机器人充电系统、机器人与充电桩对接的运动控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种机器人充电系统、机器人与充电桩对接的运动控制方法。机器人充电系统包括机器人和充电桩，机器人设有第一碰撞块，充电桩设有第二碰撞块，充电桩设有多个信号灯和一个遮光罩，遮光罩设有窄缝和用于隔离信号的信号挡板，多个信号灯一一对应设于遮光罩两端及窄缝处，信号挡板设于每二信号灯之间。机器人与充电桩对接的运动控制方法为：制定运动控制策略表；确定机器人所处区域及状态；按运动控制策略表做相应运动直至对接。通过左、右信号接收器接收到的信号类型可以判断出机器人所处区域从而为下一步的特定运动程序规划提供充足的信息，避免了无效动作及丢失信号的概率，提高了运动效率及对准精度，减少了动作时间。

Motion control method for robot charging system, docking robot and charging pile

The invention relates to a robot charging system, a motion control method for docking robot and charging piles. The charging system of the robot includes a robot and a charging pile. The robot has a first collision block, a charging pile has a second collision block, a charging pile has a plurality of signal lights and a light shield, a light shield has a narrow slit and a signal baffle used to isolate signals, and a plurality of signal lights are arranged one by one at both ends of the light shield and at a narrow slit. The baffle is located between every two signal lights. The motion control methods of the robot docking with the charging pile are: formulating the motion control strategy table; determining the region and state of the robot; doing the corresponding motion according to the motion control strategy table until docking. The type of signal received by the left and right receivers can be used to judge the area where the robot is located, which can provide sufficient information for the next specific motion program planning, avoid invalid actions and the probability of signal loss, improve the motion efficiency and alignment accuracy, and reduce the action time.

【技术实现步骤摘要】
机器人充电系统、机器人与充电桩对接的运动控制方法
本专利技术涉及应用于机器人充电对准技术的技术方法，特别涉及一种机器人充电系统及机器人与充电桩对接的运动控制方法。
技术介绍
现有技术基于红外信号的机器人充电对准技术中所采用的对准方法，通常是通过信号的强弱来控制机器人的转动和前进，从而逐步接近充电桩，例如专利技术201410851817.X。但是这种方法无法知道机器人相对于充电桩的具体位置，也不能有效地保证机器人最终靠近充电桩时能够正对充电桩，经常出现机器人已到达充电桩附近但机器人朝向不正(如图1所示)的问题，从而导致充电电极接触不良，极大地影响了充电成功率。并且，在实际应用过程中，不同区域信号强弱差异不明显，难以精确检测，且难以避免运动过程中可能的信号丢失问题。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种机器人充电系统及机器人与充电桩对接的运动控制方法，且此方法可以有效保证机器人和充电桩精确对准，且有效降低运动过程中信号丢失的概率。一种机器人充电系统，包括机器人和充电桩，机器人设有第一碰撞块，充电桩设有第二碰撞块，第一碰撞块和第二碰撞块形状大小相同，充电桩设有多个信号灯和一个遮光罩，遮光罩设有窄缝和用于隔离信号的信号挡板，多个信号灯对应设于遮光罩两端及窄缝处，信号挡板设于每两信号灯之间，机器人在第一碰撞块中心线左右两侧对应设有左、右信号接收器，机器人为双轮驱动轮差分驱动。通过机器人左、右信号接收器接收到的信号类型可以大概判断出机器人是位于充电桩的某个信号区域，从而为下一步的动作规划提供充足的信息，避免了无效动作，提高了运动效率，减少了动作时间。信号挡板确保多个信号灯在遮光罩内没有相互干扰。在其中一个较佳实施例中，充电桩包括左、中、右三个信号灯，所述遮光罩设有一条窄缝，左、中、右信号灯对应分别发射第一信号l、第二信号c和第三信号r，遮光罩遮住左信号灯的右半部分和右信号灯的左半部分，中信号灯设于所述窄缝处，左、右信号接收器关于第一碰撞块中心线对称设置。对称设置可方便机器人运动时调整角度，确保机器人移动到充电桩正前方时机器人第一碰撞块与充电桩第二碰撞块正对贴合。在其中一个较佳实施例中，所述充电桩前方信号区域分为五个区，具体为信号l区、信号lc区、信号c区、信号rc区、信号r区。此种状况为l信号和c信号没有相交区域。在其中一个较佳实施例中，所述充电桩前方信号区域分为五个区，具体为信号l区、信号lc区、信号lcr区、信号cr区、信号r区。此种状况为l信号和r信号在c信号区相交。在其中一个较佳实施例中，所述充电桩前方信号区域分为三个区，具体为信号l区、信号lcr区、信号r区。此种状况为l信号和r信号相交且被c信号包含。本专利技术还提供一种基于以上所述的充电系统的机器人与充电桩对接的运动控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：多次测试得出机器人运动控制策略表；S2：根据机器人左、右信号接收器接收信号种类及有无情况判断机器人所处信号区域及其状态；S3：根据步骤S2判定的机器人所处信号区域及其状态比照运动策略表进行相应运动。在其中一个较佳实施例中，步骤S2中的判定的机器人状态结果相对充电桩有三种情况：正对、左斜和右斜。在其中一个较佳实施例中，步骤S1中的判定的机器人运动控制策略表为：本专利技术提供的所述机器人与充电桩对接的运动控制方法设置合理，通过使用不同的信号类别，将充电桩前方区域划分为多个区间，当机器人运动到某一个区域时，机器人根据当时的自身位姿状态及收到的信号情况需要根据运动控制策略表执行不同的运动，在此控制方式下，机器人将在充电桩正前方位置区域附近来回摇摆前行，不会丢失充电桩信号，直至对接上充电桩，确保了机器人不会对偏到充电桩的左侧或者右侧。并且，在趋近于充电桩的过程中，机器人相对于充电桩的方位会越来越正对，避免对偏。附图说明图1为本专利技术提供的机器人充电系统示意简图；图2为本专利技术提供的一种较佳实施例的机器人充电系统示意简图；图3为图2所示机器人充电系统中机器人与充电桩对接的运动控制方法流程图；图4为实施例1机器人与充电桩对接的运动控制示例示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种机器人充电系统示意简图，包括机器人1和充电桩2，将机器人1设有第一碰撞块11，充电桩2设有第二碰撞块21，为保证充电时接触良好，第一碰撞块11和第二碰撞块21形状大小应相同，机器人1为双轮驱动轮差分驱动。请同时参阅图2，为本专利技术提供的一种较佳实施例的机器人充电系统示意简图；为直观表示机器人1的正面和背面，本图用三角形表示机器人1的形状，并省略第一碰撞块11和第二碰撞块21。充电桩2设有左信号灯22、中信号灯23、右信号灯24、遮光罩25及信号挡板20。遮光罩25为具收容空间的两端开口的柱状信号隔板，能阻挡信号从其包裹的方向通过，中间设有一条窄缝26，窄缝26与第二碰撞块21处于同一侧，遮光罩25遮住左信号灯22的右半部分和右信号灯24的左半部分，中信号灯23设于所述窄缝26处，每二信号灯之间设置信号挡板20，确保三信号灯相互之间没有干扰，以期在充电桩2的正前方形成界限明确的信号区域，左、中、右信号灯22、23、24对应分别发射第一信号l、第二信号c和第三信号r。机器人1正面第一碰撞块11中心线左右两侧对应设有左、右信号接收器12、13，通过左、右信号接收器12、13接收到的信号类型可以大概判断出机器人1是位于充电桩2的某个信号区域，从而为下一步的动作规划提供充足的信息，避免了无效动作，提高了运动效率，减少了动作时间。具体实施方式中，左、右信号接收器12、13关于第一碰撞块11中心线对称设置的效果较佳，有利于编程计算机器人1的所需旋转的角度，确保机器人1移动到充电桩2正前方时机器人1的第一碰撞块11与充电桩2的第二碰撞块21正对贴合。具体实施方式中，充电桩2可设有限多个信号灯，遮光罩25可有多条窄缝，多个信号灯对应设于遮光罩25两端及多条窄缝处，多个信号挡板26设于每两信号灯之间，理论上充电桩2前方的信号区域细分越多，对机器人1的控制越精确，但同时硬件成本及控制成本也越高。具体实施例中，根据左、中、右信号灯22、23、24设置的间距及机器人1所处的地域，充电桩2前方信号区域划分能有三种情况，第一种：分为五个区，具体为信号l区、信号lc区、信号c区、信号rc区、信号r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人充电系统，包括机器人和充电桩，机器人设有第一碰撞块，充电桩设有第二碰撞块，第一碰撞块和第二碰撞块形状大小相同，其特征在于，充电桩设有多个信号灯和一个遮光罩，遮光罩设有窄缝和用于隔离信号的信号挡板，多个信号灯一一对应设于遮光罩两端及窄缝处，信号挡板设于每二信号灯之间，机器人在第一碰撞块中心线左右两侧对应设有左、右信号接收器，机器人为双轮驱动轮差分驱动。

【技术特征摘要】
1.一种机器人充电系统，包括机器人和充电桩，机器人设有第一碰撞块，充电桩设有第二碰撞块，第一碰撞块和第二碰撞块形状大小相同，其特征在于，充电桩设有多个信号灯和一个遮光罩，遮光罩设有窄缝和用于隔离信号的信号挡板，多个信号灯一一对应设于遮光罩两端及窄缝处，信号挡板设于每二信号灯之间，机器人在第一碰撞块中心线左右两侧对应设有左、右信号接收器，机器人为双轮驱动轮差分驱动。2.根据权利要求1所述的机器人充电系统，其特征在于，充电桩包括左、中、右三个信号灯，遮光罩设有一条窄缝，左、中、右信号灯对应分别发射第一信号l、第二信号c和第三信号r，遮光罩遮住左信号灯的右半部分和右信号灯的左半部分，中信号灯设于所述窄缝处，左、右信号接收器关于第一碰撞块中心线对称设置。3.根据权利要求2所述的机器人充电系统，其特征在于，所述充电桩前方信号区域分为五个区，具体为信号l区、信号lc区、信号c区、信号rc区、信号r区。4.根据权利要求2所述的机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湖南超能机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43