CN208849499U - 应用于机器人的充电座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种应用于机器人的充电座，包括座体、设置于座体上的充电触片及光学识别码，以及设于座体上可供机器人发出的激光透过用于识别光学识别码的信号窗，光学识别码包括设置于信号窗内侧的亮码和暗码，亮码和暗码之间间隔排列且亮码和暗码均呈矩形，亮码和暗码相对信号窗的安装角度不同。本实用新型提供的应用于机器人的充电座将亮码和暗码间隔排列，亮码和暗码相对于信号窗的安装角度不同，机器人在电量低于20％时，机器人会发出激光以探测充电座的位置，激光入射到亮码或者暗码后，由于亮码和暗码的安装角度存在差异，亮码和暗码所反射的信号容易被机器人区分开，机器人便可以精确定位充电座的具体位置并移动至充电座处进行充电。

Description

应用于机器人的充电座
技术领域
本实用新型属于充电设备技术领域，更具体地说，是涉及一种应用于机器人的充电座。
背景技术
随着科学技术和人们生活水平的不断提高，移动机器人的运用也变得越来越普遍，例如用于清洁地面的扫地机器人、用于室内巡逻的安保机器人等。这类机器人基本都装备有可再充电电池，机器人依靠充电电池提供的电能，能够在地面上自主移动。为了使得上述机器人能够有足够的动力在室内持续移动，机器人内部设置有电池电量检测装置，当充电电池的电量低于设定值时，机器人需要返回到充电座上进行充电。
目前运用最广泛的充电座主要是机器人接收充电座上红外发射装置发射的红外信号对充电座进行粗定位，然后通过机器人上的激光雷达识别信号窗上的光学识别码进行精确定位。
充电座上的光学识别码主要由亮暗相间的条形识别码组成，并且亮码和暗码处于同一安装角度，当激光雷达距离充电座较近时或者激光雷达信号足够强时，暗码容易被误识别为亮码，因此很难准确判断是否是充电座的编码方式，从而无法对充电座进行精确定位。并且激光雷达测距分辨率不足或距离较远时，采用方波形的识别码结构无法产生准确的识别信息，因此也很难准确判断是否是充电座的编码方式，从而无法对充电座进行精确定位。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种移动机器人的充电座，以解决现有技术中存在的激光雷达对充电座的定位精确度不够的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：应用于机器人的充电座，包括座体、设置于所述座体上的充电触片、红外发射装置、光学识别码，以及设于所述座体上可供机器人发出的激光透过用于识别所述光学识别码的信号窗，所述光学识别码包括设置于所述信号窗内侧的亮码和暗码，所述亮码和所述暗码之间间隔排列且所述亮码和所述暗码均呈矩形，所述亮码和暗码相对所述信号窗的安装角度不同。
进一步地，所述亮码与所述信号窗的平面平行设置，所述暗码的顶部相对于所述信号窗的平面向内倾斜设置。
进一步地，所述暗码的底部与水平面之间的夹角范围为135度～180度。
进一步地，所述亮码与所述信号窗的平面平行设置，所述暗码的底部相对于所述信号窗的平面向内倾斜设置。
进一步地，所述暗码的底部与水平面之间的夹角范围为0度～45度。
进一步地，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码均与所述信号窗平行设置，多个所述暗码倾斜角度相同。
进一步地，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的底部与多个所述暗码的底部位于同一直线上；或者，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的底部与多个所述暗码的底部不在同一直线上。
进一步地，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的顶部与多个所述暗码的顶部位于同一直线上；或者，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的顶部与多个所述暗码的顶部不在同一直线上。
进一步地，所述信号窗上设有红外滤光片，所述亮码与所述红外滤光片贴靠。
进一步地，所述座体截面呈长条状，所述充电触片平行于所述座体的长边缘设置且位于所述充电座的侧面。
本实用新型提供的应用于机器人的充电座的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型将亮码和暗码间隔排列，亮码和暗码相对于信号窗的安装角度不同，机器人在电量低于20％时，机器人会发出激光以探测充电座的位置，激光入射到亮码或者暗码后，由于亮码和暗码的安装角度存在差异，亮码和暗码所反射的信号容易被机器人区分开，机器人便可以精确定位充电座的具体位置并移动至充电座处进行充电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的应用于机器人的充电座的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的应用于机器人的充电座的爆炸结构示意图；
图3为本实用新型提供的第一个具体实施方式的光学码的相对位置示意图一；
图4为本实用新型提供的第一个具体实施方式的光学码的相对位置示意图二；
图5为本实用新型提供的第二个具体实施方式的光学码的相对位置示意图一；
图6为本实用新型提供的第二个具体实施方式的光学码的相对位置示意图二；
图7为本实用新型提供的第三个具体实施方式的光学码的相对位置示意图一；
图8为本实用新型提供的第三个具体实施方式的光学码的相对位置示意图二；
图9为本实用新型提供的第四个具体实施方式的光学码的相对位置示意图一；
图10为本实用新型提供的第四个具体实施方式的光学码的相对位置示意图二；
其中，图中各附图主要标记：
1-座体；2-充电触片；
3-光学识别码；31-亮码；32-暗码；
4-信号窗；5-红外滤光片；6-红外发射装置。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”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更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。
请一并参阅图1及图2，现对本实用新型实施例提供的应用于机器人的充电座进行说明。所述应用于机器人的充电座，包括座体1、充电触片2、光学识别码3、信号窗4以及红外发射装置6，其中充电触片2、光学识别码3、信号窗4、红外发射装置6设置于座体1上，充电触片设置为两片，红外装置6位于两充电触片2之间，红外发射装置6用于发射红外信号，机器人接收红外信号后便于对充电触片2进行粗定位，信号窗4可供机器人发出的激光透过用于识别光学识别码3，光学识别码3包括设置于信号窗4内侧的亮码31和暗码32，亮码31和暗码32之间间隔排列，首尾两个为亮码31，即亮码31总比暗码32多一个，亮码31和暗码32均呈矩形，亮码31和暗码32相对信号窗4的安装角度不同，暗码32的反射率小于10％，亮码31的反射率大于90％。在本实施例中，暗码32与座体1一体设置，使得暗码32与座体1之间的连接更加牢固和稳定。
具体的，为了使得上述机器人能够有足够的动力在室内持续移动，机器人内部设置有电池电量检测装置，当充电电池的电量低于20％时，机器人需要返回到充电座处进行充电。目前运用最广泛的充电座主要是机器人接收充电座上红外发射装置发射的红外信号对充电座进行粗定位，然后通过机器人上的激光雷达识别信号窗4上的光学识别码3进行精确定位。在此以0～255表示激光雷达入射到识别码后信号接收器接收到的反射信号强度范围。一般而言，激光垂直入射到亮码31上的反射信号强度大于或等于200，激光垂直入射到暗码32上的反射信号强度小于200，如果当激光雷达距离充电座的距离小于0.5m或者激光的强度能使激光垂直入射到暗码32和亮码31上的反射信号都大于或等于200时，这时暗码32的反射信号无法和亮码31区分开，暗码32容易被误识别为亮码31，因此很难准确判断光学识别码3的反射信号强度是否是充电座的编码方式，从而无法对充电座进行精确定位。本实施例将亮码31和暗码32相对于信号窗4的安装角度设置为不同的角度，激光在入射后与亮码31或者暗码32之间存在一个倾斜的角度，激光在亮码31或者暗码32上发生倾斜的反射，使得亮码31和暗码32的反射信号变得更加容易区分。
本实用新型提供的应用于机器人的充电座，与现有技术相比，本实用新型将亮码31和暗码32间隔排列，亮码31和暗码32相对于信号窗4的安装角度不同，机器人在电量低于20％时，机器人会发出激光以探测充电座的位置，激光入射到亮码31或者暗码32后，由于亮码31和暗码32的安装角度存在差异，亮码31和暗码32所反射的信号容易被机器人区分开，机器人便可以精确定位充电座的具体位置并移动至充电座处进行充电。
以下为本实施例的四个具体的实施方式：
进一步地，请参阅图3及图4，作为本实用新型提供的应用于机器人的充电座的具体实施方式一，亮码31与信号窗4的平面平行设置，暗码32的顶部相对于信号窗4的平面向内倾斜设置，暗码32的底部与水平面之间的夹角范围为135度～180度，暗码32的底部和亮码31的底部处于同一条直线上。
进一步地，请参阅图5和图6，作为本实用新型提供的应用于机器人的充电座的具体实施方式二，亮码31与信号窗4的平面平行设置，暗码32的顶部相对于信号窗4的平面向内倾斜设置，暗码32的底部与水平面之间的夹角范围为135度～180度，暗码32的底部和亮码31的底部不在同一条直线上。
进一步地，请参阅图7和图8，作为本实用新型提供的应用于机器人的充电座的具体实施方式三，亮码31与信号窗4的平面平行设置，暗码32的顶部相对于信号窗4的平面向内倾斜设置，暗码32的底部与水平面之间的夹角范围为0度～45度，暗码32的顶部和亮码31的顶部处于同一条直线上。
进一步地，请参阅图9和图10，作为本实用新型提供的应用于机器人的充电座的具体实施方式四，亮码31与信号窗4的平面平行设置，暗码32的顶部相对于信号窗4的平面向内倾斜设置，暗码32的底部与水平面之间的夹角范围为0度～45度，暗码32的顶部和亮码31的顶部不在同一条直线上。
以上四种具体的实施方式，激光入射后，暗码32的反射光信号强度小于100，亮码31的反射光信号强度大于或等于200，因此机器人很容易识别充电座上的亮码31和暗码32，从而使得机器人可以精确地定位充电座的具体位置并快速移动至充电座进行充电。
进一步地，暗码32为多个，亮码31为多个，亮码31均与信号窗4平行设置，这些暗码32的倾斜角度均相同，激光入射的角度和方向均是变化的，激光入射到亮码31和暗码32上后，各个亮码31所反射的亮码信号以及各个暗码32所反射的暗码信号之间的差别更大，使得机器人在分辨亮码信号和暗码信号时更加简单迅速。
进一步地，请参阅图1及图2，信号窗4上贴设红外滤光片5，亮码31与红外滤光片5贴靠，尽可能地缩小红外滤光片5和亮码31表面的距离，有效避免了两个反射面的光线的相互干扰。红外滤光片5位于信号窗4和亮码31之间，红外滤光片5将阻止外界杂散光的进入，使得亮码31所反射的亮码31信号更强更纯，使得机器人在识别亮码31信号时更加快捷简单。
进一步地，请参阅图1及图2，座体1截面呈长条状，充电触片2平行于座体1的长边缘设置且位于充电座的侧面，充电座在给机器人充电时，充电触片2远离地面，避免了充电座、机器人发生浸水短路等危险情况。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.应用于机器人的充电座，包括座体、设置于所述座体上的充电触片、红外发射装置、光学识别码，以及设于所述座体上可供机器人发出的激光透过用于识别所述光学识别码的信号窗，所述光学识别码包括设置于所述信号窗内侧的亮码和暗码，其特征在于：所述亮码和所述暗码之间间隔排列且所述亮码和所述暗码均呈矩形，所述亮码和暗码相对所述信号窗的安装角度不同。
2.如权利要求1所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述亮码与所述信号窗的平面平行设置，所述暗码的顶部相对于所述信号窗的平面向内倾斜设置。
3.如权利要求2所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述暗码的底部与水平面之间的夹角范围为135度～180度。
4.如权利要求1所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述亮码与所述信号窗的平面平行设置，所述暗码的底部相对于所述信号窗的平面向内倾斜设置。
5.如权利要求4所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述暗码的底部与水平面之间的夹角范围为0度～45度。
6.如权利要求2至5中任一项所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码均与所述信号窗平行设置，多个所述暗码倾斜角度相同。
7.如权利要求2或3所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的底部与多个所述暗码的底部位于同一直线上；或者，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的底部与多个所述暗码的底部不在同一直线上。
8.如权利要求4或5所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的顶部与多个所述暗码的顶部位于同一直线上；或者，所述暗码为多个，所述亮码为多个，多个所述亮码的顶部与多个所述暗码的顶部不在同一直线上。
9.如权利要求1至5中任一项所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述信号窗上设有红外滤光片，所述亮码与所述红外滤光片贴靠。
10.如权利要求1至5中任一项所述的应用于机器人的充电座，其特征在于：所述座体截面呈长条状，所述充电触片平行于所述座体的长边缘设置且位于所述充电座的侧面。
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