[實用新型]一種機器人自主充電系統

有效

• 申請號: 201720653447.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN207337208U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 崔亞平;江濟良;王運志
• 申請（專利權）人: 青島克路德機器人有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;郭德忠

本實用新型公開了一種機器人自主充電系統，屬于機器人自主定位和導航技術領域。系統包括對外交互模塊、ROS導航模塊、運動控制模塊和短距離控制模塊；對外交互模塊為人機交互提供平臺，在自主充電過程中接收外界充電命令、控制系統開始進行自主充電并對外界反饋充電結果；ROS導航模塊在自主充電過程中將機器人導航到充電樁前1.5m范圍內；運動控制模塊在自主充電過程中，接收ROS導航模塊的控制命令，控制電機做相應的導航動作，當機器人到達充電樁前1.5m左右后，根據短距離定位模塊的數據控制機器人完成與充電樁的精確對接；本實用新型在實現自主充電過程中能夠自動避開障礙物以及完成對外交互。

技術領域

本實用新型涉及機器人自主定位和導航技術領域，具體涉及一種機器人自主充電系統。

背景技術

近些年來機器人行業發展迅猛，機器人的市場需求也越來越大，同時對機器人的智能化要求也越來越高。越來越多的應用場景需要機器人具有自主充電功能，要實現自主充電必須先確定機器人相對于充電座的實時位置信息，并根據實時位置信息將其導航到充電座。在眾多的定位技術里面，利用“基于激光雷達的ROS導航系統”和“基于超聲和紅外的近距離定位系統”能夠完整、高效的實現任意位置的自主充電功能。目前該技術方案已經被使用到多種類型的機器人，比如商場導購機器人、銀行迎賓機器人、機房巡檢機器人、小區安保機器人等。

現有的機器人自主充電方案一般采用紅外定位和導航系統，此方案的原理為：在充電樁上安裝紅外發射裝置，機器人上安裝紅外接收裝置。充電樁上的紅外發射裝置不斷地向外發射紅外線，當機器人檢查到電量較低后，開始控制機器人按照一定的方式不斷地運動，直到機器人運動到充電樁附近并接收到紅外線信號，然后利用接收的紅外線信息，將機器人導航到充電樁，進行充電。

采用紅外定位和導航系統進行自主充電有以下三點缺陷：

1.此方案效率低，開始階段機器人沒有明確的路徑規劃，要不斷地走來走去尋找紅外線，多走很多的冤枉路；

2.此方案成功率低，因為紅外線無法穿透物體，使得使用紅外線只能夠在視距范圍內定位，就像我們的電視機遙控器用的紅外線一樣，如果有東西遮擋就失去了信號，那么機器人將無法找到紅外線信號，自主充電功能將失效；

3.此方案智能化低，應用場合范圍小，因為此方案開始階段機器人要不斷地走來走去以尋找紅外線，智能度太低，因此這種方案只能被應用到低端的機器人上，如掃地機器人。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種機器人自主充電系統，該系統在實現自主充電過程中能夠自動避開障礙物以及完成對外交互。

一種機器人自主充電系統，該系統包括對外交互模塊、ROS導航模塊、運動控制模塊和短距離控制模塊；

對外交互模塊為人機交互提供平臺，通過“麥克”或“液晶屏”接收用戶的交互命令，通過“功放”和“液晶屏”對外輸出機器人的回應信息；在自主充電過程中接收外界充電命令、控制系統開始進行自主充電并對外界反饋充電結果；

ROS導航模塊規劃機器人的行走路徑，為機器人導航，在自主充電過程中將機器人導航到充電樁前1.5m范圍內；

運動控制模塊用于控制機器人電機運動，在自主充電過程中，接收ROS導航模塊的控制命令，控制電機做相應的導航動作，當機器人到達充電樁前1.5m左右后，根據短距離定位模塊的數據控制機器人完成與充電樁的精確對接；

短距離定位模塊計算出機器人相對于充電樁的精確坐標，并將坐標信息傳送給運動控制模塊。

進一步地，所述對外交互模塊采用安卓控制核心通過USB和UART接口分別與ROS導航模塊和運動控制模塊實現信息交互。