CN108233466A - 自动充电*** - Google Patents

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石永亮
张伟民
姚卓
梁震烁
黄强
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Abstract

本申请公开了一种自动充电***，包括机器人和充电桩，其中，所述机器人上安装有超声波接收装置、红外接收装置和充电处理装置，所述充电桩左右两端分别安装第一超声发射装置、第二超声发射装置，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置间的中点位置安装红外发射装置，所述充电处理装置根据所述超声波接收装置接收到的超声波数据调整所述机器人的位姿后，再根据所述红外接收装置接收到的红外数据对所述机器人的位姿进行微调，使得所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触。本申请定位精确度高。

Description

自动充电***
技术领域
本申请涉及机器人领域，具体而言，涉及一种自动充电***。
背景技术
随着机器人的广泛应用，如何能快速寻找充电站成为当前机器人自动充电领域的研究重点。相关技术中，接触式红外引导充电需要多次调整机器人的角度才能准确的找到充电站的位置，因红外信号穿透力不强，易受干扰，因此这种方式耗费时间长，效率低，直接导致了接触式的机器人充电的效率。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种自动充电***，以解决寻找充电桩时间长且效率低的问题，提高接触式的机器人充电的效率。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种自动充电***，包括机器人和充电桩，其中，所述机器人上安装有超声波接收装置、红外接收装置和充电处理装置，所述充电桩左右两端分别安装第一超声发射装置、第二超声发射装置，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置间的中点位置安装红外发射装置，所述充电处理装置根据所述超声波接收装置接收到的超声波数据调整所述机器人的位姿后，再根据所述红外接收装置接收到的红外数据对所述机器人的位姿进行微调，使得所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触。
进一步，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置在所述充电桩上的高度相同。
进一步，所述超声波接收装置和所述红外接收装置安装在所述机器人的正面。
进一步，所述充电处理装置包括朝向判断模块、处理模块、第一调整模块和第二调整模块，其中，所述朝向判断模块，用于根据所述超声波接收装置接收到的所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人的朝向；所述处理模块，用于如果所机器人正面朝向所述充电桩，则计算所述机器人与所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置的距离，否则控制所述机器人旋转至正面朝向所述充电桩；所述第一调整模块，用于根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据计算控制所述机器人移动至所述充电桩中心线的距离和转动方向；第二调整模块，用于计算将所述机器人从所述充电桩中心线位置处移动至将所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触的位置处的距离及转动方向。
进一步，所述充电处理装置内置有导航模块，通过所述导航模块生成移动至所述充电桩的路线。
进一步，所述充电处理装置还包括故障判断模块和通讯模块，其中，所述故障判断模块用于判断正面朝向所述充电桩时，根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人与所述充电桩的距离值是否无效，是则生成故障提示信息；所述通讯模块，用于将所述故障提示信息发送至上位机。
进一步，所述上位机包括移动设备、PC机、笔记本或服务器。
进一步，所述通讯模块的频段为2.4GHz、5GHz或1GHz。
进一步，所述充电处理装置连接有显示模块，所述显示模块用于接收故障提示信息。
在本申请实施例中，采用超声波测距和红外测距两种方式，通过对机器人位置及方向的调整，达到了对准机器人与充电桩的目的，从而实现了机器人快速充电的技术效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请所述的自动充电***的结构示意图；
图2是本申请所述充电处理装置一个实施例的框图结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-2所示，本申请提供了一种自动充电***，包括机器人100和充电桩200，其中，所述机器人100上安装有超声波接收装置101、红外接收装置(图中未示出)和充电处理装置(图中未示出)，所述充电桩左右两端分别安装第一超声发射装置201、第二超声发射装置202，所述第一超声发射装置 201和所述第二超声发射装置202间的中点位置安装红外发射装置203，所述充电处理装置根据所述超声波接收装置101接收到的超声波数据调整所述机器人的位姿后，再根据所述红外接收装置接收到的红外数据对所述机器人的位姿进行微调，使得所述机器人的电极102与所述充电桩的电极204对准并接触。
本申请中，所述充电处理装置根据所述第一超声发射装置、第二超声发射装置发送的超声波数据对所述机器人的位姿进行初次调整，使得所述机器人移动到所述充电桩的中线位置上后，躲避了障碍物，防止了障碍物对红外信号的干扰，保证了所述充电处理装置根据再所述红外发射装置发送的红外数据对所述机器人的位姿进行微调，确保机器人处于中心线位置附近，保证所述机器人能够对准所述充电桩上的充电电极并接触，提高充电效率。
具体地，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置在所述充电桩上的高度相同，相同的高度保证了根据超声波调整所述机器人位置的准确性。
进一步，所述超声波接收装置和所述红外接收装置安装在所述机器人的正面，正面的安装的所述超声波接收装置和所述红外接收装置能够保证所述充电处理装置对计算得到的机器人与所述充电桩的距离的有效值进行判断，从而判断所述机器人的转向，保证机器人能够对准所述充电桩上的充电电极并接触，从而达到充电目的。
具体地，所述充电处理装置包括朝向判断模块10、处理模块20、第一调整模块30和第二调整模块40。其中，所述朝向判断模块，用于根据所述超声波接收装置接收到的所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人的朝向；所述处理模块，用于如果所机器人正面朝向所述充电桩，则计算所述机器人与所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置的距离，否则控制所述机器人旋转至正面朝向所述充电桩；所述第一调整模块，用于根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据计算控制所述机器人移动至所述充电桩中心线的距离和转动方向；第二调整模块，用于计算将所述机器人从所述充电桩中心线位置处移动至将所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触的位置处的距离及转动方向。
进一步，所述充电处理装置内置有导航模块，通过所述导航模块生成移动至所述充电桩的路线，以便所述及其他导航至所述充电桩附近位置。
在一些实施例中，所述充电处理装置还包括故障判断模块和通讯模块，其中，所述故障判断模块用于判断正面朝向所述充电桩时，根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人与所述充电桩的距离值是否无效，是则生成故障提示信息；所述通讯模块，用于将所述故障提示信息发送至上位机。更进一步，所述上位机包括移动设备、PC机、笔记本、服务器等，具体地，上位机用户可以是所述充电桩管理用户，也可以是所述机器人管理用户；所述通讯模块的频段为2.4GHz、5GHz、1GHz等通信频段。本实施例通过故障判断模块和通信模块实现与上位机的交互。
进一步，所述充电处理装置连接有显示模块，所述显示模块用于接收故障提示信息，通过显示模块的设置以便所述机器人管理用户实时了解故障信息，及时排除。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动充电***，其特征在于，包括机器人和充电桩，其中，所述机器人上安装有超声波接收装置、红外接收装置和充电处理装置，所述充电桩左右两端分别安装第一超声发射装置、第二超声发射装置，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置间的中点位置安装有红外发射装置，所述充电处理装置根据所述超声波接收装置接收到的超声波数据调整所述机器人的位姿后，再根据所述红外接收装置接收到的红外数据对所述机器人的位姿进行微调，使得所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触。
2.根据权利要求1所述的自动充电***，其特征在于，所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置在所述充电桩上的高度相同。
3.根据权利要求1所述的自动充电***，其特征在于，所述超声波接收装置和所述红外接收装置安装在所述机器人的正面。
4.根据权利要求1所述的自动充电***，其特征在于，所述充电处理装置包括朝向判断模块、处理模块、第一调整模块和第二调整模块，其中，
所述朝向判断模块，用于根据所述超声波接收装置接收到的所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人的朝向；所述处理模块，用于如果所机器人正面朝向所述充电桩，则计算所述机器人与所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置的距离，否则控制所述机器人旋转至正面朝向所述充电桩；所述第一调整模块，用于根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据计算控制所述机器人移动至所述充电桩中心线的距离和转动方向；第二调整模块，用于计算将所述机器人从所述充电桩中心线位置处移动至将所述机器人的电极与所述充电桩的电极对准并接触的位置处的距离及转动方向。
5.根据权利要求4所述的自动充电***，其特征在于，所述充电处理装置内置有导航模块，通过所述导航模块生成移动至所述充电桩的路线。
6.根据权利要求4所述的自动充电***，其特征在于，所述充电处理装置还包括故障判断模块和通讯模块，其中，所述故障判断模块用于判断正面朝向所述充电桩时，根据所述第一超声发射装置和所述第二超声发射装置发送的超声波数据判断所述机器人与所述充电桩的距离值是否无效，是则生成故障提示信息；所述通讯模块，用于将所述故障提示信息发送至上位机。
7.根据权利要求6所述的自动充电***，其特征在于，所述上位机包括移动设备、PC机、笔记本或服务器。
8.根据权利要求6所述的自动充电***，其特征在于，所述通讯模块的频段为2.4GHz、5GHz或1GHz。
9.根据权利要求4所述的自动充电***，其特征在于，所述充电处理装置连接有显示模块，所述显示模块用于接收故障提示信息。
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