一种移动机器人及其充电系统和充电控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种移动机器人及其充电系统和充电控制方法，其中，该移动机器人包括控制器、分别与控制器连接的电量监测器、移动驱动装置、信号强度监测器、无线电接收装置、无线充电模块和电能存储模块；控制器在接收到用户的运动指令时，向电量监测器发送剩余电量获取指示，电量不足时，向信号强度监测器发送当前位置无线电信号强度获取指示，并计算无线电信号强度变化率，根据得到的无线电信号强度变化率设置移动驱动装置的移动参数；当获取到的无线电信号强度变化率满足设定的变化阈值时，向无线充电模块发送运行指示。本发明专利技术采用无线充电方式，无需精确定位和插入充电口，能够避免充电设施的磨损，延长充电器及移动机器人充电接口的使用寿命。

Mobile robot and charging system and charging control method thereof

The invention provides a mobile robot and charging system and charging control method, wherein the mobile robot includes a controller, are respectively connected with the controller power monitor, mobile driving device, signal intensity monitor, radio receiver, wireless charging module and a power storage module; motion controller to user commands when receiving get directions to the remaining power consumption monitor transmission, power shortage, to obtain instructions to send the current position monitor signal intensity of radio signal strength, and calculate the strength of the radio signal change rate, according to the parameters of mobile radio signal strength the rate setting moving driving device; when the change of the strength of the radio signal to obtain the rate of change to meet the threshold when sent to the wireless charging module operating instructions. The invention adopts the wireless charging mode, and can not avoid the abrasion of the charging facility and prolong the service life of the charger and the charging interface of the mobile robot without precise positioning and inserting the charging port.

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人及其充电系统和充电控制方法
本专利技术涉及自动控制
，具体而言，涉及一种移动机器人及其充电系统和充电控制方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，移动机器人可以逐步代替人类承担简单重复的体力劳动。这些机器人里面有相当一部分机器必须要自带电池以实现可移动性，在电池耗尽的情况下，机器人就无法工作，因此，必须时时监测机器人的电量，当电量低至设置的阈值时或者人工启动充电命令时，机器人就必须启动寻找充电座的模式，以便及时返回充电座进行充电。现有的移动机器人充电控制系统，多为通过不同的通讯定位的方法建立充电器和移动机器人之间的联系，使移动机器人能够了解充电器的大致位置，并结合移动机器人机载的精准定位方法，使得机器人与充电器吻合连接。如相关技术中公开了一种移动机器人充电控制系统，该系统通过通讯和视觉的方法查找充电器的大致位置，然后距离较近的时候再利用移动机器人的多个红外定位器进行精确定位，准确插入充电口。上述系统在实现定位的过程中，需要移动机器人不断的通过红外传感器阵列修正位置，往复多次的寻位不但浪费时间，耗费电能，而且在尝试插入充电器时，容易造成金属触点的磨损，影响充电器的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种移动机器人及其充电系统和充电控制方法，采用无线充电方式，无需精确定位和插入充电口，能够避免充电设施的磨损，延长充电器及移动机器人充电接口的使用寿命。第一方面，本专利技术实施例提供了一种移动机器人，包括控制器、分别与所述控制器连接的电量监测器、移动驱动装置、信号强度监测器、无线电接收装置、无线充电模块和电能存储模块；控制器用于在接收到用户的运动指令时，向电量监测器发送剩余电量获取指示，当获取到的所述剩余电量低于设定电量阈值时，向信号强度监测器发送当前位置的无线电信号强度获取指示，根据获取到的所述无线电信号强度计算无线电信号强度变化率，根据得到的无线电信号强度变化率设置移动驱动装置的移动参数，所述移动参数包括偏转方向和运动步长；还用于获取到的无线电信号强度变化率满足设定的变化阈值时，向无线充电模块发送运行指示；电量监测器与所述电能存储模块连接，用于在接收到所述控制器的剩余电量获取指示时，监测所述电能存储模块的剩余电量，将所述剩余电量输出至所述控制器；移动驱动装置用于在所述控制器作用下，驱动移动机器人按照所述控制器设置的偏转方向和运动步长移动；信号强度监测器与所述无线电接收装置连接，用于在接收到所述控制器的所述无线电信号强度获取指示时，监测所述无线电接收装置接收到的无线电信号的强度，将监测到的所述无线电信号强度输出至所述控制器；无线电接收装置，用于接收当前位置的无线电信号，所述无线电信号为无线充电器发出的；无线充电模块，用于接收到所述控制器的所述运行指示时，接收无线充电器发出的电感信号，将所述电感信号转换为电能后存储至所述电能存储模块中。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：无线电接收装置设置在所述移动机器人的外壳或底盘上。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：无线电接收装置为多个，多个所述无线电接收装置按设定的角度分散安装在所述移动机器人的外壳或/和底盘上。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：无线充电模块包括依次连接的电感接收装置、能量转换装置和电能输出模块；电感接收装置，用于接收由无线充电器发射的电感，并将所述电感转化为电能；能量转换装置，用于对由电感接收模块转化的电能进行整流和滤波；电能输出模块，用于将所述能量转换装置整流和滤波后的电能存储至电能存储模块，为电能存储模块充电。第二方面，本专利技术实施例还提供一种为第一方面的移动机器人充电的充电系统，包括上述的任一移动机器人，还包括无线充电器，所述无线充电器用于发送无线电信号和电感信号。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：无线充电器包括供电模块，无线电发射装置和电能发射装置；供电模块与供电电源连接，用于为无线电发射装置和电能发射装置提供电能；无线电发射装置，用于发射无线电信号，无线电信号为移动机器人的无线电接收装置接收到的无线电信号；电能发射装置，用于将供电模块提供的电能转换成电感信号发射。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：无线充电器还包括市电变压稳压器；用于在供电电源为市电电源时，调整和稳定供电电源的电压，以提供给无线电发射装置和电能发射装置。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中：电能发射装置包括限流模块、振荡器、功率放大器和发射线圈；限流模块，用于稳定所述供电电源输出的电流，振荡器，用于调整供电电源的输出频率；还用于在供电电源为直流电源时，将直流电转化为交流电；功率放大器，用于放大经所述限流模块和所述振荡器调整后的电信号，提供给发射线圈，发射线圈，用于将电能转换为电感信号发射。第三方面，本专利技术实施例还提供一种为移动机器人充电的充电控制方法，包括：在接收到用户的运动指令时，通过电量监测器获取电能存储模块的剩余电量；当获取到的所述剩余电量低于设定电量阈值时，通过信号强度监测器获取无线电接收装置接收到的无线电信号强度；计算无线电信号强度变化率，根据获取到的所述无线电信号强度变化率设置所述移动驱动装置的移动参数，所述移动参数包括偏转方向和运动步长；当获取到的所述无线电信号强度变化率满足设定的变化阈值时，启动无线充电模块运行。结合第三方面，本专利技术实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中：所述的计算无线电信号强度变化率，根据获取到的所述无线电信号强度变化率设置所述移动驱动装置的移动参数，包括：获取当前无线电信号的强度，将所述当前无线电信号的强度与前一步获取的无线电信号的强度进行比较，得到当前信号强度变化率；如果当前信号强度变化率为正值时，保持移动驱动装置的移动参数不变；如果当前信号强度变化率为负值时，设置移动驱动装置中的当前偏转方向在原偏转方向的基础上改变设定的角度，按照新的偏转方向前进；将所述当前信号强度变化率与前一步的信号强度变化率进行比较，如果当前信号强度变化率增高，提高所述移动驱动装置的运动步长，反之降低所述移动驱动装置的运动步长。本专利技术实施例提供的移动机器人、移动机器人的充电系统和充电控制方法，采用无线充电方式，只要移动机器人位于无线充电器附近的可充电范围内时，即可实现充电，无需精确定位和插入充电口，能够避免充电设施的磨损，延长充电器及移动机器人充电接口的使用寿命。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的一种移动机器人的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的一种移动机器人充电系统的结构示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的一种移动机器人充电控制方法的流程图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动机器人，其特征在于：包括控制器、分别与所述控制器连接的电量监测器、移动驱动装置、信号强度监测器、无线电接收装置、无线充电模块和电能存储模块；所述控制器用于在接收到用户的运动指令时，向所述电量监测器发送剩余电量获取指示，当获取到的所述剩余电量低于设定电量阈值时，向所述信号强度监测器发送当前位置的无线电信号强度获取指示，根据获取到的所述无线电信号强度计算无线电信号强度变化率，根据得到的所述无线电信号强度变化率设置所述移动驱动装置的移动参数，所述移动参数包括偏转方向和运动步长；还用于当获取到的所述无线电信号强度变化率满足设定的变化阈值时，向所述无线充电模块发送运行指示；所述电量监测器与所述电能存储模块连接，用于在接收到所述控制器的所述剩余电量获取指示时，监测所述电能存储模块的剩余电量，将所述剩余电量输出至所述控制器；所述移动驱动装置用于在所述控制器作用下，驱动移动机器人按照所述控制器设置的偏转方向和运动步长移动；所述信号强度监测器与所述无线电接收装置连接，用于在接收到所述控制器的所述无线电信号强度获取指示时，监测所述无线电接收装置接收到的无线电信号强度，将监测到的所述无线电信号强度输出至所述控制器；所述无线电接收装置，用于接收当前位置的无线电信号，所述无线电信号为无线充电器发出的；所述无线充电模块，用于接收到所述控制器的所述运行指示时，接收所述无线充电器发出的电感信号，将所述电感信号转换为电能后存储至所述电能存储模块中。...

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人，其特征在于：包括控制器、分别与所述控制器连接的电量监测器、移动驱动装置、信号强度监测器、无线电接收装置、无线充电模块和电能存储模块；所述控制器用于在接收到用户的运动指令时，向所述电量监测器发送剩余电量获取指示，当获取到的所述剩余电量低于设定电量阈值时，向所述信号强度监测器发送当前位置的无线电信号强度获取指示，根据获取到的所述无线电信号强度计算无线电信号强度变化率，根据得到的所述无线电信号强度变化率设置所述移动驱动装置的移动参数，所述移动参数包括偏转方向和运动步长；还用于当获取到的所述无线电信号强度变化率满足设定的变化阈值时，向所述无线充电模块发送运行指示；所述电量监测器与所述电能存储模块连接，用于在接收到所述控制器的所述剩余电量获取指示时，监测所述电能存储模块的剩余电量，将所述剩余电量输出至所述控制器；所述移动驱动装置用于在所述控制器作用下，驱动移动机器人按照所述控制器设置的偏转方向和运动步长移动；所述信号强度监测器与所述无线电接收装置连接，用于在接收到所述控制器的所述无线电信号强度获取指示时，监测所述无线电接收装置接收到的无线电信号强度，将监测到的所述无线电信号强度输出至所述控制器；所述无线电接收装置，用于接收当前位置的无线电信号，所述无线电信号为无线充电器发出的；所述无线充电模块，用于接收到所述控制器的所述运行指示时，接收所述无线充电器发出的电感信号，将所述电感信号转换为电能后存储至所述电能存储模块中。2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述无线电接收装置设置在所述移动机器人的外壳或底盘上。3.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述无线电接收装置为多个，多个所述无线电接收装置按设定的角度分散安装在所述移动机器人的外壳或/和底盘上。4.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于：所述无线充电模块包括依次连接的电感接收装置、能量转换装置和电能输出模块；所述电感接收装置，用于接收由无线充电器发射的电感，并将所述电感转化为电能；所述能量转换装置，用于对由电感接收模块转化的电能进行整流和滤波；所述电能输出模块，用于将所述能量转换装置整流和滤波后的电能存储至电能存储模块，为电能存储模块充电。5.一种移动机器人充电系统，其特征在于：包括1至4中任一项所述的移动机器人，还包括无线充电器，所述无线充电器用于发送无线电信号和电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋仕超，凌清，吴兴华，陈猛，
申请(专利权)人：北京创想智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11