CN103296702B - 可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞，该电子设备包括：移动装置；安装有第一电池的第一电池槽；导航单元；监测单元，用于监测所述第一电池的电量；控制单元，用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，获得第二电池后，利用第二电池为该电子设备供电。本发明实施例的电子设备通过导航单元能够自动确定自身当前位置，并通过实时的监测电子设备的电量，确定合适自身剩余电量足够驱动其移动至充电位置，但难以支持其继续工作，之后便控制电子设备移动至充电位置获得第二电池，以使该电子设备能够及时的更换电池，避免因电池电量不足影响其连续工作。

Description

可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞

技术领域

本发明涉及自动化领域，尤其涉及可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞。

背景技术

目前，可移动的电子设备的应用呈现普及的趋势，尤其是服务型电子设备的应用愈加广泛，例如，24小时服务型电子设备，尤其是移动机器被广泛用于安保、探测等领域。现有的移动机器上使用的电池，电量不够，不能支持大功率的移动机器，需要频繁更换电池，并且电池的充电的时间远远长于工作的时间，一般充电时间能够达到工作时间的三倍，由此可以看出，移动机器的电池更换和充电是制约其不间断工作的一个瓶颈，要突破这个瓶颈，就需要为移动机器及时的更换电池并及时为更换下的电池充电，而现有技术中，往往会出现移动机器已经停止工作后，才在人工或其他设备协助下，为移动机器更换电池，即电池更换不及时，不能使可移动的电子设备连续工作，且自动化水平低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞，目的在于解决可移动的电子设备不能够及时更换电池，影响其连续工作的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种可移动的电子设备，包括：

移动装置；

安装有第一电池的第一电池槽；

导航单元，用于确定充电位置和自身所处位置，所述充电位置为充电坞的地理位置；

监测单元，用于监测所述第一电池的电量；

控制单元，用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量，并且，当获得第二电池后，利用所述第二电池为该电子设备供电。

优选的，还包括：

计算单元，用于根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度，并根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。

优选的，还包括：

第二电池槽；

定位单元，用于控制所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；

至少一个电池锁，该电池锁包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

优选的，所述电池锁位于两个电池槽之间，且具有两个接触头，每个接触头仅可与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

优选的，所述电池锁包括：

设置有线圈的电磁铁；

两个通过弹簧分别与所述电磁铁的两端相连的接触头，所述接触头表面圆滑；

当所述线圈不通电时，所述接触头将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当所述线圈通电时，产生的磁场使与具有电池的电池槽相对应的接触头向所述电磁铁靠近，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

优选的，所述电池锁的数量与所述电池槽的数量相等，且具有一个接触头，所述接触头与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

优选的，所述电池锁包括：

设置有线圈的电磁铁；

一个通过弹簧与所述电磁铁相连的接触头，所述接触头表面圆滑；

当所述线圈不通电时，所述接触头将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当所述线圈通电时，产生的磁场使所述接触头向所述电磁铁靠近，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

优选的，所述电池槽包括：

与所述电池防呆槽对应的防呆凸起，以保证电池极性放置正确。

本发明实施例还公开了一种充电坞，包括：

至少两个充电槽；

感应所述充电槽内电池的传感器；

电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置；

与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池。

优选的，所述充电槽包括：

与所述电池防呆槽对应的防呆凸起，以保证电池极性放置正确。

本发明实施例还公开了一种电子设备充电***，包括：

充电坞和电子设备；

所述电子设备包括移动装置、安装有第一电池的第一电池槽、用于确定充电坞的地理位置和自身所处位置的导航单元、用于监测所述第一电池的电量的监测单元以及控制单元和更换装置；所述控制单元用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量；所述更换装置，用于获得第二电池，并利用所述第二电池为该电子设备充电；

所述充电坞包括至少两个充电槽、感应所述充电槽内电池的传感器和电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起到所述电子设备的空电池槽中，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置；与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池。

优选的，所述电子设备还包括第二电池槽，将电子设备自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐的定位单元和至少一个电池锁，该电池锁包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

本发明实施例还公开了一种电子设备获得电池的方法，所述电子设备包括移动装置、控制单元和第一电池槽，所述第一电池槽内安装有第一电池，该方法包括：

监测所述第一电池的电量；

当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，所述控制单元驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量；

获得第二电池；

利用所述第二电池为该电子设备供电。

优选的，在监测所述第一电池电量的同时，还包括：获得电子设备当前的地理位置。

优选的，所述预定电量的获得方式为：

根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算得到二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度；

根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。

优选的，所述电子设备还包括第二电池槽，所述获得第二电池的过程包括：

所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；

第二电池槽获得第二电池，其中，该过程为，所述充电坞的顶起装置将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内，此时，所述空电池槽为所述第二电池槽。

优选的，所述第二电池槽获得第二电池之后，还包括：

所述电子设备将所述第一电池槽内需充电的第一电池放置于所述充电坞的空充电槽内。

优选的，所述电子设备将第一电池槽内需充电的电池放置于所述充电坞的空充电槽内的过程具体为：

为所述电子设备电池锁的电磁铁通电，以产生磁场使所述接触头向所述电磁铁靠近，而使需充电的第一电池在重力作用下从所述电第一池槽中掉进所述充电坞中对应的空充电槽中。

优选的，所述电子设备将所述第一电池槽内需充电的电池放置于所述充电坞的空充电槽内之前，还包括：

所述电子设备确定由所述充电坞顶起到所述第二电池槽中的电池正常供电。

优选的，所述充电坞将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内之前，还包括：

所述充电坞通过传感器感应的方式，判断充电槽内是否有电池，以确定放置有电池的充电槽的位置。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例提供的可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞，通过为电子设备设置导航单元，使其能够自动确定自身当前位置，并且通过实时的监测电子设备的电量，并结合获得的充电坞的地理位置信息和自身当前位置，判断何时达到预定电量，即该电子设备可以确定自身剩余电量足够驱动其移动至充电位置，但难以支持其继续工作，之后便由控制单元控制电子设备移动至充电位置，获得第二电池，由第二电池为该电子设备续航，从而可使该电子设备能够及时的更换电池，避免因电池电量不足而影响其连续工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的可移动的电子设备获得电池的方法流程图；

图2为本发明实施例公开的移动机器到达充电坞所在区域时的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的移动机器电池槽与充电坞的充电槽对齐后，进行电池更换过程的A-A方向的剖面图；

图4为本发明实施例公开的电池锁的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的电池的结构示意图；

图6为本发明另一实施例公开的可移动的电子设备获得电池的方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种可移动电子设备及其充电***、获得电池的方法和充电坞，通过为电子设备设置导航单元，使其能够自动确定自身当前位置，并且通过实时的监测电子设备的电量，并结合获得的充电坞的地理位置信息和自身当前位置，使该电子设备可以确定自身剩余电量是否足够驱动其移动至充电位置，但难以支持其继续工作，到达这一电量临界点后，便由控制单元控制电子设备移动至充电位置，获得第二电池，由第二电池为该电子设备续航，从而可使该电子设备能够及时的更换电池，避免因电池电量不足而影响其连续工作。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种可移动的电子设备及其获得电池的方法，该方法流程图如图1所示，该电子设备包括移动装置、控制单元和第一电池槽，所述第一电池槽内安装有第一电池，该方法包括：

步骤S101：监测所述第一电池的电量；

步骤S102：判断所述第一电池的电量是否达到预定电量，若是，进入步骤S103，否则，返回步骤S101；

步骤S103：所述控制单元驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置；

本实施例中充电坞地理位置的获得方式有以下几种：一种是由充电坞自身携带的信号发送装置将其自身固定的位置信息发送给电子设备，该位置信息可以为其所在位置的经纬度信息等，充电坞还可具有一导航装置，该信号发送装置可位于该导航装置中；另外一种是，由于充电坞的位置一般是固定的，因此可以在充电坞的位置固定后，预先在该电子设备中设定并存储充电坞的位置信息，本实施例中为了简化充电***的设置，优选为第二种方式。

步骤S104：获得第二电池；

本实施例中不限定所述第二电池的获得方式，可以为电子设备自身或由外界设备协助取出第一电池之后，安装第二电池，也可以由电子设备自身取出第一电池，由外界设备协助安装第二电池，或者不取出第一电池，直接安装第二电池等。

步骤S105：利用所述第二电池为该电子设备供电。

需要说明的是，所述预定电量的大小取决于该预定电量的获取方式和第二电池的获取方式，具体说来，一种方式是，该预定电量是预先设置在电子设备的存储单元中的，理论上，此时该预定电量应稍大于或等于该电子设备移动范围内任意位置到充电坞地理位置所消耗的电量(以下简称第一最低剩余电量)，换句话说，若该电子设备获得第二电池的方式不需消耗任何自身的电量，则该预定电量等于第一最低剩余电量，反之，即该电子设备获得第二电池的方式需消耗自身的电量，则预定电量-第一最低剩余电量＝该电子设备获得第二电池并确定第二电池正常充电时所消耗的电量。

另一种方式是，所述预定电量是计算出来的，此时该预定电量即为变化的电量，此种方式中所述预定电量的获得方式为：

根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算得到二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度，而非二者的直线距离；

根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。其中，优选的，所述电子设备的地理位置和充电坞的地理位置均为各自的经纬度信息。

在此种情下，所述预定电量应大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量(以下简称第二最低剩余电量)，同理，若该电子设备获得第二电池的方式不需消耗任何自身的电量，则该预定电量等于第二最低剩余电量，反之，即该电子设备获得第二电池的方式需消耗自身的电量，则预定电量-第二最低剩余电量＝该电子设备获得第二电池并确定第二电池正常充电时所消耗的电量。

本实施例中公开的电子设备获得电池的方法，通过随时获得电子设备的剩余电量，并将该剩余电量与预定电量进行比较，以判断该电子设备剩余电量是否足以支撑其获得第二电池，并且本实施例中的电子设备的第一电池电量不足后是直接更换电池，而非对第一电池进行充电，从而可以避免电子设备因电量不足而不能持续工作。

与上述方法相对应，本实施例还公开了一种可移动的电子设备，该电子设备包括以下部件：

移动装置；

安装有第一电池的第一电池槽；

导航单元，用于确定充电位置和自身所处位置，所述充电位置为充电坞的地理位置；

监测单元，用于监测所述第一电池的电量，该监测单元可包括位于第一电池槽与第一电池的两个电极接触的部位的传感器或探头等；

控制单元，用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量，并且，当获得第二电池后，利用所述第二电池为该电子设备供电。

若该电子设备获得第二电池的方式为其自身取出第一电池，并安装第二电池，则该电子设备还应包括更换装置，此时该更换装置可以为该电子设备自带的机械手臂或其它对应的结构，取决于电子设备更换电池的方式。

若所述预定电量是计算出来的，则该电子设备还包括计算单元，用于根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度，并根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。

本实施例中所述导航单元、监测单元、控制单元和计算单元可集中设置在该电子设备的CPU上，也可单独设置在与CPU相连的独立芯片上。

实施例二

与上一实施例不同的是，本实施例中将电子设备的结构具体化，并结合电子设备和充电坞的结构和工作方式，具体描述了电子设备获得第二电池的方式，本实施例中的电子设备通过与外界的充电坞相互配合，完成电池的更换，以下仅以电子设备通过预先设定充电坞的地理位置，并计算得到预定电量的方式为例。

本实施例中可移动的电子设备具体为移动机器，该移动机器与充电坞的结构如图2和图3所示，图2为该移动机器10到达充电坞20所在区域时的结构示意图，图2的虚线位置表示地面位置，图3为移动机器的电池槽与充电坞的充电槽对齐后，进行电池更换过程的A-A方向的剖面图，此时，该移动机器的移动装置为其底部的轮子13。

从图中可以看出，该移动机器还包括第二电池槽12，该移动机器的第一电池槽11和第二电池槽12的顶部均设置有受电触头，即第一电池槽11的顶部设置有第一受电触头111，第二电池槽12的顶部设置有第二受电触头121，以与电池电性相连；

定位单元(图中未示出)，用于控制所述电子设备(即移动机器)将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；

本领域技术人员可以理解，该定位单元可以为设置在该移动机器某一固定位置的信号发射器，在充电坞的对应位置设置一接收器，当接收器接收到该发射器发射出的固定的信号后，证明移动机器的电池槽与充电坞的充电槽已经对齐，或者，信号发射器设置在充电坞上，接收器设置在移动机器上，并且，为了保证对齐过程中不会出现误差，信号发射器和接收器的数量可以为多个。

至少一个电池锁14，该电池锁14包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

优选的，本实施例中的电池锁的结构如图4所示，电池锁14位于该移动机器10的第一电池槽11和第二电池槽12之间，且具有两个接触头141和142，每个接触头仅可与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

具体的，参见图4，电池锁14包括：

设置有线圈的电磁铁140，通过改变线圈中的电流方向，可改变电磁铁的磁极；

两个通过弹簧分别与所述电磁铁的两端相连的接触头，所述接触头表面圆滑，即通过弹簧143电磁铁一端相连的第一接触头141，以及通过弹簧144电磁铁另一端相连的第二接触头142，两个接触头为磁极固定的磁铁，本实施例中优选所述接触头的端部为椭圆形状。

当缠绕电磁铁140的线圈不通电时，所述接触头抵住电池的下表面，以将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当缠绕电磁铁140的线圈通电时，产生的磁场使与具有电池的电池槽相对应的接触头向所述电磁铁140靠近，该接触头脱离电池的下表面，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

具体说来，更换电池时，为电磁铁140上的线圈通电时，其中与具有电池的电池槽相对应的接触头的N极与电磁铁140的S极相对，以使该接触头与电磁铁140相互吸引，压缩二者之间的弹簧，从而使电池槽中的电池因重力掉落到与该电池槽对齐的充电槽内，另一个接触头的N极与电磁铁140的N极相对。

与上述电子设备相对应，本实施例中还公开了一种充电坞，包括：

至少两个充电槽，如图2和图3中所示的第一充电槽21和第二充电槽22，其中，在更换电池时，第一充电槽21与移动机器的第一电池槽11对齐，第二充电槽22与移动机器的第二电池槽12对齐，每个充电槽的底部均设置有充电触头，即第一充电槽21底部设置有第一充电触头211，第二充电槽22底部设置有第一充电触头221，以为电池充电；

感应所述充电槽内电池的传感器(图中未示出)，理论上，每个充电槽内都应设置一个传感器，该传感器可设置在充电槽放置电池的位置，具体可设置在充电槽的侧壁上，传感器高度可对应电池放置完成后的任意位置，优选为电池厚度的中间位置；

电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置，具体的，第一顶起装置212设置在第一充电槽21的电池下方，第二顶起装置222设置在第一充电槽22的电池下方；

与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池。

另外，为了避免更换电池时，电池的正负极出现错位的情况，本实施例中的电池的结构如图5所示，图5中分别为电池的左视图和右视图，该电池的两端均具有相互对应的正极和负极，并且，在电池四周还设置有一防呆槽51，相应的，在移动机器的电池槽的侧壁上设置有与电池的防呆槽相对应的防呆凸起，在充电坞的充电槽的侧壁上也设置有与电池的防呆槽相对应的防呆凸起，以保障电池极性放置正确。相应的，若电池上设置的为防呆凸起，则移动机器的电池槽的侧壁上和充电坞的充电槽的侧壁上设置的则为与该防呆凸起相对应的防呆槽。

结合上述电子设备(即移动机器，下同)和充电坞的结构，本实施例中的电子设备获得电池的方法流程图如图6所示，包括以下步骤：

步骤S201：监测所述第一电池的电量，并获得电子设备当前的地理位置；

步骤S202：根据所述电子设备当前的地理位置以及获得的所述充电坞的地理位置，计算得到二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度；

步骤S203：根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量，该电子设备移动单位长度所消耗的电量可以为预先设定的，也可以是该电子设备在工作过程中计算出来的，相应的，该电子设备还应包括存储单元，用于存储各种数据，若为后者，该电子设备还应包括单位电量计算单元，用于计算其单位长度所消耗的电量；

步骤S204：判断所述电子设备第一电池的剩余电量是否达到预定电量，若是，进入步骤S205，否则，返回步骤S201；

步骤S205：所述控制单元驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置；

步骤S206：所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐，结合图3，具体的，应为电子设备将具有第一电池110的第一电池槽11与充电坞没有电池的第一充电槽21对齐，电子设备的空电池槽(即第二电池槽12)与充电坞中具有第二电池220的第二充电槽22对齐；

步骤S207：第二电池槽12获得第二电池220，具体为，所述充电坞的顶起装置将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内，此时，所述空电池槽为所述第二电池槽；

结合图3，具体为充电坞的第二充电槽22下方的第二顶起装置222将第二电池220顶起到电子设备的第二电池槽12上，第二电池220的正负电极与第二电池槽12内的受电触头121接触。

在第二顶起装置222顶起第二电池220的过程中，第二电池220接触到电池锁14的第二触头142时，虽然此时有第二触头142的阻挡，但由于第二触头142表面圆滑，因此，第二接触头142在压力作用下会自动退让，从而使第二电池顺利进入电子设备的第二电池槽12内。

步骤S208：所述电子设备确定由所述充电坞顶起到所述第二电池槽中的电池正常供电，即保证第二电池220与受电触头121接触良好，能够正常导电，也就是说，在该步骤完成之前，电池锁的电磁铁上的线圈是不通电的。

步骤S209：所述电子设备将所述第一电池槽11内需充电的第一电池放置于所述充电坞的空充电槽内，即第一充电槽。

该过程具体为，为所述电子设备电池锁的电磁铁通电，以产生磁场使所述接触头向所述电磁铁靠近，而使需充电的第一电池在重力作用下从所述电第一池槽中掉进所述充电坞中对应的空充电槽中，充电坞为该第一电池进行充电，完成电池的更换过程。

需要说明的是，为了简化电池的更换过程，降低充电坞和电子设备的设计难度，在更换电池之初，就确定在更换电池时，电子设备与充电坞的相对位置，即，电子设备哪一面与充电坞的哪一面相对是预先设定好的，在多次更换电池的过程中，一般不会发生变化，也就是说，在每次更换电池时，电子设备与充电坞对齐后，电子设备的空电池槽必然会与充电坞装有电池的充电槽相对应，需充电的电池必然会与充电坞的空充电槽相对应。

但是，为了避免意外情况，在充电坞将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内之前，甚至在电子设备的电池槽与充电坞的充电槽对齐之前，需判断充电坞的充电槽内是否有充满电的电池，或是判断哪个充电槽内有充满电的电池，即所述充电坞通过传感器感应的方式，判断充电槽内是否有电池，以确定放置有电池的充电槽的位置。一旦预先设定的充电槽中没有电池，而另一个充电槽中却有电池，则需变换电子设备的方向，使电子设备的空电池槽与具有电池的充电槽对齐，如果充电坞的所有充电槽中都没有电池，则会发生报警，以通知相关人员进行处理。如果在同一区域有多个充电坞，则电子设备还可移动到具有电池的充电坞的位置，完成电池的更换过程。

为了实现上述功能，在二者相对的一侧，电子设备和充电坞相上均需设置有相应的感应装置，以确定二者的对齐方位。

本实施例为移动机器更换电池的过程中，不需为移动机器设计机械手臂，使用手臂更换电池，从而降低了移动机器的设计难度，也不需人工更换电池，更避免了直接为移动机器中的电池长时间充电而导致的移动机器不能连续工作的问题，本实施例中移动机器只需将需充电的电池留在充电坞充电，自身则携带充满电的电池继续工作，使其工作时间不再受电池使用时间和充电时间的制约。

需要说明的是，移动机器的电池槽可以为多个，充电坞的充电槽也可以为多个，但是，只要移动机器更换电池的原理与本实施例中描述的类似，均在本发明的保护范围之内。另外，移动机器的电池槽固定为某一数目的同时，充电坞的充电槽的数量只需大于或等于电池槽数量即可，只需在两个充电槽之间的位置处设置可供移动机器轮子放置的平台即可，这种情况下，若移动机器的电池槽固定为2个，一个具有电池，一个为空，则充电坞上的充电槽中，只需间隔放置有电池即可，在更换电池时，只需由充电坞确定好那个充电槽中有电池后，通知移动机器调整其所在位置，使空充电槽与有电池的电池槽相对应，有电池的充电槽与空电池槽相对应即可，从而可以节省多个充电坞所占用的空间。其它数量的电池槽更换电池的原理与此类似，这里不再赘述。

实施例三

本实施例中的电子设备的电池锁的设置，与上一实施例不同，上一实施例中，每2个电池槽之间设置一个完整的电池锁即可，而本实施例中电池锁的数量与电池槽的数量相等，且具有一个接触头，所述接触头与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

该电池锁包括：

设置有线圈的电磁铁；

一个通过弹簧与所述电磁铁相连的接触头，所述接触头表面圆滑；

当所述线圈不通电时，所述接触头将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当所述线圈通电时，产生的磁场使所述接触头向所述电磁铁靠近，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

本实施例中每个电池槽对应的电池锁的位置可以随意设置。

实施例四

与上述电子设备获得电池的方法相对应，本实施例公开了一种电子设备充电***，该***包括：

充电坞和电子设备，所述电子设备优选为移动机器；

所述电子设备包括移动装置、安装有第一电池的第一电池槽、用于确定充电坞的地理位置和自身所处位置的导航单元、用于监测所述第一电池的电量的监测单元以及控制单元和更换装置；所述控制单元用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量；所述更换装置，用于获得第二电池，并利用所述第二电池为该电子设备充电；

所述充电坞包括至少两个充电槽、感应所述充电槽内电池的传感器和电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起到所述电子设备的空电池槽中，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置；与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池。

另外，所述电子设备还包括第二电池槽，将电子设备自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐的定位单元和至少一个电池锁，该电池锁包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

需要说明的是，本发明各个实施例间名称相同的单元功能也相同，且改进行性的实施例可分别与上述多个相关实施例进行结合，但说明时仅已在上一实施例的基础上举例说明。

本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者电子硬件与计算机软件的结合来实现，软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

并且，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种可移动的电子设备，其特征在于，包括：

移动装置；

安装有第一电池的第一电池槽；

导航单元，用于确定充电位置和自身所处位置，所述充电位置为充电坞的地理位置；

监测单元，用于监测所述第一电池的电量；

控制单元，用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量，并且，当获得第二电池后，利用所述第二电池为该电子设备供电；

其中，所述可移动的电子设备还包括：定位单元，用于控制所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；其中，所述定位单元为信号发射器或信号接收器。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：

计算单元，用于根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度，并根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：

第二电池槽；

至少一个电池锁，该电池锁包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述电池锁位于两个电池槽之间，且具有两个接触头，每个接触头仅可与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述电池锁包括：

设置有线圈的电磁铁；

两个通过弹簧分别与所述电磁铁的两端相连的接触头，所述接触头表面圆滑；

当所述线圈不通电时，所述接触头将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当所述线圈通电时，产生的磁场使与具有电池的电池槽相对应的接触头向所述电磁铁靠近，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述电池锁的数量与所述电池槽的数量相等，且具有一个接触头，所述接触头与一个电池槽内的电池下表面相接触，以将所述电池固定于与其对应的电池槽内。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电池锁包括：

设置有线圈的电磁铁；

一个通过弹簧与所述电磁铁相连的接触头，所述接触头表面圆滑；

当所述线圈不通电时，所述接触头将电池固定在所述电子设备的电池槽内，当所述线圈通电时，产生的磁场使所述接触头向所述电磁铁靠近，以使电池在重力作用下从所述电池槽中掉出。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电池槽包括：

与电池防呆槽对应的防呆凸起，以保证电池极性放置正确。

9.一种充电坞，其特征在于，包括：

至少两个充电槽；

感应所述充电槽内电池的传感器；

电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置；

与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池；

其中，所述充电坞还包括信号接收器或信号发射器，用于与可移动的电子设备中的定位单元相配合，将电子设备的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐。

10.根据权利要求9所述的充电坞，其特征在于，所述充电槽包括：

与电池防呆槽对应的防呆凸起，以保证电池极性放置正确。

11.一种电子设备充电***，其特征在于，包括：

充电坞和电子设备；

所述电子设备包括移动装置、安装有第一电池的第一电池槽、用于确定充电坞的地理位置和自身所处位置的导航单元、用于监测所述第一电池的电量的监测单元以及控制单元和更换装置；所述控制单元用于当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到所述充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量；所述更换装置，用于获得第二电池，并利用所述第二电池为该电子设备充电；其中，所述电子设备还包括：定位单元，用于将所述电子设备自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；其中，所述定位单元为信号发射器或信号接收器；

所述充电坞包括至少两个充电槽、感应所述充电槽内电池的传感器和电池顶起装置，该顶起装置位于所述充电槽内的电池下方，可将所述充电槽内的电池顶起到所述电子设备的空电池槽中，每个充电槽内至少具有一个所述顶起装置；与所述传感器和顶起装置相连的控制单元，用于接收所述传感器发送的指示所述充电槽内具有电池的信号时，控制所述顶起装置顶起该电池；其中，所述充电坞还包括信号接收器或信号发射器，用于与所述电子设备中的定位单元相配合，将所述电子设备的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐。

12.根据权利要求11所述的电子设备充电***，其特征在于，所述电子设备还包括第二电池槽，至少一个电池锁，该电池锁包括至少一个与该电子设备的电池相接触的接触头，该接触头可在外力作用下来回伸缩，其伸缩方向为，该电子设备正常工作时，与所述电池重力方向相垂直的方向；

其中，每个电池至多与两个接触头相接触，且所述接触头与所述电池相接触的位置位于所述电池下表面且靠近电池边缘的区域，所述电池下表面是指，该电子设备正常工作时靠近地面的一面。

13.一种电子设备获得电池的方法，其特征在于，所述电子设备包括移动装置、控制单元和第一电池槽，所述第一电池槽内安装有第一电池，该方法包括：

监测所述第一电池的电量；

当所述第一电池的剩余电量达到预定电量时，所述控制单元驱动所述移动装置，并控制该电子设备移动到充电坞所在的地理位置，其中所述预定电量大于或等于该电子设备从当前位置到所述充电坞的地理位置所消耗的电量；

获得第二电池；

利用所述第二电池为该电子设备供电；

其中，所述获得第二电池的过程包括：

所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在监测所述第一电池电量的同时，还包括：获得电子设备当前的地理位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述预定电量的获得方式为：

根据所述电子设备当前的地理位置以及所述充电坞的地理位置，计算得到二者间的距离，所述距离为所述电子设备移动到所述充电坞所在位置过程中走过的路线的长度；

根据所述电子设备移动单位长度所消耗的电量和所述距离，计算得到所述预定电量。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述电子设备还包括第二电池槽，所述获得第二电池的过程包括：

所述电子设备将自身的电池槽与所述充电坞的充电槽对齐；

第二电池槽获得第二电池，其中，该过程为，所述充电坞的顶起装置将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内，此时，所述空电池槽为所述第二电池槽。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二电池槽获得第二电池之后，还包括：

所述电子设备将所述第一电池槽内需充电的第一电池放置于所述充电坞的空充电槽内。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电子设备将第一电池槽内需充电的第一电池放置于所述充电坞的空充电槽内的过程具体为：

为所述电子设备电池锁的电磁铁通电，以产生磁场使接触头向所述电磁铁靠近，而使需充电的第一电池在重力作用下从所述第一电池槽中掉进所述充电坞中对应的空充电槽中。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电子设备将所述第一电池槽内需充电的第一电池放置于所述充电坞的空充电槽内之前，还包括：

所述电子设备确定由所述充电坞顶起到所述第二电池槽中的电池正常供电。

20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述充电坞的顶起装置将充电槽里的电池顶起到所述电子设备的空电池槽内之前，还包括：

所述充电坞通过传感器感应的方式，判断充电槽内是否有电池，以确定放置有电池的充电槽的位置。