CN203180568U

CN203180568U - 清洁机器人的充电系统及充电站

Info

Publication number: CN203180568U
Application number: CN 201320078762
Authority: CN
Inventors: 汪有志
Original assignee: LUMIMAX OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: LUMIMAX OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-20

Abstract

本实用新型涉及一种清洁机器人的充电系统，包括充电站和清洁机器人，充电站包括充电端、信号源容置部及设于信号源容置部内的信号源，信号源容置部包括上部和下部，分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的多个发射窗，上部和下部的发射窗在横、竖向上均错开分布；清洁机器人包括连接端子、接收部件及控制部件；连接端子用于连接充电端对充电电池充电；接收部件用于接收信号源从发射出的上部和下部信号；控制部件用于根据上部和下部信号控制清洁机器人返回充电站充电。本实用新型还涉及一种充电站。本实用新型通过将信号源发射的位置信号分隔为上部和下部信号，使得位置信号既能够覆盖很大的范围，又不易产生重叠区域。

Description

清洁机器人的充电系统及充电站

技术领域

本实用新型涉及吸尘器技术，尤其是涉及一种清洁机器人的充电系统，还涉及一种充电站。

背景技术

清洁机器人通常指一种在预定的工作区域内自动运动并执行指定的清洁工作，而无需操作者操作的装置。

清洁机器人通常配有用于提供其动力的充电电池，并与外部的充电站（充电装置）构成一个系统，清洁机器人在必要时能够返回充电站对所述充电电池充电。因此，清洁机器人必须要知道充电站的位置。

传统的清洁机器人回站充电，需要充电站发射位置信号，一般是通过多个红外线发射源发射红外线，这些发射源发射的信号各自覆盖一个区域。清洁机器人上安装红外线传感器接收红外线，根据判断接收到的红外线属于哪一个发射源来调整前进方向。

然而，这些红外线发射源发射的信号覆盖的区域会产生重叠，在这些重叠区域里清洁机器人难以判断正确的返回方向。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种充电站发射的位置信号能够覆盖较大范围、而又不易产生重叠区域的清洁装置的充电系统。

一种清洁机器人的充电系统，包括充电站和清洁机器人，所述充电站包括充电端和信号源，所述充电站还包括信号源容置部，所述信号源设于信号源容置部内，所述信号源容置部包括上部和下部，所述上部和下部分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的多个发射窗，上部的发射窗和下部的发射窗在横向和竖向上均错开分布；所述清洁机器人包括连接端子、接收部件及控制部件；所述连接端子用于连接所述充电端，对清洁机器人的充电电池进行充电；所述接收部件用于接收所述信号源从上部的发射窗发射出的上部信号和从下部的发射窗发射出的下部信号；所述控制部件用于在获取到充电指令时，根据所述上部信号和下部信号控制所述清洁机器人返回所述充电站，并使所述连接端子对接充电端进行充电。

在其中一个实施例中，所述信号源包括红外线发射器，所述接收部件包括红外线接收器。

在其中一个实施例中，所述信号源容置部的内壁上设有用于反射所述上部信号和下部信号的棱镜。

在其中一个实施例中，所述清洁机器人还包括充电指示模块和充电阈值设置模块，所述充电阈值设置模块用于设置充电阈值，所述充电指示模块用于检测并在所述充电电池的剩余电量低于所述充电阈值时向控制部件发出所述充电指令。

在其中一个实施例中，所述充电端为设于所述信号源容置部外围的圆弧形结构。

还有必要提供一种充电站。

一种充电站，包括充电端和信号源，还包括信号源容置部，所述信号源设于信号源容置部内，所述信号源容置部包括上部和下部，所述上部和下部分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的多个发射窗，上部的发射窗和下部的发射窗在横向和竖向上均错开分布。

在其中一个实施例中，所述信号源包括红外线发射器。

上述清洁机器人的充电系统，通过设置在横向和竖向上均错开分布的上部发射窗和下部发射窗，将充电站的信号源发射的位置信号分隔为上部信号和下部信号，使得位置信号既能够覆盖很大的范围，又不易产生重叠区域，使得清洁机器人能够正确地返回至充电站进行充电。

附图说明

图1是一实施例中充电站的主视图；

图2是一实施例中清洁机器人回站充电的示意图；

图3是在信号源容置部内壁设置的棱镜的示意图；

图4是图1所示充电站的右视图；

图5是俯视视角下充电站的示意图；

图6是一实施例中清洁机器人自动回站充电的方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”、“横”、“竖”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

清洁机器人的充电系统包括为清洁机器人配备的充电电池充电的充电站（充电装置）和清洁机器人。图1是一实施例中充电站的主视图，充电站100包括充电端120、信号源（图1未示）及信号源容置部13。信号源设于信号源容置部13内，信号源容置部13被分为上部130和下部140，上部130和下部140分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的发射窗，上部发射窗132和下部发射窗142在横向和竖向上均错开分布。

清洁机器人包括连接端子、接收部件及控制部件。连接端子用于连接充电端120，从而对清洁机器人的充电电池进行充电。接收部件用于接收信号源从上部发射窗132发射出的上部信号和从下部发射窗142发射出的下部信号。控制部件用于在获取到充电指令时，根据上部信号和下部信号控制清洁机器人返回充电站100并使连接端子对接充电端进行充电。

在图1所示实施例中，信号源容置部13为半圆筒形状，这是因为充电站一般靠墙摆放，因此靠墙的一面（图1中被遮挡的背面）可以设计为平面结构，发射窗只开设于筒壁的弧面上。在其它实施例中，信号源容置部13也可以为圆筒状、椭圆筒状、甚至为方形结构，但方形结构的信号源容置部13可能导致信号源的发射效果不如半圆筒/圆筒结构。

图2是一实施例中清洁机器人回站充电的示意图。其中，上部信号11和下部信号12分别用实现箭头和虚线箭头表示，在该实施例中，清洁机器人的控制部件控制清洁机器人返回充电站，是在接收到上部信号11时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏右移动，在接收到下部信号12时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏左移动，图2左侧示出了清洁机器人返回充电站时的运动轨迹。可以理解，在该实施例中，左侧和右侧各一个最靠近（半圆筒形状的）信号源容置部13的筒壁弧面和靠墙平面之交界处的发射窗，均是上部发射窗132。

在另一实施例中，也可以是控制部件在接收到上部信号11时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏左移动，在接收到下部信号时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏右移动。同理，左侧和右侧各一个最靠近信号源容置部13筒壁弧面和靠墙平面的交界处的发射窗，均是下部发射窗142。

上述清洁机器人的充电系统，通过设置在横向和竖向上均错开分布的上部发射窗132和下部发射窗142，将充电站发射的位置信号分为上部信号11和下部信号12，使得位置信号既能够覆盖很大的范围，又不易产生重叠区域。

在其中一个实施例中，信号源容置部13内部设有将上部130和下部140分隔开的间隔部，间隔部的材料选用能够屏蔽信号源发射的信号的材质，并且在上部130和下部140各设有一个信号源，上部130内的信号源因被间隔部阻挡从而无法射入下部140内，下部140的信号同理。在其它实施例中，也可以通过在清洁机器人上设置存在高度差的接收部件来分别接收上部信号11和下部信号12，从而只在信号源容置部13内设置一个信号源。

在其中一个实施例中，信号源采用红外线发射器，清洁机器人上的接收部件包括红外线接收器。在其它实施例中，也可以选用本领域技术人员习知的其它类型的传感器作为信号源和接收部件。

在其中一个实施例中，可以将信号源设于一可旋转的结构上，从而实现信号更好的覆盖。同样为了实现信号更好的覆盖，可以在信号源容置部13的内壁上设置用于反射上部信号11和下部信号12的棱镜。在其中一个实施例中，如俯视视角的图3所示，可以于每两个相邻的上部发射窗132（图3中虚线所示结构）之间设置一块棱镜150；同样的，在每两个相邻的下部发射窗142之间也设置一块棱镜150。在信号源容置部13为半圆筒形状的实施例中，靠墙的平面结构上可以设置反射镜，例如平面反射镜。

在图1所示实施例中，充电端120为设于信号源容置部13外围的圆弧形结构。图5示出了俯视角度下充电站100的示意图，在该实施例中，充电端120包括负极充电端122和正极充电端124。图4是图1所示充电站100的右视图，其中为了更清楚地表示出充电端120的结构，负极充电端122和正极充电端124做了剖视处理。对应的，清洁机器人的连接端子可以一前一后设置。圆弧形结构的充电端120可以保证清洁机器人返回充电时，无论从哪个角度靠近充电站100均可以将连接端子和充电端120接触对准进行充电，无需额外的定位。

在其中一个实施例中，清洁机器人还包括充电指示模块，用于检测并在充电电池的剩余电量低于充电阈值时向控制部件发出充电指令，控制部件在获取到充电指令时控制清洁机器人返回充电站100充电。一般地，考虑到清洁的效率、电池的充放电次数、电池的记忆效应等原因，充电阈值一般设置得较低，这样在实际使用中，当清洁机器人打扫的区域较大时，就有可能出现在返回充电站的途中电量耗尽的问题。

基于此，本实用新型还提供一实施例，以解决清洁机器人打扫区域较大时在返回充电站途中电量耗尽的问题。在该实施例中，清洁机器人包括充电阈值设置模块，可以由用户在多档不同的充电阈值中进行选择，打扫的区域越大，则选择越高的充电阈值。如果清洁机器人有设定打扫范围/面积的功能，则充电阈值设置模块可以自动读取打扫面积，对应选择充电阈值的档位。

本实用新型还提供一种清洁机器人自动回站充电的方法，图6是一实施例中清洁机器人自动回站充电的方法的流程图，包括下列步骤：

S210，清洁机器人接收充电站的信号源发送的信号。

清洁机器人接收上述充电站100的信号源发送的信号。

S220，根据信号控制清洁机器人返回充电站进行充电。

在本实施例中，是在接收到上部信号11时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏右移动，在接收到下部信号12时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏左移动，如图2所示。在另一个实施例中，也可以是在接收到上部信号11时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏左移动，在接收到下部信号时控制清洁机器人朝信号来的方向并偏右移动。

在优选的实施例中，步骤S220是在清洁机器人的充电电池的剩余电量低于充电阈值时，根据信号源发送的信号控制清洁机器人返回充电站100进行充电。充电阈值与清洁机器人的打扫区域相关，打扫区域越大，充电阈值越高。以保证清洁机器人在打扫区域较大时也不会于返回充电站途中耗尽电量。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种清洁机器人的充电系统，包括充电站和清洁机器人，所述充电站包括充电端和信号源，其特征在于，

所述充电站还包括信号源容置部，所述信号源设于信号源容置部内，所述信号源容置部包括上部和下部，所述上部和下部分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的多个发射窗，上部的发射窗和下部的发射窗在横向和竖向上均错开分布；

所述清洁机器人包括连接端子、接收部件及控制部件；所述连接端子用于连接所述充电端，对清洁机器人的充电电池进行充电；所述接收部件用于接收所述信号源从上部的发射窗发射出的上部信号和从下部的发射窗发射出的下部信号；所述控制部件用于在获取到充电指令时，根据所述上部信号和下部信号控制所述清洁机器人返回所述充电站，并使所述连接端子对接充电端进行充电。

2.根据权利要求1所述的清洁机器人的充电系统，其特征在于，所述信号源包括红外线发射器，所述接收部件包括红外线接收器。

3.根据权利要求1所述的清洁机器人的充电系统，其特征在于，所述信号源容置部的内壁上设有用于反射所述上部信号和下部信号的棱镜。

4.根据权利要求1所述的清洁机器人的充电系统，其特征在于，所述清洁机器人还包括充电指示模块和充电阈值设置模块，所述充电阈值设置模块用于设置充电阈值，所述充电指示模块用于检测并在所述充电电池的剩余电量低于所述充电阈值时向控制部件发出所述充电指令。

5.根据权利要求1所述的清洁机器人的充电系统，其特征在于，所述充电端为设于所述信号源容置部外围的圆弧形结构。

6.一种充电站，包括充电端和信号源，其特征在于，还包括信号源容置部，所述信号源设于信号源容置部内，所述信号源容置部包括上部和下部，所述上部和下部分别在容置部外壁上开设有环绕外壁分布的多个发射窗，上部的发射窗和下部的发射窗在横向和竖向上均错开分布。

7.根据权利要求6所述的充电站，其特征在于，所述信号源包括红外线发射器。

8.根据权利要求6所述的充电站，其特征在于，所述信号源容置部的内壁上设有用于反射所述上部信号和下部信号的棱镜。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的充电站，其特征在于，所述充电端为设于所述信号源容置部外围的圆弧形结构。