CN217278645U - 检测电路、装置、系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于机器人领域，提供了一种检测电路、装置、系统及机器人，该电路包括：与各个电磁线圈之间电磁耦合的接收模块，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；与所述接收模块连接的带通滤波模块，用于在各个电磁信号中选取在目标频段内的目标电磁信号；与所述接收模块和所述带通滤波模块连接的控制器，用于根据接收模块接收到的电磁信号与带通滤波模块选取的电磁信号，确定所检测的电磁线圈。本实用新型解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

Description

检测电路、装置、系统及机器人

技术领域

本实用新型属于机器人领域，尤其涉及一种检测电路、装置、系统及机器人。

背景技术

随着人工智能技术的不断完善，诸如机器人割草机之类的自动或机器人动力工具正变得越来越流行。其割草机器人依靠GPS、激光雷达、摄像头、超声波等传感器的数据，部分可实现在特定区域内进行自定位以及工作区域地图的构建。

为确认割草机器人工作区域的边界，现有技术中通常采用埋设与基站相连接的电磁边界线的方式对工作区域的边界进行标定。其预先在割草机器人工作区域的边界埋设能够产生电磁信号的电磁边界线，在割草机器人上设置能够识别电磁信号的感应装置，通过对电磁信号强度的判断，确定机器人是否超越边界线。而当割草机器人需要回到基站进行充电时，其割草机器人先移动至边界线上，并沿边界线进行移动，直至移动回基站并与基站的充电电极相接触后实现割草机器人的充电。

然而，割草机器人在进行正常割草时由于未能准确的定位基站位置而产生撞到或割到基站的可能，从而破坏基站，同时基站与电磁边界线相连，当基站受损时，其电磁边界线也存在无法正常工作的可能，使得其电磁边界线的牢固性降低。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种检测电路，旨在解决现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种检测电路，所述电路包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的接收模块，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与所述接收模块连接的带通滤波模块，用于在各个电磁信号中选取在目标频段内的目标电磁信号；

与所述接收模块和所述带通滤波模块连接的控制器，用于根据接收模块接收到的电磁信号与带通滤波模块选取的电磁信号，确定所检测的所述电磁线圈。

更进一步的，所述电路还包括：

与所述带通滤波模块连接的比较模块，用于将所述目标电磁信号由模拟信号转换为数字信号；

所述控制器与所述接收模块和所述比较模块连接，用于根据所述接收模块输出的模拟电磁信号及所述比较模块输出的目标电磁信号，相应确定当前所检测到的所述电磁线圈。

更进一步的，所述接收模块包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的电磁感应单元，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与所述电磁感应单元连接的第一信号放大单元，用于将所述电磁感应单元所感应的模拟电磁信号进行初级信号放大；

与所述第一信号放大单元连接的隔离单元，用于隔离所输入的模拟电磁信号中的直流信号；

与所述隔离单元连接的第二信号放大单元，用于将所隔离直流信号后的模拟电磁信号进行次级信号放大；以及

与所述第二信号放大单元连接的第一滤波单元，用于滤除所进行信号放大后的模拟电磁信号中的噪声信号。

更进一步的，所述带通滤波模块包括：

与所述接收模块连接的低通滤波单元，用于在各个电磁信号中选取低于第一目标频率的第一电磁信号；

与所述低通滤波单元连接的高通滤波单元，用于在第一电磁信号中选取高于第二目标频率的目标电磁信号，其中所述目标电磁信号的目标频段在第一目标频率和第二目标频率之间；及

与所述高通滤波单元连接的第二滤波单元，用于滤除所述目标电磁信号中的噪声信号。

更进一步的，所述电磁感应单元包括第一电感和第一电容；所述第一电感一端与所述第一电容一端连接，所述第一电感另一端和所述第一电容另一端分别与所述第一信号放大单元的输入端连接，所述第一电感可与各个电磁线圈之间电磁耦合；

所述隔离单元包括第一耦合电容和第二耦合电容；所述第一耦合电容和所述第二耦合电容两端均分别与所述第一信号放大单元和所述第二信号放大单元连接；

所述第一滤波单元包括第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一滤波电阻一端与所述第二信号放大单元的输出端连接，所述第一滤波电阻另一端分别与所述第一滤波电容一端、所述带通滤波模块及所述控制器连接，所述第一滤波电容另一端接地。

更进一步的，所述第一信号放大单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第二电容、第四电阻、第三电容及第五电阻；

所述第一电阻一端分别与所述第一电感及所述第二电阻一端连接；所述第一电阻另一端分别与所述第一电容、所述第一三极管的第一端、所述第二电容一端、所述第五电阻一端及所述第二耦合电容一端连接；所述第二电阻另一端分别与所述第一三极管的第二端及所述第三电阻一端连接；所述第三电阻另一端分别与所述第一三极管的第三端、所述第二电容另一端、所述第四电阻一端及所述第一耦合电容一端连接；所述第四电阻另一端分别与供电电源及所述第三电容一端连接，所述第三电容另一端和所述第五电阻另一端接地。

更进一步的，所述第二信号放大单元包括：第六电阻、第七电阻、第一运算放大器、第八电阻、第四电容、第九电阻、第五电容、第十电阻、及第六电容；

所述第六电阻一端与所述第一耦合电容另一端连接，所述第七电阻一端与所述第二耦合电容另一端连接，所述第六电阻另一端分别与所述第一运算放大器的反相输入端、所述第八电阻一端及所述第四电容一端连接；所述第七电阻另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端、所述第九电阻一端、所述第五电容一端及所述第十电阻一端连接；所述第一运算放大器的输出端分别与所述第八电阻另一端、所述第四电容另一端及所述第一滤波电阻一端连接，所述第九电阻另一端及所述第五电容另一端接地，所述第十电阻另一端分别与所述第六电容一端及供电电源连接，所述第六电容另一端接地。

更进一步的，所述低通滤波单元包括：

第七电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第八电容、第九电容、第二运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、及第十电容；

所述第七电容一端与所述接收模块连接，所述第七电容另一端分别与所述第十一电阻一端、所述第十二电阻一端及所述第十三电阻一端连接，所述第十一电阻另一端与供电电源连接，所述第十二电阻另一端接地，所述第十三电阻另一端分别与所述第十四电阻一端及所述第八电容一端连接，所述第十四电阻另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端及所述第九电容一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第十五电阻一端、及所述第十六电阻一端连接，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第八电容另一端、所述第十六电阻另一端、及所述高通滤波单元连接，所述第九电容另一端接地，所述第十五电阻另一端与所述第十电容一端连接，所述第十电容另一端接地。

更进一步的，所述高通滤波单元包括：

第十一电容、第十二电容、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第三运算放大器、第二十一电阻、第二十二电阻、及第十三电容；

所述第十一电容一端与所述低通滤波单元连接，所述第十一电容另一端与所述第十二电容一端连接，所述第十二电容另一端分别与所述第十七电阻、所述第十八电阻、及所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第十七电阻另一端分别与所述第十九电阻一端及所述第二十电阻一端连接，所述第十九电阻另一端与供电电源连接，所述第二十电阻另一端接地，所述第三运算放大器的反相输入端分别与所述第二十一电阻一端及所述第二十二电阻一端连接，所述第三运算放大器的输出端分别与所述第十八电阻另一端、所述第二十一电阻另一端、及所述第二滤波单元连接，所述二十二电阻另一端与所述第十三电容一端连接，所述第十三电容另一端接地；

所述第二滤波单元包括：第二滤波电阻和第二滤波电容，所述第二滤波电阻一端与所述高通滤波单元连接，所述第二滤波电阻另一端分别与所述第二滤波电容一端及所述比较模块连接，所述第二滤波电容另一端接地。

更进一步的，所述比较模块包括：第四运算放大器、第二十三电阻、第二十四电阻、及第十四电容；

所述第四运算放大器的同相输入端与所述带通滤波模块连接，所述第四运算放大器的反相输入端分别与所述第二十三电阻一端、所述第二十四电阻一端及所述第十四电容一端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述控制器连接，所述第二十三电阻另一端与供电电源连接，所述第二十四电阻另一端及所述第十四电容另一端接地。

本实用新型另一实施例还提供一种检测装置，所述装置包括上述所述的检测电路。

本实用新型另一实施例还提供一种机器人，所述机器人包括上述所述的检测装置。

本实用新型另一实施例还提供一种检测系统，所述系统包括：

机器人；

限定所述机器人工作范围，产生电磁信号的边界线圈；及

设于与所述机器人相适配的基站外围，产生电磁信号的防撞线圈；所述边界线圈和所述防撞线圈所产生的电磁信号的频率不同。

更进一步的，所述机器人为上述的机器人。

更进一步的，所述防撞线圈的能量强度比所述边界线圈的低。

本实用新型实施例提供的检测电路，通过将各个电磁线圈所产生的频率设置成不同，再通过设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及带通滤波模块选取的目标电磁信号确定出基站外围所对应的电磁线圈，可检测确定出基站位置，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的检测电路的模块示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的检测电路的模块示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的检测电路的电路图；

图4是本实用新型另一实施例提供的检测电路所检测的各个电磁线圈的布局图；

图5是本实用新型另一实施例提供的信号发生电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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。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。

本实用新型由于在基站外围设置与边界线圈所产生的电磁信号的频率不同的防撞线圈，此时通过设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及带通滤波模块选取的目标电磁信号确定出基站外围所对应的电磁线圈(即防撞线圈)，可检测确定出基站位置，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

实施例一

请参阅图1，是本实用新型第一实施例提供的检测电路的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，本实用新型实施例提供的检测电路包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的接收模块20，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与接收模块20连接的带通滤波模块30，用于在各个电磁信号中选取在目标频段内的目标电磁信号；

与所述接收模块20和所述带通滤波模块30连接的控制器50，用于根据接收模块20接收到的电磁信号与带通滤波模块30选取的电磁信号，确定所检测的电磁线圈。

控制器50分别与接收模块20及带通滤波模块30连接，用于根据接收模块20输出的模拟电磁信号及带通滤波模块30选取的目标电磁信号，相应确定当前所检测到的具体电磁线圈。其中，设置在边界的边界线圈可采用能量强度高的电磁信号，而设置在基站周围的防撞线圈采用能量强度低的电磁信号，且边界线圈和防撞线圈一个为高频电磁信号，一个为低频电磁信号。当边界线圈可采用能量强度高的高频电磁信号，此时接收模块20感应接收到并输出至控制器50，其控制器50可直接根据其接收的电磁信号确定出其电磁线圈的类型；防撞线圈采用能量强度低的低频电磁信号，此时控制器50无法有效的根据电磁信号确定防撞线圈，而通过带通滤波模块30的滤波，使得可将能量强度高的低频电磁信号及其他杂波进行滤除，而有效的保留能量强度低的高频电磁信号，使控制器50可以接收并确定出其电磁线圈的类型。

本实用新型实施例提供的检测电路，通过将各个电磁线圈所产生的频率设置成不同，再通过设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及带通滤波模块选取的目标电磁信号确定出基站外围所对应的电磁线圈，可检测确定出基站位置，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

更进一步地，如图2所示，在实用新型的一个可选实施例中，该电路还包括：

与带通滤波模块30连接的比较模块40，用于将目标电磁信号由模拟信号转换为数字信号；及

控制器50与接收模块20和比较模块40连接，用于根据接收模块20输出的模拟电磁信号及比较模块40输出的目标电磁信号，相应确定当前所检测到的电磁线圈。

在本实用新型的一个实施例中，该检测电路应用于割草机器人，其中包括上述检测电路的割草机器人与用于提供割草机器人供电及定位的基站之间相互配合，其中该基站与埋设的用于限定割草机器人工作边界范围的边界线圈相连，其基站用于提供边界线圈的供电以及控制边界线圈所产生的脉冲信号的频率，其中该脉冲电流工作时产生一交变磁场，使得边界线圈能够产生特定频率的电磁信号，从而使得割草机器人上的检测电路通过检测的电磁信号相应的判断出其边界范围。

进一步的，本实施例中，为实现防止割草机器人撞到或割到基站，其在基站的外围相应的埋设有与其连接的防撞线圈，且防撞线圈工作时产生的脉冲信号的频率与边界线圈工作时产生的脉冲信号的频率不同，其如图4所示。具体的，本实施例中，由于割草机器人工作时主要需要检测边界范围，因此其基站提供至边界线圈一种能量强度高的强电流低脉冲的电流信号，以使检测电路更好的检测边界线圈，本实施例中，具体为70HZ的频率；而基站提供至防撞线圈一种能量强度低的弱电流高频脉冲的电流信号，本实施例中，具体为1Khz，使得可明显与边界线圈的脉冲信号的频率相区分开来。因此，此时割草机器人需要将两种电磁线圈相应的检测区分开来，以实现在靠近基站附近检测到防撞线圈时进行后退掉头等防撞措施，以及在需要充电时可沿检测的边界线圈移动至基站进行充电而不对基站造成破坏。

在本实用新型的一个实施例中，该接收模块20用于感应接收所电磁耦合的各个电磁线圈的电磁信号，具体的，其接收模块20可在靠近边界线圈且离防撞线圈较远时只感应到边界线圈所产生的电磁信号，或在靠近防撞线圈且离边界线圈较远时只感应到防撞线圈所产生的电磁信号，以及在靠近防撞线圈和边界线圈是所感应的防撞线圈和边界线圈所产生的混合电磁信号。具体的，其由于防撞线圈或边界线圈由脉冲电流产生交变磁场，因此其所产生电磁信号均为模拟信号，此时接收模块20通过所设置的线圈、电感等器件与防撞线圈或边界线圈进行电磁耦合，使得感应接收各个电磁线圈所产生的模拟电磁信号，同时通过其内部的信号放大器件将该模拟电磁信号进行信号放大。其中，该接收模块20将所信号放大的模拟电磁信号分别输出至与其连接的带通滤波模块30及控制器50中。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，带通滤波模块30与接收模块20连接，用于将接收模块20中所感应的各个电磁信号进行带通滤波，其在各个电磁信号中滤除高于第一目标频率及低于第二目标频率的信号，使得选取出在目标频段内的目标电磁信号，其中，目标频段在第一目标频率和第二目标频率之间。本实施例中，其所选取的目标频段具体包括防撞线圈所产生的电磁信号的频率，其带通滤波模块30的通频带为1KHz，使得通过带通滤波模块30可有效的选取出防撞线圈所产生的1KHz的电磁信号，而滤除掉其他的各种无用的电磁信号或干扰信号。此时其由于经接收模块20所感应及信号放大的电磁信号为模拟信号，因此其经带通滤波模块30滤波后的目标电磁信号依旧为模拟信号。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，比较模块40与带通滤波模块30连接，用于将所滤波出的目标电磁信号由模拟信号转换为数字信号，其将目标电磁信号中的模拟信号与比较模块40中设定的参考电平进行比较，当模拟信号中电平大于该参考电平时，其输出高电平；当模拟信号中电平小于该参考电平时，其输出低电平，使得此时比较模块40将目标电磁信号由正弦波形的模拟信号转换为方波的数字信号，并输出至与其连接的控制器50中。其中，比较模块40的参考电平根据实际防撞线圈的信号强度进行设置，此时用于保证当检测电路靠近防撞线圈目标距离以内(如20cm以内)时可以检测到该目标电磁信号，而当检测电路距离防撞线圈目标距离以外时则不进行比较检测。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，其控制器50分别与接收模块20及比较模块40连接，用于根据接收模块20输出的模拟电磁信号及比较模块40输出的目标电磁信号，相应确定当前所检测到的具体电磁线圈。其中，由于边界线圈采用能量强度高的低频电磁信号，此时接收模块20感应接收到并经信号放大输出至控制器50时，其控制器50可直接根据其接收的电磁信号确定出其电磁线圈的类型；而防撞线圈采用能量强度低的高频电磁信号，此时控制器50无法有效的根据电磁信号确定防撞线圈，而通过带通滤波模块30的滤波，使得可将能量强度高的低频电磁信号及其他杂波进行滤除，而有效的保留能量强度低的高频电磁信号，此时防撞线圈的高频电磁信号通过比较模块40后由模拟量转换为数字量，其控制器50通过接收为数字信号的目标电磁信号，并解析该数字信号，如本实施例中，其防撞线圈如果采用1KHz的频率，接收模块感应接收防撞线圈所产生的1KHz的频率的模拟电磁信号，带通滤波模块选取在目标频段内的1KHz频率的目标电磁信号，此时可相应的根据其接收的目标电磁信号确定出其电磁线圈的类型为1KHz频率的防撞线圈。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，割草机器人正常割草工作过程中，当接收模块20感应到电磁线圈的电磁信号，并控制器50通过当前接收的模拟电磁信号确定出当前检测的为边界线圈时，则割草机器人确定当前靠近边界线圈，并进行相对应的处理；而当接收模块20感应到电磁线圈的电磁信号，并控制器50通过当前接收的数字电磁信号确定出当前检测的为防撞线圈时，则割草机器人确定当前靠近防撞线圈，此时割草机器人相应的进行后退掉头等防撞操作，以实现基站防撞。

而当割草机器人需要回到基站进行充电时，则割草机器人根据检测电路相应的检测到边界线圈，并移动至边界线圈上端后沿边界线圈进行移动，此时割草机器人不对防撞线圈的检测结果进行处理，也即割草机器人移动至检测到防撞线圈时，其依旧继续沿边界线圈进行移动，直至移动至与基站的充电电极相接触时确定进行充电。

本实施例中，通过设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，此时将该电磁信号转换成数字信号输入至控制器中，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及目标电磁信号相应的确定出当前所具体检测到的电磁线圈，此时通过选择边界线圈产生能量强度较高的低频电磁信号，而在基站外围埋设一圈防撞线圈，且选择防撞线圈产生相应的区别该低频电磁信号的弱电流高频电磁信号，使得可在检测到电磁线圈可确定出具体电磁线圈，且当检测到具体为防撞线圈时，可检测确定出基站位置，并进行相应的防撞控制，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

实施例二

请参阅图3，是本实用新型第二实施例提供的一种检测电路的电路图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，该接收模块20包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的电磁感应单元21，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与电磁感应单元21连接的第一信号放大单元22，用于将电磁感应单元21所感应的模拟电磁信号进行初级信号放大；

与第一信号放大单元22连接的隔离单元23，用于隔离所输入的模拟电磁信号中的直流信号；

与隔离单元23连接的第二信号放大单元24，用于将所隔离直流信号后的模拟电磁信号进行次级信号放大；以及

与第二信号放大单元24连接的第一滤波单元25，用于滤除所进行信号放大后的模拟电磁信号中的噪声信号。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，带通滤波模块30包括：

与接收模块20连接的低通滤波单元31，用于在各个电磁信号中选取低于第一目标频率的第一电磁信号；

与低通滤波单元31连接的高通滤波单元32，用于在第一电磁信号中选取高于第二目标频率的目标电磁信号，其中目标电磁信号的目标频段在第一目标频率和第二目标频率之间；及

与高通滤波单元32连接的第二滤波单元33，用于滤除目标电磁信号中的噪声信号。

其中，具体实施时，参照图3所示，本实用新型的一个实施例中，其电磁感应单元21包括第一电感L1和第一电容C1；第一电感L1一端与第一电容C1一端连接，第一电感L1另一端和第一电容C1另一端分别与第一信号放大单元22的输入端连接，第一电感L1可与各个电磁线圈之间电磁耦合。其中第一电感L1和第一电容C1组成串联谐振电路，用于接收电磁线圈所发出的交变磁场，使得将电磁信号转换为电信号。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，隔离单元23包括第一耦合电容C20和第二耦合电容C21；第一耦合电容C20和第二耦合电容C21两端均分别与第一信号放大单元22和第二信号放大单元24连接。其第一耦合电容C20和第二耦合电容C21串联在第一信号放大单元22和第二信号放大单元24之间的通路上，用于将第一信号放大单元22中所输出的信号中的直流分量进行隔离出来，使得其输入至第二信号放大单元24的信号为交变的电磁信号。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第一滤波单元25包括第一滤波电阻R30和第一滤波电容C30，第一滤波电阻R30一端与第二信号放大单元24的输出端连接，第一滤波电阻R30另一端分别与第一滤波电容C30一端、带通滤波模块30及控制器50连接，第一滤波电容C30另一端接地。本实施例中，其第一滤波电阻R30具体与控制器50的ADC端口连接。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第一信号放大单元22包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管Q1、第二电容C2、第四电阻R4、第三电容C3及第五电阻R5；

具体实施时，第一电阻R1一端分别与第一电感L1及第二电阻R2一端连接；第一电阻R1另一端分别与第一电容C1、第一三极管Q1的第一端、第二电容C2一端、第五电阻R5一端及第二耦合电容C21一端连接；第二电阻R2另一端分别与第一三极管Q1的第二端及第三电阻R3一端连接；第三电阻R3另一端分别与第一三极管Q1的第三端、第二电容C2另一端、第四电阻R4一端及第一耦合电容C20一端连接；第四电阻R4另一端分别与供电电源及第三电容C3一端连接，第三电容C3另一端和第五电阻R5另一端接地。其中，第一电阻R1用于提供第一三极管Q1的静态工作点，其第一三极管Q1用于实现电流放大，本实施例中其第一三极管Q1使用时为NPN三极管，其第一端为发射极，第二端为基极，第三端为集电极，可以理解的，本实施例中，其还可以为MOS管等其他类型的放大型器件，其根据实际使用需求进行设置，在此不做具体限定。其第四电阻R4和第五电阻R5用于提供偏置信号，提供一动态范围，以使电磁信号不要跑到最高点或最低点。其中，本实施例中，供电电源具体为3.3V，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其供电电源还可以采用其他电压，其根据实际使用需要进行设置，在此不做具体限定。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第二信号放大单元24包括：第六电阻R6、第七电阻R7、第一运算放大器U1、第八电阻R8、第四电容C4、第九电阻R9、第五电容C5、第十电阻R10、及第六电容C6；

其中，具体实施时，第六电阻R6一端与第一耦合电容C20另一端连接，第七电阻R7一端与第二耦合电容C21另一端连接，第六电阻R6另一端分别与第一运算放大器U1的反相输入端、第八电阻R8一端及第四电容C4一端连接；第七电阻R7另一端分别与第一运算放大器U1的同相输入端、第九电阻R9一端、第五电容C5一端及第十电阻R10一端连接；第一运算放大器U1的输出端分别与第八电阻R8另一端、第四电容C4另一端及第一滤波电阻R30一端连接，第九电阻R9另一端及第五电容C5另一端接地，第十电阻R10另一端分别与第六电容C6一端及供电电源连接，第六电容C6另一端接地。其中，第六电阻R6和第八电阻R8用于设置放大倍数，其第二信号放大单元24的放大倍数A＝R8/R6，其中R8为第八电阻R8的电阻值，R6为第六电阻R6的电阻值。其第九电阻R9和第十电阻R10用于提供反馈电压，其第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6用于滤波，其供电电源具体为3.3V。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，低通滤波单元31包括：

第七电容C7、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第八电容C8、第九电容C9、第二运算放大器U2、第十五电阻R15、第十六电阻R16、及第十电容C10；

其中，具体实施时，第七电容C7一端与接收模块20连接，第七电容C7另一端分别与第十一电阻R11一端、第十二电阻R12一端及第十三电阻R13一端连接，第十一电阻R11另一端与供电电源连接，第十二电阻R12另一端接地，第十三电阻R13另一端分别与第十四电阻R14一端及第八电容C8一端连接，第十四电阻R14另一端分别与第二运算放大器U2的同相输入端及第九电容C9一端连接，第二运算放大器U2的反相输入端分别与第十五电阻R15一端、及第十六电阻R16一端连接，第二运算放大器U2的输出端分别与第八电容C8另一端、第十六电阻R16另一端、及高通滤波单元32连接，第九电容C9另一端接地，第十五电阻R15另一端与第十电容C10一端连接，第十电容C10另一端接地。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，高通滤波单元32包括：

第十一电容C11、第十二电容C12、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第三运算放大器U3、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、及第十三电容C13；

其中，具体实施时，第十一电容C11一端与低通滤波单元31连接，第十一电容C11另一端与第十二电容C12一端连接，第十二电容C12另一端分别与第十七电阻R17、第十八电阻R18、及第三运算放大器U3的同相输入端连接，第十七电阻R17另一端分别与第十九电阻R19一端及第二十电阻R20一端连接，第十九电阻R19另一端与供电电源连接，第二十电阻R20另一端接地，第三运算放大器U3的反相输入端分别与第二十一电阻R21一端及第二十二电阻R22一端连接，第三运算放大器U3的输出端分别与第十八电阻R18另一端、第二十一电阻R21另一端、及第二滤波单元33连接，二十二电阻另一端与第十三电容C13一端连接，第十三电容C13另一端接地。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第二滤波单元33包括：第二滤波电阻R40和第二滤波电容C40，第二滤波电阻R40一端与高通滤波单元32连接，第二滤波电阻R40另一端分别与第二滤波电容C40一端及比较模块40连接，第二滤波电容C40另一端接地。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，比较模块40包括：第四运算放大器U4、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、及第十四电容C14；

其中，具体实施时，第四运算放大器U4的同相输入端与带通滤波模块30连接，第四运算放大器U4的反相输入端分别与第二十三电阻R23一端、第二十四电阻R24一端及第十四电容C14一端连接，第四运算放大器U4的输出端与控制器50连接，第二十三电阻R23另一端与供电电源连接，第二十四电阻R24另一端及第十四电容C14另一端接地。其中，第二十三电阻R23和第二十四电阻R24用于提供该比较模块40的参考电平，以使输入至第四运算放大器U4的同相输入端的目标电磁信号与该参考电平进行比较，当其电平大于参考电平时输出高电平；反之其电平小于参考电平时输出低电平，其中，第四运算放大器U4的输出端具体与控制器50的TIMER端口连接。

进一步的，本实用新型的一个实施例中，其基站通过信号发生电路与边界线圈及防撞线圈连接，以使边界线圈及防撞线圈工作时可产生对应的频率的脉冲电流信号，其中，参照图5所示，其信号发生电路包括第一信号发生模块和第二信号发生模块，其中第一信号发生模块包括第一MOS管Q2、第一电解电容EC1和第二十五电阻R25，其中第一MOS管Q2的栅极与基站的第一PWM信号发生单元连接，其第一MOS管Q2的源极与第二十五电阻R25一端连接，第一MOS管Q2的漏极与边界线圈J1一端连接，其第二十五电阻R25另一端接地，其边界线圈J1另一端与供电电源和第一电解电容EC1的正极连接，其第一电解电容EC1的负极接地。相应的，其第二信号发生模块包括第二MOS管Q3、第二电解电容EC2和第二十六电阻R26，其中第二MOS管Q3的栅极与基站的第二PWM信号发生单元连接，其第二MOS管Q3的源极与第二十六电阻R26一端连接，第二MOS管Q3的漏极与防撞线圈J2一端连接，其第二十六电阻R26另一端接地，其防撞线圈J2另一端与供电电源和第二电解电容EC2的正极连接，其第二电解电容EC2的负极接地。使用时，其第一PWM信号发生单元用于产生具体为70Hz的PWM信号，其经过第一MOS管Q2的栅极时，当其输入高电平至第一MOS管Q2时，其第一MOS管Q2导通，使得边界线圈接通供电电源及地，其边界线圈进行工作；而当其输入低电平至第一MOS管Q2时，其第一MOS管Q2关断，使得边界线圈与地之间断开连接，其边界线圈不进行工作，因此在第一PWM信号产生PWM信号时，其边界线圈也相应的在工作与停止之间进行不断切换，使得边界线圈产生70HZ的脉冲电流，从而产生交变磁场。相应的，其第二PWM信号发生单元用于产生具体为1KHz的PWM信号，其防撞线圈产生电磁信号的过程参照上述所述，在此不再赘述。

正常使用时，如图3所示，其电磁感应单元21与工作时的边界线圈和/或防撞线圈进行电磁耦合后，接收其边界线圈和/或防撞线圈工作时所产生的模拟电磁信号，并将电磁信号转换为电信号，此时第一三极管Q1工作在放大状态，其第一信号放大单元22将该电信号进行一级放大，其中由于其第一信号放大单元22可能存在直流分量，此时通过第一耦合电容C20和第二耦合电容C21将第一信号放大单元22中的直流分量进行隔离，其隔离直流分量后的电信号经过该第二信号放大单元23中的第一运算放大器U1进行二级放大，并通过该第一滤波单元25滤除噪声干扰，此时经过信号放大处理的各个电磁信号输入至控制器50中，此时控制器50将电磁信号进行比对，其中由于边界线圈所发出的低频脉冲信号能量强度大，当电磁信号混合有边界线圈发出的低频脉冲信号时，其控制器50根据该模拟电磁信号即可相应的检测识别出边界线圈。

进一步的，其经过信号放大处理的各个电磁信号还输入至带通滤波模块30中，此时通过低通滤波单元31的低通滤波及高通滤波单元32的高通滤波后，其选取出目标频段内的目标电磁信号，并经第二滤波单元33滤除电磁信号中的噪声干扰后输出至比较模块40，此时比较模块40可将该目标电磁信号由模拟信号转换为数字信号并输出至控制器50中，当电磁信号混合有防撞线圈发出的高频脉冲信号时，其控制器50根据该数字电磁信号即可相应的检测识别出防撞线圈，从而检测确定出基站位置，避免移动过程中与基站相碰撞。

实施例三

本实用新型第三实施例还提供了一种检测装置，包括如实施例一、实施例二任意一项所述的检测电路。

本实施例所提供的检测装置通过设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，此时将该电磁信号转换成数字信号输入至控制器中，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及目标电磁信号相应的确定出当前所具体检测到的电磁线圈，此时通过选择边界线圈产生能量强度较高的低频电磁信号，而在基站外围埋设一圈防撞线圈，且选择防撞线圈产生相应的区别该低频电磁信号的弱电流高频电磁信号，使得可在检测到电磁线圈可确定出具体电磁线圈，且当检测到具体为防撞线圈时，可检测确定出基站位置，并进行相应的防撞控制，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

实施例四

本实用新型第四实施例还提供了一种机器人，包括如上述实施例三所述的检测装置。

本实施例所提供的机器人由于检测电路所设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，此时将该电磁信号转换成数字信号输入至控制器中，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及目标电磁信号相应的确定出当前所具体检测到的电磁线圈，此时通过选择边界线圈产生能量强度较高的低频电磁信号，而在基站外围埋设一圈防撞线圈，且选择防撞线圈产生相应的区别该低频电磁信号的弱电流高频电磁信号，使得可在检测到电磁线圈可确定出具体电磁线圈，且当检测到具体为防撞线圈时，可检测确定出基站位置，并进行相应的防撞控制，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

实施例五

本实用新型第五实施例还提供了一种检测系统，包括机器人；限定机器人工作范围，产生电磁信号的边界线圈；及设于与机器人相适配的基站外围，产生电磁信号的防撞线圈；其中边界线圈和防撞线圈所产生的电磁信号的频率不同。

本实施例中，将边界线圈和防撞线圈所产生的电磁信号的频率设置成不同，通过检测未知线圈的频率，确定是边界线圈还是防撞线圈，当检测到具体为防撞线圈时，可检测确定出基站位置，并进行相应的防撞控制，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

在本实用新型的一个可选实施例中，机器人包括如上述实施例四所述的机器人。

本实施例所提供的检测系统通过机器人上设置的接收模块使得可感应到电磁信号，并通过设置的带通滤波模块使得可在电磁信号中选取目标频段的电磁信号，此时将该电磁信号转换成数字信号输入至控制器中，控制器根据所接收的接收模块中输出的电磁信号及目标电磁信号相应的确定出当前所具体检测到的电磁线圈，此时通过选择边界线圈产生能量强度较高的低频电磁信号，而在基站外围埋设一圈防撞线圈，且选择防撞线圈产生相应的区别该低频电磁信号的弱电流高频电磁信号，使得可在检测到电磁线圈可确定出具体电磁线圈，且当检测到具体为防撞线圈时，可检测确定出基站位置，并进行相应的防撞控制，解决了现有割草机器人无法有效的检测基站位置的问题。

本实用新型的另一个可选实施例中，防撞线圈的能量强度比边界线圈的低。防撞线圈强度低，可以节能、并与边界线圈区分，防止误判；且如果防撞线圈强度大，在较远处就能检测到防撞线圈，还需要确定与防撞线圈的距离，而本实用新型实施例中防撞线圈强度低，只有在接近基站时才可以检测到，因此，本实用新型实施例中只要检测到防撞线圈即可马上采取防撞措施。

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 (14)

1.一种检测电路，其特征在于，所述电路包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的接收模块，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与所述接收模块连接的带通滤波模块，用于在各个电磁信号中选取在目标频段内的目标电磁信号；

与所述接收模块和所述带通滤波模块连接的控制器，用于根据接收模块接收到的电磁信号与带通滤波模块选取的电磁信号，确定所检测的所述电磁线圈。

2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电路还包括：

与所述带通滤波模块连接的比较模块，用于将所述目标电磁信号由模拟信号转换为数字信号；

所述控制器与所述接收模块和所述比较模块连接，用于根据所述接收模块输出的模拟电磁信号及所述比较模块输出的目标电磁信号，相应确定当前所检测到的所述电磁线圈。

3.如权利要求1或2所述的检测电路，其特征在于，所述接收模块包括：

可与各个电磁线圈之间电磁耦合的电磁感应单元，用于感应接收各个电磁线圈所产生的不同频率的模拟电磁信号；

与所述电磁感应单元连接的第一信号放大单元，用于将所述电磁感应单元所感应的模拟电磁信号进行初级信号放大；

与所述第一信号放大单元连接的隔离单元，用于隔离所输入的模拟电磁信号中的直流信号；

与所述隔离单元连接的第二信号放大单元，用于将所隔离直流信号后的模拟电磁信号进行次级信号放大；以及

与所述第二信号放大单元连接的第一滤波单元，用于滤除所进行信号放大后的模拟电磁信号中的噪声信号。

4.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述带通滤波模块包括：

与所述接收模块连接的低通滤波单元，用于在各个电磁信号中选取低于第一目标频率的第一电磁信号；

与所述低通滤波单元连接的高通滤波单元，用于在第一电磁信号中选取高于第二目标频率的目标电磁信号，其中所述目标电磁信号的目标频段在第一目标频率和第二目标频率之间；及

与所述高通滤波单元连接的第二滤波单元，用于滤除所述目标电磁信号中的噪声信号。

5.如权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述电磁感应单元包括第一电感和第一电容；所述第一电感一端与所述第一电容一端连接，所述第一电感另一端和所述第一电容另一端分别与所述第一信号放大单元的输入端连接，所述第一电感可与各个电磁线圈之间电磁耦合；

所述隔离单元包括第一耦合电容和第二耦合电容；所述第一耦合电容和所述第二耦合电容两端均分别与所述第一信号放大单元和所述第二信号放大单元连接；

所述第一滤波单元包括第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一滤波电阻一端与所述第二信号放大单元的输出端连接，所述第一滤波电阻另一端分别与所述第一滤波电容一端、所述带通滤波模块及所述控制器连接，所述第一滤波电容另一端接地。

6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述第一信号放大单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第二电容、第四电阻、第三电容及第五电阻；

所述第一电阻一端分别与所述第一电感及所述第二电阻一端连接；所述第一电阻另一端分别与所述第一电容、所述第一三极管的第一端、所述第二电容一端、所述第五电阻一端及所述第二耦合电容一端连接；所述第二电阻另一端分别与所述第一三极管的第二端及所述第三电阻一端连接；所述第三电阻另一端分别与所述第一三极管的第三端、所述第二电容另一端、所述第四电阻一端及所述第一耦合电容一端连接；所述第四电阻另一端分别与供电电源及所述第三电容一端连接，所述第三电容另一端和所述第五电阻另一端接地。

7.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述第二信号放大单元包括：第六电阻、第七电阻、第一运算放大器、第八电阻、第四电容、第九电阻、第五电容、第十电阻、及第六电容；

所述第六电阻一端与所述第一耦合电容另一端连接，所述第七电阻一端与所述第二耦合电容另一端连接，所述第六电阻另一端分别与所述第一运算放大器的反相输入端、所述第八电阻一端及所述第四电容一端连接；所述第七电阻另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端、所述第九电阻一端、所述第五电容一端及所述第十电阻一端连接；所述第一运算放大器的输出端分别与所述第八电阻另一端、所述第四电容另一端及所述第一滤波电阻一端连接，所述第九电阻另一端及所述第五电容另一端接地，所述第十电阻另一端分别与所述第六电容一端及供电电源连接，所述第六电容另一端接地。

8.如权利要求4所述的检测电路，其特征在于，所述低通滤波单元包括：

第七电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第八电容、第九电容、第二运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、及第十电容；

所述第七电容一端与所述接收模块连接，所述第七电容另一端分别与所述第十一电阻一端、所述第十二电阻一端及所述第十三电阻一端连接，所述第十一电阻另一端与供电电源连接，所述第十二电阻另一端接地，所述第十三电阻另一端分别与所述第十四电阻一端及所述第八电容一端连接，所述第十四电阻另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端及所述第九电容一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第十五电阻一端、及所述第十六电阻一端连接，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第八电容另一端、所述第十六电阻另一端、及所述高通滤波单元连接，所述第九电容另一端接地，所述第十五电阻另一端与所述第十电容一端连接，所述第十电容另一端接地。

9.如权利要求4所述的检测电路，其特征在于，所述高通滤波单元包括：

第十一电容、第十二电容、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第三运算放大器、第二十一电阻、第二十二电阻、及第十三电容；

所述第十一电容一端与所述低通滤波单元连接，所述第十一电容另一端与所述第十二电容一端连接，所述第十二电容另一端分别与所述第十七电阻、所述第十八电阻、及所述第三运算放大器的同相输入端连接，所述第十七电阻另一端分别与所述第十九电阻一端及所述第二十电阻一端连接，所述第十九电阻另一端与供电电源连接，所述第二十电阻另一端接地，所述第三运算放大器的反相输入端分别与所述第二十一电阻一端及所述第二十二电阻一端连接，所述第三运算放大器的输出端分别与所述第十八电阻另一端、所述第二十一电阻另一端、及所述第二滤波单元连接，所述二十二电阻另一端与所述第十三电容一端连接，所述第十三电容另一端接地；

所述第二滤波单元包括：第二滤波电阻和第二滤波电容，所述第二滤波电阻一端与所述高通滤波单元连接，所述第二滤波电阻另一端分别与所述第二滤波电容一端及所述比较模块连接，所述第二滤波电容另一端接地。

10.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述比较模块包括：第四运算放大器、第二十三电阻、第二十四电阻、及第十四电容；

所述第四运算放大器的同相输入端与所述带通滤波模块连接，所述第四运算放大器的反相输入端分别与所述第二十三电阻一端、所述第二十四电阻一端及所述第十四电容一端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述控制器连接，所述第二十三电阻另一端与供电电源连接，所述第二十四电阻另一端及所述第十四电容另一端接地。

11.一种检测装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1-10任意一项所述的检测电路。

12.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求11所述的检测装置。

13.一种检测系统，其特征在于，所述系统包括：

机器人，所述机器人为权利要求12所述的机器人；

限定所述机器人工作范围，产生电磁信号的边界线圈；及

设于与所述机器人相适配的基站外围，产生电磁信号的防撞线圈；

所述边界线圈和所述防撞线圈所产生的电磁信号的频率不同。

14.如权利要求13所述的检测系统，其特征在于，所述防撞线圈的能量强度比所述边界线圈的低。

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