机器人自动充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种机器人自动充电装置，包括：主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块。本实用新型专利技术的机器人自动充电装置通过LED灯模块发出的光线作为图像采集模块的定位目标基准，能适应绝大多数恶劣的光线环境，提高对插座的识别能力。

Robot automatic charging device

【技术实现步骤摘要】
机器人自动充电装置
本技术的实施例涉及自动充电技术，具体而言，涉及一种机器人自动充电装置，机器人包括但不限于AGV小车和移动机器人。
技术介绍
AGV小车是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，是一种在工业应用中不需驾驶员的搬运车，其以可充电之蓄电池为其动力来源。移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统，应用范围较大，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用，其同样以可充电之蓄电池为其动力来源。AGV小车和移动机器人的共同特点都是：以可充电之蓄电池为其动力来源。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。申请号为2010105769695的技术专利申请，公布了一种“机器人自动充电装置及其自动充电方法”，其包括电源连接模块、移动模块、电池监控模块、外部影像采集模块、存储模块和主控模块，其中，主控模块在接收到充电请求信号后，控制外部影像采集模块采集机器人周围环境的图像，在采集的图像中搜索与外部电源插座参考图像相匹配的图像，判断是否存在外部电源插座；如存在，则计算该电源连接模块相对于外部电源插座的位置，控制移动模块驱动机器人向外部电源插座移动，使电源连接模块与外部电源插座对准并相互连接。在上述技术专利申请的说明书中有提到：为了避免电源插座识别单元11发生对外部电源插座的误判断(将与外部电源插座类似的图像判断为外部电源插座)，在连接外部电源插座的时候，可使电源连接模块2按一定的力度插入插座孔，如无法插入，或插入以后没有电流流入，则移动控制单元13控制机器人重新寻找外部电源插座。由此可知，该技术专利申请所公开的“机器人自动充电装置及其自动充电方法”对插座的识别能力不强，并且需要一定的力度插入插座孔，插入效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种对插座的识别能力强的机器人自动充电装置。为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：一种机器人自动充电装置，包括主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块；电压检测模块与单片机模块耦合，用于检测机器人电池电压状态，并生成电压信号送给单片机模块；电机驱动模块耦合在单片机模块与机器人的电机之间；图像采集模块与单片机耦合，用于扫描采集专用插座的方位；红外发射器与单片机模块耦合，并与红外接收器无线连接通信；LED灯模块与红外接收器耦合；5V电源模块与红外接收器和LED灯模块耦合。此外，本技术还提供如下附属技术方案：图像采集模块包括相互耦合的摄像头和视觉识别处理器，所述摄像头还与机器人的Y轴电机连接，所述视觉识别处理器还与单片机模块耦合。主控制器还包括接近开关传感器，该接近开关传感器与单片机模块耦合。专用插座包括继电器，继电器的线圈与红外接收器耦合，常开触点与插口耦合。插口呈喇叭口状。LED灯模块包括4个LED灯，该4个LED灯呈正方形排布。相比于现有技术，本技术的优势包括以下几项：1、可以安装在通用的AGV或者移动机器人之上，适用范围广。2、通过LED灯模块发出的光线作为图像采集模块的定位目标基准，能适应绝大多数恶劣的光线环境，提高对插座的识别能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术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涉及本技术的一些实施例，并非对本技术的限制。图1是机器人自动充电装置的结构框图。图2是专用插座的正面结构示意图。图3专用插座的背面结构示意图。图4是专用插座在机器人的左前方时的示意图。图5是专用插座在机器人的右前方时的示意图。图6是专用插座在机器人的正前方时的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术技术方案作进一步非限制性的详细描述。机器人包括但不限于AGV小车和移动机器人，其本身的行进结构包括但不限于：X轴电机100、Y轴电机101和Z轴电机102，X、Y、Z三轴为短行程精密丝杆，用于对位置进行精调，电机均为直流减速电机。图1是本实施例的机器人自动充电装置，包括：主控制器和专用插座，主控制器安装在机器人本体上，专用插座可以直接插在墙面上的普通插座上，与电源接通。主控制器包括单片机模块1、电压检测模块2、红外发射器3、图像采集模块4、电机驱动模块5和接近开关传感器6。单片机模块1是系统的控制核心，主要用于存储数据和处理分析数据，并输出控制信号，本实施例的单片机模块采用ATMEGA128型单片机，是ATMEL公司的8位系列单片机的最高配置的一款单片机，采用RISC结构和AVR内核，拥有16MHz工作频率，工作电压为2.7-5.5V，稳定性极高。电压检测模块2与单片机模块1耦合，用于检测机器人的电池电压状态，并生成电压信号送给单片机模块。本实施例，电压检测模块2采用双路电压检测器集成芯片ICXCM410。单片机模块内部存储有低电压预设定值和电压标准值，在电压信号低于低电压预设定值时，单片机模块发出充电请求信号，在电压信号达到电压标准值时，停止充电。红外发射器3与单片机模块1耦合，与红外接收器12无线连接，通过红外信号进行远程通信。本实施例，红外发射器3采用TC9012型红外遥控芯片，红外接收器12采用PIC3388型接收头。红外发射器3由单片机模块1控制，可以发射信号给红外接收器12，以此控制LED灯模块13和继电器模块14。图像采集模块4采用开源的OpenMV机器视觉模块，其包括相互耦合的摄像头4a和视觉识别处理器4b，摄像头4a采用OV7725型摄像头，视觉识别处理器4b采用STM32F427型处理。摄像头4a与机器人的Y轴电机连接，可以由Y轴电机控制转动，扩大摄像范围。视觉识别处理器4b还与单片机模块1耦合，将识别结果通过串口发送给单片机模块1。电机驱动模块5与单片机模块1耦合，单片机模块1通过电机驱动模块5控制X、Y、Z三轴直流减速电机的正反转，从而达到控制机器人行进的目的。本实施例，电机驱动模块5采用L298N。接近开关传感器6与单片机模块1耦合，用于检测机器人与专用插座之间的距离，判断是否已经到达预定充电的位置，其检测距离为1至4cm。本实施例，接近开关传感器6采用ND8-S4S1-M18S型光电式接近开关传感器。专用插座包括插口10、5V电源模块11、红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人自动充电装置，其特征在于：包括主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块；/n电压检测模块与单片机模块耦合，用于检测机器人电池电压状态，并生成电压信号送给单片机模块；/n电机驱动模块耦合在单片机模块与机器人的电机之间；/n图像采集模块与单片机耦合，用于扫描采集专用插座的方位；/n红外发射器与单片机模块耦合，并与红外接收器无线连接通信；/nLED灯模块与红外接收器耦合；/n5V电源模块与红外接收器和LED灯模块耦合。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人自动充电装置，其特征在于：包括主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块；
电压检测模块与单片机模块耦合，用于检测机器人电池电压状态，并生成电压信号送给单片机模块；
电机驱动模块耦合在单片机模块与机器人的电机之间；
图像采集模块与单片机耦合，用于扫描采集专用插座的方位；
红外发射器与单片机模块耦合，并与红外接收器无线连接通信；
LED灯模块与红外接收器耦合；
5V电源模块与红外接收器和LED灯模块耦合。


2.根据权利要求1所述的自动充电装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文军，
申请(专利权)人：南宁职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广西;45