机器人的充电座制造技术

一种机器人的充电座，其特征在于机器人的充电座上有至少一块反射板，设置在充电座的挡板或侧板上。

【技术实现步骤摘要】
机器人的充电座
-本专利技术涉及一种机器人的充电座，尤其是充电座的附属设施，用于为 机器人利用超声波测距时校正测距精度、便于正确测距。
技术介绍
目前吸尘机器人正越来越多地进入市场，己有的吸尘机器人均采用电池 供电，电量不足时，需对其进行充电。机器人能自动充电的关键是它必须 能找到它的充电座的位置，另外自主行走的有固定路径规划的吸尘机器人 在一未知空间中的定位纠偏对于其能按正确的路径规划工作非常重要，目 前最常用的是用超声波测距的方案，即测量超声波到四周边界的距离与预 期的进行比较判别机器人是否方向正确、位置正确，但超声波测距有个精 度的问题，即超声波的速度在各种密度的介质、各种温度情况下是不一致 的，速度的变化对测距的精度起着主要的影响作用，要想保证机器人测距 的有效性，提高超声波测距的精度是必须的；还有一定范围的超声波测距 时对反射回的超声波强度要求很高，如果强度较弱，超声波的换能器就检 测不到回波，这样超声波测距就失效了，而固定距离的超声波反射强度受 到反射界面的材料的密度的影响，密度越大反射强度越大，在检测充电座 时，由于充电座一般为塑料制成，超声波的反射强度相对于房间的墙面较 弱，有可能引起回波不能正确接收，从而影响测距的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便于机器人寻找充电座、便于提高超声波 反射强度的装置或者利用反射板的组合，为机器人搭建一个己知固定长度 的测距平台，便于精确计算当前超声波速率的充电座上的附属设施。本专利技术的目的是通过下述设计达到的在充电座上与机器人安装超声 波传感器发射装置(或超声波传感器的反射板或反射体，如CN200410014702. 1所描述的非接触型传感器)差不多高度的位置垂直安装 至少一块高密度材料制成的反射板，当机器人在充电座上或走向或离开充 电座时，以超声波的形式测量机器人到充电座及充电座相反方向的墙壁 (或障碍物)之间的距离、以及充电座到其相反方向的墙壁(或障碍物) 的距离——因为有反射板的存在，超声波在充电座位置衰减的幅度不大， 这个距离应该能够测到。通过这些距离(包括超声波垂直向上历经的固定 距离)的相互比较、计算，可以测量当时的超声波(声音)速度，并以此 速度作为基准，用于机器人随后工作时，利用超声波测距的超声波速度。 此外，还可以利用反射板的组合，在充电座上人为地搭建一个固定长度 (已知)的超声波测距线路，通过这个固定的距离，测出当时的超声波速 度。这样做的好处是可以省掉常用的温度传感器对超声波速度进行速度补 偿、并且兼顾了空气气压、密度、湿度等其它因素对超声波速度的影响。由于机器人在行走过程中遇到一些特殊通道(充电座反射板的方向 上)的超声波反射强度高于墙面和木质家具等物体，测试一定距离上的超 声波强度以判别机器人是否正对着充电座对于判别机器人行走的正确方向 和寻找充电座也有积极的意义(在有些地方，比如机器人在离墙壁较近的 地方超声波的反射强度也较大，但因测得距离较短，这种强度大的情况可 以忽略，只有在机器人离充电座有一定距离且超声波的反射强度较大的情 况下，才被认为是机器人正处于对直充电座的通道上)。这种充电座附属装置尤其在自主移动型机器人一一比如借助超声波测 距确定方位的吸尘机器人上有较好的应用前景。附图说明图1 图4为本专利技术的原理图。图5 图7为本专利技术的三视图，其中图7为半剖图。 图8为本专利技术的立体透视(局部)图。 图9为图8的局部(平台)放大图。 图10 图12为坡道工作原理图。 具体实施例方式本专利技术的目的是通过下述设计达到的，实施例1:在充电座上与机器 人安装超声波传感器1发射装置差不多高度的位置垂直安装至少一块高密 度材料制成的反射板3，当机器人在充电座上或走向或离开充电座时，以 超声波的形式测量机器人到充电座挡板5及充电座相反方向的墙壁(或障 碍物)之间的距离、以及充电座挡板5到其相反方向的墙壁(或障碍物) 的距离。所述的反射板3设置于机器人所携带的超声波传感器(或超声波 传感器的反射板或反射体2,如CN200410014702. 1所描述的非接触型传感 器)等高或者差不多高的位置，比如机器人处于充电座上时，反射板3能 反射超声波(如果必须要测距的话)，而机器人不在充电座上时，反射板 3的高度也能反射超声波，尤其以机器人不在充电座上时所需要的高度为 主设置。垂直安装的反射板3还可以安装在充电座的侧板6上，位置在充 电座下，或者在侧板6外侧(如图6、图8)，设置高度以机器人不在充电 座上时反射体2的高度一致，反射板3本身高度也比反射体2本身的高度 略高。如图4 (图中为表示平面与凹面反射板在信号发散范围上的区别，反射 板3 —半为平面、 一半为凹面)机器人在某一时刻开始发射超声波并接 收回波，会在多个时间段接收到清晰的回波，根据波的传播速度和发射信 号波到接收到回波的时间间隔，测算出机器人离墙壁的距离用2d3、 2dl、 2d4、 2d2表示，如果回波信号足够强的话，还可能会有2(d4+d3)、 2(dl+d2)等等，当然如果信号不够强，可能会测不到2d4、 2(dl+d2)等等，而反射板3的作用就是增强超声波的反射强度，使机器人能测试出比 如2 (dl+d2)的距离。而实际(如图1)测量到2dl的长度为2 (a+d) ，2d2的长度为2 (b+d) ，2 (dl+d2)的长度为2 (a+b) +2d——其 中d为超声波探头到反射体的距离(已知)，通过2dl+2d2-2(dl+dl)二2(a+d)+2(b+d)-(2(a+b)+2d)=2d 的计算，即使dl、 d2、 dl+d2都有误差，但上述等式中dl，d2都可以忽 略，只有d是有意义的，通过dl+d2与dl、 d2的时间差，得到超声波历经 d处的时间，就可以计算出当前的超声波速度，且机器人在走下充电座后 能在正对反射板3的通道上多个位置做上述检测和计算，得到多个超声波 速度的计算值，在一定范围内的数据取其平均值，就能得到更精确的超声 波速度。所用的机器人可携带横截面为等腰直角三角形的反射体2，反射体2 的底边的一部分长度e(实际上超声波是发散的信号，不能将信号具体定位 在那条线上，e、 d等只能是均值)照例应该包括在dl+d2中，可以将它加 到d中，通过具体的精确的测算——比如在已知精确的超声波速度的情况 下，精确测出dl、 d2、 dl+d2的长度，就能算出精确的d的长度，并将它 作为-个常数保存在机器人的存储器中。进一步的改进方式是实施例2:在充电座的挡板6上设置成组的反射 板4，将超声波从侧板6的一侧反射到另一侧，被认为是机器人的另-侧 回波接收(从左射出的超声波反射到右侧及从右射出的超声波反射到左侧 的回波在机器人的超声波接收传感器前强度是叠加的)，测出这个时间， 而超声波反射通过的距离是已知的(机器人在充电座上的位置或方向有些 偏差也没有关系)，通过计算就能得到正确的超声波速率，如图2，超声 波从机器人所携带的超声波传感器1发射到接收的距离是2d+2a+2b(这个 距离是固定不变的)。下侧的反射板4设置高度与机器人(当机器人处于充电座上时)所携带的超声波传感器(或超声波传感器的反射板或反射体)等高或者差不多高的位置。上侧的反射板4与下侧的反射板4相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的充电座，其特征在于机器人的充电座上有至少一块反射板，设置在充电座的挡板或侧板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张周新，
申请(专利权)人：张周新，
类型：发明
国别省市：32