一种机器人自动充电对准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种机器人自动充电对准装置，包括机器人对准系统和充电桩对准系统。所述机器人对准系统包括工控机主控板、下位机控制板和视觉采集器，所述下位机控制板、视觉采集器分别与工控机主控板通过控制线连接。所述充电桩对准系统包括充电桩主控板和视觉标识，所述充电桩主控板通过控制线连接视觉标识。本实用新型专利技术可广泛用于机器人充电系统的精准对准。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人自动充电对准装置。
技术介绍
目前，已有越来越多的机器人产品被应用于生活服务领域。在这些机器人产品中，很大一部分是使用充电电池作为动力源。在充电电池的电量不足时，需要用户将充电电池与外部电源连接，完成充电。这不仅会增加用户的工作量，而且，在人手紧缺的工作环境下，一旦由于充电电池电量不足而未能及时发现，会造成机器人停止工作，从而影响工作效率。其次，目前市场机器人充电都是通过磁导航或者其他类型充电对准方式，在实现基础上会增加地磁线等约束使用的条件，对使用环境局限性较大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种机器人自动充电装置及其自动充电方，在充电电池的电量不足时，使机器人能迅速地自动发现外部电源并完成充电。为解决上述问题，本技术提供了一种机器人自动充电对准装置，包括机器人对准系统和充电桩对准系统。所述机器人对准系统包括工控机主控板、下位机控制板和视觉采集器，所述下位机控制板、视觉采集器分别于工控机主控板通过控制线连接。所述充电桩对准系统包括充电桩主控板和视觉标识，所述充电桩主控板通过控制线连接视觉标识。作为本技术的进一步改进，所述下位机控制板包括机器人通断继电器、电量采集器、红外遥控编码接收器、电压电流采集器；所述机器人通断继电器为两个继电器，与下位机控制板通过控制线连接，所述电量采集器通过数据总线与下位机控制板连接，所述红外遥控编码接收器与充电桩对准系统连接，所述电压电流采集器与下位机控制板通过控制线连接。作为本技术的进一步改进，所述视觉采集器为红外摄像头，其安装高度与充电桩上的视觉标识高度基本一致，能保证采集到的充电桩上的视觉标识。作为本技术的进一步改进，所述充电桩主控板上设有通过控制线连接的充电桩通断电继电器、充电桩光电检测器、电磁铁开关控制器和红外遥控编码发射器。作为本技术的进一步改进，所述视觉标识为红外十字型非对称标记的信标，所述信标的安装高度与机器人上的视觉采集器高度基本一致，能保证采集到的充电桩上的视觉标识。作为本技术的进一步改进，所述机器人自动充电对准装置还包括对准锁定机构，对准锁定机构包括电磁门锁和电磁铁开关控制器，所述电磁门锁的电磁吸片一部分安装在机器人本体的骨架上，另一部分安装在充电桩本体上，两者安装高度一致，电磁铁开关控制器与充电桩主控板通过控制线连接。本技术的有益效果是：机器人在充电电池的电量不足时，无需人工干预，就能通过视觉对准自动完成充电,实现全自动无人值守机器人系统。并且，本技术适合于现有的任何类型机器人使用，只要有交流电源插座，使得机器人只要在能够提供交流电的区域就能实现全自动无人值守自动充电。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本技术框图；图2是本技术的红外十字型非对称标记的红外发射管布局图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。参阅图1至图2，本技术的机器人自动充电对准装置，包括机器人对准系统、充电桩对准系统和对准锁定机构。所述机器人对准系统包括工控机主控板、下位机控制板和视觉采集器，所述下位机控制板、视觉采集器分别与工控机主控板通过控制线连接。所述对准锁定机构包括电磁门锁和电磁铁开关控制器。具体的：工控机主控板为中央处理单元，收集各传感器采集到的各类外界信息，经过一系列处理后，发出相关的执行命令到执行机构，从而使机器人实现各种功能。机器人下位机控制板将采集到的传感器数据，通过数据总线与工控机主控板传输，同时接收工控机主控板的命令，驱动连接在机器人下位机控制板上的各执行机构。下位机控制板包括包括机器人通断继电器、电量采集器、红外遥控编码接收器、电压电流采集器。机器人通断继电器为两个继电器，一个开关充电电源的正极，另一个开关充电电源的负极。机器人非充电状态下，此继电器为关闭状态，主要是为了让充电片上不带电，安全，防止机器人外部将电源短接。充电对准前，其关闭，机器人采集接触片上的电压，通过在充点回路中串联康铜丝，下位机控制板上接比较器检测其电流有无，使用其来处理机器人自动充电对准充电回路当中的异常的判断和处理。电池电流采集部分将当前电量信息经过数据总线传输给机器人下位机控制板，红外遥控编码接收器采用标准的遥控器编码形式或者蓝牙传输形式与充电桩系统进行传输，本实施例中采用红外遥控编码接收模块，红外发射管。电压电流采集器将充电电压用导线连接至机器人下位机控制板。对于电压的采集，本实施例中将充电压线连接至机器人下位机控制板，利用电阻分压，到单片机IO端口，AD转换采集电压。电流采集方式利用在充电回路中串联康铜丝，采集其两端的电压降，经过比较器输出高低电平用以判断充电电流的有无。视觉采集器为4个高度一致的红外网络摄像头，分前后左右四个方位安装在机器人本体上，其安装高度与充电桩红外十字型非对称标记一样的高度，为机器人在寻找充电桩、对准充电桩提供视觉对准信号。本实施例中的红外网络摄像头与机器人充电板在一条垂直线上，即红外网络摄像头的圆心于充电板的中心线在垂直地心的方向上，在一条线上。在电量低于设定电量的情况下，利用4个间距90度的红外网络摄像头查找充电桩上红外十字型非对称标记，当红外网络摄像头找到后，机器人依据对准算法，使机器人的红外网络摄像头找到充电桩上的红外十字型非对称标记，然后机器人根据红外网络摄像头采集到的信号调整到机器人自身姿态，实现机器人与充电桩之间的充电精确对准。所述充电桩对准系统包括充电桩主控板和视觉标识，所述充电桩主控板通过控制线连接视觉标识。充电桩主控板上设有通过控制线连接的充电桩通断电继电器、充电桩光电检测器、电磁铁开关控制器和红外遥控编码发射器。视觉标识为红外十字型非对称标记的信标，所述信标的安装高度与机器人上的视觉采集器高度一致。充电桩主控板安装在充电桩本体内，主要起采集目前各种传感器的状态，比如：检测充电桩充电片与机器人对准前与对准后的状态，控制电磁门锁的通电与断电，控制充电桩充电片充电电源的开启与关闭，控制充电桩上红外十字型非对称标记的发射与关闭。充电桩通断电继电器的主要功能为开通与关闭充电电源，充电桩未接收到机器人经红外发射模块发来的对准信号或者机器人充电异常断开和充电完成时，充电桩通过此模块开通与关闭充电电源。同时出于安全考虑，是充电桩在非对准充电状态下，关闭充电桩充电片上的电源，防止触电。充电桩光电检测器的主要功能为检测机器人充电片与充电桩充电片的接触情况，只有当接触到位后，压紧状态后，红外收发模块来通知机器人，自动充电对准已经到位，同时机器人停止前进，自锁电机，等待充电桩已开电磁铁的消息，检测充电电流，同时关电机的自锁。充电桩关闭红外十字型非对称标记红外线的发射，防止机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人自动充电对准装置，包括机器人对准系统和充电桩对准系统，其特征在于：所述机器人对准系统包括工控机主控板、下位机控制板和视觉采集器，所述下位机控制板、视觉采集器分别与工控机主控板通过控制线连接；所述充电桩对准系统包括充电桩主控板和视觉标识，所述充电桩主控板通过控制线连接视觉标识。

【技术特征摘要】
1.一种机器人自动充电对准装置，包括机器人对准系统和充电桩对准系统，其特征在于：所述机器人对准系统包括工控机主控板、下位机控制板和视觉采集器，所述下位机控制板、视觉采集器分别与工控机主控板通过控制线连接；所述充电桩对准系统包括充电桩主控板和视觉标识，所述充电桩主控板通过控制线连接视觉标识。2.根据权利要求1所述一种机器人自动充电对准装置，其特征在于：所述下位机控制板包括机器人通断继电器、电量采集器、红外遥控编码接收器、电压电流采集器；所述机器人通断继电器与下位机控制板通过控制线连接，所述电量采集器通过数据总线与下位机控制板连接，所述红外遥控编码接收器与充电桩对准系统连接，所述电压电流采集器与下位机控制板通过控制线连接。3.根据权利要求1所述一种机器人自动充电对准装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金波，李新祥，何攀星，
申请(专利权)人：湖南万为智能机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43