CN109599918A - 一种具有充电导航***的充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有充电导航***的充电装置，包括无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器，本发明在机器人电量低时，可定位至充电桩的位置，***计算并推荐最佳路径，红外灯板闲置为关闭状态，接收到命令后方可打开，与机器人对接充电两分钟后关闭红外灯板，可有效地延长红外灯板的使用寿命。此外，充电桩的充电金属弹片在闲置时处于没电状态、接收命令时方可开始供电、以及在充电结束后的两分钟后断开其电源，具有较高的安全性能；机器人与充电桩之间具有3种充电方式，充电装置适合于各种导航方式的机器人，通过识别红外灯板中的标识进行方位调整，可以使机器人快递找到充电装置。

Description

一种具有充电导航***的充电装置
技术领域
本发明涉及一种充电技术领域，具体是一种具有充电导航***的充电装置。
背景技术
自主充电技术研究始于20世纪40年代，自此以来，随着科学技术的发展进步，自主充电技术在智能机器人上的应用也越来越智能化，目前的机器人大多数机载客充电蓄电池来给自身供电，通过外部充电装置补给电量。
在现有的机器人充电桩中，大多数是采用自主充电技术，常见的机器人中，有通过充电桩不断发出信号，机器人接收信号完成对接；有通过机器人的视觉相机采集环境图像，对充电桩桩体进行识别完成对接的；还有通过机器人***数据中心上充电桩的位置记录进行导航搜寻等方法，完成机器人与充电桩的对接充电。
利用信号方式的对接方式，容易受到其他信号的干扰，当两台及以上的机器人同时需要充电时，几台充电桩同时发出信号，极易造成机器人充电桩导航失败；通过机器人视觉相机对充电桩桩体进行识别，不管充电桩做成什么样的形状，一旦充电桩前有其他的遮挡物时，机器人搜寻充电桩上难度升级；此外，导航至历史位置上充电桩的位置，需要很大的内存，充电桩的位置不固定，很难保证机器人在电量耗尽前能与充电桩完成对接充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有充电导航***的充电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有充电导航***的充电装置，包括无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器，所述处理器分别连接无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器。
作为本发明的进一步技术方案：所述充电装置属于充电桩，充电桩的正面上方设有充电桩指示灯，充电桩指示灯的下方设有两个红外灯板，红外灯板的下方设有两个充电金属弹片，充电桩的背面设有充电桩开关和后盖板，后盖板上设有电源适配器充电插口，后盖板的内部设有电源适配器。
作为本发明的进一步技术方案：所述后盖板通过充电桩后盖螺丝固定在充电桩上。
一种具有充电导航***的充电装置的手动充电方法，包含以下步骤：将充电桩的电源线***电源插座，移动机器人使背面的充电金属接触片接触到充电桩的充电金属弹片，机器人或充电桩上充电桩指示灯闪烁即表示正常充电。
一种具有充电导航***的充电装置的接线充电方法，包含以下步骤：用螺丝刀将充电桩后盖螺丝取出，打开后盖板将充电桩的电源适配器的螺丝卸下；将电源适配器充电插口的旋紧螺母旋松，取出电源适配器；电源适配器的一端连接机器人的充电插口，另一端***电源插座，电源适配器的充电指示灯与机器人上的充电指示灯闪烁即表示正常充电。
一种具有充电导航***的充电装置的自动充电方法，包含以下步骤：机器人导航到充电桩附近；机器人视觉相机识别充电桩的充电装置标识图形；进行避障、调整方向；对接充电。
作为本发明的进一步技术方案：所述机器人导航为SLAM定位导航或磁导轨导航。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在机器人电量低时，可定位至充电桩的位置，***计算并推荐最佳路径，红外灯板闲置为关闭状态，接收到命令后方可打开，与机器人对接充电两分钟后关闭红外灯板，可有效地延长红外灯板的使用寿命。此外，充电桩的充电金属弹片在闲置时处于没电状态、接收命令时方可开始供电、以及在充电结束后的两分钟后断开其电源，具有较高的安全性能；机器人与充电桩之间具有3种充电方式，充电装置适合于各种导航方式的机器人，通过识别红外灯板中的标识进行方位调整，可以使机器人快递找到充电装置。
附图说明
图1是一种具有充电导航***的充电装置的结构示意图；
图2是一种具有充电导航***的充电装置的流程图；
图3是充电桩的正面示意图；
图4是充电桩的背面示意图；
图5是充电桩背面的去后盖板示意图；
图6是一种机器人自动充电导航示意图；
图中：1-充电桩指示灯，2-红外灯板，3-充电金属弹片，4-充电桩开关，5-充电桩后盖螺丝，6-后盖板，7-电源适配器充电插口。
具体实施方式
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1：请参阅图1-6，一种具有充电导航***的充电装置，包括无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器。
红外灯板，用于机器人定位自身位置，机器人在导航定位时，其视觉相机识别充电装置中红外灯板的标识图形，以达到机器人充电插口更准确对准充电装置的接口；所述红外灯板在未接收到无线命令前为关闭状态。
电源切断模块，用于充电装置为机器人充电补给结束后，自动切断电源，即断开充电装置的充电金属弹片电源。
充电装置，属于充电桩，用于在机器人与充电装置进行对接充电后，为机器人进行自动充电，机器人充电补给至最大限度容量后自动断开充电金属弹片电源；所述充电装置在接收到无线命令时，其充电金属弹片开始供电，所述充电金属弹片平时为无电状态，由充电命令触发通电；所述最大限度容量属于机器人最大充电容量，在机器人终端可根据自身需求在蓄电池容量范围内设置充电上限容量。充电桩的结构如图3-5所示，充电桩的正面上方设有充电桩指示灯1，充电桩指示灯1的下方设有两个红外灯板2，红外灯板2的下方设有两个充电金属弹片3，充电桩的背面设有充电桩开关4和后盖板6，后盖板6上设有电源适配器充电插口7，后盖板6的内部设有电源适配器。后盖板6通过充电桩后盖螺丝5固定在充电桩上。所述机器人靠近充电桩采用超声波、视觉相机和红外传感器融合避障和辅助调整方向模式。
处理器，此单元一般采用FPGA、DSP、GPU或者单片机来实现，用于充电装置的充电导航处理。
本设计的充电方式有三种：手动充电、接线充电和自动充电。
一种具有充电导航***的充电装置的手动充电方法，包含以下步骤：将充电桩的电源线***电源插座，移动机器人使背面的充电金属接触片接触到充电桩的充电金属弹片3，机器人或充电桩上充电桩指示灯1闪烁即表示正常充电。
一种具有充电导航***的充电装置的接线充电方法，包含以下步骤：用螺丝刀将充电桩后盖螺丝5取出，打开后盖板6将充电桩的电源适配器的螺丝卸下；将电源适配器充电插口7的旋紧螺母旋松，取出电源适配器；电源适配器的一端连接机器人的充电插口，另一端***电源插座，电源适配器的充电指示灯与机器人上的充电指示灯闪烁即表示正常充电。
一种具有充电导航***的充电装置的自动充电方法，包含以下步骤：机器人导航到充电桩附近；机器人视觉相机识别充电桩的充电装置标识图形；进行避障、调整方向；对接充电。
实施例2，在实施例1的基础上，所述机器人导航为SLAM定位导航或磁导轨导航。
当机器人导航为SLAM定位导航时，其方法包括：1.机器人通过SLAM定位到充电桩的位置时，移动到充电桩附近、旋转至背朝充电桩；2.机器人底盘后侧的视觉相机识别充电红外灯板2中的标识图形，确定机器人与充电桩的相对位置偏移；3.不断调整位置，慢慢靠近充电桩；4.直至对准充电金属弹片3后，靠上去进行自动充电。
当机器人导航为磁导轨导航时，需铺设磁导轨至充电桩前，并要有无源RFID；其方法包括：1.机器人电量低时，向***请求充电；2.***计算出最佳路径并推荐其路径，机器人按照***推荐路径沿磁导轨行走；3.机器人下部的RFID识别出无源RFID后，不断调整位置，靠近充电桩；4.对准充电桩的充电金属弹片3后自动充电。所述机器人在行走过程中，如果出现偏移能及时调回，保证机器人不脱轨，并按照指定路线行走。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种具有充电导航***的充电装置，包括无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器，其特征在于，所述处理器分别连接无线模块、红外灯板、电源切断模块、充电装置和处理器。
2.根据权利要求1所述的一种具有充电导航***的充电装置，其特征在于，所述充电装置属于充电桩，充电桩的正面上方设有充电桩指示灯(1)，充电桩指示灯(1)的下方设有两个红外灯板(2)，红外灯板(2)的下方设有两个充电金属弹片(3)，充电桩的背面设有充电桩开关(4)和后盖板(6)，后盖板(6)上设有电源适配器充电插口(7)，后盖板(6)的内部设有电源适配器。
3.根据权利要求2所述的一种具有充电导航***的充电装置，其特征在于，所述后盖板6通过充电桩后盖螺丝(5)固定在充电桩上。
4.一种如权利要求1-3任一所述的具有充电导航***的充电装置的手动充电方法，其特征在于，包含以下步骤：将充电桩的电源线***电源插座，移动机器人使背面的充电金属接触片接触到充电桩的充电金属弹片(3)，机器人或充电桩上充电桩指示灯(1)闪烁即表示正常充电。
5.一种如权利要求1-3任一所述的具有充电导航***的充电装置的接线充电方法，其特征在于，包含以下步骤：用螺丝刀将充电桩后盖螺丝(5)取出，打开后盖板(6)将充电桩的电源适配器的螺丝卸下；将电源适配器充电插口(7)的旋紧螺母旋松，取出电源适配器；电源适配器的一端连接机器人的充电插口，另一端***电源插座，电源适配器的充电指示灯与机器人上的充电指示灯闪烁即表示正常充电。
6.一种如权利要求1-3任一所述的具有充电导航***的充电装置的自动充电方法，其特征在于，包含以下步骤：机器人导航到充电桩附近；机器人视觉相机识别充电桩的充电装置标识图形；进行避障、调整方向；对接充电。
7.根据权利要求6所述的具有充电导航***的充电装置的自动充电方法，其特征在于，所述机器人导航为SLAM定位导航或磁导轨导航。
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