,触发启动命令,主控制器收到反馈,将移动充电机器人启动,同时将其他单元启动,才能进行后续充电步骤。
为了满足移动充电机器人接受远程控制端的命令,通信单元用于完成移动充电机器人与远程控制端的通讯连接,包括WiFi模块、蓝牙模块以及z igbee模块,三个模块分别对应一种通讯方式,便于移动充电机器人与不同类型的远程控制端实现通讯。
为了实现定位和导航、路径规划的功能,自主导航单元用于与北斗导航控制系统配合,对移动充电机器人定位以及导航,包括激光雷达、摄像头、GPS定位器、惯性导航装置,激光雷达工作时可以检测到移动充电机器人的方位、姿态、速度、与目标之间的距离等参数,并将这些参数反馈给北斗导航控制系统,根据移动充电机器人与用户、充电设备之间的相对位置关系,可以得到充电设备、用户、移动充电机器人的定位信息,定位信息包括经度、纬度和高度等数据。摄像头可以在移动充电机器人的移动过程中拍摄周围的环境以及障碍物,配合实现前述的三维扫描、AI实景图像分析。根据移动充电机器人、充电设备的定位信息,北斗导航控制系统可以规划移动充电机器人、充电设备之间的充电路径,并根据周围的环境以及障碍物,将存在障碍物的充电路径排除,在考虑距离、时长的前提下,最后得到充电设备、移动充电机器人的最优充电路径。
除了北斗定位,还可以给移动充电机器人提供两种备用的定位导航方式,其中,GPS定位器可以进行GPS定位,惯性导航装置可以不依赖外部信息进行自主式导航。
由于移动充电机器人的底盘需要由电机或者液压系统驱动,从而完成前进、后退、转向等运动动作,为了实现移动充电机器人的动作控制功能,智能移动底盘单元用于接收来自北斗导航控制系统的定位信息,并根据最优充电路径进行导航,在导航过程中控制移动充电机器人的各个运动动作。智能移动底盘单元包括动力模块、底盘模块、避障模块以及紧急制动模块,动力模块即前述的电机或者液压系统,底盘模块即底盘,可采用现有市场中移动机器人的常规底盘,底盘的外部设有起到防护作用的防碰撞条,动力模块与底盘模块配合完成移动充电机器人的各个运动动作。
避障模块,包括距离传感器、红外线传感器,用于识别充电站以及充电站中的障碍物的位置信息,并反馈给自主导航单元、北斗导航控制系统,不仅可以在移动的过程中躲避障碍物,还可以实时更新障碍物的位置信息,避免障碍物出现在规划的充电路径中。
紧急制动模块,可设置为急停开关、避障雷达以及超声波装置,用于自主控制移动充电机器人停止运动,在移动的过程中,通过避障雷达的激光或者超声波装置的超声波检测到移动充电机器人与障碍物、用户或者充电设备的距离不在安全范围内时,急停开关立刻对移动充电机器人断电。
如此一来,基于北斗导航控制系统的移动充电机器人具有良好的移动性和灵活性,可以自由移动到不同的充电点,适应不同场所和环境的充电需求。正常进行充电时,移动充电机器人到达目标位置,用户可根据充电设备的类型从移动充电机器人上取下对应充电口的充电枪,将充电口插入新能新能源汽车中,便可开始充电。
充电开始之后,由于充电设备的类型不同,移动充电机器人旨在提供给用户友好的充电体验,并满足不同用户的需求,为了实现移动充电机器人的充电控制功能,智能充电单元用于检测充电设备,并调整充电参数后对充电设备以适配的充电方式充电,如此一来,充电机器人具备智能识别功能,能够自动识别充电设备的充电需求和电池状态。其中充电设备的充电需求以及用户的需求如下:
充电功率选择:移动充电机器人需要允许根据充电设备的类型的不同,可以自动调整每次充电时移动充电机器人的充电功率的大小,以便满足不同充电设备的充电需求,从而提供最佳的充电效果和充电速度,确保设备充电安全和高效。
充电模式选择:充电机器人可提供多种充电模式供用户选择,如普通充电、快速充电、节能充电等。用户可以根据充电设备的充电需求和时间限制,选择适合的充电模式,以满足不同场景下的充电需求。
定时充电:移动充电机器人可支持定时充电功能,用户可以设置移动充电机器人在特定时间自动启动充电,以确保充电设备在需要时充满电。这对于日常生活和办公场景中的设备管理非常有用。
充电优先级管理:移动充电机器人可以允许用户设置设备的充电优先级。用户可以根据充电设备的重要性和紧急程度,调整移动充电机器人对不同充电设备的充电顺序,以确保关键充电设备能够优先得到充电。
充电历史记录:移动充电机器人可以记录充电历史,包括充电开始时间、结束时间、充电功率等信息。用户可以通过应用程序查看充电历史记录,了解充电设备的充电情况和习惯,以优化充电效果。
对此,智能充电单元具体包括电池状态识别模块、充电模式选择模块、充电参数调整模块、充电优先级管理模块、充电历史记录模块以及定时充电模块。
电池状态识别模块用于识别充电设备的电池状态,得知充电设备的类型以及电量,充电参数调整模块用于调整移动充电机器人的充电功率、充电时间,根据识别到的充电设备的电池状态,自动调整移动充电机器人的充电功率、充电时间。充电历史记录模块用于记录充电设备的充电记录,包括开始时间、结束时间、充电功率,将充电历史记录反馈给充电参数调整模块,充电模式选择模块用于切换移动充电机器人不同的充电模式;充电优先级管理模块用于调整移动充电机器人对不同充电设备的充电顺序;定时充电模块用于设定移动充电机器人在特定时间对充电设备进行自动启动充电。充电模式选择模块、充电优先级管理模块、定时充电模块接收来自用户在远程控制端中的命令,可由用户控制。
移动充电机器人识别充电设备的电池状态后,得知充电设备的类型、电量,若是首次采用移动充电机器人的充电方式,移动充电机器人调整合适的充电功率、充电时间,便可对充电设备进行充电。若不是首次采用移动充电机器人的充电方式,移动充电机器人可以参考充电历史记录模块记录的历史充电记录,移动充电机器人参考历史的充电功率、充电时间,便可对充电设备进行充电。
另外,充电模式选择模块、充电参数调整模块、充电优先级管理模块、充电历史记录模块以及定时充电模块对应在移动充电机器人的操作面板上形成有按钮或者指示灯,用户可以根据需求在操作面板上对充电参数调整模块、充电模式选择模块、充电优先级管理模块、定时充电模块做出命令,从而调整充电功率、选择合适的充电模式、调整充电顺序、选择合适的时间进行充电。
移动充电机器人还可以发送提醒和通知给用户,以提醒用户充电状态、充电完成和异常情况等。用户可以通过远程控制终端或其他通信方式接收这些提醒和通知,以及时了解和处理充电相关的信息。移动充电机器人还可以支持远程管理和控制功能,用户可以通过远程控制终端或云平台远程监控和控制移动充电机器人的充电操作。远程管理和控制功能使得用户可以随时随地对移动充电机器人进行管理和控制,提高充电的灵活性和便利性。
总之,基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,通过充电功率选择、充电模式选择、定时充电、充电优先级管理、充电历史记录、用户提醒和通知,以及远程管理和控制等功能的实现,移动充电机器人能够提供灵活、便捷的充电体验。
为了使得移动充电机器人能够提供长时间的工作续航能力。电池管理单元配备高性能电池,包括电池模组、自主充电模块、库仑计以及充电检测模块,用于对移动充电机器人自身进行充电以及电量监测。
电池模组,采用可充电锂电池,用于供电以及可循环充电,具有较大的容量和较长的续航时间。电池模组的设计需要考虑到移动充电机器人的体积和重量限制,在提供足够的电力供应的前提下,同时要保持移动充电机器人的轻便和便携性。
当电池模组的电量逐渐减少,自主充电模块用于对电池模组进行充电,接入外部电源,库仑计用于监实时测电池模组的电量值,并将电量值反馈给充电检测模块,当电量值低于设定值,充电检测模块控制自主充电模块工作,对电池模组充电。
为了提高充电过程的安全性和稳定性,考虑到各种异常情况和故障,以及对充电设备和用户的保护需求,机器人本体中还集成有安全保护以及故障诊断单元,安全保护以及故障诊断单元用于对充电过程中的异常状态以及故障进行监测,并控制移动充电机器人做出停止充电、发出警报动作。
安全保护以及故障诊断单元可包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、充电口状态传感器、插头检测传感器、电池状态检测传感器等,各个传感器可以监测充电过程中的各项参数,均与主控制器电连接,并将检测到的数据传输给主控制器进行分析和决策,当检测到过流、过压或者过温状态,检测到电池模组异常,检测到充电口异常,充电设备插头异常时,主控制器块控制智能充电单元停止工作,从而停止充电。
为了给后续的充电管理提供依据,机器人本体还集成有数据采集和存储单元,能够记录充电过程中的数据,包括充电时间、充电功率、电量等信息。运营人员基于收集到的充电过程中的数据进行分析,提供出统计报告和优化建议,了解充电情况和移动充电机器人的使用情况,以优化充电效果和延长设备电池寿命。
如图3,综述,上述移动充电机器人在充电站工作时,具体工作过程为:
步骤一:将基于北斗导航控制系统的移动充电机器人放置在充电站的初始位置处,确保移动充电机器人能够自由移动,并与远程控制端、充电设备通讯连接;
步骤二:通过远程控制端,启动移动充电机器人,移动充电机器人利用北斗导航控制系统进行定位和导航,找到充电设备和用户,并规划出充电设备、移动充电机器人的最优充电路径;
步骤三:根据充电设备选择合适的充电口,并将充电设备连接到移动充电机器人的充电口上;
步骤四:移动充电机器人自动调整充电功率和充电时间,用户根据需求选择充电模式或者设定定时充电后,移动充电机器人对进行充电;
步骤五:充电完成后,移动充电机器人会发出提示音,断开充电枪,用户可以断开充电设备,移动充电机器人会根据充电优先级顺序移动到下一个充电设备附近;
之后,重复步骤三至步骤五,直至完成对各个充电设备的充电;
最后,移动充电机器人根据北斗导航控制系统的导航返回在充电站的初始位置。
另外,本发明对基于北斗导航控制系统的移动充电机器人进行了定位精度的测试。通过与已知位置进行比对,我们发现该移动充电机器人在室内外环境中能够实现高精度的定位,定位误差非常小。这意味着该移动充电机器人在提供充电服务时能够准确地找到充电设备的位置,从而提高了服务的效率和准确性。
同时,在路径规划方面,进行了多个不同场景下的实验。无论是在室内还是室外,该移动充电机器人都能够根据服务站点和充电设备的位置,智能地规划最佳路径,以最快的速度到达目的地。在实验中,还模拟了各种复杂的环境,如拥挤的人群、障碍物等,机器人也能够灵活应对,并选择合适的路径进行导航,无论是平稳性还是安全性都得到了充分考虑。
因此,这个基于北斗导航控制系统的移动充电机器人能够高效、准确地为电动车辆提供充电服务。与传统的固定充电桩不同,该移动充电机器人能够灵活移动,根据需要在不同位置提供服务,大大提高了充电服务的便利性和覆盖范围。同时,采用北斗导航控制系统,使得该机器人具备了出色的定位精度和路径规划能力。这些实验结果为移动充电机器人在实际应用中的可行性提供了有力的支持,为将来的推广和应用奠定了坚实的基础。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,用于充电站,所述移动充电机器人通讯连接有北斗导航控制系统、充电设备、远程控制端;
充电站,用于停放移动充电机器人、充电设备;
北斗导航控制系统,用于获取充电设备、用户、移动充电机器人的定位信息,并规划充电设备、移动充电机器人的充电路径;
远程控制端,由用户操作,用于启动移动充电机器人;
移动充电机器人,基于北斗导航控制系统规划的最优充电路径移动至充电设备附近,并识别充电设备的充电需求以及调整成对应的充电参数对充电设备进行自动充电。
2.根据权利要求1所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,移动充电机器人包括机器人本体;
机器人本体中集成有主控制器以及与主控制器电连接的自主导航单元、通信单元、智能移动底盘单元、智能充电单元以及电池管理单元;
主控制器,用于接收来自远程控制端中用户的命令;
自主导航单元,用于与北斗导航控制系统配合,对移动充电机器人定位以及导航;
通信单元,用于完成移动充电机器人与远程控制端的通讯连接;
智能移动底盘单元,用于接收定位信息并根据最优充电路径在导航过程中控制移动充电机器人的各个运动动作;
智能充电单元,用于检测充电设备,并调整充电参数后对充电设备以适配的充电方式充电;
电池管理单元,用于对移动充电机器人自身进行充电以及电量监测。
3.根据权利要求2所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,智能移动底盘单元包括动力模块、底盘模块、避障模块以及紧急制动模块;
动力模块与底盘模块配合完成移动充电机器人的各个运动动作;
避障模块,包括距离传感器、红外线传感器,用于识别充电站以及充电站中的障碍物的位置信息,并反馈给自主导航单元、北斗导航控制系统;
紧急制动模块,用于自主控制移动充电机器人停止运动。
4.根据权利要求2所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,智能充电单元包括电池状态识别模块、充电模式选择模块、充电参数调整模块、充电优先级管理模块、充电历史记录模块以及定时充电模块;
电池状态识别模块,用于识别充电设备的电池状态;
充电历史记录模块,用于记录充电设备的充电记录,包括开始时间、结束时间、充电功率,将充电历史记录反馈给充电参数调整模块;
充电模式选择模块,用于切换移动充电机器人不同的充电模式;
充电参数调整模块,用于调整移动充电机器人的充电功率、充电时间;
充电优先级管理模块,用于调整移动充电机器人对不同充电设备的充电顺序;
定时充电模块,用于设定移动充电机器人在特定时间对充电设备进行自动启动充电;
充电模式选择模块、充电优先级管理模块、定时充电模块接收来自用户在远程控制端中的命令。
5.根据权利要求2所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,电池管理单元包括电池模组、自主充电模块、库仑计以及充电检测模块;
电池模组,用于供电以及可循环充电;
自主充电模块,用于对电池模组进行充电;
库仑计,用于监实时测电池模组的电量值,并将电量值反馈给充电检测模块;
当电量值低于设定值,充电检测模块控制自主充电模块工作。
6.根据权利要求2所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,机器人本体上安装有若干个充电枪,每个充电枪对应连接有一个充电口,每个充电口的类型不同,用于与充电设备的充电接口匹配。
7.根据权利要求2所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,机器人本体中还集成有安全保护以及故障诊断单元,安全保护以及故障诊断单元用于对充电过程中的异常状态以及故障进行监测,并控制移动充电机器人做出停止充电、发出警报动作。
8.根据权利要求7所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,机器人本体还集成有数据采集和存储单元,用于记录充电过程中的数据。
9.根据权利要求4-8任意一项所述的基于北斗导航控制系统的移动充电机器人,其特征在于,移动充电机器人的工作过程为:
步骤一:将基于北斗导航控制系统的移动充电机器人放置在充电站的初始位置处,确保移动充电机器人能够自由移动,并与远程控制端、充电设备通讯连接;
步骤二:通过远程控制端,启动移动充电机器人,移动充电机器人利用北斗导航控制系统进行定位和导航,找到充电设备和用户,并规划出充电设备、移动充电机器人的最优充电路径;
步骤三:根据充电设备选择合适的充电口,并将充电设备连接到移动充电机器人的充电口上;
步骤四:移动充电机器人自动调整充电功率和充电时间,用户根据需求选择充电模式或者设定定时充电后,移动充电机器人对进行充电;
步骤五:充电完成后,移动充电机器人会发出提示音,断开充电枪,用户可以断开充电设备,移动充电机器人会根据充电优先级顺序移动到下一个充电设备附近;
之后,重复步骤三至步骤五,直至完成对各个充电设备的充电;
最后,移动充电机器人根据北斗导航控制系统的导航返回在充电站的初始位置。
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