一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，所述充电系统包括视觉装置和充电装置；视觉装置设置于机器人本体上部的一侧面，视觉装置包括视觉图像接收板以及分别设置在其两侧的视觉相机以及视觉图像处理板，视觉图像处理板通过连接器与视觉图像接收板连接；充电装置包括插接于所述机器人本体下部且内部设置有第一磁铁的插座和安装在墙体且内部设置有第二磁铁的插头，插座与插头磁性配合；本实用新型专利技术采用单一的视觉定位方式简化了机器人的结构，通过简单的磁力吸附作用改变了现有技术中充电桩必须配设有红外装置或者激光装置才能对机器人精准找到充电位置实现引导作用的现状。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统
本技术涉及机器人自主定位充电
，具体涉及一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统。
技术介绍
随着科技的迅猛发展伴随而来的是机器人日益增长的市场需求，同时对机器人的智能化要求也越来越高。机器人在实现自主行走的同时，还要尽可能完成更多的服务任务，因此功耗一般较大，充电较频繁，而人工不能时刻监控机器人电量情况，因此需要机器人具有自主充电功能，机器人自主充电中最主要的过程就是如何寻找到充电装置然后自动准确地对接插头完成充电过程。现有机器人自主充电方式主要有四种，红外定位、激光导航、超声探测以及视觉定位。红外定位是分别在充电装置和机器人上安装红外发射装置以及红外接收装置，电量不足时，机器人开始自动寻找红外发射装置发射出的红外线，直到机器人的红外接收装置感应到红外线为止，红外定位有两个缺点，一是没有明确的路径规划，二是红外无法穿透物体，机器人在寻找充电装置时由于具有太多的不确定性而降低充电效率，也可能在寻找过程中电量耗尽而停止工作。中国专利技术专利说明书CN106160087A中公开了一种家用保安机器人自动充电激光导航系统，包括设置在机器人身上的激光发射器，以及设置于墙壁上的激光接收器，当机器人电量不足时就会指示激光发射器多方向发出激光信号然后被激光接收器所接收后指引机器人移动到设定好的距离内与充电装置连接进行充电。激光导航相对比红外而言具有导航范围广、定位速度快以及定位精确度高等特点。但是激光导航由于成本太高同时控制系统太过于复杂使用起来广泛度不高。超声探测以及视觉定位本身是不能精确定位的，通常与红外定位或者激光导航联合使用来确定充电装置的位置，中国专利技术专利说明书CN106826821A中公开了一种基于图像视觉引导的机器人自动返回充电的方法和系统，包括无线连接的机器人以及充电桩，充电时机器人发出充电指令，充电桩启动红外光源发出远红外信号，机器人通过摄像机搜索、发现、识别充电桩的远红外信号，通过图像视觉引导机器人自动向充电桩移动，在通过近红外信号的引导下完成自主充电，这种将原本单一的方法融合起来的方式相比激光导航可以节约成本，但是机器人需要两个系统同时运行才可以实现定位，不仅会使机器人的结构变的较为复杂也会增加成本，同时由于要两个系统同时运行势必会增大对电量的消耗，机器人途中电量用尽的概率就会增大。在上述四种定位方式中，对充电装置的要求比较高，一般都要配设有红外装置或者激光装置。因此需要一种机器人自主充电系统，仅采用一种定位方式同时配设上一种简单的充电装置就可以完成机器人的充电操作，不仅能够节约成本，还能大大提高充电效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，用以解决现有视觉机器人充电系统需要复合定位方式才能完成充电过程，同时存在充电桩结构复杂的问题。为实现上述目的，本技术的技术方案为：所述充电系统包括视觉装置和充电装置，所述视觉装置和充电装置均以机器人本体为载体；插接于所述机器人本体上部一侧面的所述视觉装置包括视觉相机、视觉图像接收板、视觉图像处理板以及连接器，所述视觉相机以及所述视觉图像处理板分别设置于所述视觉图像接收板的两侧，视觉图像处理板与视觉图像接收板通过所述连接器连接；所述充电装置包括插座和插头，所述插座插接于所述机器人本体下部且内部设置有第一磁铁，所述插头安装于墙体上且内部设置有第二磁铁，插座与插头通过第一磁铁与第二磁铁的吸引作用相配合。其优点在于：采用视觉装置这种单一的定位方式，相对比多种定位方式而言，可以降低机器人的制作成本，减少机器人的制作工序，简化机器人的结构。充电装置中的插座和插头中分别设置有第一磁铁和第二磁铁，采用简单的磁力吸附作用就可改变现有技术的充电桩上必须配设有红外装置或者激光装置才能对机器人精准找到充电位置实现引导作用的现状。优选地，所述视觉图像处理板的与连接器相背离的面上一端部设置有供电接口以及信号接口；所述机器人本体内部设置有控制模块以及供电装置；所述控制模块分别与所述信号接口以及供电装置的输出端连接；所述供电装置的输入端与所述插座连接，供电装置的输出端同时与所述供电接口以及控制模块连接。优选地，所述视觉相机有两个，两个视觉相机分别安装于视觉图像接收板一侧面的两端，所述每个视觉相机均包括镜头以及镜头座，所述镜头座一侧面设置有第一凹槽，所述镜头插接于所述第一凹槽内部，所述镜头座中与第一凹槽开口所在面相对的侧平面与所述视觉图像接收板的一侧面贴合设置。优选地，所述插座包括插座本体和两块第一磁铁，所述插座本体一侧面设置有第二凹槽，所述第二凹槽底面两端分别设置有第三凹槽，所述两个第三凹槽内部分别嵌设有N极朝外的第一磁铁以及S极朝外的第一磁铁，所述第一磁铁的顶面与所述第二凹槽的底面相平，所述两个第三凹槽之间的第二凹槽的底面上设置有凸块，所述凸块上表面并排设置有五个第一孔洞，所述第一孔洞内壁铺设有导电层；所述插头包括插头本体、两块第二磁铁以及五根弹簧顶针，所述弹簧顶针包括弹簧顶针针管、弹簧顶针针头以及内部弹簧，位于两端的四根弹簧顶针用于电流传输，位于中间的弹簧顶针用于信号的传输，所述插头本体一侧面沿长度方向依次设置有三个第四凹槽，所述三个第四凹槽中位于两端的第四凹槽内部分别嵌设有S极朝外的第二磁铁以及N极朝外的第二磁铁，所述第二磁铁的顶面与第四凹槽所在平面相平，位于中间的第四凹槽底部并排设置有五个第二孔洞，所述五根弹簧顶针末端依次插接于所述五个第二孔洞内部；当所述插头中的五根弹簧顶针顶部依次插接于插座中的五个第一孔洞内部且与第一孔洞内部铺设的导电层接触时，第三凹槽内部N极朝外的第一磁铁与第四凹槽内部S极朝外的第二磁铁对应吸合，第三凹槽内部S极朝外的第一磁铁与第四凹槽内部N极朝外的第二磁铁对应吸合。其优点在于：插头和插座中分别设置第一磁铁与第二磁铁，可以在插头未精准的插接于插座内部时由于第一磁铁与第二磁铁的磁力作用使得五根弹簧顶针分别与其所对应的插座中五个第一孔洞内部设置的导电层相接触。同时位于中间的弹簧顶针与其对应位置的导电层接触时，可以将弹簧顶针与导电层接触是否良好的信号传输给控制模块，控制系统控制机器人本体稍加移动使得五根弹簧顶针与其对应的导电层进行有效配插。优选地，所述第一孔洞底部设置有通孔，所述插座本体的与第二凹槽开口所在面背离的面上安装有PCB板，所述PCB板与导电层下底面通过穿过通孔的电线连接，同时与机器人本体内部供电装置的输入端通过电线连接；所述第二孔洞底部设置有通孔，所述插头本体的与第四凹槽开口所在面背离的面上安装有PCB板，所述PCB板与所述弹簧顶针的底面通过穿过所述通孔的电线连接，同时与外电源通过电线连接。优选地，所述机器人本体下部设置有两端开口的梯形凹槽，所述梯形凹槽中较大开口设置于机器人本体下部一侧面上，较小开口的边缘与所述插座本体中第二凹槽开口所在面的周缘相贴合。其优点在于：所述梯形凹槽可起到导向的作用，当插头并未插接到插座中而是落入到梯形凹槽内壁时，插头可沿梯形凹槽的内壁滑入梯形凹槽槽底处的插座内部。优选地，所述梯形凹槽中较大开口所在面以及所述机器人本体上插接所述视觉装置的一侧面均位于所述机器人本体的同一侧。其优点在于：机器人本体内部的控制模块在测量插头到机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，其特征在于：所述充电系统包括视觉装置(1)和充电装置(2)，所述视觉装置(1)和充电装置(2)均以机器人本体为载体；插接于所述机器人本体上部一侧面的所述视觉装置(1)包括视觉相机(11)、视觉图像接收板(12)、视觉图像处理板(13)以及连接器(14)，所述视觉相机(11)以及所述视觉图像处理板(13)分别设置于所述视觉图像接收板(12)的两侧，视觉图像处理板(13)与视觉图像接收板(12)通过所述连接器(14)连接；所述充电装置(2)包括插座(21)和插头(22)，所述插座(21)插接于所述机器人本体下部且内部设置有第一磁铁(212)，所述插头(22)安装于墙体上且内部设置有第二磁铁(222)，插座与插头通过第一磁铁与第二磁铁的吸引作用相配合。

【技术特征摘要】
1.一种视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，其特征在于：所述充电系统包括视觉装置(1)和充电装置(2)，所述视觉装置(1)和充电装置(2)均以机器人本体为载体；插接于所述机器人本体上部一侧面的所述视觉装置(1)包括视觉相机(11)、视觉图像接收板(12)、视觉图像处理板(13)以及连接器(14)，所述视觉相机(11)以及所述视觉图像处理板(13)分别设置于所述视觉图像接收板(12)的两侧，视觉图像处理板(13)与视觉图像接收板(12)通过所述连接器(14)连接；所述充电装置(2)包括插座(21)和插头(22)，所述插座(21)插接于所述机器人本体下部且内部设置有第一磁铁(212)，所述插头(22)安装于墙体上且内部设置有第二磁铁(222)，插座与插头通过第一磁铁与第二磁铁的吸引作用相配合。2.根据权利要求1所述的视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，其特征在于：所述视觉图像处理板(13)的与连接器(14)相背离的面上一端部设置有供电接口(15)以及信号接口(16)；所述机器人本体内部设置有控制模块以及供电装置；所述控制模块分别与所述信号接口(16)以及供电装置的输出端连接；所述供电装置的输入端与所述插座(21)连接，供电装置的输出端同时与所述供电接口(15)以及控制模块连接。3.根据权利要求2所述的视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，其特征在于：所述视觉相机(11)有两个，所述两个视觉相机(11)分别安装于视觉图像接收板(12)一侧面的两端，所述每个视觉相机(11)均包括镜头(111)以及镜头座(112)，所述镜头座(112)一侧面设置有第一凹槽，所述镜头(111)插接于所述第一凹槽内部，所述镜头座(112)中与第一凹槽开口所在面相对的侧平面与所述视觉图像接收板(12)的一侧面贴合设置。4.根据权利要求2所述的视觉定位且磁性吸合式机器人充电系统，其特征在于：所述插座(21)包括插座本体(211)和两块第一磁铁(212)，所述插座本体(211)一侧面设置有第二凹槽(214)，所述第二凹槽(214)底面两端分别设置有第三凹槽(215)，所述两个第三凹槽(215)内部分别嵌设有N极朝外的第一磁铁(212)以及S极朝外的第一磁铁(212)，所述第一磁铁(212)的顶面与所述第二凹槽(214)的底面相平，所述两个第三凹槽(215)之间的第二凹槽(214)的底面上设置有凸块(216)，所述凸块(216)上表面并排设置有五个第一孔洞(217)，所述第一孔洞(217)内壁铺设有导电层(218)；所述插头...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，王撼宇，柳雨萧，孙仁丰，
申请(专利权)人：山东嘉航电子信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37