[發明專利]移動機器人的自動充電設備及其使用方法

在審

• 申請號: 201710852464.9
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107591857A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 徐晗
• 申請（專利權）人: 上海悅合自動化技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01R13/631;B25J19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體地，涉及一種移動機器人的自動充電設備及其使用方法。

背景技術

21世紀以來，隨著人工智能和傳感器技術的顯著進步，自主式移動機器人在娛樂、家政、公共場合等領域都扮演著越來越重要的角色。然而受到電池容量的限制，移動機器人的連續工作時間往往只有幾個小時，達不到長時間自主工作的效果，需要人的手動參與為其充電，影響了其工作效率，也增加了人為負擔。因此人們希望移動機器人具備自主充電的能力。

目前市場上移動機器人電池主要有自動充電，手動充電，更換電池三種。其中手動充電通常需要人將充電頭插入機器人充電口，更換電池一般也需要人工參與，而且需要準備更多的電池備件，而自動充電技術是移動機器人發展的重要充電技術路線。

專利號為US20040201361的美國專利中描述了一種非導電式的充電方式，不過由于對于充電頭和充電樁的距離要求較高，所以同樣設計了一套柔性的充電頭，但是該方案中導電頭為整體一起運動，因此可以活動的自由度不如本發明多，另外，由于導電頭不具有前后運動的機構，對機器人停止的位置要求較高。

專利號為US6859010的美國專利提供了一種用于掃地機器人的充電系統，同樣的該系統充電機構不具有伸縮運動，對機器人停止位置要求較高。對于多機器人參與工作時，僅依靠紅外信號無法判斷處機器人的是否到位，也無法確認機器人的編號等信息，本發明中在充電樁上增加了掃描槍，可以有效判斷機器人的編號及是否到位，然后再打開充電電源，安全可靠。

專利號為CN201611014436的中國專利提供了一種輪式機器人自動充電裝置，含有檢測模塊能夠檢測機器人上的電池電量是否充滿，控制模塊能夠電源轉換模塊為機器人上的電池充電，設計了兩個充電電極結構，機器人充電時充電頭容易與充電座接觸，對機器人的對準精度要求不高，降低了控制難度。

專利號為CN201610935438的中國專利公開了一種基于自動充電的機器人與充電樁之間的自動定位方法，包括利用電源管理單元對機器人的電源進行電量檢測，并將檢測的電量與設定的最小電量對比，充電時利用藍牙模塊對機器人進行定位。發明中充電樁并沒有檢測機器人是否到位，并控制電量輸出的能力，同時對機器人到位后的定位精度要求較高。

自動充電設備需要具備對機器人充電位置容錯率高，能對機器人編號進行判斷，對機器人是否到位進行判斷，輸出電量可控，充電成功率高等特點。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種移動機器人的自動充電設備及其使用方法。

根據本發明的一個方面，提供一種移動機器人的自動充電設備，其特征在于，包括移動機器人、導電頭、柔性適應機構、伸出機構、電源轉換模塊、控制器、控制器件、機器人檢測設備，其中移動機器人的充電部分與導電頭接觸，導電頭位于柔性適應機構上，柔性適應機構位于伸出機構上，控制器位于伸出機構的側面，電源轉換模塊、機器人檢測設備以及控制器件均與控制器通過電纜連接。

優選地，所述機器人檢測設備是二維碼掃描器或一維碼掃描器或紅外檢測設備或激光檢測設備。

優選地，所述柔性適應機構包括彈性器件、第一導向軸套、第二導向軸套、固定板，其中導電頭在接觸到移動機器人后會向后壓縮彈性器件，彈性器件提供持續的壓力給導電頭，導電頭沿著第一導向軸套、第二導向軸套運動，第一導向軸套、第二導向軸套都固定在固定板上，彈性器件位于兩個固定板之間。

優選地，所述伸出機構包括伸出動力器件、導軌、鎖定機構、彈性復位機構，伸出動力器件末端與固定板連接，導軌為導向機構且與固定板連接，鎖定機構位于伸出動力器件的下方，鎖定機構在伸出機構縮回時伸出，鉤住固定板，彈性復位機構位于固定板與伸出動力器件之間，彈性復位機構在伸出機構伸出時提供推力，同時也使伸出機構保持一定柔性。

優選地，所述伸出動力器件是電磁鐵或直線電機或氣缸或滾珠絲杠或齒輪齒條、皮帶。

本發明還提供一種移動機器人的自動充電設備的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，移動機器人移動至充電位置后停止；

步驟二，機器人檢測設備掃描移動機器人上的編碼，確定移動機器人是否到位并記錄機器人編號；

步驟三，機器人檢測設備將信息傳送至控制器；

步驟四，控制器控制伸出機構伸出；

步驟五，伸出機構將導電頭接觸到移動機器人；

步驟六，柔性適應機構確保導電頭與移動機器人完全接觸上；

步驟七，控制器打開控制器件，使導電頭產生電壓；