一种机器人无线充电的定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人无线充电的定位装置及方法，包括机器人以及用于对所述机器人进行无线充电的充电座；所述充电座包括无线充电用的发射线圈，所述机器人包括无线充电用的接收线圈、控制模块以及导航用的导航系统；所述定位装置包括特征图样以及检测模块；所述特征图样设置在所述发射线圈上，所述检测模块设置在所述接收线圈上。本发明专利技术公开的机器人无线充电的定位装置及方法，定位装置的结构简单、成本低，可与机器人无线充电系统融为一体，定位精准、且快速高效。

Wireless charging positioning device and method for robot

The invention discloses a positioning robot wireless charging device and method, including the robot as well as for charging Wireless charging of the robot; the charging seat comprises transmitting coil with wireless charging, the robot includes a receiving coil, charging the wireless control module and navigation system for navigation; the the positioning device comprises a feature and pattern detection module; the feature pattern is arranged on the transmitting coil, the detection module is arranged in the receiving coil. The invention discloses a positioning device and a method for wireless charging of a robot, wherein the positioning device has simple structure and low cost, and can be integrated with a robot wireless charging system, and the positioning is accurate, fast and efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人无线充电的定位装置及方法
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种机器人无线充电的定位装置及方法。
技术介绍
随着机器人产业持续升温，中国机器人市场需求不断扩大，安保服务机器人逐渐走进人们的视野中。安保服务机器人，可实现音视频对讲、室内无线导航、人机交互、人脸识别等各项功能。白天它可以是“客服人员”。夜间，可实现自主监控巡逻、异常声音报警、夜间值守等安保功能，秒变“安保人员”。安保服务机器人可广泛应用于银行、商业中心、政府、社区等场所。为了提高机器人的可持续工作能力，在电池技术尚未有重大突破的前提情况下，方便快捷的充电技术是机器人发展的关键技术之一。相比接触式充电，无线充电由于有着无外漏接口、运行安全、便捷灵活、维护成本低、用户体验好等优点，受到了越来越多的关注。机器人无线充电方案中，耦合线圈是实现电能与场能相互转化的元器件。发射线圈通常固定于地面，接收线圈安装在机器人底盘下方，相距约10cm～15cm。耦合线圈的相对垂直距离和横向偏移都会直接影响充电的性能和效率，尤其是横向偏移。目前机器人常用的定位技术有视觉、雷达、超声波、红外，这些技术在机器人与充电座相距较近时都有一定的对准定位局限性。因此，如何做到简单高效的对准定位是一项重要而亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种机器人无线充电的定位装置及方法，旨在解决现有机器人无线充电方案中存在的对准定位问题。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种机器人无线充电的定位装置，包括机器人以及用于对所述机器人进行无线充电的充电座；所述充电座包括无线充电用的发射线圈，所述机器人包括无线充电用的接收线圈、控制模块以及导航用的导航系统；所述定位装置包括特征图样以及检测模块；所述特征图样设置在所述发射线圈上，所述检测模块设置在所述接收线圈上；所述检测模块，用于检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号；所述控制模块，用于在导航系统的导航模式下，控制所述机器人按照规划路径行驶至所述充电座；根据所述检测模块生成的特征信号控制导航系统切换进入精确定位模式；在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人的前进方向，直至所述机器人的接收线圈和所述充电座的发射线圈精确对准并控制所述机器人开始充电。进一步地，所述检测模块设置在所述接收线圈的边沿并且位于机器人正面的正中心方向同时所述激光传感器的方向朝下。进一步地，所述检测模块为激光传感器。进一步地，所述特征图样贴附于所述发射线圈的表面或者绘制在所述发射线圈的表面。进一步地，所述特征图样为设置在白色背景图案上的N个等距离的黑色同心圆，其中N为正整数，相邻黑色同心圆的等距离值为r，r为正数。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例第二方面提供一种机器人无线充电的定位方法，所述方法包括步骤：在导航系统的导航模式下，控制机器人按照规划路径行驶至充电座；检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号；根据所述特征信号控制导航系统切换进入精确定位模式；在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人的前进方向，直至所述机器人的接收线圈和所述充电座的发射线圈精确对准并控制所述机器人开始充电。进一步地，所述特征图样为设置在白色背景图案上的N个等距离的黑色同心圆，其中N为正整数，相邻黑色同心圆的等距离值为r，r为正数；所述步骤检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号为：检测所述充电座的发射线圈的黑色同心圆，若检测到所述充电座的发射线圈的黑色同心圆则生成特征信号。进一步地，所述步骤在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人的前进方向，直至所述机器人的接收线圈和所述充电座的发射线圈精确对准并控制所述机器人开始充电包括：在导航系统切换进入精确定位模式时，初始化步进参数的值为K0；在导航系统的精确定位模式下控制所述机器人前进，前进的距离为相邻黑色同心圆的等距离值r；检测所述充电座的发射线圈的黑色同心圆；若没有检测到所述充电座的发射线圈的黑色同心圆则继续检测；否则步进参数的值增加K1，并执行下一个步骤；若所述步进参数的值等于2*N，则控制所述机器人开始充电；否则执行步骤：在导航系统的精确定位模式下控制所述机器人前进，前进的距离为相邻黑色同心圆的等距离值r。进一步地，所述步骤若没有检测到所述充电座的发射线圈的黑色同心圆则继续检测；否则步进参数的值加K1，并执行下一个步骤包括；若没有检测到所述充电座的发射线圈的黑色同心圆，则控制所述机器人进行原地旋转并继续检测；否则控制所述机器人停止原地旋转且步进参数的值加K1，并执行下一个步骤。进一步地，通过激光传感器检测所述充电座的发射线圈的黑色同心圆。本专利技术实施例提供的机器人无线充电的定位装置及方法，定位装置的结构简单、成本低，可与机器人无线充电系统融为一体，定位精准、且快速高效。附图说明图1为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位装置结构示意图；图2为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位装置中的检测模块和接收线圈结构示意图；图3为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位装置中的特征图样和发射线圈结构示意图；图4为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位装置工作过程的结构示意图；图5为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位方法流程示意图；图6为本专利技术实施例的机器人无线充电的定位方法中精确定位模式下控制方法流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现在将参考附图描述实现本专利技术各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身并没有特定的意义。在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。如图1所示，本专利技术第一实施例提供一种机器人无线充电的定位装置，包括机器人10以及用于对机器人10进行无线充电的充电座11；充电座11包括无线充电用的发射线圈112，机器人10包括无线充电用的接收线圈102、控制模块104以及导航用的导航系统103。在本实施例中，定位装置包括特征图样111以及检测模块101；特征图样111可设置在充电座11的发射线圈112上，检测模块101可设置在机器人10的接收线圈102上。检测模块101，用于检测充电座11的发射线圈112的特征图样111，若检测到充电座11的发射线圈112的特征图样111则生成特征信号。具体地，特征图样贴111可附于发射线圈112的表面或者绘制在发射线圈112的表面。请参考图3所示，在本实施例中，特征图样111可为设置在白色背景图案上的N个等距离的黑色同心圆，其中N为正整数，相邻黑色同心圆的等距离值为r，r为正数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人无线充电的定位装置，包括机器人以及用于对所述机器人进行无线充电的充电座；所述充电座包括无线充电用的发射线圈，所述机器人包括无线充电用的接收线圈、控制模块以及导航用的导航系统；其特征在于，所述定位装置包括特征图样以及检测模块；所述特征图样设置在所述发射线圈上，所述检测模块设置在所述接收线圈上；所述检测模块，用于检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号；所述控制模块，用于在导航系统的导航模式下，控制所述机器人按照规划路径行驶至所述充电座；根据所述检测模块生成的特征信号控制导航系统切换进入精确定位模式；在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人的前进方向，直至所述机器人的接收线圈和所述充电座的发射线圈精确对准并控制所述机器人开始充电。

【技术特征摘要】
1.一种机器人无线充电的定位装置，包括机器人以及用于对所述机器人进行无线充电的充电座；所述充电座包括无线充电用的发射线圈，所述机器人包括无线充电用的接收线圈、控制模块以及导航用的导航系统；其特征在于，所述定位装置包括特征图样以及检测模块；所述特征图样设置在所述发射线圈上，所述检测模块设置在所述接收线圈上；所述检测模块，用于检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号；所述控制模块，用于在导航系统的导航模式下，控制所述机器人按照规划路径行驶至所述充电座；根据所述检测模块生成的特征信号控制导航系统切换进入精确定位模式；在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人的前进方向，直至所述机器人的接收线圈和所述充电座的发射线圈精确对准并控制所述机器人开始充电。2.根据权利要求1所述的一种机器人无线充电的定位装置，其特征在于，所述检测模块设置在所述接收线圈的边沿并且位于机器人正面的正中心方向同时所述激光传感器的方向朝下。3.根据权利要求2所述的一种机器人无线充电的定位装置，其特征在于，所述检测模块为激光传感器。4.根据权利要求1所述的一种机器人无线充电的定位装置，其特征在于，所述特征图样贴附于所述发射线圈的表面或者绘制在所述发射线圈的表面。5.根据权利要求1-4任一所述的一种机器人无线充电的定位装置，其特征在于，所述特征图样为设置在白色背景图案上的N个等距离的黑色同心圆，其中N为正整数，相邻黑色同心圆的等距离值为r，r为正数。6.一种机器人无线充电的定位方法，其特征在于，所述方法包括步骤：在导航系统的导航模式下，控制机器人按照规划路径行驶至充电座；检测所述充电座的发射线圈的特征图样，若检测到所述充电座的发射线圈的特征图样则生成特征信号；根据所述特征信号控制导航系统切换进入精确定位模式；在导航系统的精确定位模式下，控制调整所述机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泳彬，
申请(专利权)人：中智科创机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44