機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的飛躍發(fā)展，機(jī)器人已成為人們所熟知的產(chǎn)品。目前，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于生活領(lǐng)域，如具有預(yù)警、自動(dòng)尋路、娛樂(lè)、教育等功能，給人們的生活帶來(lái)了很大的便利。
[0003]現(xiàn)有的機(jī)器人中，大部分是采用充電電池作為動(dòng)力源。因而，在充電電池電量不足時(shí)，需要用戶將充電電池與外部電源連接，完成充電過(guò)程。這不僅會(huì)增加用戶的工作量，而且，在人手緊缺的工作環(huán)境下，一旦由于充電電池電量不足而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成機(jī)器人停止工作，從而降低了機(jī)器人的智能化和工作效率
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有機(jī)器人充電方式工作量大、效率低及成本高的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)，其中，包括:
設(shè)置在機(jī)器人上的機(jī)器人電能接收裝置及置于地面的地面電能發(fā)射裝置；
所述機(jī)器人電能接收裝置包括機(jī)器人控制中心、第一無(wú)線通信模塊、電池、電能接收模塊及設(shè)置在機(jī)器人底部的接收線圈；
所述機(jī)器人控制中心用于控制電能接收模塊的邏輯時(shí)序和穩(wěn)定性，使無(wú)線充電順利進(jìn)行，該機(jī)器人控制中心還用于控制第一無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
所述地面電能發(fā)射裝置包括地面控制器、地面發(fā)射線圈、第二無(wú)線通信模塊及電能發(fā)射模塊，所述地面發(fā)射線圈位于地面電能發(fā)射裝置的頂部；
所述地面控制器用于控制電能發(fā)射模塊的邏輯時(shí)序和穩(wěn)定性，還用于控制第二無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
所述電能發(fā)射模塊用于將低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電；
所述地面發(fā)射線圈用于通過(guò)高頻交變電流產(chǎn)生高頻的交流磁場(chǎng)；
當(dāng)接收線圈位于地面發(fā)射線圈產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的交變電流，并由電能接收模塊轉(zhuǎn)換為直流電并提供給電池存儲(chǔ)。
[0006]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)，其中，所述地面電能發(fā)射裝置還包括設(shè)置在地面發(fā)射線圈兩側(cè)和前端的擋板。
[0007]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人電能接收裝置還包括位于機(jī)器人正前方用于采集圖像的攝像頭，所述機(jī)器人控制中心控制攝像頭采集圖像并與預(yù)存圖像進(jìn)行比對(duì)。
[0008]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人電能接收裝置還包括位于攝像頭下方用于測(cè)定距離的超聲波傳感器，所述機(jī)器人控制中心控制讀取超聲波傳感器感應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0009]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)，其中，所述地面電能發(fā)射裝置還包括設(shè)置在地面發(fā)射線圈側(cè)邊的兩條導(dǎo)軌。
[0010]一種應(yīng)用如上所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)的自動(dòng)充電方法，其中，包括步驟:
a、機(jī)器人控制中心檢測(cè)電池的剩余電量，當(dāng)檢測(cè)到剩余電量低于一預(yù)設(shè)的充電閾值時(shí)，機(jī)器人進(jìn)入充電模式；
b、機(jī)器人控制中心控制機(jī)器人向地面電能發(fā)射裝置移動(dòng)，使接收線圈位于地面發(fā)射線圈上方，然后機(jī)器人控制中心通過(guò)第一無(wú)線通信模塊和第二無(wú)線通信模塊控制地面電能發(fā)射裝置開啟充電；
C、電能發(fā)射模塊將低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，地面發(fā)射線圈通過(guò)高頻交變電流產(chǎn)生高頻的交流磁場(chǎng)；接收線圈產(chǎn)生相應(yīng)的交變電流，并由電能接收模塊轉(zhuǎn)換為直流電并提供給電池存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行充電。
[0011 ] 所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電方法，其中，所述機(jī)器人電能接收裝置還包括位于機(jī)器人正前方用于采集圖像的攝像頭，所述機(jī)器人控制中心控制攝像頭采集圖像并與預(yù)存圖像進(jìn)行匹配；
所述步驟b具體包括:
bl、在機(jī)器人處于充電模式時(shí)，機(jī)器人控制中心按照預(yù)訂路線或路徑規(guī)劃，控制機(jī)器人從當(dāng)前位置向地面電能發(fā)射裝置移動(dòng)；
b2、在到達(dá)地面電能發(fā)射裝置后，機(jī)器人控制中心控制攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)角度進(jìn)行圖像采集，然后將采集的圖像與預(yù)存圖像進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配度判斷機(jī)器人是否與地面電能發(fā)射裝置垂直正對(duì)；
b3、在匹配度達(dá)到匹配閾值時(shí)，則機(jī)器人與地面電能發(fā)射裝置垂直正對(duì)，而未達(dá)到匹配閾值時(shí)，則機(jī)器人控制中心控制攝像頭先向左轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度再采集圖像，當(dāng)匹配度下降時(shí)，則機(jī)器人控制中心控制攝像頭向右轉(zhuǎn)動(dòng)再采集圖像，直至達(dá)到匹配閾值，使機(jī)器人與地面電能發(fā)射裝置垂直正對(duì)。
[0012]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電方法，其中，所述機(jī)器人電能接收裝置還包括位于攝像頭下方用于測(cè)定距離的超聲波傳感器，所述機(jī)器人控制中心控制讀取超聲波傳感器感應(yīng)的數(shù)據(jù)；
所述步驟b3之后還包括:
b4、在機(jī)器人與地面電能發(fā)射裝置垂直正對(duì)時(shí)，機(jī)器人控制中心控制機(jī)器人進(jìn)一步向地面電能發(fā)射裝置移動(dòng)，機(jī)器人控制中心同時(shí)讀取超聲波傳感器數(shù)據(jù)，將超聲波傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)定參考值進(jìn)行比對(duì)，判斷接收線圈是否位于地面發(fā)射線圈上方；
b5、在超聲波傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)定參考值一致時(shí)，則接收線圈位于地面發(fā)射線圈上方，此時(shí)機(jī)器人控制中心控制機(jī)器人停止移動(dòng)，若超聲波傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)定參考值不一致，則機(jī)器人控制中心繼續(xù)控制機(jī)器人移動(dòng)直至接收線圈位于地面發(fā)射線圈上方；
b6、機(jī)器人控制中心檢測(cè)機(jī)器人是否滿足充電條件，當(dāng)接收線圈與地面發(fā)射線圈間存在異物及電路故障時(shí)，判斷為機(jī)器人不滿足充電條件，并發(fā)出警報(bào)聲，當(dāng)滿足充電條件時(shí)，機(jī)器人控制中心控制第一無(wú)線通信模塊發(fā)出開啟充電信號(hào)至地面電能發(fā)射裝置，地面電能發(fā)射裝置通過(guò)第二無(wú)線通信模塊接到開啟充電信號(hào)后，開啟充電對(duì)電池進(jìn)行充電。
[0013]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電方法，其中，所述地面電能發(fā)射裝置還包括設(shè)置在地面發(fā)射線圈兩側(cè)和前端的擋板；所述步驟b5中，所述機(jī)器人在地面發(fā)射線圈擋板的約束作用下移動(dòng)至最佳充電位置。
[0014]所述的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電方法，其中，所述步驟c還包括以下步驟:
Cl、機(jī)器人控制中心實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電量，在檢測(cè)出電量充滿時(shí)結(jié)束充電，機(jī)器人控制中心控制第一無(wú)線通信模塊發(fā)出關(guān)閉充電信號(hào)，地面電能發(fā)射裝置通過(guò)第二無(wú)線通信模塊接到關(guān)閉充電信號(hào)后，關(guān)閉地面電能發(fā)射裝置；
c2、機(jī)器人控制中心控制機(jī)器人離開地面電能發(fā)射裝置，移動(dòng)至之前工作地點(diǎn)，機(jī)器人繼續(xù)完成指定工作。
[0015]有益效果:本發(fā)明的一種機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)及方法，本發(fā)明利用電磁感應(yīng)非接觸式自動(dòng)充電系統(tǒng)就能完成充電，使得機(jī)器人在電池電量不足時(shí)，無(wú)需人工干預(yù)，大大避免了機(jī)器人充電的工作量，提高了充電效率，降低了生產(chǎn)成本，還有效提高了機(jī)器人工作效率，增強(qiáng)機(jī)器人的智能化。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為圖1所示系統(tǒng)中地面發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電方法的流程圖。
[0019]圖4為圖3所示方法中步驟S200的具體流程圖。
[0020]圖5為圖4所示方法中步驟S230之后的具體流程圖。
[0021]圖6為圖3所示方法中步驟S300的具體流程圖。
[0022]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供一種機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)及方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]如圖1所7JK，本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)器人電磁感應(yīng)式自動(dòng)充