一种机器人的无线充电装置制造方法及图纸

技术编号:15069237 阅读:99 留言:0更新日期:2017-04-06 16:48
本实用新型专利技术涉及无线供电技术领域,公开了一种机器人的无线充电装置,包括定位机构、单片机、行走机构和设在行走机构上的发射线圈组,以及设在机器人上的接收线圈组;所述定位机构与单片机连接,所述单片机与行走机构连接。机器人进入检测区域后,定位机构测量位置信息并传递给单片机,单片机控制行走机构调整发射线圈组的位置。发射线圈组与接收线圈组通过交变电磁场传递电能,存储于巡检机器人的电池内。相比于现有技术,本实用新型专利技术的有益效果是:无线充电装置采用非接触式充电,避免了天气因素的影响,机器人边检测边充电,自动对准,增加了机器人的可连续工作时间;提供一种实用性强和稳定性好的机器人无线充电方法。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线供电
,具体地,涉及一种应用于机器人的无线充电装置。
技术介绍
通常机器人以自主或遥控的方式,在无人值守或少人值守的室内外场所对设备进行巡检或安全巡视,可及时发现判别设备的状况、场所的安全性等。可以根据操作人员在基站的任务操作或预先设定的任务,自动进行场所内的全局路径规划,通过携带的各种传感器,完成设备的图像巡检、设备仪表的自动识别、环境安全性判定等,并记录各种信息,提供异常报警。目前,机器人的充电方式仍采用接触式,该方式的缺点为:1、充电插头和充电插座的接触面积小,需要精确对位才能正常充电,这对机器人运动的精确性要求很高,增加了机器人设计的复杂度;2、接触式充电装置易受天气因素干扰,雨水会导致短路事故,暴晒和风化会减少充电装置使用寿命;3、为避免天气等其他因素的干扰,需要专门为机器人修建充电屋,占用空间且增加成本。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本技术提供了一种机器人的无线充电装置,该装置可为移动工作中的机器人实时充电,解决了机器人静态无线供电存在不足,提高机器人的续航能力,使电能补给更加便捷。为了实现上述技术效果,本技术所采用的技术方案是:一种机器人的无线充电装置,包括定位机构、单片机、行走机构和设在行走机构上的发射线圈组,以及设在机器人上的接收线圈组;所述定位机构与单片机连接,所述单片机与行走机构连接。所述定位机构对进入检测区的机器人进行定位,并将位置信息传递给单片机,单片机通过控制行走机构,使发射线圈组与接收线圈组位置相对,从而实现跟踪充电。作为优选方式,所述定位机构由超声波传感器Ⅰ、超声波传感器Ⅱ、超声波传感器Ⅲ和超声波传感器Ⅳ组成;进一步地,超声波传感器Ⅰ、超声波传感器Ⅱ、超声波传感器Ⅲ和超声波传感器Ⅳ分别位于矩形检测区的四个顶点处,定位的准确度直接影响着下一步位置跟踪的准确度,故采用四个超声波传感器,保证了定位的准确度。作为另一种优选方式,所述行走机构由纵向导轨Ⅰ、纵向导轨Ⅱ、横向导轨组成,且所述纵向导轨Ⅰ处设有伺服电机Ⅰ,纵向导轨Ⅱ处设有伺服电机Ⅱ,横向导轨处设有伺服电机Ⅲ;横向与纵向的配合,可以使发射线圈组精准覆盖检测区的所有位置。进一步地,所述伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ均采用PID控制,且上述3个伺服电机均包括最内的电流环、中间的速度环和最外的位置环;提高了位置跟踪的准确度,进而提高了充电效率。作为再一种优选方式,所述行走机构设在地面以下,不占用地面或高处空间,不会对其他设备设施带来不便。相比于现有技术,本技术的有益效果是:1、无线充电装置采用非接触式充电,避免天气因素对充电可靠性的影响;2、机器人不需要与充电装置精确对准,机器人到达充电区域后,发射线圈自动调整充电位置;3、发射线圈可通过横向和纵向电机调整充电位置,充电效率高;4、充电装置安装在检测时间最长的巡检区,机器人边检测边充电,增加了机器人的可连续工作时间;提供一种实用性强和稳定性好的机器人无线充电方法。附图说明图1为本技术的结构示意图;图2为本技术的检测区与机器人的位置关系示意图;图3是本技术的工作流程图;附图中标记对应的部件名称如下:1为纵向导轨Ⅰ,2为纵向导轨Ⅰ,3为横向导轨,4为伺服电机Ⅰ,5为伺服电机Ⅱ,6为伺服电机Ⅲ,7为单片机,8为发射线圈组,9为超声波传感器Ⅰ,10为超声波传感器Ⅱ,11为超声波传感器Ⅲ,12为超声波传感器Ⅳ,13为接收线圈组。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细介绍,以下文字的目的在于说明本技术,而非限制本技术的保护范围。如图1所示,本技术可按照如下方式实施,一种机器人的无线充电装置,包括定位机构、单片机7、行走机构和设在行走机构上的发射线圈组8,以及设在机器人上的接收线圈组13;所述定位机构与单片机7连接,所述单片机7与行走机构连接。机器人在停留检测设备的同时,接受充电,无需额外占用时间,大大增加了机器人的连续工作时间。具体地,所述定位机构由超声波传感器Ⅰ9、超声波传感器Ⅱ10、超声波传感器Ⅲ11和超声波传感器Ⅳ12组成。如图2所示,超声波传感器Ⅰ9、超声波传感器Ⅱ10、超声波传感器Ⅲ11和超声波传感器Ⅳ12分别位于矩形检测区的四个顶点处。当机器人驶入检测区,检测区即为机器人的充电区域,四个超声波传感器识别出机器人上的接收线圈组13的存在,并测量机器人的位置信息,再将位置信息传递给单片机7。所述行走机构由纵向导轨Ⅰ1、纵向导轨Ⅱ2、横向导轨3组成,且所述纵向导轨Ⅰ1处设有伺服电机Ⅰ4,纵向导轨Ⅱ2处设有伺服电机Ⅱ5,横向导轨3处设有伺服电机Ⅲ6。所述伺服电机Ⅰ4、伺服电机Ⅱ5和伺服电机Ⅲ6均采用PID控制,且上述3个伺服电机均包括最内的电流环、中间的速度环和最外的位置环。电流环控制电机转矩,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流。速度环通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节。位置环在驱动器和电机编码器间构建,或在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建。所述行走机构设在地面以下,不占用地面和高处空间,不会对其他设备设施带来不便。特别指出,发射线圈组8和接收线圈组13均由多匝金属导体绕制成的线圈组成,接收线圈组13在制作时考虑电源的频率,使得接收线圈组13与电源频率一致,发射线圈组8和接受线圈组13在充电过程中处于谐振状态,从而获得最大充电效率。发射线圈组8发射高频交变电磁场,接收线圈组13接收到交变电磁场并将磁场能转换为电能,存储于机器人的电池内。如图3所示,本技术的工作流程如下:1、机器人位置的测定;机器人驶入检测区域后,位于矩形检测区四个顶点处的超声波传感器会识别出机器人的存在,并测量机器人的位置数据,然后将机器人的位置信息传递给单片机7。2、发射线圈位置的调整;单片机7获取机器人的位置信息后,控制伺服电机Ⅰ4、Ⅱ5和Ⅲ6的运转,进而控制纵向导轨Ⅰ1、纵向导轨Ⅱ2、横向导轨3,调整发射线圈组8的位置,使发射线圈组8到达机器人所在的位置下方,即为最佳的充电位置。3、开始充电;到达最佳充电位置后,发射线圈组8恰好与机器人上的接收线圈组13对准,此时达到最高充电效率,随即开始向机器人充电。4、结束充电;直至机器人驶离检测区域后,停止充电工作。本技术安装位置的选取:安装位置选取的原则为,机器人停留时间最长的检测区。机器人按照设定路线依次到达各设备设施的检测区,不同检测区的停车时间不同,无线充电装置安装在机器人停留时间最长的检测区,从而获得最大设备的利用率和充电效率。还可根据需要在多个检测区同时安装充电装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的无线充电装置,其特征在于:包括定位机构、单片机(7)、行走机构和设在行走机构上的发射线圈组(8),以及设在机器人上的接收线圈组(13);所述定位机构与单片机(7)连接,所述单片机(7)与行走机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种机器人的无线充电装置,其特征在于:包括定位机构、单片机(7)、行走机构和设在行走机构上的发射线圈组(8),以及设在机器人上的接收线圈组(13);所述定位机构与单片机(7)连接,所述单片机(7)与行走机构连接。2.根据权利要求1所述的一种机器人的无线充电装置,其特征在于:所述定位机构由超声波传感器Ⅰ(9)、超声波传感器Ⅱ(10)、超声波传感器Ⅲ(11)和超声波传感器Ⅳ(12)组成。3.根据权利要求2所述的一种机器人的无线充电装置,其特征在于:超声波传感器Ⅰ(9)、超声波传感器Ⅱ(10)、超声波传感器Ⅲ(11)和超声波传感器Ⅳ(12)分别位于矩形检测区...

【专利技术属性】
技术研发人员:代中余王成平吴大新王军华
申请(专利权)人:成都经纬智联科技有限公司
类型:新型
国别省市:四川;51

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