CN207588568U - 一种安防机器人自主无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：包括移动定位系统与无线充电系统，所述移动定位系统包括标签、阅读器与通信网络，所述标签与阅读器之间通过天线连接，所述标签与阅读器上均设有射频模块、电源与时钟，所述阅读器内设有控制模块与储存模块，所述标签内的射频模块与控制模块相连，所述控制模块上设有储存模块，所述阅读器内设有读写模块，所述阅读器内的射频模块与读写模块相连，所述读写模块与网络通信相连，所述无线充电系统包括能量发射区、能量接收区和控制模块。本实用具有如下优点：建仿真实验平台，实现电能的稳定输出，解决了传统接触式充电方式的不足，为安防机器人的推广与应用提供了技术支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线充电技术领域，具体是指一种安防机器人自主无线充电系统。
背景技术
随着科技的进步与管理体制的不断改革创新，工厂、小区的安全问题越来越受到重视，尤其是在近年来智能无人工厂和大型小区的出现，安全问题更受到重视。智能安防机器人逐渐替代保安等人巡检方式成为安保的新手段。安防机器人电源系统的良好性能是保障其他部分高效运行的基础，只有具备一个稳定工作的电池和一套自主充电解决方案才能保证安防机器人出色的完成各项任务。
现有安防机器人主要的充电方式是接触式充电，即将机器人通过电线插头直接与电源连接进行能量的补充，充满后再将插头拔掉。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种射频识别定位、自主寻源、无线充电的安防机器人自主无线充电系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：包括移动定位系统与无线充电系统，所述移动定位系统包括标签、阅读器与通信网络，所述标签与阅读器之间通过天线连接，所述标签与阅读器上均设有射频模块、电源与时钟，所述阅读器内设有控制模块与储存模块，所述标签内的射频模块与控制模块相连，所述控制模块上设有储存模块，所述标签内的电源为射频模块和储存模块供电，所述阅读器内设有读写模块，所述阅读器内的射频模块与读写模块相连，所述阅读器内的电源为射频模块供电，所述阅读器内的时钟与射频模块相连，所述读写模块与网络通信相连，所述无线充电系统包括能量发射区、能量接收区和控制模块。
优选的，所述能量发射区与能量接收区均设有整流模块，所述能量发射区的整流模块与输出调节模块相连，所述能量接收区的整流模块与高频逆变模块相连，所述高频逆变模块与控制模块相连，所述高频逆变模块与控制模块之间连接设有采样模块。
优选的，所述射频模块与天线相连。
优选的，所述能量发射区与能量接收区之间通过耦合磁场相连。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：建仿真实验平台，实现电能的稳定输出，解决了传统接触式充电方式的不足，为安防机器人的推广与应用提供了技术支持。
附图说明
图1是本实用新型的一种安防机器人自主无线充电系统的移动定位系统结构示意图。
图2是本实用新型的一种安防机器人自主无线充电系统的充电系统结构示意图。
图3是本实用新型的一种安防机器人自主无线充电系统的无线充电流程图。
图4是本实用新型的一种安防机器人自主无线充电系统的理论坐标与实际坐标比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
结合附图，一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：包括移动定位系统与无线充电系统，所述移动定位系统包括标签、阅读器与通信网络，所述标签与阅读器之间通过天线连接，所述标签与阅读器上均设有射频模块、电源与时钟，所述阅读器内设有控制模块与储存模块，所述标签内的射频模块与控制模块相连，所述控制模块上设有储存模块，所述标签内的电源为射频模块和储存模块供电，所述阅读器内设有读写模块，所述阅读器内的射频模块与读写模块相连，所述阅读器内的电源为射频模块供电，所述阅读器内的时钟与射频模块相连，所述读写模块与网络通信相连，所述无线充电系统包括能量发射区、能量接收区和控制模块。
所述能量发射区与能量接收区均设有整流模块，所述能量发射区的整流模块与输出调节模块相连，所述能量接收区的整流模块与高频逆变模块相连，所述高频逆变模块与控制模块相连，所述高频逆变模块与控制模块之间连接设有采样模块。
所述射频模块与天线相连。
所述能量发射区与能量接收区之间通过耦合磁场相连。
本实用新型的硬件主要包括两个部分：一是移动定位系统的硬件设计，二是充电系统的硬件设计。
移动定位系统采用射频识别（RFID）技术，该RFID定位系统可识别高速运动物体，并且可同时识别多个标签。主要由标签、阅读器、通信网络这三部分组成，RFID系统组成如图1所示。
阅读器将要发送的信息，经编码后加载到某一频率的载波信号上，经天线向外发送，当电子标签进入发射天线工作区域后，收到阅读器发出的射频信号，卡内芯片中的相关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。通过调制解码将存储在芯片中的自身相关信息加入到反射回去的射频信号中，电子标签凭借感应电流所获得的能量或者主动将某一频率的信号发送给阅读器。系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调和解码后，将其送至中央信息系统进行有关数据的处理。中央信息系统根据逻辑运算判断该电子标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，如录入相关数据、显示相关信息或者发出指令信号控制执行机构动作。
该机器人的无线充电系统采用感应耦合式无线电能传输技术（InductivelyCoupled Power Transfer，简称ICPT）。由能量发射区、能量接收区和控制模块三部分组成。利用电力电子技术实现电能的整流、逆变和输出部分的调节功能，工频交流电经过整流高频逆变环节转换为高频交流电，作为初级线圈的励磁电源，并通过互感作用传递到次级线圈，次级线圈经过高频整流和输出调节电路为蓄电池供电。由于初级线圈和次级线圈不存在物理连接，使得系统的传输效率低，经研究发现发射系统的电容可以减小自身的无功功率以及降低发射阻抗，接收系统的电容可以增强有功功率和带载能力，因此，设计在初级侧并联电容、次级侧串联电容的方式。
当安防机器人没有进行充电，系统处于空载状态，如果系统仍然供电，则主电路会产生很大损耗，导致了不必要的浪费，为了降低系统的自身损耗，在安防机器人没有充电的时候断开主电路，因此我们设计电路以检测主电路是否处于空载。通过检测注入逆变器的电流与设定值的关系就可以判断系统状态，当检测值大于设定值时，说明安防机器人处于充电状态；当检测值小于设定值时，说明系统处于空载状态，控制器可以断开主电路继电器，同时设置指示灯和蜂鸣器反应系统的状态。工作流程图如图3所示。
通过定位算法得到4个标签的理论坐标位置与实际坐标位置相比较，得出如图4所示的比较图，最大偏差为3.3cm，最小偏差小于1.0cm，该偏差值在机器人定位允许的范围内。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：包括移动定位系统与无线充电系统，所述移动定位系统包括标签、阅读器与通信网络，所述标签与阅读器之间通过天线连接，所述标签与阅读器上均设有射频模块、电源与时钟，所述阅读器内设有控制模块与储存模块，所述标签内的射频模块与控制模块相连，所述控制模块上设有储存模块，所述标签内的电源为射频模块和储存模块供电，所述阅读器内设有读写模块，所述阅读器内的射频模块与读写模块相连，所述阅读器内的电源为射频模块供电，所述阅读器内的时钟与射频模块相连，所述读写模块与网络通信相连，所述无线充电系统包括能量发射区、能量接收区和控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：所述能量发射区与能量接收区均设有整流模块，所述能量发射区的整流模块与输出调节模块相连，所述能量接收区的整流模块与高频逆变模块相连，所述高频逆变模块与控制模块相连，所述高频逆变模块与控制模块之间连接设有采样模块。
3.根据权利要求1所述的一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：所述射频模块与天线相连。
4.根据权利要求1所述的一种安防机器人自主无线充电系统，其特征在于：所述能量发射区与能量接收区之间通过耦合磁场相连。
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| CN201721855325.3U CN207588568U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种安防机器人自主无线充电系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115325312A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-11 | 哈尔滨理工大学 | 基于rfid技术的智能紫外光固化cipp软管方法 |
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2017
- 2017-12-27 CN CN201721855325.3U patent/CN207588568U/zh not_active Expired - Fee Related
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