[发明专利]一种机器人使用的智能控制自动充电系统及方法

说明书

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人使用的智能控制自动充电系统及方法，本方案整合金属触点接触式/无线充电的优劣，提高充电触点对准精度，降低触点接触产生触电或火花的风险，发挥金属触点接触式充电效率高，无线充电连接速度快的优势，自动识别充电连接方式，根据场景需求，实现金属触点接触式充电/无线充电的智能控制，并对电池充电曲线进行合理的动态控制，降低充电损耗。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人使用的智能控制自动充电系统及方法。

背景技术

目前机器人使用的自动充电系统主要有金属触点接触式和无线充电两种：1)金属触点接触式自动充电系统，包括机器人和充电座，机器人使用自主导航，建立地图和坐标系，需充电时，对障碍物自动避障，并对充电座进行精确坐标识别，机器人尾部的电极与充电座电极垂直对接，校验充电逻辑后，便可通过对准的电极开始充电。机器人与充电座之间的充电电极大小，以及充电座向机器人供给的充电电流，限制了充电电流和充电效率。2)无线充电自动充电系统，充电座包含供电电源和无线充电发射器，在机器人端则安装无线充电接收器和充电控制器。机器人使用自主导航方案，建立地图和坐标系，需充电时，对障碍物自动避障，并对充电座进行精确坐标识别，当机器人中的无线充电接收器与充电座的无线充电发射器对准，逻辑校验成功时，就可以实现充电座对机器人的无线感应充电。

现有技术中存在一些缺点：1)金属触点接触式自动充电系统，充电效率高，触点接触有产生触电或火花的风险，且充电触点对准精度低，导致建立充电连接慢。2)无线自动充电系统，充电对准建立连接速度快，但充电电流较小，损耗较大，充电速度较慢的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术缺陷，本发明提出了一种机器人使用的智能控制自动充电系统及方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种机器人使用的智能控制自动充电系统，包括充电装置，该充电装置为机器人提供金属触点接触充电、无线充电或金属触点接触充电和无线充电两者组合充电；所述的充电装置包括：充电座和机器人，充电座由供电电源、第一充电逻辑控制电路、无线充电发射器、第一金属触点电极和定位销组成，所述机器人的充电电路包括无线充电接收器、第二金属触点电极、销孔、第二充电逻辑控制电路、电池充电电路以及电池；其中，所述无线充电发射器用于充电座向机器人的无线充电接收器对准并充电；第一、第二金属触点电极用于接触充电的对准以及充电通流。

优选的，所述供电电源用于将输入的220V交流电源转换为直流电源。

优选的，所述第一、第二充电逻辑控制电路用于过流保护、检测充电状态以及控制无线充电或金属触点接触充电的通路。

优选的，所述充电座的定位销、机器人接收端的销孔用于提高充电座与机器人的对接精度。

优选的，所述定位销设置为外窄内宽的梯形柱体，所述销孔设置为外宽内窄的梯形柱体。

优选的，所述电池充电电路用于控制电池充电电压电流曲线。

优选的，所述充电电路可根据通路损耗动态调整充电电流和组合充电方式，从而获得最优的充电效率。

一种应用于机器人使用的智能控制自动充电系统中的机器人使用的智能控制自动充电方法，包括步骤：

1)机器人使用自主导航，建立地图和坐标系，需充电时，对障碍物自动避障，并对充电座进行精确坐标识别，自动导航至充电点与充电座进行对接；

2)机器人是否检测到充电座输出的TTL信号；若是，执行步骤3)；否则将退出自动充电，延时重新进入充电流程；

3)判断是充电座的金属触点还是无线充电发射器输出的信号，若机器人检测到所述金属触点输出的信号，则执行步骤4)；若机器人检测到所述无线充电发射器输出的信号，则执行步骤5)；