[發明專利]自尋充電機器人及其自尋充電系統和方法

有效

• 申請號: 201310631129.8
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103645733A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 蔡則蘇;王丙祥;王玲
• 申請（專利權）人: 江蘇建威電子科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自尋充電機器人，至少包括：

紅外接收模塊，包括兩個紅外接收器，接收充電站的紅外目標跟蹤信號與紅外目標對接信號，于接收到信號后，將解碼內容和強度信息傳送給主控系統進行進一步分析處理，以通過目標搜索、目標跟蹤和目標對接三個階段，實現與充電站的自主對接；

視頻采集模塊，獲取人臉檢測和情感識別所需信息及環境感知和異常檢測所需信息，并將其送至該主控系統；

里程測量裝置，測量該機器人行走里程并將里程信息上傳給該主控系統進行處理；

運動裝置，接收該主控系統的命令以驅動該機器人行走，在行走過程中完成超聲波測距并回饋給該主控系統以進行后續控制，在該機器人服務過程中及時檢測電池電量并回饋給該主控系統以判斷是否需要進行充電；

主控系統，控制該機器人其他各部分協調工作，將該視頻采集模塊、該運動裝置的超聲波測距信息、電量檢測采集到的信息及里程信息進行融合，以對該機器人進行控制。

2.如權利要求1所述的一種自尋充電機器人，其特征在于：該機器人還包括頭部動作裝置，該頭部動作裝置用于接收該主控系統的命令進行頭部俯仰和左右旋轉；該視頻采集模塊包括第一視頻采集裝置及第二視頻采集裝置，該第一視頻采集裝置包括一普通單目攝像頭及其采集電路，用于獲取人臉檢測和情感識別所需信息，該第二視頻采集裝置包含一廣角單目攝像頭及其采集電路，用于獲取環境感知和異常檢測所需信息，第一視頻采集裝置及第二視頻采集裝置安裝于該機器人頭部，其位置改變受控于該頭部動作裝置。

3.如權利要求2所述的一種自尋充電機器人，其特征在于：該運動裝置包括底盤驅動器、電機驅動模塊、兩個直流電機、兩個驅動輪及傳動機構、萬向輪及傳動機構、電池組、超聲波傳感器、電量檢測及充電模塊，該底盤驅動器于接收到該主控系統的控制命令后，驅動該電機驅動模塊控制兩個電機進行相應動作，兩個驅動輪及傳動結構在兩個電機的作用下驅動機器人行走，并通過萬向輪及傳動機構使得機器人實現零半徑轉向，該超聲波傳感器用于檢測外部障礙物到該機器人的距離，該電量檢測及充電模塊及時檢測該電池組電量并回饋給該主控系統以判斷是否需要進行充電。

4.一種機器人自尋充電系統，包括機器人及充電站，其特征在于：該機器人至少包括運動裝置、兩個紅外接收傳感器、超聲波感應器、充電電池及充電端子，該機器人通過該超聲波感應器對環境中的障礙物進行感知定位，通過其具有的兩個紅外接收傳感器接收該充電站的紅外目標跟蹤信號與紅外目標對接信號，通過目標搜索、目標跟蹤和目標對接三個階段，實現與充電站的自主對接；該充電站通過目標跟蹤紅外發射器和目標對接紅外發射器發射紅外目標跟蹤信號和紅外目標對接信號與該機器人實現自主對接，于對接成功后，該充電站對該機器人的充電電池進行充電，在充電完成后或收到強制命令后斷開連接釋放該機器人。

5.如權利要求4所述的一種機器人自尋充電系統，其特征在于，該充電站包括：

充電站主控系統，包括微控制器及其外圍電路，控制紅外發射器的頻率和功率，控制各模塊協調工作；

充電站電源模塊，在該充電站主控系統的控制下將工頻交流電轉換成供給機器人電池充電所使用的直流電，并產生充電站各模塊所需直流電；

充電站充電控制器模塊，包括充電電路、充電控制電路以及充電端子，于機器人與充電站對接成功后，該充電控制電路控制充電電路對該機器人的充電電池進行快速充電，在電池電量達到設定值后轉入涓流充電模式，當充電完畢后，在該充電站主控系統控制下，使充電控制器模塊及時停止充電，該機器人脫離充電站；

紅外發射模塊，包括目標跟蹤紅外發射器和目標對接紅外發射器，該目標跟蹤紅外發射器用于機器人在較遠的區域尋找充電站，該目標對接紅外發射器用于機器人近距離內搜索充電站。