CN206287147U - 一种自动充电升降式机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动充电升降式机器人系统，包括机器人本体、蓄电池、充电插头和充电插座，蓄电池安装在机器人本体内，充电插头连接蓄电池，机器人本体为升降式结构，该系统还包括：控制器，引导机器人行走至充电插座正前方的超声定位单元以及控制机器人升降调节使得充电插头对准充电插座的高度调节单元，超声定位单元包括超声波发射器和超声波接收器，超声波发射器紧贴充电插座上方安装，超声波接收器安装在机器人上并连接至控制器，高度调节单元包括颜色激光扫描器和彩色条码，彩色条码贴于充电插座两侧，颜色激光扫描器设置于机器人充电插头两侧对应位置。与现有技术相比，本实用新型结构简单，能够有效实现自动充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人系统，尤其是涉及一种自动充电升降式机器人系统。
背景技术
现在，服务机器人越来越多进入我们的生活，大量的服务机器人如清洁机器人(或叫自动吸尘器)、负责家庭安全的保安机器人已经开始进入实用，并逐步进入我们的生活为我们提供服务。
目前，移动机器人都是使用高质量的机载可充电蓄电池组来给自身供电，但是一般只能维持几个小时，一旦电能耗尽，必须采用人工干预的方式来给机器人充电。如果采用人工充电，那么机器人就处于一种非连续的任务环，这阻碍了机器人的长期自治。如果要实现真正意义上的长期自治，机器人必须能在所处的环境中实现自我支持，实现连续任务环。机器人连续任务环被简单地定义为使机器人以自主充电的方式来继续完成它所分配到的任务。一旦开始运行，机器人便进入连续任务环，即不再需要人的帮助，在此系统中，启动和停止是由机器人自动完成的。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动充电升降式机器人系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种自动充电升降式机器人系统，包括机器人本体、蓄电池、充电插头以及与所述的充电插头匹配的充电插座，所述的蓄电池安装在机器人本体内，所述的充电插头连接蓄电池，所述的机器人本体为升降式结构，该系统还包括：控制器，引导机器人行走至充电插座正前方的超声定位单元以及控制机器人升降调节使得充电插头对准充电插座的高度调节单元，所述的控制器安装在机器人本体内并连接机器人本体，所述的超声定位单元包括超声波发射器和超声波接收器，所述的超声波发射器紧贴充电插座上方安装，所述的超声波接收器安装在机器人上并连接至所述的控制器，所述的高度调节单元包括颜色激光扫描器和彩色条码，所述的彩色条码贴于充电插座两侧，颜色激光扫描器设置于机器人充电插头两侧对应位置，同时颜色激光扫描器连接至控制器。
所述的机器人本体包括行走轮、升降平台、机器人壳体和机器人头部，所述的行走轮安装在升降平台底部，所述的升降平台上设有驱动电机和升降杆，所述的升降杆垂直设置在升降平台上方，所述的驱动电机连接所述的升降杆，所述的机器人壳体套设在升降杆外侧并固定连接所述的升降杆，所述的机器人头部活动设置在机器人壳体上方。
所述的行走轮为万向轮。
所述的充电插头两侧分别设有一块垂直于墙面设置的限位板，两块限位板之间距离大于充电插头整体宽度的1cm～2cm。
所述的彩色条码为纸质彩色条码，彩色条码贴于所述的限位板上平行于墙面的面上。
所述的颜色激光扫描器为PC-LB010N激光传感器，对应的所述的彩色条码为包括两种不同颜色的条码。
所述的控制器为DSP控制器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)通过超声波发射器和超声接收器测量机器人和充电插头的位置距离，通过距离来进行充电插头的定位，定位简单精确；
(2)通过设置彩色条码贴于充电插座两侧，同时颜色激光扫描器设置于机器人充电插头两侧对应位置，当激光扫描器平行于彩色条码时扫描到彩色条码从而保证充电插头和充电插座的对准，在此过程中机器人上下运动，一旦颜色激光扫描器扫描到该彩色条码时立即停止运动，实现充电插头和充电插座的对准，进而机器人向前运动，将充电插头插入充电插座，实现充电；
(3)充电插头两侧设置的限位板能够在充电插头插入充电插座时起到限位作用，防止两者对不准导致不能很好的通电连接，影响后续有效充电。
附图说明
图1为机器人主视图；
图2为机器人后视图；
图3为充电插座结构示意图；
图中，1为蓄电池，2为充电插头，3为充电插座，4为超声波发射器，5为超声波接收器，6为颜色激光扫描器，7为限位板，8为彩色条码，9为行走轮，10为升降平台，11为机器人壳体，12为升降杆，13为机器人头部，14为人机交互界面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
一种自动充电升降式机器人系统，包括机器人本体、蓄电池1、充电插头2以及与充电插头2匹配的充电插座3。如图1、图2分别为机器人主视图和后视图，蓄电池1安装在机器人本体内，充电插头2连接蓄电池1，机器人本体为升降式结构，该系统还包括：控制器，该控制器采用DSP控制器，系统还包括引导机器人行走至充电插座3正前方的超声定位单元以及控制机器人升降调节使得充电插头2对准充电插座3的高度调节单元，控制器安装在机器人本体内并连接机器人本体，超声定位单元包括超声波发射器4和超声波接收器5，超声波发射器4紧贴充电插座3上方安装，超声波接收器5安装在机器人上并连接至控制器，高度调节单元包括颜色激光扫描器6和彩色条码8，彩色条码8贴于充电插座3两侧，颜色激光扫描器6设置于机器人充电插头2两侧对应位置，同时颜色激光扫描器6连接至控制器。
机器人本体包括行走轮9、升降平台10、机器人壳体11和机器人头部13，行走轮9安装在升降平台10底部，行走轮9为万向轮，升降平台10上设有驱动电机和升降杆12，升降杆12垂直设置在升降平台10上方，驱动电机连接升降杆12，机器人壳体11套设在升降杆12外侧并固定连接升降杆12，机器人头部13活动设置在机器人壳体11上方，超声波接收器5安装在机器人头部13，充电插头2设置在机器人背部的机器人壳体11上。另外机器人上还设有人机交互界面14，该人机交互界面14包括红色指示灯和绿色指示灯，红色指示灯亮表示机器人正在充电，绿色指示灯亮表示机器人充电已满。
如图3所示，充电插头2两侧分别设有一块垂直于墙面设置的限位板7，两块限位板7之间距离大于充电插头2整体宽度的1cm～2cm。彩色条码8为纸质彩色条码8，彩色条码8贴于限位板7上平行于墙面的面上。颜色激光扫描器6为PC-LB010N激光传感器，对应的彩色条码8为包括两种不同颜色的条码。控制器为DSP控制器。
本实用新型的自动充电升降式机器人系统工作步骤为：超声波发射器4一直在向外发射超声波，当机器人电量不足时，机器人通过超声波接受器接收到超声波，机器人在行走过程中接收超声波信号进行测距，得到机器人和充电插座3的距离，从而通过该距离进行路径规划，直至机器人行走至插座前方，进而机器人旋转，将充电插座3一面对准墙面，驱动电机驱动和升降杆12上下运动，从而带动机器人壳体11上下运动，使得设置在机器人壳体11上的充电插头2也上下运动，与此同时颜色激光扫描器6发射激光信号，由于该颜色激光扫描器6为PC-LB010N激光传感器，它能识别两种不同颜色的物体，因此当颜色激光扫描器6扫描到设置在充电插座3两侧的彩色条码8时，驱动电机停止运动，使得充电插头2和充电插座3对准，进一步机器人缓慢向前移动，使得充电插头2插入充电插座3中实现自动充电，当开始充电后，在人机界面14红色指示灯亮，当充满电后，机器人上的绿色指示灯亮，充电结束，同时机器人自动后退，拔出充电插头2。
Claims (7)
1.一种自动充电升降式机器人系统，包括机器人本体、蓄电池、充电插头以及与所述的充电插头匹配的充电插座，所述的蓄电池安装在机器人本体内，所述的充电插头连接蓄电池，其特征在于，所述的机器人本体为升降式结构，该系统还包括：控制器，引导机器人行走至充电插座正前方的超声定位单元以及控制机器人升降调节使得充电插头对准充电插座的高度调节单元，所述的控制器安装在机器人本体内并连接机器人本体，所述的超声定位单元包括超声波发射器和超声波接收器，所述的超声波发射器紧贴充电插座上方安装，所述的超声波接收器安装在机器人上并连接至所述的控制器，所述的高度调节单元包括颜色激光扫描器和彩色条码，所述的彩色条码贴于充电插座两侧，颜色激光扫描器设置于机器人充电插头两侧对应位置，同时颜色激光扫描器连接至控制器。
2.根据权利要求1所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的机器人本体包括行走轮、升降平台、机器人壳体和机器人头部，所述的行走轮安装在升降平台底部，所述的升降平台上设有驱动电机和升降杆，所述的升降杆垂直设置在升降平台上方，所述的驱动电机连接所述的升降杆，所述的机器人壳体套设在升降杆外侧并固定连接所述的升降杆，所述的机器人头部活动设置在机器人壳体上方。
3.根据权利要求2所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的行走轮为万向轮。
4.根据权利要求1所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的充电插头两侧分别设有一块垂直于墙面设置的限位板，两块限位板之间距离大于充电插头整体宽度的1cm～2cm。
5.根据权利要求4所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的彩色条码为纸质彩色条码，彩色条码贴于所述的限位板上平行于墙面的面上。
6.根据权利要求1所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的颜色激光扫描器为PC-LB010N激光传感器，对应的所述的彩色条码为包括两种不同颜色的条码。
7.根据权利要求1所述的一种自动充电升降式机器人系统，其特征在于，所述的控制器为DSP控制器。
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