DE112021002917T5 - System und verfahren zur begrenzung des einschaltstroms beim laden eines roboters - Google Patents

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Andrew Shruhan
Thomas KENT
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

Es werden Merkmale zum Laden einer Batterie unter Verwendung einer mit einer Diode in Reihe geschalteten Stromversorgung offenbart. Eine Stromversorgung kann mit einer Diode in Reihe geschaltet sein, um einen Einschaltstrom zu drosseln, der aus der Verbindung der Stromversorgung mit einer Batterie resultiert. In einigen Ausführungsformen kann die Stromversorgung außerdem mehrere Stromversorgungen umfassen, um die Höhe des Einschaltstroms zu begrenzen, den eine einzelne Stromversorgung liefern kann. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung auch einen Bypass-Kondensator enthalten, den die Stromversorgung lädt, bevor sie Strom an die Batterie liefert. Die Stromversorgung kann die Strommenge regulieren, die an die Batterie angelegt wird, und verhindern, dass der Einschaltstrom die Batterie beschädigt. Mehrere Stromversorgungen erhöhen die Gesamtzuverlässigkeit.

Description

  • QUERVERWEIS AUF (EINE) VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität aus der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/028,851 , eingereicht am 22. Mai 2020, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Andockstation, z.B. zum Andocken und Aufladen von mobilen Robotern und zur Begrenzung des Einschaltstroms zu einer Batterie eines mobilen Roboters beim Aufladen mit der Andockstation.
  • HINTERGRUND
  • Mobile Roboter werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, um Aufgaben zu automatisieren, die normalerweise von Menschen ausgeführt werden. Mobile Roboter können eine Reihe von elektronischen Bauteilen enthalten, die es den mobilen Robotern ermöglichen, Aufgaben auszuführen. Um den Betrieb der mobilen Roboter zu ermöglichen, können die mobilen Roboter eine Batterie enthalten, die die mobilen Roboter während des Betriebs mit Strom versorgt und durch eine Andockstation aufgeladen wird. In einem Beispiel kann ein mobiler Roboter zum Aufladen an eine Andockstation angeschlossen werden, wobei nach dem Anschluss des mobilen Roboters eine Stromversorgung der Andockstation eine Spannung und einen Strom an die Batterie anlegen kann. Der mobile Roboter kann eine Zeit lang aufgeladen werden und dann seine Aufgaben wieder aufnehmen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Andockstation zur Begrenzung eines anfänglichen Stromstoßes beim Anschließen (d. h. „Einschaltstrom“) beim Laden einer Batterie eines mobilen Roboters. Die Andockstation kann eine Stromversorgung enthalten, die der Batterie des mobilen Roboters beim Laden Strom zuführt. Die Stromversorgung kann in Reihe mit einer Diode geschaltet sein. Die Diode kann sich zwischen der Stromversorgung und dem Ausgang der Andockstation befinden, der mit dem mobilen Roboter und/oder der Batterie des mobilen Roboters verbunden werden kann. Die Diode kann verwendet werden, um den Einschaltstrom während des anfänglichen Verbindens der Batterie des mobilen Roboters mit der Andockstation zu begrenzen, indem die Stromversorgung langsam auf die Batteriespannung hochgefahren wird. Die Diode gibt außerdem den Strom frei, nachdem die Batterie des mobilen Roboters eine bestimmte Zeit lang angeschlossen war. Durch die Freigabe des Stroms nach einer bestimmten Zeitspanne kann die Diode den Einschaltstrom, der der Batterie zugeführt wird, begrenzen. Die Diode kann außerdem sicherstellen, dass kein Strom von der Batterie in die Stromversorgung fließt, um Schäden an der Stromversorgung zu verhindern.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Stromversorgung der Andockstation vor einer Verbindung mit der Batterie deaktiviert sein. Die Stromversorgung kann anschließend irgendwann nach einer Verbindung mit der Batterie aktiviert werden. Durch die Aktivierung der Stromversorgung nach einer Verbindung mit der Batterie kann die Andockstation den Einschaltstrom, der der Stromversorgung zugeführt wird, weiter begrenzen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Andockstation vor der Aktivierung der Stromversorgung die Spannung der Batterie überwachen, um sicherzustellen, dass eine geeignete (z.B. eine akzeptable) Batterie und/oder ein mobiler Roboter an die Andockstation angeschlossen ist. So kann die Andockstation sicherstellen, dass die Batterie nicht durch unsachgemäßes Aufladen beschädigt wird.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Andockstation mehrere Stromversorgungen umfassen. Die mehreren Stromversorgungen können eine beliebige Anzahl von Stromversorgungen umfassen. Jede Stromversorgung kann einen Teil des Gesamtstroms liefern, der durch den Strom bereitgestellt wird. Durch Anpassung der Anzahl der Stromversorgungen kann die Andockstation zuverlässiger sein als bei einer individuellen Stromversorgung. Die mehreren Stromversorgungen können in rascher Folge aktiviert werden, zumindest teilweise auf der Grundlage der Verbindung zwischen der Andockstation und der Batterie oder einer empfangenen Eingabe. Jede Stromversorgung kann einzeln und in rascher Folge aktiviert werden, so dass der an die Batterie angelegte Strom schrittweise ansteigt. Der Anstieg des Stroms, der von jeder Stromversorgung bereitgestellt wird, kann im Vergleich zu herkömmlichen Stromversorgungen minimal sein, und indem jede Stromversorgung einzeln aktiviert wird, kann die Andockstation den Einschaltstrom, der an die Batterie angelegt wird, begrenzen. Darüber hinaus kann die Batterie von der Andockstation schrittweise, je nach Anzahl der Stromversorgungen, mehr Strom erhalten.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Stromversorgung einen Bypass-Kondensator zwischen einer Spannungsquelle der Stromversorgung und einem Ausgang der Stromversorgung enthalten. Bevor ein Strom ausgegeben wird, kann die Stromversorgung ihren Bypass-Kondensator aufladen. Durch die Einbeziehung eines Bypass-Kondensators in die Stromversorgung wird der Einschaltstrom an der Batterie begrenzt.
  • Die vorstehende Zusammenfassung dient nur der Veranschaulichung und ist nicht als einschränkend gedacht. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren und/oder anderer in dieser Anmeldung beschriebener Gegenstände werden in den nachstehend dargelegten Lehren deutlich werden. Die Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl von einigen Konzepten dieser Offenbarung vorzustellen. Die Zusammenfassung soll nicht dazu dienen, die wichtigsten oder wesentlichen Merkmale der hier beschriebenen Gegenstände zu bestimmen.
  • Figurenliste
  • In den beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Beispiele zur Veranschaulichung dargestellt, die in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs der Beispiele zu verstehen sind. Verschiedene Merkmale verschiedener offenbarter Beispiele können kombiniert werden, um zusätzliche Beispiele zu bilden, die Teil dieser Offenbarung sind.
    • 1 zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 2A zeigt ein schematisches Diagramm einer Andockstation, einschließlich einer Stromversorgung und einer Diode gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
    • 2B zeigt eine individuelle Stromversorgung zum Laden einer Batterie gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 3 zeigt mehrere Stromversorgungen zum Laden einer Batterie eines mobilen Roboters gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 4 ist ein Datendiagramm, das eine Ausführungsform einer Ladebatterie veranschaulicht, die in den verschiedenen hier beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden kann.
    • 5 ist ein Datendiagramm, das eine Ausführungsform einer Ladebatterie veranschaulicht, die in den verschiedenen hier beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden kann.
    • 6 ist ein Flussdiagramm einer Beispielroutine zum Laden einer Batterie unter Verwendung einer Andockstation gemäß einigen Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Allgemein beschrieben, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Stromversorgung, die eine Inline-Diode (d.h. in Reihe) mit der Stromversorgung und eine durch die Stromversorgung zu ladende Batterie umfasst. Wie hierin beschrieben, kann die Verwendung der Diode in Reihe mit einer solchen Stromversorgung einen anfänglichen Strom begrenzen, der bei Anschluss der Stromversorgung an die Batterie geliefert oder angelegt wird (z.B. der Einschaltstrom). Durch die Begrenzung des Stroms der Stromversorgung, der während einer ersten Zeitspanne angelegt wird, kann die Diode den Strom, der während der ersten Zeitspanne an die Batterie angelegt wird, drosseln oder anderweitig begrenzen. Darüber hinaus kann der Einsatz der Diode den Einschaltstrom reduzieren, der der Batterie zugeführt wird, während die Spannung hochläuft und bevor ein Regelkreis in der Stromversorgung reagieren und den Einschaltstrom begrenzen kann. Durch die Begrenzung des Einschaltstroms kann die Stromversorgung Schäden an den Anschlüssen, der Stromversorgung und/oder der Batterie während des Ladevorgangs (z.B. Schäden an Sicherungen) verringern. Wie hier verwendet, kann sich der Begriff „Diode“ auf jede elektronische Vorrichtung oder jedes elektronische Bauteil beziehen, die/das den Stromfluss und die Stromrichtung begrenzen kann. Eine „Diode“ kann z.B. hintereinander geschaltete MOSFET-Transistoren umfassen, die sich wie eine Diode verhalten, um den Spannungsabfall und die Zeit zum Durchschalten zu steuern.
  • Wie hierin beschrieben, kann eine Stromversorgung (z.B. eine Stromversorgung einer Andockstation) verwendet werden, um eine Batterie einer Vorrichtung, wie z.B. eines mobilen Roboters, zu laden. Die Stromversorgung kann innerhalb einer Andockstation angeschlossen sein, so dass, wenn eine Vorrichtung über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung (z.B. über eine lösbare Verbindung) mit der Stromversorgung verbunden wird, die Stromversorgung eine Batterie der Vorrichtung aufladen kann. Nach dem Verbinden der Stromversorgung und der Vorrichtung kann die Andockstation eine Konstantstrom-/Konstantspannungs-Stromversorgung verwenden, um die Batterie zu laden. Beispielsweise kann eine Konstantstrom-/Konstantspannungs-Stromversorgung, nachdem sie erkannt hat, dass eine Vorrichtung angeschlossen wurde, damit beginnen, die Batterie mit einem konstanten Strom zu laden, bis die Batterie einen voreingestellten Pegel (z.B. fünf Volt) erreicht hat, und der Strom wird dann reduziert, wenn die Batterie vollständig geladen ist. In anderen Ausführungsformen kann die Stromversorgung entweder eine Konstantstrom- oder eine Konstantspannungs-Stromversorgung haben.
  • In vielen herkömmlichen Fällen wird die Verwendung einer allgemeinen Stromversorgung zum Laden einer Batterie unter bestimmten Umständen oder für bestimmte Benutzer möglicherweise keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern. Solche Stromversorgungen können in einen Konstantstrommodus übergehen, nachdem die Vorrichtung mit der Andockstation verbunden wurde, und dann damit beginnen, einen konstanten Strom an die Batterie zu liefern. Nach einer solchen Verbindung können die Stromversorgung und die Batterie einen großen Spannungsunterschied aufweisen, was daran liegt, dass sich die Batterie während des Betriebs der Vorrichtung erschöpft. Das Anlegen des Konstantstroms und der große Spannungsunterschied können zu einem großen Einschaltstrom beim Anschließen der Batterie und der Stromversorgung führen. In einigen Fällen kann der große Einschaltstrom das System beschädigen. So kann der Einschaltstrom beispielsweise Sicherungen aufweichen und ein vorzeitiges Auslösen der Sicherung verursachen.
  • Mit der zunehmenden Verbreitung von Ladestationen und mobilen Robotern ist auch die Nachfrage nach einem schnelleren und effizienteren Ladevorgang gestiegen. Die vorliegende Offenbarung bietet ein System zum Laden einer Batterie mit erheblichen Vorteilen gegenüber früheren Implementierungen. Die vorliegende Offenbarung stellt Systeme und Verfahren bereit, die im Vergleich zu herkömmlichen Stromversorgungen eine Verringerung des Einschaltstroms ermöglichen, der während des Aufladens und des ersten Anschließens einer Batterie an eine Stromversorgung angelegt wird, ohne die Geschwindigkeit oder Effizienz beim Aufladen wesentlich zu beeinträchtigen. Diese Vorteile werden durch die hier erörterten Ausführungsformen erreicht, insbesondere durch die Schaffung einer Stromversorgung, die eine Diode verwendet, um den Einschaltstrom zu begrenzen, der beim Anschließen und/oder Aktivieren der Stromversorgung an eine Batterie angelegt wird. Darüber hinaus wird der Einschaltstrom durch die Verwendung mehrerer, in schneller Folge aktivierter Stromversorgungen weiter begrenzt, indem die Strommenge, die mit jeder Stromversorgung angelegt wird, begrenzt wird. Die Verwendung von Schnelllade-Stromversorgungen kann es den Stromversorgungen außerdem ermöglichen, eine Batterie schnell aufzuladen und gleichzeitig den Einschaltstrom gemäß den oben genannten Verfahren zu reduzieren.
  • Wie hier beschrieben, kann eine Stromversorgung in Reihe oder in Serie mit einer Diode implementiert werden, um den Einschaltstrom zu begrenzen, der an eine Batterie angelegt wird. Die Stromversorgung und die Diode können in einer Andockstation implementiert sein. Wenn die Batterie mit der Stromversorgung verbunden ist und die Stromversorgung aktiviert wird, kann die Diode den Stromfluss von der Stromversorgung zur Batterie auf der Grundlage der Spannung der Stromversorgung und/oder der Batterie begrenzen. Außerdem kann die Diode den Stromfluss aufgrund eines Spannungsunterschieds zwischen der Stromversorgung und/oder der Batterie drosseln. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die Diode den Beginn des Stromflusses von der Stromversorgung zur Batterie in Abhängigkeit von der Spannung der Stromversorgung und/oder der Batterie ermöglichen. Außerdem kann die Diode den Stromfluss aufgrund eines Spannungsunterschieds zwischen der Stromversorgung und/oder der Batterie verhindern. Wenn also eine solche Diode und eine solche Stromversorgung eingesetzt werden, kann die Diode verhindern, dass beim Anschluss der Stromversorgung und der Batterie ein Einschaltstrom an die Batterie angelegt wird. Die Diode kann den Stromfluss zur Batterie bei der Verbindung der Batterie mit der Stromversorgung drosseln und den Stromfluss zur Batterie ermöglichen, nachdem die Batterie und die Stromversorgung für eine gewisse Zeit verbunden waren. Beispielsweise kann eine Diode verhindern, dass während der ersten 10 Millisekunden („ms“) einer Verbindung zwischen Batterie und Stromversorgung Strom von der Stromversorgung zur Batterie fließt; nachdem die Batterie und die Stromversorgung 10 ms lang verbunden waren, kann die Diode den Stromfluss ermöglichen. Die Zeitspanne, in der eine Diode den Stromfluss verhindert, kann von der Spannung der Batterie und/oder der Stromversorgung abhängen. Die Stromversorgung kann vor dem Anschluss der Stromversorgung und der Batterie deaktiviert sein. Nach dem Anschluss der Stromversorgung und der Batterie kann die Diode darüber hinaus den Stromfluss von der Batterie zur Stromversorgung einschränken, bevor die Stromversorgung aktiviert wurde.
  • Wie hier beschrieben, kann eine Stromversorgung mit einem Bypass-Kondensator ausgestattet sein, der zur Begrenzung des von der Stromversorgung gelieferten Stroms verwendet wird. Wenn die Stromversorgung aktiviert wird, kann die Stromversorgung den Bypass-Kondensator aufladen, bevor sie den Strom an die Diode liefert. Der Bypass-Kondensator kann von der Stromversorgung auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden, während der der Bypass-Kondensator den Stromfluss von der Stromversorgung zur Batterie begrenzen kann. Wenn der Bypass-Kondensator auf die eingestellte Spannung aufgeladen ist, kann der Bypass-Kondensator einen Stromfluss von der Stromversorgung zur Batterie ermöglichen. Auf diese Weise kann der Bypass-Kondensator außerdem verhindern, dass ein Einschaltstrom an die Batterie angelegt wird.
  • Außerdem können mehrere Stromversorgungen zum Laden einer Batterie verwendet werden, um den Einschaltstrom zu begrenzen, der an die Batterie angelegt wird. Jede Stromversorgung kann mit einer entsprechenden Diode und einem entsprechenden Kondensator ausgestattet sein. Jede Stromversorgung kann vor der Verbindung mit einer Batterie deaktiviert sein. Nach der Verbindung mit der Batterie kann jede Stromversorgung in unterschiedlichen Intervallen aktiviert werden. Beispielsweise kann eine erste Stromversorgung während eines ersten Intervalls aktiviert werden, eine zweite Stromversorgung während eines zweiten Intervalls usw. Die Stromversorgungen können so aktiviert werden, dass die Gesamtzahl der aktivierten Stromversorgungen iterativ ansteigt, bis alle Stromversorgungen aktiviert und mit der Batterie verbunden worden sind. Die Stromversorgungen können so konfiguriert sein, dass sie gemeinsam denselben Strom liefern, den eine herkömmliche Stromversorgung liefern kann. So kann eine herkömmliche Stromversorgung beispielsweise zwölf Ampere liefern, und in einem vergleichbaren System mit zwölf Stromversorgungen kann jede Stromversorgung ein Ampere liefern. Wenn also mehrere Stromversorgungen eingesetzt werden, kann jede Stromversorgung einen reduzierten Strom an die Batterie liefern. Da die einzelnen Stromversorgungen in rascher Folge aktiviert werden, kann der Batterie zu jedem Zeitpunkt ein geringerer Einschaltstrom zugeführt werden (z.B. weil eine Stromversorgung nur 1 Ampere statt 12 Ampere Strom liefert). Während also eine herkömmliche Stromversorgung in einem Intervall einen großen Strom liefern kann, können die hier offenbarten Stromversorgungen einen geringeren Einschaltstrom erzielen, da mehrere vergleichsweise kleinere Ströme in mehreren Intervallen geliefert werden. Dieser geringere Einschaltstrom kann Schäden an der Stromversorgung und/oder der Batterie verringern und die Effizienz des Systems erhöhen. Ein zusätzlicher Vorteil mehrerer Stromversorgungen ist die zuverlässige Stromversorgung mit der Möglichkeit, eine Batterie auch dann noch aufzuladen, wenn eine Versorgung deaktiviert ist oder gewartet wird.
  • In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Beispiele beschrieben. Zu Erklärungszwecken werden spezifische Konfigurationen und Details aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der Beispiele zu ermöglichen. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass die Beispiele auch ohne die spezifischen Details realisiert werden können. Außerdem können hinlänglich bekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht werden, um die beschriebenen Beispiele nicht intransparent zu machen.
  • Mobile Roboter
  • 1 zeigt ein Beispiel für einen mobilen Roboter 150 gemäß einer Ausführungsform. Der mobile Roboter 150 kann ein oder mehrere Räder 151, eine Vorderseite 152, die eine Aufnahmeschnittstelle 154 zur Verbindung mit einer Andockstation (in 1 nicht dargestellt) bildet, umfassen. Der mobile Roboter 150 kann einen ersten elektrischen Kontakt 156 und einen zweiten elektrischen Kontakt 158 sowie ein Stellglied 162 zum Aufladen mit einer Andockstation umfassen. Der erste elektrische Kontakt 156 kann mehrere Anschlüsse und/oder der zweite elektrische Kontakt 158 kann mehrere Anschlüsse umfassen. Der mobile Roboter 150 kann auch einen oder mehrere Magnete 166 in der Nähe und/oder innerhalb der Aufnahmeschnittstelle 154 aufweisen.
  • Roboter, wie der hier beschriebene mobile Roboter 150, müssen möglicherweise von Zeit zu Zeit aufgeladen werden. Der mobile Roboter 150 kann eine eingebaute Batterie haben, aber diese Batterie kann sich durch den Gebrauch und/oder einfach im Laufe der Zeit erschöpfen. Batterieladesysteme können eine freihändige Option für den mobilen Roboter 150 bieten, seinen Energiespeicher effizient aufzuladen.
  • System-Übersicht
  • 2A zeigt eine Beispielumgebung, in der ein Batterieladesystem 200A gemäß einigen Ausführungsformen implementiert werden kann. Eine Andockstation 202 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Reihe von Vorrichtungen auflädt. Die Andockstation 202 kann so konfiguriert sein, dass sie die Vorrichtungen über drahtloses oder kabelgebundenes Laden auflädt. Die Andockstation 202 kann eine Konstantspannungsladung, Konstantstromladung, Konstantspannungs-/Konstantstromladung, Kegelstromladung, Impulsladung, Stoßladung, IUI-Ladung, Erhaltungsladung, Schwebeladung, zufallsgesteuerte Ladung und/oder jede andere Art von Ladung ermöglichen. Die Andockstation 202 kann eine Vorrichtung auch mit einer bestimmten Rate aufladen. Beispielsweise kann die Andockstation 202 eine Vorrichtung mit einer Laderate von 0,5 aufladen. Die Andockstation 202 kann gemäß allen bekannten Ladegerät-Implementierungen konfiguriert sein. So kann die Andockstation 202 beispielsweise ein einfaches Ladegerät, ein Schnellladegerät, ein dreistufiges Ladegerät, ein induktionsbetriebenes Ladegerät, ein intelligentes Ladegerät, ein Solarladegerät, ein zeitgesteuertes Ladegerät, ein Erhaltungsladegerät und/oder ein beliebiges anderes Ladegerät sein.
  • Die Andockstation 202 kann eine Vorrichtung 210 zum Aufladen aufnehmen. Die Andockstation 202 kann die Vorrichtung 210 über eine elektrische Verbindung zwischen der Andockstation 202 und der Vorrichtung 210 aufnehmen. In einigen Ausführungsformen sind die Andockstation 202 und die Vorrichtung 210 möglicherweise elektrisch nicht verbunden (z.B. wenn die Andockstation 202 ein induktionsbetriebenes Ladegerät ist). Ein elektrischer Kontakt der Andockstation 202 kann mit einem elektrischen Kontakt der Vorrichtung 210 verbunden werden. Die Andockstation 202 kann so konfiguriert sein, dass sie zumindest teilweise anhand der elektrischen Kontakte der Andockstation 202 feststellt, wann die Vorrichtung 210 mit der Andockstation 202 verbunden wurde. In einigen Ausführungsformen kann die Andockstation 202 einen oder mehrere andere Sensoren (z.B. einen Näherungssensor) verwenden, um festzustellen, dass eine Vorrichtung 210 mit der Andockstation 202 verbunden wurde. In einigen Ausführungsformen kann die Andockstation 202 ein oder mehrere Ziel-Ladekontaktstellen enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie die Vorrichtung 210 aufnehmen und sie über eine drahtlose Verbindung aufladen.
  • Die Andockstation 202 kann verschiedene Komponenten zur Bereitstellung der hier beschriebenen Funktionen enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Andockstation 202 eine oder mehrere Stromversorgungen 204 enthalten, um die Vorrichtung 210 mit Strom zu versorgen, wenn die Vorrichtung 210 geladen wird. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können eine Angabe empfangen, dass die Andockstation 202 mit einer Vorrichtung 210 verbunden wurde, und Strom zum Laden der Vorrichtung 210 erzeugen. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können an eine Wandsteckdose angeschlossen werden und eine Spannung von der Wandsteckdose, einem Generator oder einer anderen ähnlichen Stromquelle erhalten. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können einen oder mehrere Transformatoren, Gleichrichter, Filter und Regler enthalten, um eine empfangene Spannung umzuwandeln oder Vorgänge an ihr durchzuführen. Darüber hinaus können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 die Spannung aus der Wandsteckdose empfangen (z.B. 240 Volt Wechselstrom („AC“)) und einen Transformator verwenden, um die Spannung zu reduzieren (z.B. 12 Volt AC). Außerdem können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 die Spannung von einem Format (z.B. Wechselspannung) in ein anderes Format (z.B. Gleichspannung) umwandeln. Die Spannung kann auf ein akzeptables Niveau und Format für eine an die Andockstation 202 angeschlossene Vorrichtung transformiert werden. In einigen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 einem oder mehreren herausnehmbaren Batteriepacks entsprechen, die jeweils ein oder mehrere Batteriemodule enthalten. Darüber hinaus können das eine oder die mehreren Batteriemodule auch Lithium- oder andere Batterietypen umfassen, wie z.B. Blei-Säure-Batterien. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können außerdem in einem entfernten Leistungselektronikschrank untergebracht sein, der einem Teil der Andockstation 202 entspricht.
  • Die Andockstation 202 kann ferner eine oder mehrere Dioden 206 enthalten, um den von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 gelieferten Strom während einer Anfangszeit zu drosseln. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können elektronisch mit der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 in Reihe geschaltet sein. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können während einer ersten Zeitspanne Strom von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 empfangen und die Stromzufuhr zu der Vorrichtung 210 drosseln. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können anschließend den Stromfluss von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 während einer nachfolgenden Zeitspanne ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann es der Fall sein, dass die Andockstation 202 die eine oder die mehreren Dioden 206 nicht enthält, und die eine oder mehreren Dioden 206 können außerhalb der Andockstation 202 implementiert sein.
  • Die Andockstation 202 kann mit der Vorrichtung 210 verbunden sein. Die Andockstation 202 kann elektrisch mit der Vorrichtung 210 verbunden oder gekoppelt sein, um das Aufladen der Vorrichtung 210 zu ermöglichen. Die Andockstation 202 und die Vorrichtung 210 können für eine solche Verbindung konfiguriert sein, dass die Vorrichtung 210 zum Aufladen in die Andockstation 202 eingreifen und von dieser entkoppelt werden kann. Beispielsweise kann die Vorrichtung 210 in die Andockstation 202 eingreifen, wenn die Vorrichtung 210 eine Ladung benötigt, und kann sich von der Andockstation 202 lösen, wenn die Vorrichtung 210 vollständig oder teilweise geladen ist. Ferner kann die Vorrichtung 210 so konfiguriert sein, dass sie in der Andockstation 202 andockt, und die Andockstation 202 kann als ein Anschluss implementiert sein, der zur Aufnahme der Vorrichtung 210 konfiguriert ist. Eine oder mehrere Komponenten der Andockstation 202 können so konfiguriert sein, dass sie sich beim Andocken mit einer oder mehreren Komponenten der Vorrichtung 210 zusammenfügen. In einigen Implementierungen kann die Vorrichtung 210 so konfiguriert sein, dass sie automatisch an die Andockstation 202 andockt oder sich elektronisch mit ihr verbindet. Wenn es sich bei der Vorrichtung 210 beispielsweise um einen mobilen Roboter handelt, kann der mobile Roboter unter bestimmten Umständen automatisch an die Andockstation 202 andocken, etwa wenn die Batterie leer ist oder der mobile Roboter eine Aufgabe erledigt hat. In anderen Implementierungen kann die Vorrichtung 210 manuell angedockt oder elektronisch mit der Andockstation 202 verbunden werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 210 manuell in eine elektronische Verbindung mit der Andockstation 202 gebracht werden.
  • In einigen Implementierungen können die Andockstation 202 und die Vorrichtung 210 drahtlos miteinander kommunizieren. Die Andockstation 202 und die Vorrichtung 210 können über ein Netzwerk kommunizieren. Das Netzwerk kann jede brauchbare Kommunikationstechnologie umfassen, wie zum Beispiel verdrahtete und/oder drahtlose Modalitäten und/oder Technologien. Das Netzwerk kann eine beliebige Kombination aus Personal Area Networks („PANs“), Local Area Networks („LANs“), Campus Area Networks („CANs“), Metropolitan Area Networks („MANs“), Extranets, Intranets, dem Internet, drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikationsnetzwerken (z.B. ZigBee, Bluetooth usw.), Wide Area Networks („WANs“) - sowohl zentralisiert als auch verteilt - und/oder eine beliebige Kombination, Permutation und/oder Aggregation davon umfassen. Das Netzwerk kann das Internet einschließen und/oder Zugang zum und/oder vom Internet haben oder auch nicht. Die Andockstation 202 und die Vorrichtung 210 können den Status einer Batterie und den entsprechenden Ladezustand der Batterie kommunizieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung 210 mit der Andockstation 202 kommunizieren, wenn die Batterie aufgeladen werden muss. Außerdem kann die Vorrichtung 210 einen Hinweis darauf geben, dass das Aufladen der Batterie bevorsteht, und die Andockstation 202 für das Aufladen vorbereiten.
  • Die Vorrichtung 210 kann jede Vorrichtung sein, die eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien enthält. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 210 ein mobiler Roboter, ein nicht-mobiler Roboter oder eine andere elektronische Vorrichtung sein. In einigen Implementierungen kann die Vorrichtung 210 eine oder mehrere Batterien sein, die mit der Andockstation 202 verbunden werden können. Die Vorrichtung 210 kann verschiedene Komponenten zur Bereitstellung der hier beschriebenen Funktionen enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 210 eine oder mehrere Batterien 208 enthalten, um die Vorrichtung 210 während des Betriebs mit Strom zu versorgen. Bei der einen oder den mehreren Batterien 208 kann es sich um beliebige Arten von Batterien handeln. Zum Beispiel kann es sich bei der einen oder den mehreren Batterien 208 um Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Ionen-Polymer-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Blei-Säure-Batterien oder eine andere Art von wiederaufladbaren Batterien handeln. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können der Vorrichtung 210 für eine bestimmte Zeitdauer eine quasi-gleichmäßige Spannung bereitstellen. Beispielsweise können die eine oder die mehreren Batterien 208 die Vorrichtung 210 drei Stunden lang mit einer Spannung von fünf Volt versorgen. Während die eine oder die mehreren Batterien 208 die Vorrichtung 210 mit Strom versorgen, können die eine oder die mehreren Batterien 208 anschließend entladen sein. Während sich die eine oder mehreren Batterien 208 allmählich entladen, können die eine oder die mehreren Batterien 208 einen vollständig entladenen Zustand erreichen, in dem die eine oder die mehreren Batterien 208 nicht mehr in der Lage sind, die Vorrichtung 210 zu versorgen. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können anschließend durch eine Stromversorgung oder ein Ladegerät wieder aufgeladen werden. Zum Aufladen und Fortsetzen des Betriebs kann es erforderlich sein, eine Spannung und einen Strom an die eine oder die mehreren Batterien 208 anzulegen. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können über eine bestimmte Zeitspanne aufgeladen werden, bevor sie einen vollständig aufgeladenen Zustand erreichen. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können im Laufe ihres Lebenszyklus zahlreiche Male entladen und wieder aufgeladen werden.
  • In Bezug auf eine illustrative Ausführungsform kann die Andockstation 202 bei [A] die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktivieren. Durch die Aktivierung der einen oder der mehreren Stromversorgungen 204 kann die Andockstation 202 die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktivieren, um mit der Erzeugung von Spannung und Strom zu beginnen. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können über eine allmähliche oder lineare Kurve aktiviert werden. Beispielsweise können die Spannungen und/oder Ströme jeweils allmählich ansteigen, wenn die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktiviert werden. Die Aktivierung der einen oder der mehreren Stromversorgungen 204 kann zumindest teilweise auf einer Verbindung zwischen der Andockstation 202 und der Vorrichtung 210 beruhen. Die Andockstation 202 kann so konfiguriert sein, dass sie erkennt, dass eine Vorrichtung 210 mit der Andockstation 202 verbunden wurde, und daraufhin die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktiviert. In einigen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 von einem Benutzer entweder aus der Ferne oder durch eine direkte Interaktion mit der Andockstation 202 aktiviert werden. Beispielsweise kann ein Benutzer den Zeitplan festlegen, zu dem die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktiviert werden, oder er kann die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 manuell aktivieren. In anderen Ausführungsformen kann die Andockstation 202 einen idealen Zeitplan oder eine ideale Rate für die Aktivierung der einen oder der mehreren Stromversorgungen 204 bestimmen. Vor der Aktivierung der einen oder der mehreren Stromversorgungen 204 können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 deaktiviert sein. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können zumindest teilweise auf der Grundlage einer Trennung der Andockstation 202 und der Vorrichtung 210 deaktiviert werden. In einigen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 nach einer bestimmten Zeitspanne deaktiviert werden. Beispielsweise können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 die Zeit überwachen, in der eine einzelne Stromversorgung aktiviert war, und die Stromversorgung deaktivieren, nachdem sie für eine bestimmte Zeitspanne (z.B. zehn Minuten) aktiviert worden ist. Ein zusätzlicher Vorteil der Abschaltung anderer Stromversorgungen ist die Energieeinsparung.
  • Bei [B], nachdem die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 aktiviert sind, können die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 einen Strom erzeugen und der einen oder den mehreren Dioden 206 bereitstellen. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können den Strom als elektronisches Signal an die eine oder die mehreren Dioden 206 über eine verdrahtete Verbindung zwischen der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 und der einen oder den mehreren Dioden 206 senden. Die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 können ferner eine entsprechende Spannung an die eine oder die mehreren Dioden 206 liefern.
  • Bei [C] können die eine oder die mehreren Dioden 206 bei Empfang des Stroms von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 den Strom für eine erste Zeitspanne drosseln. Die eine oder mehreren Dioden 206 können jeweils einen Verarmungsbereich aufweisen, der verhindert, dass Strom über die eine oder mehreren Dioden 206 fließt. Der Verarmungsbereich kann verhindern, dass der Strom von einer ersten Seite der einen oder mehreren Dioden 206 zu einer zweiten Seite der einen oder mehreren Dioden 206 fließt. In einigen Ausführungsformen kann ein minimaler Leckstrom durch die eine oder die mehreren Dioden 206 fließen. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können ferner einen Spannungsabfall am Verarmungsbereich aufweisen. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können den Strom zumindest teilweise auf der Grundlage des Spannungsabfalls an der einen oder den mehreren Dioden 206 begrenzen. Ferner können die eine oder die mehreren Dioden 206 den Strom drosseln, während der Spannungsabfall über der einen oder den mehreren Dioden 206 von einer Anfangsspannung auf eine nachfolgende Spannung ansteigt. Beispielsweise können die eine oder die mehreren Dioden 206 den Stromfluss drosseln, wenn die Spannung über der einen oder den mehreren Dioden 206 zwischen 0 und 0,7 Volt liegt. Der Spannungsabfall an der einen oder den mehreren Dioden 206 kann allmählich zunehmen, wenn die eine oder die mehreren Stromversorgungen 204 die an die eine oder die mehreren Dioden 206 gelieferte Spannung erhöhen. Die eine oder die mehreren Dioden 206 können daher den Strom für eine bestimmte Zeitspanne auf der Grundlage der Spannung an der einen oder den mehreren Dioden 206 drosseln.
  • Bei [D] können die eine oder die mehreren Dioden 206 den von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 gelieferten Strom zu einem späteren Zeitpunkt freigeben. Der Spannungsabfall über der einen oder den mehreren Dioden 206 kann zu einem späteren Zeitpunkt eine eingestellte Spannung erreichen, und zwar beruhend auf dem Anstieg der von der einen oder den mehreren Stromversorgungen 204 gelieferten Spannung. Beispielsweise kann etwa 10 ms nach der Aktivierung der einen oder mehreren Stromversorgungen 204 der Spannungsabfall über dem Verarmungsbereich der einen oder mehreren Dioden 206 etwa 0,7 Volt erreichen, und die eine oder die mehreren Dioden 206 können beginnen, Strom über die Diode zu übertragen. Wenn der Strom über die eine oder die mehreren Dioden 206 übertragen wird, kann der Strom von der Andockstation 202 an die Vorrichtung 210 geliefert werden. Der Strom kann über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung an die Vorrichtung 210 geliefert werden. Beispielsweise kann der Strom der Vorrichtung 210 über eine oder mehrere elektrische Verbindungen zwischen der Andockstation 202 und der Vorrichtung 210 zugeführt werden.
  • Bei [E] empfängt die Vorrichtung 210 den Strom und liefert den Strom an die eine oder die mehreren Batterien 208. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können den bereitgestellten Strom nutzen, um eine leere Batterie der einen oder mehreren Batterien 208 aufzuladen. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können gemäß Ladeverfahren für den entsprechenden Batterietyp geladen werden. Wenn es sich bei der einen oder den mehreren Batterien 208 beispielsweise um Lithium-Ionen-Batterien handelt, können die eine oder die mehreren Batterien 208 durch Laden mit konstantem Strom/konstanter Spannung geladen werden. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können mehrere Zellen über die eine oder die mehreren Batterien 208 hinweg umfassen und jede Zelle kann auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden. In einigen Ausführungen kann der an die eine oder die mehreren Batterien 208 gelieferte Strom bewirken, dass Elektronen oder Ionen in einer Zelle der einen oder mehreren Batterien 208 fließen und, während die Elektronen oder Ionen fließen, die eine oder mehreren Batterien 208 aufladen. Die eine oder die mehreren Batterien 208 können entsprechend einer Laderate wieder aufgeladen werden. Beispielsweise können die eine oder die mehreren Batterien 208 mit einer Rate von etwa 1 Ampere pro Stunde aufgeladen werden. Die eingestellte Spannung kann einem Spannungsschwellenwert entsprechen, und bei Erreichen des Spannungsschwellenwerts können die eine oder die mehreren Batterien 208 als vollständig aufgeladen bezeichnet und die Verbindung zwischen der einen oder den mehreren Batterien 208 und der Andockstation 202 kann beendet werden. Die Andockstation 202 kann die eine oder die mehreren Batterien 208 auf einer Nennspannung halten. Zum Beispiel kann die Andockstation 202 die eine oder die mehreren Batterien 208 bei etwa 50 % Spannung halten.
  • Ladesysteme mit einer Stromversorgung und einer Diode
  • 2B zeigt eine Beispielkonfiguration eines Ladesystems 200B mit einer individuellen Stromversorgung 220 gemäß einigen Ausführungsformen. Die individuelle Stromversorgung 220 kann verschiedene Komponenten zum Laden einer Vorrichtung enthalten. Die individuelle Stromversorgung 220 kann eine oder mehrere Spannungsquellen 226 und einen Kondensator 228 enthalten. Die individuelle Stromversorgung 220 kann in elektronischer Verbindung mit einer oder mehreren Dioden 222 und einer Batterie 224 stehen. Die individuelle Stromversorgung 220 kann die Batterie zu einem Zeitpunkt aufladen, der nach dem Anschluss der Batterie 224 liegt, und dabei die Höhe des Einschaltstroms, der der Batterie 224 zugeführt oder an sie angelegt wird, begrenzen oder einschränken.
  • Die individuelle Stromversorgung 220 kann eine Spannungsquelle 226 umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Spannung erzeugt und die Spannung an eine mit der Spannungsquelle 226 verbundene Last liefert. Die Spannungsquelle 226 kann auch einen Strom erzeugen und den Strom an die Last liefern. Die Spannungsquelle 226 kann eine Spannung gemäß bekannten Implementierungen erzeugen. So kann die Spannungsquelle 226 beispielsweise eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung erzeugen. In einigen Ausführungen kann die Spannungsquelle 226 aus einer oder mehreren Komponenten bestehen, die so konfiguriert sind, dass sie eine erste Spannung empfangen und eine zweite Spannung erzeugen. Die Spannungsquelle 226 kann so konfiguriert sein, dass sie eine oder mehrere Operationen an einer von der Spannungsquelle 226 empfangenen ersten Spannung durchführt, wie etwa eine Transformation, eine Gleichrichtung usw.
  • In einigen Ausführungen kann die individuelle Stromversorgung 220 einen Kondensator 228 enthalten. Der Kondensator 228 kann einen von der Spannungsquelle 226 erzeugten Strom empfangen und kann auf der Grundlage des empfangenen Stroms aufgeladen werden. Der Kondensator 228 kann mehrere Platten enthalten, die bei Empfang eines Stroms elektrische Energie speichern. Der Kondensator 228 kann die Strom- und/oder Spannungsmenge begrenzen, die durch den Kondensator 228 fließen oder ihn umgehen kann, wenn der Kondensator 228 bei der Initialisierung der individuellen Stromversorgung 220 und/oder der Spannungsquelle 226 geladen wird. Wenn sich der Kondensator 228 beispielsweise auf eine bestimmte Spannung auflädt, begrenzt der Kondensator 228 die Strommenge, die durch den Kondensator 228 fließt. Sobald die eingestellte Spannung erreicht ist, ermöglicht die Diode 222, dass Strom aus dem Kondensator 228 zu fließen beginnt. Ein Fachmann wird erkennen, dass der Kondensator 228 durch die Begrenzung der Strommenge, die von der Spannungsquelle 226 her fließt, den Einschaltstrom, der einer Last zugeführt wird, weiter begrenzen kann. Der Kondensator 228 kann als beliebiger Kondensatortyp implementiert werden. Beispielsweise kann der Kondensator 228 ein Bypass-Kondensator sein. Der Kondensator 228 kann beliebige Materialien wie Glas, Keramik, Kunststoff usw. aufweisen. In anderen Ausführungen kann es der Fall sein, dass die individuelle Stromversorgung 220 keinen Kondensator 228 enthält. Die individuelle Stromversorgung 220 kann eine Spannung und einen Strom erzeugen, die anschließend an andere Komponenten des Ladesystems 200B geliefert werden.
  • Die individuelle Stromversorgung 220 kann in elektrischer Verbindung mit einer Diode 222 stehen. Die Diode 222 kann mit der individuellen Stromversorgung 220 verdrahtet sein. In einigen Ausführungen können die Diode 222 und die individuelle Stromversorgung 220 in einem entsprechenden Gehäuse wie einer Andockstation untergebracht sein. In anderen Ausführungsformen kann die Diode 222 in einer ersten Vorrichtung untergebracht sein, die elektronisch mit der individuellen Stromversorgung 220 verbunden ist, die in einer zweiten Vorrichtung untergebracht sein kann. Die Diode 222 kann eine thermionische Diode, eine Halbleiterdiode oder eine andere Art von Diode sein.
  • Die Diode 222 kann eine Diode sein, die entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung vorgespannt ist und den Strom begrenzen kann, der in eine Richtung fließen kann, bevor die individuelle Stromversorgung 220 aktiviert wird. In einigen Ausführungen kann die Batterie 224 einer höheren Spannung entsprechen als die individuelle Stromversorgung 220. Wenn zum Beispiel die Batterie 224 nicht vollständig entladen ist und die individuelle Stromversorgung 220 deaktiviert ist, kann die Spannung der Batterie 224 größer sein und der Strom kann versuchen, von der Batterie 224 zur individuellen Stromversorgung 220 zu fließen. Die Diode 222 kann so implementiert sein, dass sie einen solchen Stromfluss von der Batterie 224 zu der individuellen Stromversorgung 220 verhindert, bevor die individuelle Stromversorgung 220 auf der Grundlage der Vorspannung der Diode 222 aktiviert wurde. Beispielsweise kann die Diode 222 als Vorwärtsvorspannungsdiode implementiert sein, um zu verhindern, dass Strom von der Batterie 224 zu der individuellen Stromversorgung 220 fließt. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Diode 222 durch die Begrenzung der Stromflussrichtung, d. h. durch die Verhinderung des Stromflusses von der Batterie 224 zu der individuellen Stromversorgung 220, Schäden an der individuellen Stromversorgung 220 verhindern kann.
  • Durch die Implementierung der Diode 222 inline mit der individuellen Stromversorgung 220 und der Batterie 224 vor der Aktivierung der individuellen Stromversorgung 220 kann das Ladesystem 200B weiterhin sicherstellen, dass eine geeignete oder kompatible Batterie an das System 200B angeschlossen wurde. Die Diode 222 kann einen Strom oder eine Spannung von der Batterie 224 überwachen, um sicherzustellen, dass die Batterie 224 bestimmte Spezifikationen erfüllt, die mit dem Ladesystem 200B verbunden sind. Zum Beispiel kann das Ladesystem 200B Batterien mit bestimmten Ladefähigkeiten, Spannungen, Strömen oder anderen elektronischen Fähigkeiten unterstützen. Das Ladesystem 200B kann so konfiguriert sein, dass es einen oder mehrere Werte der Batterie 224 mit den elektronischen Fähigkeiten vergleicht, bevor es die individuelle Stromversorgung 220 aktiviert. Falls das Ladesystem 200B feststellt, dass eine ungeeignete oder inkompatible Batterie an das Ladesystem 200B angeschlossen ist, kann das Ladesystem 200B die individuelle Stromversorgung 220 nicht aktivieren. Wenn das Ladesystem 200B feststellt, dass eine geeignete Batterie an das Ladesystem 200B angeschlossen ist, kann das Ladesystem 200B die individuelle Stromversorgung 220 aktivieren. Durch die Implementierung der Diode 222 kann das Ladesystem 200B daher eine Batterieprüfung durchführen, um sicherzustellen, dass die Batterie 224 in Ordnung ist.
  • Nach der Freigabe der individuellen Stromversorgung 220 kann die Diode 222 über eine elektrische Verbindung mit der individuellen Stromversorgung 220 einen Strom und eine Spannung empfangen. Die individuelle Stromversorgung 220 kann zu einem ersten Zeitpunkt aktiviert werden und anschließend den Strom und die Spannung an die Diode 222 liefern. Die Diode 222 kann so konfiguriert sein, dass sie den Strom, der während einer bestimmten Zeitspanne durch die Diode 222 fließen kann, auf der Grundlage der Spannung der individuellen Stromversorgung 220 drosselt oder begrenzt. Die Diode 222 kann den Strom begrenzen, der durch die Diode 222 fließt, wenn die an die Diode 222 angelegte Spannung innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs liegt. Zum Beispiel kann die Diode 222 den Stromfluss durch die Diode 222 begrenzen, wenn die an die Diode 222 angelegte Spannung zwischen etwa 0 und etwa 0,7 Volt liegt. Die an die Diode 222 angelegte Spannung kann gleich der Spannung der individuellen Stromversorgung 220 sein oder zumindest teilweise auf dieser basieren. Dabei kann ein minimaler Strom von der individuellen Stromversorgung 220 zur Batterie 224 geleitet werden. Wenn die Spannung der individuellen Stromversorgung 220 und die entsprechende Spannung der Diode 222 ansteigt, kann die Diode 222 beginnen, Strom durch die Diode 222 fließen zu lassen. Wenn beispielsweise die an die Diode 222 angelegte Spannung 0,8 Volt erreicht, kann die Diode 222 beginnen, Strom über die Diode 222 zu leiten. Anschließend kann der Strom von der individuellen Stromversorgung 220 zur Batterie 224 geleitet werden. Die anfängliche Begrenzung des Stroms durch die Diode 222 kann einer ersten Zeitspanne entsprechen, und die anschließende Freigabe des Stroms durch die Diode 222 kann einer zweiten Zeitspanne entsprechen. Die anfängliche Begrenzung des Stroms durch die Diode 222 kann den Einschaltstrom, der der Batterie 224 zugeführt wird, weiter begrenzen.
  • Die Batterie 224 kann über die Diode 222 in elektrischer Verbindung mit der Diode 222 und der individuellen Stromversorgung 220 stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 224 in einem Gehäuse untergebracht sein, das von der individuellen Stromversorgung 220 und/oder der Diode 222 getrennt ist, beispielsweise in einem mobilen Roboter. In anderen Ausführungen kann die Batterie 224 in demselben Gehäuse untergebracht sein wie eine oder mehrere der individuellen Stromversorgungen 220 und/oder die Diode 222. Die Batterie 224 kann den Strom aufnehmen, der von der individuellen Stromversorgung 220 erzeugt und von der Diode 222 während einer nachfolgenden Zeitspanne freigegeben wird. Die Batterie 224 kann einen Anfangsstrom erhalten, nachdem die individuelle Stromversorgung 220 für eine erste Zeitspanne aktiviert worden ist, wodurch der Einschaltstrom, der der Batterie 224 zugeführt wird, verringert wird. Die Batterie 224 kann anschließend auf der Grundlage des zugeführten Stroms und der entsprechenden Spannung aufgeladen werden.
  • Ladesysteme mit mehreren Stromversorgungen und mehreren Dioden
  • 3 zeigt eine Beispielkonfiguration eines Ladesystems 300 mit mehreren Stromversorgungen gemäß einigen Ausführungsformen. Das Ladesystem 300 kann dem Ladesystem 200B von 2B ähnlich sein, enthält jedoch darstellungsgemäß mehrere Stromversorgungen in Verbindung mit der Batterie. Konkret liefert, wie in 3 gezeigt, jede Stromversorgung innerhalb der mehreren Stromversorgungen (z.B. 302A - 302X) Strom und Spannung an eine entsprechende Diode, die dann den Strom und die Spannung an eine Batterie eines mobilen Roboters liefert. Die mehreren Stromversorgungen können gemeinsam denselben Strom liefern, den eine herkömmliche Stromversorgung liefern kann. Wenn beispielsweise eine herkömmliche Stromversorgung 12 Ampere Strom liefert, wie hier beschrieben, kann in einem System mit 12 Stromversorgungen jede Stromversorgung 1 Ampere Strom liefern, und die Batterie kann immer noch 12 Ampere Strom erhalten. Durch den Einsatz mehrerer Stromversorgungen ändert sich die von jeder Stromversorgung gelieferte Strommenge. Somit kann das Ladesystem 300 mit einer beliebigen Anzahl von Stromversorgungen und einem beliebigen Strom aufgebaut werden.
  • Das Ladesystem 300 kann eine Andockstation 306 umfassen, die zur Aufnahme eines mobilen Roboters 310 konfiguriert ist. In anderen Implementierungen kann der mobile Roboter 310 jede andere elektronische Vorrichtung sein. Die Andockstation 306 kann ferner mehrere Stromversorgungen umfassen, um eine Batterie 312 des mobilen Roboters 310 zu laden. In einigen Ausführungen kann der mobile Roboter 310 mehrere Batterien enthalten, und die mehreren Stromversorgungen können auf die mehreren Batterien aufgeteilt werden. So kann beispielsweise eine erste Anzahl von Stromversorgungen zum Laden einer ersten Batterie des mobilen Roboters 310 und eine zweite Anzahl von Stromversorgungen zum Laden einer zweiten Batterie des mobilen Roboters 310 verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann der mobile Roboter 310 mehrere Batterien enthalten, und die mehreren Stromversorgungen können zum Laden der mehreren Batterien verwendet werden. Beispielsweise kann jede der mehreren Stromversorgungen zum Laden einer ersten Batterie und einer zweiten Batterie des mobilen Roboters 310 verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Batterie zum Aufladen mit der Andockstation 306 aus dem mobilen Roboter 310 entfernt werden.
  • Die Andockstation 306 kann eine beliebige Anzahl von Stromversorgungen und entsprechenden Dioden umfassen. Insbesondere, wie in 3 gezeigt, umfasst die Andockstation 306 XStromversorgungen und XDioden, wobei Xeine beliebige Zahl sein kann. Jede Stromversorgung der Andockstation 306 (z.B. die Stromversorgungen 302A, 302B, 302C, 302D, 302E, ..., 302X) kann eine Spannung und einen Strom erzeugen. Jede Stromversorgung kann mit jeder anderen Stromversorgung parallel geschaltet sein. In anderen Ausführungen können die Stromversorgungen in Reihe oder in anderen Konfigurationen angeschlossen sein. Die Spannung und der Strom können zumindest teilweise auf der Grundlage einer Spannung und eines Stroms erzeugt werden, die von einer anderen Stromquelle (z.B. einer Steckdose) an die Andockstation 306 geliefert werden. Jede Stromversorgung kann dieselbe Spannung und denselben Strom erzeugen, basierend auf der Spannung und/oder der Spannung, für die die Andockstation 306 konfiguriert ist, um sie zu liefern, oder für die der mobile Roboter 310 konfiguriert ist, um sie zu empfangen. Jede Stromversorgung kann einen Teil des von der Andockstation 306 erzeugten Gesamtstroms erzeugen, der auf der Anzahl der Stromversorgungen in der Andockstation 306 basiert. Jede Stromversorgung kann außerdem eine Spannung erzeugen, die auf der von der Andockstation 306 erzeugten Spannung basiert. Wenn die Andockstation 306 beispielsweise 12 Ampere und 3 Volt erzeugt und 12 Stromversorgungen umfasst, kann jede Stromversorgung 1 Ampere und 3 Volt erzeugen. In anderen Ausführungen können die Stromversorgungen der mehreren Stromversorgungen unterschiedliche Ströme und/oder unterschiedliche Spannungen erzeugen. Die Verwendung mehrerer Stromversorgungen kann eine Ausfallsicherung im Falle eines Ausfalls einer der Stromversorgungen ermöglichen. Darüber hinaus kann der geringere Strom, der von jeder der Stromversorgungen bereitgestellt wird, die durch den Ausfall einer Stromversorgung verursachten Schäden verringern. Darüber hinaus kann die Verwendung mehrerer Stromversorgungen zu einem skalierbaren Ladesystem führen, bei dem die Anzahl der Stromversorgungen dynamisch nach oben oder unten skaliert werden kann. Die Stromversorgungen können beispielsweise in drei Phasen implementiert werden, und die Anzahl der Stromversorgungen kann um eine Dreierpotenz nach oben oder unten skaliert werden.
  • Jede Stromversorgung der Mehrzahl von Stromversorgungen kann ferner in elektrischer Verbindung mit einer Diode einer Mehrzahl von Dioden stehen (z.B. Dioden 304A, 304B, 304C, 304D, 304E, ..., 304X). Wie in 3 dargestellt, kann die Mehrzahl der Dioden in der Andockstation 306 enthalten sein. In einigen Ausführungen kann die Mehrzahl der Dioden in einer separaten Vorrichtung wie einer Zwischenvorrichtung oder als Teil des mobilen Roboters 310 enthalten sein. In anderen Ausführungsformen enthält das Ladesystem 300 möglicherweise keine Dioden. Jede Diode der mehreren Dioden kann einen entsprechenden Strom und eine entsprechende Spannung von einer entsprechenden Stromversorgung empfangen und, wie zuvor unter Bezugnahme auf die 2A und 2B erörtert, den Strom begrenzen, der während einer ersten Zeitspanne durch die Diode fließt. Jede Diode der mehreren Dioden kann anschließend den Stromfluss durch die jeweilige Diode während einer entsprechenden Zeitspanne ermöglichen.
  • Jede Diode kann so konfiguriert sein, dass sie während einer anderen Zeitspanne Strom freigibt, was auf einer aufeinanderfolgenden Freigabe der mehreren Stromversorgungen basiert. Vor und/oder bei der Verbindung der Andockstation 306 mit dem mobilen Roboter 310 kann jede Stromversorgung der Mehrzahl von Stromversorgungen deaktiviert werden. Beim Verbinden der Andockstation 306 mit dem mobilen Roboter 310 können die mehreren Stromversorgungen wenig oder keinen Strom an die mehreren Dioden liefern. Nach Erhalt eines Hinweises, dass die Andockstation 306 und der mobile Roboter 310 verbunden wurden, kann die Andockstation 306 jede der mehreren Stromversorgungen in schneller Folge aktivieren. Beispielsweise kann eine erste Stromversorgung in einer ersten Zeitspanne (z.B. 1 ms) aktiviert werden, eine zweite Stromversorgung kann in einer zweiten Zeitspanne (z.B. 2 ms) aktiviert werden, eine dritte Stromversorgung kann in einer dritten Zeitspanne (z.B. 3 ms) aktiviert werden usw. Es versteht sich, dass die Stromversorgungen in beliebiger Reihenfolge und in beliebigen Zeitabständen aktiviert werden können. In einigen Ausführungsformen können die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Aktivierungen von Stromversorgungen variieren. Beispielsweise kann die Zeitspanne zwischen der Freigabe der ersten und der zweiten Stromversorgung 5 ms und die Zeitspanne zwischen der Freigabe der zweiten und der dritten Stromversorgung 11 ms betragen. Die Reihenfolge der Freigaben und die Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden Freigaben können Bestimmungen mit offenem Regelkreis sein. In einigen Implementierungen können die Reihenfolge der Freigaben und die Zeiträume zwischen aufeinanderfolgenden Freigaben von einem Benutzer der Andockstation 306 und/oder des mobilen Roboters 310 festgelegt werden. Beispielsweise kann der Benutzer mehrere Stromversorgungen manuell aktivieren oder er kann eine Zeitspanne festlegen, die zwischen aufeinanderfolgenden Aktivierungen von Stromversorgungen genutzt werden soll. Eine solche aufeinanderfolgende Aktivierung der mehreren Stromversorgungen kann außerdem verhindern, dass dem mobilen Roboter 310 ein Einschaltstrom wie bei einer einzigen Stromversorgung zugeführt wird, da eine Stromversorgung, die nur einen Bruchteil des Stroms des Ladesystems 300 darstellt, zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert wird. Daher wird der Einschaltstrom, der bei Aktivierung einer Stromversorgung aus den mehreren Stromversorgungen bereitgestellt wird, stark reduziert, und nach der Aktivierung jeder Stromversorgung ist das Ladesystem 300 in der Lage, einen gewünschten Strom mit reduziertem Einschaltstrom aufrechtzuerhalten.
  • Nach der Freigabe eines Stroms einer entsprechenden Stromversorgung aus den mehreren Stromversorgungen kann der Strom an eine Batterie 312 des mobilen Roboters 310 übertragen werden. Der Strom kann über eine kabelgebundene Verbindung zwischen der Andockstation 306 und dem mobilen Roboter 310 übertragen werden. In anderen Implementierungen können die Andockstation 306 und der mobile Roboter 310 für drahtloses Laden konfiguriert sein. Die sukzessive Aktivierung der Stromversorgungen und die entsprechende Freigabe des Stroms durch die Dioden kann dazu führen, dass die Batterie 312 sukzessive einen höheren Strom erhält, bis ein gewünschter Strompegel erreicht ist. Die Batterie 312 kann durch die Andockstation 306 während der sukzessiven Aktivierung der Stromversorgungen geladen werden, und jede sukzessive Aktivierung kann zu einer erhöhten Laderate der Batterie 312 führen.
  • Treppenförmiger Strom
  • 4 ist ein Datendiagramm 400, das eine Ausführungsform einer Ladebatterie zeigt, die in den verschiedenen hier beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden kann. Das Datendiagramm 400 kann dem in 3 dargestellten Ladesystem 300 entsprechen. Das Datendiagramm 400 veranschaulicht eine Beispielgrafik des Stroms, der einer Batterie im Laufe der Zeit zugeführt wird. Der Strom kann von mehreren Stromversorgungen bereitgestellt werden, die in schneller Folge aktiviert werden. Jede Stromversorgung kann einen Teil des Gesamtstroms liefern, der der Batterie zugeführt wird, und der Gesamtstrom kann „treppenförmig“ erzeugt werden, wie in 4 zu sehen. In dem im Datendiagramm 400 dargestellten Beispiel wird der Batteriestrom 401 überwacht, bevor der Strom durch eine der Dioden freigegeben wird. Ferner wird der Batteriestrom 401 überwacht, bevor irgendeine der Stromversorgungen aktiviert wird. Im Datendiagramm 400 ist der Batteriestrom 401 in Bezug auf eine Stromachse 402 und eine Zeitachse 404 aufgezeichnet. Die Stromachse 402 kann einer beliebigen Einheit des Stroms entsprechen. Zum Beispiel kann die Stromachse 402 Ampere, Milliampere (mA), Mikroampere usw. entsprechen. Die Zeitachse 404 kann einer beliebigen Zeiteinheit entsprechen. So kann die Zeitachse 404 beispielsweise Sekunden, Millisekunden (ms), Mikrosekunden usw. entsprechen. Ferner können die Ticks auf der Stromachse 402 und/oder der Zeitachse 404 gleichmäßigen Verteilungen von Strom und/oder Zeit entsprechen. Zum Beispiel kann jeder Tick auf der Zeitachse 404 einer ms entsprechen. In anderen Ausführungsformen können die Ticks auf der Stromachse 402 und/oder der Zeitachse 404 unterschiedlichen Verteilungen von Strom und/oder Zeit entsprechen.
  • Vor einem ersten Zeitintervall 412 (z.B. eine Millisekunde) kann die Mehrzahl der Stromversorgungen deaktiviert sein und der Batteriestrom 401, der der Batterie zugeführt wird, kann Null sein. Außerdem können vor dem ersten Zeitintervall 412 eine Andockstation und eine Vorrichtung verbunden werden. Anschließend, im ersten Zeitintervall 412, kann eine erste Stromversorgung durch die Andockstation aktiviert werden und eine Diode der ersten Stromversorgung kann den Stromfluss von der ersten Stromversorgung zur Batterie begrenzen. In einem zweiten Zeitintervall 414 kann eine der ersten Stromversorgung entsprechende Diode den Stromfluss von der ersten Stromversorgung zur Batterie freigeben, und der Batteriestrom 401 kann gleich einem ersten Strom 418 (z.B. 0,3 mA) sein. Der erste Anstieg des Stroms kann einer ersten Stufe 406 des treppenförmigen Stroms entsprechen, und der erste Strom 418 kann für eine gewisse Zeit an der Batterie gehalten werden. Zusätzlich kann im zweiten Zeitintervall 414 eine zweite Stromversorgung durch die Andockstation aktiviert werden, und eine Diode der zweiten Stromversorgung kann den Stromfluss von der zweiten Stromversorgung zur Batterie begrenzen. In einem dritten Zeitintervall 416 kann eine der zweiten Stromversorgung entsprechende Diode den Stromfluss von der zweiten Stromversorgung zur Batterie ermöglichen, und der Batteriestrom 401 kann einem zweiten Strom 420 (z.B. 6 mA) entsprechen, wobei der zweite Strom 420 einem durch die erste Stromversorgung verursachten Stromanstieg plus einem durch die zweite Stromversorgung verursachten Stromanstieg entspricht. Der zweite Stromanstieg bis zu einer zweiten Stufe 408 des Treppenstroms und der zweite Strom 420 können für eine bestimmte Zeit an der Batterie gehalten werden. Der treppenförmige Prozess kann sich für jede von mehreren Stromversorgungen wiederholen, wobei jede Stromversorgung einer Stufe des treppenförmigen Prozesses entspricht. Die Anzahl der Stufen und die entsprechende Anzahl der Stromversorgungen kann zumindest teilweise auf dem gewünschten Strom basieren, der der Batterie zugeführt werden soll. Wenn beispielsweise ein höherer Strom gewünscht wird, können mehr Stromversorgungen in die Ladestation integriert werden, und darstellungsgemäß können mehr Stufen in dem Treppenstufenverfahren verwendet werden.
  • Im Beispiel von 4 entspricht jede Stromversorgung einem gleichmäßigen Stromanstieg. In einigen Ausführungen können die von den einzelnen Stromversorgungen verursachten Stromerhöhungen unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann eine erste Stromversorgung 0,5 Ampere und eine zweite Stromversorgung 0,9 Ampere entsprechen. Außerdem wird im Beispiel von 4 jede Stromversorgung in gleichmäßigen Zeitabschnitten aktiviert und jede Diode schaltet den Strom in gleichmäßigen Zeitabschnitten frei. In einigen Ausführungen kann die Zeitspanne zwischen der Aktivierung der jeweiligen Stromversorgungen und die Zeitspanne zwischen der Freigabe des Stroms durch die Dioden variieren. Beispielsweise kann eine erste Stromversorgung bei 1 Millisekunde aktiviert werden, die Diode der ersten Stromversorgung kann bei 3 Millisekunden den Strom freigeben, die zweite Stromversorgung kann bei vier Millisekunden aktiviert werden, und die Diode der zweiten Stromversorgung kann bei 8 Millisekunden den Strom freigeben.
  • Aktivieren einer Stromversorgung für eine Batterie
  • 5 ist ein Datendiagramm 500, das eine Ausführungsform einer Ladebatterie zeigt, die in den verschiedenen hier beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden kann. Das Datendiagramm 500 kann dem in 2B offenbarten Ladesystem entsprechen. Das Datendiagramm 500 veranschaulicht ein Beispieldiagramm eines Prozesses zur Implementierung des Ladesystems. Das illustrative Ladesystem kann eine Stromversorgung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Batterie auflädt und gleichzeitig den Einschaltstrom begrenzt. In dem im Datendiagramm 500 dargestellten Beispiel ist die Batteriespannung 514 vor und während des Ladens durch das Ladesystem aufgezeichnet. Außerdem ist die Batteriespannung 514 im Verhältnis zu einer Freigabe 510 der entsprechenden Stromversorgung aufgezeichnet. Zusätzlich sind die Stromversorgungsspannung 512 und der Stromversorgungsstrom 516 relativ zur Batteriespannung 514 aufgezeichnet. Im Datendiagramm 500 sind die Freigabe 510, die Stromversorgungsspannung 512, die Batteriespannung 514 und der Stromversorgungsstrom 516 jeweils in Bezug auf eine erste Achse 502 und eine zweite Achse 504 aufgetragen. Die zweite Achse 504 kann einer Zeitachse entsprechen, die in einer beliebigen Zeiteinheit gemessen werden kann. Beispielsweise kann die zweite Achse 504 Sekunden, Millisekunden, Mikrosekunden usw. entsprechen. Die erste Achse 502 kann einer Spannungsachse entsprechen, die Spannungseinheiten für die Freigabe 510, die Stromversorgungsspannung 512 und die Batteriespannung 514 misst. Die erste Achse 502 kann ferner einer Stromachse entsprechen, die Stromeinheiten für den Stromversorgungsstrom 516 misst. Ferner können die Ticks auf der ersten Achse 502 und/oder der zweiten Achse 504 gleichmäßigen Verteilungen von Strom, Spannung und/oder Zeit entsprechen. Zum Beispiel kann jeder Tick auf der zweiten Achse 504 einer Millisekunde entsprechen. In anderen Ausführungen können die Ticks auf der ersten Achse 502 und/oder der zweiten Achse 504 unterschiedlichen Strom-, Spannungs- und/oder Zeitverteilungen entsprechen.
  • Im Beispiel von 5 kann das Ladesystem in einem ersten Zeitintervall 520 (z.B. eine ms) eine Freigabe 510 empfangen, die einem Wert 526 entspricht, der anzeigt, dass das Ladesystem die Stromversorgung freigeben soll. In einigen Fällen kann die Freigabe 510 vor dem ersten Zeitintervall 520 gleich Null sein oder eine logische Null darstellen, und im ersten Zeitintervall 520 kann die Freigabe 510 gleich Eins gesetzt sein oder eine logische Eins darstellen. Ferner kann die Freigabe 510 einem vom Ladesystem empfangenen Spannungswert entsprechen. Als Reaktion auf die Freigabe 510 wird im ersten Zeitintervall 520 die Stromversorgungsspannung 512 freigegeben und beginnt mit der Initialisierung. Die Stromversorgungsspannung 512 kann allmählich von Null auf eine Schwellenspannung ansteigen und damit beginnen, die Stromversorgungsspannung 512 an einen entsprechenden Kondensator zu liefern. Während die Stromversorgungsspannung 512 einem entsprechenden Kondensator zugeführt wird, bleibt die Batteriespannung 514 im ersten Zeitintervall 520 auf einem Restspannungspegel 528, der der Batteriespannung 514 vor dem Laden durch die Stromversorgung entspricht. Der Restspannungspegel 528 kann einem beliebigen Spannungswert entsprechen, und in einigen Ausführungen kann der Restspannungspegel 528 einer vollständig geladenen Batterie entsprechen. Ferner ist der Stromversorgungsstrom 516 im ersten Zeitintervall 520 gleich Null, da die Stromversorgung einen entsprechenden Kondensator aktivieren kann, bevor Strom geliefert wird. In einigen Ausführungsformen enthält die Stromversorgung möglicherweise keinen entsprechenden Kondensator, und der Stromversorgungsstrom 516 kann im ersten Zeitintervall 520 initialisiert werden.
  • In einem zweiten Zeitintervall 521 wird der Kondensator durch die Stromversorgung aufgeladen, und der Stromversorgungsstrom 516 beginnt allmählich anzusteigen. Der Stromversorgungsstrom 516 kann allmählich von Null auf einen Schwellenstrom 524 ansteigen, und die Stromversorgungsspannung 512 und der Stromversorgungsstrom 516 können einer Diode zugeführt werden. Während der Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitintervall 521 und dem dritten Zeitintervall 522 kann die Diode verhindern, dass der Stromversorgungsstrom 516 zur Batterie fließt. Außerdem kann die Diode jegliche Änderung der Batteriespannung 514 verhindern. Im dritten Zeitintervall 522 kann die Diode den Fluss des Stromversorgungsstroms 516 von der Stromversorgung zur Batterie auf dem Schwellenstrom 524 ermöglichen. Der Schwellenstrom 524 kann ferner einer Stufe des in 4 dargestellten Treppenstufenprozesses entsprechen. Außerdem kann die Batteriespannung 514 ab dem dritten Zeitintervall 522 auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung 512 allmählich ansteigen. Auf diese Weise kann das Ladesystem die Höhe des Einschaltstroms begrenzen, der der Batterie während des Ladevorgangs zugeführt wird.
  • 6 zeigt ein Verfahren 600, das von einem Ladesystem ausgeführt wird, das eine Diode zur Begrenzung des Einschaltstroms verwendet, gemäß einigen Beispielen der offenbarten Technologien. Das Ladesystem kann beispielsweise dem Ladesystem 300 ähnlich sein und kann mehrere Stromversorgungen ähnlich den (Stromversorgungen 302A, 302B, 302C, 302D, 302E, ..., 302X) und mehrere Dioden ähnlich den (Dioden 304A, 304B, 304C, 304D, 304E, ..., 304X) enthalten. Das Ladesystem kann mehrere Stromversorgungen und mehrere Dioden umfassen, wobei jede Stromversorgung in Reihe mit einer entsprechenden Diode geschaltet ist.
  • In Block 602 nimmt das Ladesystem eine Batterie zum Laden auf. Die Batterie kann mit einer Andockstation verbunden werden, um die Batterie zu laden. Die Batterie kann einer größeren Vorrichtung entsprechen, z.B. einem mobilen Roboter, der mit der Andockstation verbunden wird. Die Andockstation kann eine oder mehrere Stromversorgungen und einen Satz aus einer oder mehreren Dioden enthalten. Jede der einen oder mehreren Stromversorgungen kann bei Anschluss der Batterie an die Andockstation deaktiviert sein.
  • In Block 604 schaltet das Ladesystem eine erste Stromversorgung der einen oder mehreren Stromversorgungen frei. Die erste Stromversorgung kann in Reaktion auf eine empfangene Eingabe oder eine Benutzeranforderung aktiviert werden. In einigen Ausführungsformen kann die erste Stromversorgung zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert werden, nachdem die Andockstation und die Batterie angeschlossen wurden. Beispielsweise kann die erste Stromversorgung 3 ms nach dem Anschluss der Andockstation und der Batterie aktiviert werden. Die Freigabe der ersten Stromversorgung kann beinhalten, dass die erste Stromversorgung eine Spannung und einen Strom erzeugen darf. In anderen Ausführungsformen kann die Aktivierung der ersten Stromversorgung die Freigabe einer physischen Verbindung zwischen der ersten Stromversorgung und einer entsprechenden ersten Diode umfassen. Nach Aktivierung der ersten Stromversorgung kann die erste Stromversorgung beginnen, eine Spannung und einen Strom zu erzeugen.
  • In Block 606 erzeugt die erste Stromversorgung eine Spannung und einen Strom und liefert die Spannung und den Strom an eine erste Diode, die mit der ersten Stromversorgung in Reihe verbunden ist. Die erste Diode verhindert, dass der Strom der ersten Stromversorgung während einer ersten Zeitspanne von der ersten Stromversorgung zur Batterie fließt, und zwar auf der Grundlage der Spannung der Stromversorgung und der entsprechenden an der ersten Diode angelegten Spannung. Beispielsweise kann die erste Diode den Strom der ersten Stromversorgung begrenzen, wenn die Spannung der ersten Stromversorgung zwischen 0 und 0,7 Volt liegt, wobei die Spannung der ersten Stromversorgung der ersten Zeitspanne entspricht.
  • In Block 608 kann die Spannung der ersten Stromversorgung allmählich ansteigen, und als Reaktion auf die Spannung der ersten Stromversorgung ermöglicht die erste Diode den Stromfluss von der ersten Stromversorgung zur Batterie während einer zweiten Zeitspanne. Zum Beispiel kann die erste Diode den Strom der ersten Stromversorgung freigeben, wenn die Spannung der ersten Stromversorgung größer als 0,7 Volt ist. Die Spannung der ersten Stromversorgung entspricht ferner der zweiten Zeitspanne. Anschließend kann die Batterie in der zweiten Zeitspanne beginnen, Strom zu empfangen und mit dem Ladevorgang beginnen, während der der Batterie zugeführte Einschaltstrom begrenzt wird.
  • Bestimmte Terminologie
  • Die hier verwendeten Orientierungsbegriffe wie „oben“, „unten“, „proximal“, „distal“, „längs“, „seitlich“ und „Ende“ werden im Zusammenhang mit dem dargestellten Beispiel verwendet. Die vorliegende Offenbarung sollte jedoch nicht auf die dargestellte Ausrichtung beschränkt sein. Tatsächlich sind andere Ausrichtungen möglich und fallen in den Umfang dieser Offenbarung. Hier verwendete Begriffe, die sich auf kreisförmige Formen beziehen, wie z.B. Durchmesser oder Radius, sind nicht so zu verstehen, dass sie perfekte kreisförmige Strukturen erfordern, sondern sollten vielmehr auf jede geeignete Struktur mit einem Querschnittsbereich angewendet werden, der von einer Seite zur anderen gemessen werden kann. Begriffe, die sich auf Formen im Allgemeinen beziehen, wie „kreisförmig“, „zylindrisch“, „halbkreisförmig“ oder „halbzylindrisch“ oder verwandte oder ähnliche Begriffe, müssen nicht streng mit den mathematischen Definitionen von Kreisen oder Zylindern oder anderen Strukturen übereinstimmen, sondern können Strukturen umfassen, die einigermaßen gute Annäherungen darstellen.
  • Konditionale Ausdrücke wie „kann“, „könnte“, „könnte“ oder „kann“, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder im jeweiligen Kontext anders aufzufassen, sollen im Allgemeinen ausdrücken, dass bestimmte Beispiele bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte enthalten oder auch nicht. Derartige bedingte Formulierungen sollen also nicht generell implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte in irgendeiner Weise für ein oder mehrere Beispiele erforderlich sind.
  • Konjunktionale Ausdrücke, wie z.B. „mindestens eines von X, Y und Z“, werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, im bestehenden Kontext allgemein so verstanden, dass ein Gegenstand, ein Begriff usw. entweder X, Y oder Z sein kann. Daher ist mit solchen konjunktiven Ausdrücken nicht generell gemeint, dass bestimmte Beispiele das Vorhandensein von mindestens einem von X, mindestens einem von Y und mindestens einem von Z erfordern.
  • Die hier verwendeten Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ stehen für eine Menge, die nahe an der angegebenen Menge liegt und dennoch eine gewünschte Funktion erfüllt oder ein gewünschtes Ergebnis erzielt. In einigen Beispielen können sich nach Maßgabe des Kontexts die Begriffe „ungefähr“, „etwa“ und „im Wesentlichen“ z.B. auf eine Menge beziehen, die innerhalb von weniger als oder gleich 10 % der angegebenen Menge liegt. Der hier verwendete Begriff „im Allgemeinen“ bezieht sich auf einen Wert, eine Menge oder ein Merkmal, das überwiegend einen bestimmten Wert, eine bestimmte Menge oder ein bestimmtes Merkmal umfasst oder dazu tendiert. In bestimmten Beispielen kann sich der Begriff „im Allgemeinen parallel“ nach Maßgabe des Kontexts auf etwas beziehen, das von einer exakten Parallele um weniger als oder gleich 20 Grad abweicht. Alle Bereiche schließen die Endpunkte ein.
  • Beispielhafte Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine Reihe von nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsformen aufgeführt, die bestimmte oben beschriebene Merkmale enthalten. Diese sind nur beispielhalber aufgeführt und sollten nicht so interpretiert werden, dass sie den Umfang der obigen Beschreibung einschränken.
  • In einer 1. Ausführungsform, ein System zur Begrenzung des Einschaltstroms während des Ladens einer Batterie, wobei das System Folgendes umfasst: einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen, wobei der Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen zum Laden der Batterie konfiguriert ist; eine Andockstation, die so konfiguriert ist, dass sie lösbar mit der Batterie verbunden werden kann; und einen Satz aus einer oder mehreren Dioden, wobei mindestens eine Diode des Satzes aus einer oder mehreren Dioden elektronisch zwischen einer Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen und der Andockstation angeschlossen ist, wobei die mindestens eine Diode konfiguriert ist zum: Drosseln eines ersten Stroms von der Stromversorgung zur Batterie während einer ersten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der Stromversorgung; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der Stromversorgung zur Batterie während einer zweiten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf der Spannung der Stromversorgung.
  • In einer 2. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 1, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor einer Verbindung der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  • In einer 3. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 2, wobei: eine erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird; eine zweite Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne aktiviert wird; und die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne auftreten, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
  • In einer 4. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 2, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen nacheinander aktiviert wird, und zwar zumindest teilweise basierend auf der Verbindung der Andockstation und der Batterie.
  • In einer 5.Ausführungsform, das System der Ausführungsform 1, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen einen Kondensator umfasst, der so konfiguriert ist, dass er vor dem Laden der Batterie geladen wird.
  • In einer 6. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 1, wobei die mindestens eine Diode ferner so konfiguriert ist, dass sie den ersten Strom während der ersten Zeitspanne zumindest teilweise auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Spannung der Stromversorgung und einer Spannung der Batterie drosselt.
  • In einer 7. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 6, wobei die mindestens eine Diode so konfiguriert ist, dass sie den zweiten Strom während der zweiten Zeitspanne zumindest teilweise auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Spannung der Stromversorgung und der Spannung der Batterie freigibt.
  • In einer 8. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 1, wobei die mindestens eine Diode ferner so konfiguriert ist, dass sie einen dritten Strom von der Batterie zur Stromversorgung während einer dritten Zeitspanne drosselt, die auftritt, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
  • In einer 9. Ausführungsform, das System der Ausführungsform 1, wobei die Batterie in einem mobilen Roboter untergebracht ist, wobei der mobile Roboter so konfiguriert ist, dass er an die Andockstation andocken kann.
  • In einer 10. Ausführungsform, ein Verfahren zur Begrenzung des Einschaltstroms während des Ladens einer Batterie, wobei das Verfahren umfasst: Verbinden der Batterie und einer Andockstation, wobei die Andockstation einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen aufweist, der zum Laden der Batterie konfiguriert sind, wobei die Andockstation ferner einen Satz aus einer oder mehreren Dioden umfasst, die mit dem Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen gekoppelt sind; Aktivieren einer ersten Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen; Drosseln eines ersten Stroms von der ersten Stromversorgung zur Batterie durch eine erste Diode des Satzes der einen oder mehreren Dioden während einer ersten Zeitspanne zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der ersten Stromversorgung, wobei die erste Diode elektronisch zwischen der ersten Stromversorgung und der Batterie angeschlossen ist; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der ersten Stromversorgung zur Batterie durch die erste Diode während einer zweiten Zeitspanne zumindest teilweise basierend auf der Spannung der ersten Stromversorgung.
  • In einer 11. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor dem Verbinden der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  • In einer 12. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 11, wobei die erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird, wobei das Verfahren ferner umfasst: Aktivieren einer zweiten Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne, wobei die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne nach dem Verbinden der Andockstation mit der Batterie auftreten.
  • In einer 13. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, ferner umfassend: Aktivieren jeder Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen nacheinander, und zwar zumindest teilweise basierend auf der Verbindung der Batterie und der Andockstation.
  • In einer 14. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen einen Kondensator umfasst, wobei das Verfahren ferner umfasst: Laden eines ersten Kondensators der ersten Stromversorgung, bevor der ersten Diode der erste Strom bereitgestellt wird.
  • In einer 15. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, wobei das Drosseln des ersten Stroms während der ersten Zeitspanne zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der Spannung der ersten Stromversorgung und einer Spannung der Batterie basiert.
  • In einer 16. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 15, wobei die Freigabe des zweiten Stroms während der zweiten Zeitspanne zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der Spannung der ersten Stromversorgung und der Spannung der Batterie basiert.
  • In einer 17. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, ferner umfassend: Bereitstellen der ersten Stromversorgung für die Batterie nach dem Verbinden der Batterie und der Andockstation; und Drosseln eines dritten Stroms von der Batterie zur ersten Stromversorgung zumindest teilweise auf der Grundlage einer Spannung der Batterie.
  • In einer 18. Ausführungsform, das Verfahren der Ausführungsform 10, ferner umfassend: Feststellen, dass die Batterie eine für die Andockstation zulässige Batterie ist, zumindest teilweise auf der Grundlage einer Spannung der Batterie.
  • In einer 19. Ausführungsform, ein Ladegerät aufweisend: einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen, wobei der Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen zum Laden einer Batterie konfiguriert ist; eine Andockstation, die so konfiguriert ist, dass sie lösbar mit der Batterie verbunden werden kann; und einen Satz aus einer oder mehreren Dioden, wobei mindestens eine Diode des Satzes aus einer oder mehreren Dioden elektronisch zwischen einer Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen und der Andockstation angeschlossen ist, wobei die mindestens eine Diode konfiguriert zum: Drosseln eines ersten Stroms von der Stromversorgung zur Batterie während einer ersten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der Stromversorgung; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der Stromversorgung zur Batterie während einer zweiten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf der Spannung der Stromversorgung.
  • In einer 20. Ausführungsform, die Vorrichtung der Ausführungsform 19, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor einer Verbindung der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  • In einer 21. Ausführungsform, die Vorrichtung der Ausführungsform 20, wobei: eine erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird; eine zweite Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne aktiviert wird; und die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne auftreten, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
  • Zusammenfassung
  • Es wurden mehrere anschauliche Beispiele von Ladesystemen für mobile Roboter offenbart. Obwohl diese Offenbarung in Bezug auf bestimmte anschauliche Beispiele und Verwendungen beschrieben wurde, fallen auch andere Beispiele und andere Verwendungen, einschließlich Beispiele und Verwendungen, die nicht alle hier dargelegten Merkmale und Vorteile bieten, in den Umfang dieser Offenbarung. Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können anders angeordnet oder ausgeführt werden als beschrieben, und Komponenten, Elemente, Merkmale, Handlungen oder Schritte können in verschiedenen Beispielen kombiniert, zusammengelegt, hinzugefügt oder weggelassen werden. Alle möglichen Kombinationen und Unterkombinationen von Elementen und Komponenten, die hier beschrieben werden, sollen in dieser Offenbarung enthalten sein. Kein einzelnes Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen ist notwendig oder unerlässlich.
  • Bestimmte Merkmale, die in dieser Offenbarung im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzigen Implementierung beschrieben werden, auch in mehreren Implementierungen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Auch wenn oben Merkmale als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben sind, können ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die Kombination kann als Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beansprucht werden.
  • Jeder Teil jeglicher Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem Beispiel in dieser Offenbarung offenbart oder dargestellt sind, kann mit jedem anderen Teil der Schritte, Prozesse, Strukturen und/oder Vorrichtungen, die in einem anderen Beispiel oder Flussdiagramm offenbart oder dargestellt sind, kombiniert oder verwendet werden (oder anstelle davon). Die hier beschriebenen Beispiele sind nicht als eigenständig und voneinander getrennt zu betrachten. Kombinationen, Variationen und einige Implementierungen der offenbarten Merkmale fallen in den Umfang dieser Offenbarung.
  • Obwohl die Arbeitsgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt oder in der Beschreibung in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, müssen diese Arbeitsgänge nicht in der gezeigten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden oder alle Arbeitsgänge ausgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Andere Vorgänge, die nicht abgebildet oder beschrieben sind, können in die Beispielverfahren und -prozesse einbezogen werden. So können beispielsweise ein oder mehrere zusätzliche Arbeitsgänge vor, nach, gleichzeitig oder zwischen den beschriebenen Arbeitsgängen durchgeführt werden. Darüber hinaus können die Vorgänge in einigen Ausführungen neu angeordnet oder neu geordnet werden. Auch die Trennung verschiedener Komponenten in den oben beschriebenen Ausführungen ist nicht so zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme im Allgemeinen zusammen in ein einziges Produkt integriert oder in mehrere Produkte verpackt werden können. Außerdem fallen einige Implementierungen in den Umfang dieser Offenbarung.
  • Auch wenn illustrative Beispiele beschrieben wurden, fallen alle Beispiele mit gleichwertigen Elementen, Modifikationen, Auslassungen und/oder Kombinationen ebenfalls in den Umfang dieser Offenbarung. Darüber hinaus, obwohl bestimmte Aspekte, Vorteile und neuartige Merkmale hierin beschrieben sind, werden möglicherweise nicht unbedingt alle diese Vorteile gemäß einem bestimmten Beispiel erreicht. Beispielsweise erreichen einige Beispiele im Rahmen dieser Offenbarung einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hierin beschrieben sind, ohne notwendigerweise andere hierin beschriebene oder vorgeschlagene Vorteile zu erreichen. Ferner können einige Beispiele andere Vorteile als die hierin gelehrten oder vorgeschlagenen erzielen.
  • Einige Beispiele sind in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben worden. Die Figuren sind maßstabsgetreu gezeichnet und/oder dargestellt, aber ein solcher Maßstab sollte nicht einschränkend sein, da andere Abmessungen und Proportionen als die gezeigten in Betracht gezogen werden und in den Umfang der offenbarten Erfindung fallen. Abstände, Winkel usw. dienen lediglich der Veranschaulichung und stehen nicht notwendigerweise in einem exakten Verhältnis zu den tatsächlichen Abmessungen und der Anordnung der abgebildeten Vorrichtungen. Komponenten können hinzugefügt, entfernt und/oder neu angeordnet werden. Darüber hinaus kann die Offenbarung eines bestimmten Merkmals, Aspekts, Verfahrens, einer Eigenschaft, einer Charakteristik, einer Qualität, eines Attributs, eines Elements oder dergleichen in Verbindung mit verschiedenen Beispielen auch für alle anderen hier dargestellten Beispiele verwendet werden. Darüber hinaus kann jedes hier beschriebene Verfahren mit jeder Vorrichtung durchgeführt werden, die für die Durchführung der genannten Schritte geeignet ist.
  • Zum Zwecke der Zusammenfassung der Offenbarung wurden bestimmte Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindungen hierin beschrieben. Nicht alle oder irgendwelche dieser Vorteile werden notwendigerweise in Übereinstimmung mit einem bestimmten Beispiel der hier offenbarten Erfindungen erreicht. Keine Aspekte dieser Offenbarung sind wesentlich oder unerlässlich. In vielen Beispielen können die Vorrichtungen, Systeme und Verfahren anders konfiguriert sein als in den Figuren oder der vorliegenden Beschreibung dargestellt. So können beispielsweise verschiedene Funktionen, die von den dargestellten Modulen bereitgestellt werden, kombiniert, neu angeordnet, hinzugefügt oder gelöscht werden. In einigen Implementierungen können zusätzliche oder andere Prozessoren oder Module einige oder alle der Funktionen ausführen, die unter Bezugnahme auf die in den Figuren beschriebenen und dargestellten Beispiele beschrieben werden. Viele Ausführungsvarianten sind möglich. Jedes der in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale, Strukturen, Schritte oder Verfahren kann in jedem Beispiel enthalten sein.
  • Zusammenfassend wurden verschiedene Beispiele von Ladesystemen für mobile Roboter und zugehörige Verfahren offenbart. Diese Offenbarung erstreckt sich über die speziell offenbarten Beispiele hinaus auf andere alternative Beispiele und/oder andere Verwendungen der Beispiele sowie auf bestimmte Modifikationen und Äquivalente davon. Darüber hinaus wird in dieser Offenbarung ausdrücklich in Betracht gezogen, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der offenbarten Beispiele miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden können. Dementsprechend sollte der Umfang dieser Offenbarung nicht durch die oben beschriebenen Beispiele eingeschränkt werden, sondern nur durch eine genaue Auslegung der Ansprüche bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können die hierin offenbarten Antriebssysteme und/oder Stützsysteme verwendet werden, um andere Vorrichtungen oder Systeme als einen mobilen Roboter zu bewegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63028851 [0001]

Claims (21)

  1. System zur Begrenzung des Einschaltstroms während des Ladens einer Batterie, wobei das System Folgendes umfasst: einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen, wobei der Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen zum Laden der Batterie konfiguriert ist; eine Andockstation, die so konfiguriert ist, dass sie lösbar mit der Batterie verbunden werden kann; und einen Satz aus einer oder mehreren Dioden, wobei mindestens eine Diode des Satzes aus einer oder mehreren Dioden elektronisch zwischen einer Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen und der Andockstation angeschlossen ist, wobei die mindestens eine Diode konfiguriert ist zum: Drosseln eines ersten Stroms von der Stromversorgung zur Batterie während einer ersten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der Stromversorgung; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der Stromversorgung zur Batterie während einer zweiten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf der Spannung der Stromversorgung.
  2. System nach Anspruch 1, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor einer Verbindung der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  3. System nach Anspruch 2, wobei: eine erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird; eine zweite Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne aktiviert wird; und die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne auftreten, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
  4. System nach Anspruch 2, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen nacheinander aktiviert wird, und zwar zumindest teilweise basierend auf der Verbindung der Andockstation und der Batterie.
  5. System nach Anspruch 1, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen einen Kondensator umfasst, der so konfiguriert ist, dass er vor dem Laden der Batterie geladen wird.
  6. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Diode ferner so konfiguriert ist, dass sie den ersten Strom während der ersten Zeitspanne zumindest teilweise auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Spannung der Stromversorgung und einer Spannung der Batterie drosselt.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Diode ferner so konfiguriert ist, dass sie den zweiten Strom während der zweiten Zeitspanne zumindest teilweise auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Spannung der Stromversorgung und der Spannung der Batterie freigibt.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Diode ferner so konfiguriert ist, dass sie einen dritten Strom von der Batterie zur Stromversorgung während einer dritten Zeitspanne drosselt, die auftritt, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
  9. System nach Anspruch 1, bei dem die Batterie in einem mobilen Roboter untergebracht ist, wobei der mobile Roboter so konfiguriert ist, dass er an die Andockstation andocken kann.
  10. Verfahren zur Begrenzung des Einschaltstroms während des Ladens einer Batterie, wobei das Verfahren umfasst: Verbinden der Batterie mit einer Andockstation, wobei die Andockstation einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen aufweist, der zum Laden der Batterie konfiguriert ist, wobei die Andockstation ferner einen Satz aus einer oder mehreren Dioden umfasst, die mit dem Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen gekoppelt sind; Aktivieren einer ersten Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen; Drosseln eines ersten Stroms von der ersten Stromversorgung zur Batterie durch eine erste Diode des Satzes der einen oder mehreren Dioden während einer ersten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der ersten Stromversorgung, wobei die erste Diode elektronisch zwischen der ersten Stromversorgung und der Batterie angeschlossen ist; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der ersten Stromversorgung zur Batterie durch die erste Diode während einer zweiten Zeitspanne zumindest teilweise basierend auf der Spannung der ersten Stromversorgung.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor dem Verbinden der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird, wobei das Verfahren ferner umfasst: Aktivieren einer zweiten Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne, wobei die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne nach dem Verbinden der Andockstation mit der Batterie auftreten.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Aktivieren jeder Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen nacheinander, und zwar zumindest teilweise basierend auf der Verbindung der Batterie und der Andockstation.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen einen Kondensator umfasst, wobei das Verfahren ferner umfasst: Laden eines ersten Kondensators der ersten Stromversorgung, bevor der ersten Diode der erste Strom bereitgestellt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Drosseln des ersten Stroms während der ersten Zeitspanne zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der Spannung der ersten Stromversorgung und einer Spannung der Batterie basiert.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Freigabe des zweiten Stroms während der zweiten Zeitspanne zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der Spannung der ersten Stromversorgung und der Spannung der Batterie basiert.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Bereitstellen der ersten Stromversorgung für die Batterie nach dem Verbinden der Batterie und der Andockstation; und Drosseln eines dritten Stroms von der Batterie zur ersten Stromversorgung zumindest teilweise auf der Grundlage einer Spannung der Batterie.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Feststellen, dass die Batterie eine für die Andockstation zulässige Batterie ist, zumindest teilweise auf der Grundlage einer Spannung der Batterie.
  19. Ladegerät, aufweisend: einen Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen, wobei der Satz aus einer oder mehreren Stromversorgungen zum Laden einer Batterie konfiguriert ist; eine Andockstation, die so konfiguriert ist, dass sie lösbar mit der Batterie verbunden werden kann; und einen Satz aus einer oder mehreren Dioden, wobei mindestens eine Diode des Satzes aus einer oder mehreren Dioden elektronisch zwischen einer Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen und der Andockstation angeschlossen ist, wobei die mindestens eine Diode konfiguriert ist zum: Drosseln eines ersten Stroms von der Stromversorgung zur Batterie während einer ersten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf einer Spannung der Stromversorgung; und Ermöglichen eines zweiten Stromflusses von der Stromversorgung zur Batterie während einer zweiten Zeitspanne, zumindest teilweise basierend auf der Spannung der Stromversorgung.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei jede Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen vor einer Verbindung der Andockstation und der Batterie deaktiviert wird.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei: eine erste Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer dritten Zeitspanne aktiviert wird; eine zweite Stromversorgung des Satzes aus einer oder mehreren Stromversorgungen während einer vierten Zeitspanne aktiviert wird; und die dritte Zeitspanne und die vierte Zeitspanne auftreten, nachdem die Andockstation mit der Batterie gekoppelt wurde.
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