[實用新型]一種可靠的室內全向移動機器人自主充電系統

有效

• 申請號: 201820181232.5
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN207718228U
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 李振宏;李瑞峰;李哲;黃鴻輝;張偉
• 申請（專利權）人: 福建（泉州）哈工大工程技術研究院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所 35213
• 代理人: 方傳榜;莊俊佳

本實用新型公開的是一種可靠的室內全向移動機器人自主充電系統，包括充電座和與該充電座相配合接觸充電的移動機器人，充電座上設有充電觸點、視覺標識和紅外傳感器，移動機器人上設有網絡攝像頭、激光雷達、機器人控制器、電源模塊、電量監控模塊以及電機驅動模塊，機器人控制器分別與電量監控模塊、電機驅動模塊、激光雷達、網絡攝像頭以及紅外傳感器相控制連接設置。本實用新型克服了單純依靠激光或紅外所帶來的缺陷，提高了機器人自主充電的可靠性與準確性，更加適用于各種環境能力，提高充電效率。

技術領域

本實用新型涉及的是機器人充電系統，更具體地說是一種可靠的室內全向移動機器人自主充電系統。

背景技術

隨著智能化時代的到來，機器人已經越來越走進人們的生活，生活中的服務機器人應用領域越來越廣，我們的社會即將進入智能機器人的時代。例如，常見的服務機器人有送餐機器人、聊天機器人、導購機器人等等，這些智能機器人通常都包括大量的用電設備，耗電量很大，需要經常充電，目前市場上已經出現自主充電掃地機器人，但是其存在回充效率低、精度不高等缺點。因此，如何讓機器人快速并有效的自動充電成為機器人領域一個亟待解決的問題。

在現有技術中，智能移動機器人自主充電實現方式主要有三種，一種是利用紅外測距技術與運動控制技術相結合實現自主充電；第二種是利用激光建模技術和運動控制技術相結合實現自主充電；第三種是利用視覺標識定位技術與運動控制技術相結合實現自主充電。三種技術在實際應用中均存在如下優點及缺陷：（1）利用紅外測距技術來實現自主充電時，主要是采用紅外接收結合姿態調整策略，這樣造成了機器人在距離充電站較遠區域內不斷調整姿態，不能實現短時間內確定充電站的位置，盡管其測量精度高，但充電過于費時；（2）采用激光建模技術進行自主充電時，在遠距離區域內，機器人可迅速鎖定充電站位置，但在近距離精確對準時，由于激光傳感器存在視角盲區，可能導致對準過程中存在位置偏差。（3）采用視覺標識定位技術進行自主充電時，由于視覺識別距離的限制，只能在小范圍內進行位姿調整，其識別速度快，但其測量精度不高。

實用新型內容

本實用新型公開的是一種可靠的室內全向移動機器人自主充電系統，其主要目的在于克服現有技術存在的上述不足和缺點，實現移動機器人在遠距離時通過激光雷達導航到充電座上視覺標識范圍，通過視覺定位技術實時調整機器人位姿，使其正對充電座。然后近距離時通過充電座上的紅外傳感器測量直線位置距離，控制機器人前進到充電座電源接口，克服了單純依靠激光或紅外所帶來的缺陷，提高了機器人自主充電的可靠性與準確性。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種可靠的室內全向移動機器人自主充電系統，包括充電座和與該充電座相配合接觸充電的移動機器人，所述充電座上設有充電觸點、視覺標識和紅外傳感器，所述移動機器人上設有網絡攝像頭、激光雷達、機器人控制器、電源模塊、電量監控模塊以及電機驅動模塊，所述機器人控制器分別與所述電量監控模塊、電機驅動模塊、激光雷達、網絡攝像頭以及紅外傳感器相控制連接設置；所述電量監控模塊與所述電源模塊相控制連接設置，所述充電觸點與所述移動機器人上設置的充電觸點相配合接觸式充電連接。

更進一步，所述電量監控模塊通過庫侖計實現電量監控，庫侖計采用電流積分的方法來計算剩余電量值，檢測的電量值通過TTL232通信給所述機器人控制器。

更進一步，所述電源模塊采用的是聚合物鋰電池組作為蓄電池組。

更進一步，所述機器人控制器通過CAN總線與電機驅動模塊相連接，并通過以太網實現與上位機實時進行數據交互傳輸設置。

更進一步，所述激光雷達用于環境掃描，并根據返回脈沖信用描述出周圍環境，為所述移動機器人進行導航。

更進一步，所述紅外線傳感器用于判斷移動機器人相對于充電座的直線距離，并與所述機器人控制器相數據通信連接設置。