[發明專利]一種機器人自主充電系統與控制方法

有效

• 申請號: 201710061525.X
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106856350B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 張春龍;向軍;李方正;李偉;袁挺;張俊雄;張文強
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/15;H02J50/20
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

本發明涉及一種機器人技術領域，尤其是涉及一種機器人自主充電系統及控制方法。一種機器人自主充電系統，包括：充電座控制單元、機器人充電單元、電機控制單元和上位機任務單元；充電座控制單元包括充電座(8)、充電座電子羅盤、紅外發射單元(1)和充電座控制器；紅外發射單元(1)內設置三個紅外發射器，機器人充電單元，包括超聲波傳感器、紅外接收器、紅外對管(14)和電子羅盤(15)；在機器人的右側、正前端和左側分別布置有右紅外接收器、前紅外接收器和左紅外接收器，每個紅外接收器的接收角度為120度；電機控制單元，包括電機控制器和電機，用于處理由機器人充電單元或上位機任務單元傳輸的電機控制信息，對電機進行控制。

技術領域

本發明涉及一種機器人技術領域，尤其是涉及一種機器人自主充電系統及控制方法。

背景技術

目前，移動機器人在各個行業正逐漸替代人去執行一些繁重、復雜、枯燥、危險的工作。這些機器人都是通過可充電電池為其工作提供能量，當電池電能耗盡后，還需要人工去給機器人充電。考慮到機器人的可持續工作，這些機器人必須要能夠在脫離人為干預情況下長期自治，而對機器人自主充電技術的研究則可以使機器人幾乎完全不需要人工干預，不間斷地去執行各項工作。

發明內容

本發明的目的在于提出一種無需人工干預即可自行充電的機器人自主充電系統。

本發明的另一目的在于提出一種機器人自主充電系統的控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種機器人自主充電系統，所述系統包括：充電座控制單元、機器人充電單元、電機控制單元和上位機任務單元；

充電座控制單元包括充電座8、充電座電子羅盤、紅外發射單元1和充電座控制器；

充電座8包括充電口2和電源接口3，其中電源接口3與電源適配器相連；

充電座8前方布置有水平標志帶，兩側布置有垂直標志帶，水平標志帶和兩個垂直標志帶構成矩形的標志地帶9，標志地帶9包圍充電座8；

充電座電子羅盤和充電座控制器設置在充電座8內；

紅外發射單元1設置在充電座8上，所述紅外發射單元1內設置三個紅外發射器，用于分別向不同的發射方向發射不同的紅外信號，每種信號的覆蓋范圍是60°，紅外發射單元1內的三個紅外發射器的覆蓋范圍是180°；

機器人充電單元，包括超聲波傳感器、紅外接收器、紅外對管14和電子羅盤15；

機器人為矩形，在機器人前端由右到左依次安裝四個超聲波傳感器，分別為第一超聲波傳感器10、第二超聲波傳感器11、第三超聲波傳感器12和第四超聲波傳感器13，其中，第一超聲波傳感器10和第四超聲波傳感器13以及第二超聲波傳感器11和第三超聲波傳感器12分別關于機器人中心線對稱；

在機器人的右側、正前端和左側分別布置有右紅外接收器、前紅外接收器和左紅外接收器，每個紅外接收器的接收角度為120度；

電子羅盤15設置在機器人內，機器人前端底部設置紅外對管14；

電機控制單元，包括電機控制器和電機，用于處理由機器人充電單元或上位機任務單元傳輸的電機控制信息，對電機進行控制；

機器人充電單元和電機控制單元設置于機器人機體中。

標志地帶9的兩個垂直標志帶之間的距離是充電座8寬度的1～1.5倍。

標志地帶9的兩個垂直標志帶之間的距離是充電座8寬度的1.2倍。

標志地帶9的兩根垂直標志帶與充電座8兩端的距離相等，充電座8與前方水平標志帶的距離d為：