[發(fā)明專利]一種雙引導(dǎo)式機(jī)器人自主充電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310567061.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104298234A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲道奎;徐方;王宇卓;楊奇峰;鄒風(fēng)山;劉世昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人自主充電領(lǐng)域，尤其涉及一種雙引導(dǎo)式機(jī)器人自主充電方法。

背景技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電功能可以延長(zhǎng)機(jī)器人的自治時(shí)間，增加其活動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)連續(xù)任務(wù)動(dòng)作。自動(dòng)充電技術(shù)要求機(jī)器人能快速尋找充電站，機(jī)器人與充電站之間有較高的傳輸電能效率并且充電安全、快速。

傳統(tǒng)的接觸式充電方式存在以下問(wèn)題：

從物理方面：充電連接部件為金屬導(dǎo)體暴露在外部，電連接時(shí)容易產(chǎn)生火花,這對(duì)于易燃易爆場(chǎng)合危險(xiǎn)性很大；如果出現(xiàn)污物會(huì)導(dǎo)致接觸不良或電連接失敗。

從機(jī)械方面看，傳統(tǒng)的充電連接部件采取直插方式完成對(duì)接充電，多次插拔對(duì)接頭的機(jī)械損傷會(huì)引起接觸松動(dòng)從而導(dǎo)致接觸不良或電能傳輸下降。

并且，傳統(tǒng)的接觸式紅外引導(dǎo)充電需要多次調(diào)整機(jī)器人的角度才能準(zhǔn)確的找到充電站的位置，其耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙引導(dǎo)式機(jī)器人自主充電方法，其可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，減少了充電站定位于電極對(duì)接所需的時(shí)間和算法，提高了對(duì)接效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括一機(jī)器人和一充電站，所述機(jī)器人的左前、右前、左后和右后方向設(shè)置有四個(gè)紅外接收器和兩對(duì)超聲波對(duì)管，分別為第一紅外接收器、第二紅外接收器、第三紅外接收器和第四紅外接收器，第一超聲波對(duì)管和第二超聲波對(duì)管，兩對(duì)超聲波對(duì)管分別對(duì)稱放置于機(jī)器人中心線的兩側(cè)，充電站上設(shè)置有一方向紅外發(fā)射管和一對(duì)接紅外發(fā)射管，所述充電方法包括如下步驟：

引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入紅外發(fā)射區(qū)域；

機(jī)器人任意兩個(gè)紅外接收器接收到方向紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外發(fā)射信號(hào)后，調(diào)整機(jī)器人的方向，直到第一紅外接收器與第二紅外接收器同時(shí)接收到紅外發(fā)射信號(hào)后前行；

繼續(xù)調(diào)整機(jī)器人方向，使第一紅外接收器與第二紅外接收器同時(shí)接收到所述對(duì)接紅外發(fā)射管發(fā)出的對(duì)接紅外信號(hào)；

機(jī)器人利用第一超聲波對(duì)管和第二超聲波對(duì)管測(cè)量到充電站的最小距離位置，完成縱向定位；

判斷第一超聲波對(duì)管和第二超聲波對(duì)管測(cè)量的距離是否相同；

若不同，以當(dāng)前機(jī)器人航向?yàn)榭v向基準(zhǔn)，保持最小聲吶距離不變，橫向移動(dòng)機(jī)器人，直到距離相等為止；

若相同，機(jī)器人前進(jìn)直到與充電站完成充電。

優(yōu)選地，所述引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入紅外發(fā)射區(qū)域之前，首先旋轉(zhuǎn)一周檢查自身的位置，如果接受不到充電站發(fā)射的紅外信號(hào)，則說(shuō)明機(jī)器人目前處于紅外發(fā)射區(qū)域之外。

優(yōu)選地，所述調(diào)整機(jī)器人的方向，直到第一紅外接收器與第二紅外接收器同時(shí)接收到紅外發(fā)射信號(hào)后前行，具體為：

當(dāng)?shù)诙t外接收器和第三紅外接收器同時(shí)接收到信號(hào)時(shí)，則判斷充電站位于機(jī)器人的左側(cè)，此時(shí)，機(jī)器人逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到第一紅外接收器和第二紅外接收器時(shí)再前行；

當(dāng)?shù)谌t外接收器和第四紅外接收器同時(shí)接收到信號(hào)時(shí)，則判斷充電站位于機(jī)器人的后方，機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，直到第一紅外接收器和第二紅外接收器時(shí)再前行；

當(dāng)?shù)谝患t外接收器和第四紅外接收器同時(shí)接收到紅外發(fā)射信號(hào)時(shí)，則判斷充電站位于機(jī)器人的右側(cè)，此時(shí)，機(jī)器人順時(shí)針旋轉(zhuǎn)直到第一紅外接收器和第二紅外接收器時(shí)再前行。

優(yōu)選地，所述機(jī)器人利用第一超聲波對(duì)管和第二超聲波對(duì)管測(cè)量到充電站的最小距離位置，完成縱向定位，具體為：

機(jī)器人把當(dāng)前航行方向記為0°，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)360°，每隔1°檢測(cè)兩組超聲波對(duì)管各自測(cè)得到前方充電站的距離，自轉(zhuǎn)一周后，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)機(jī)器人到檢測(cè)最小距離所對(duì)應(yīng)的角度位置，此時(shí)機(jī)器人的前進(jìn)方向與充電站方向是一致的，最小距離即為機(jī)器人到充電站的最短距離。

本發(fā)明針對(duì)接觸式自動(dòng)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種雙引導(dǎo)式機(jī)器人自主充電方法，即利用紅外和超聲波雙引導(dǎo)方式進(jìn)行電極接口對(duì)接的方法。通過(guò)機(jī)器人兩側(cè)設(shè)置的超聲波測(cè)距對(duì)管分別判斷機(jī)器人到充電站的距離，通過(guò)自身的調(diào)整可以快速完成機(jī)器人與充電站的軸心對(duì)準(zhǔn)，大大簡(jiǎn)化了電極接口對(duì)接時(shí)的算法，可以快速準(zhǔn)確的完成最終充電。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明充電方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(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。