机器人充电系统及其回充控制方法技术方案

本申请涉及机器人技术领域，提供一种机器人充电系统及其回充控制方法，该系统包括：充电座和机器人，充电座上第一至第三发射器发射的信号形成环绕充电座的第一信号区，扇形的第二信号区和第三信号区，第二信号区和第三信号区交叠形成交叠区域，且交叠区域与充电座的充电接口正对；机器人，机器人包括沿周向间隔开顺次分布的第一至第四接收器，机器人的充电端口位于第二接收器和第三接收器之间；机器人的控制器用于基于第一至第四接收器接收到第一至第三发射器发射的信号，控制机器人运动至充电端口与充电接口对接。该系统有利于提高机器人在充电座发生偏转或旋转时的回充成功率。人在充电座发生偏转或旋转时的回充成功率。人在充电座发生偏转或旋转时的回充成功率。

【技术实现步骤摘要】
机器人充电系统及其回充控制方法


[0001]本申请涉及机器人
，尤其涉及机器人充电系统及其回充控制方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，机器人普遍具有自动回充功能，机器人在需要充电的时候通过定位导航回归到充电座进行自动充电，以提高机器人无人值守情况下的自主长时间持续工作的能力。
[0003]目前，机器人的自动回充对定位导航的充电对接口及充电座的固定均有较高要求，但充电座发生一定程度的偏移或者旋转时，可能出现机器人无法对接充电对接口而导致回充失败的情况。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种机器人充电系统，提高机器人的回充成功率。
[0005]本申请还提出一种机器人充电系统的回充控制方法。
[0006]根据本申请第一方面实施例的机器人充电系统，包括：
[0007]充电座，所述充电座包括第一至第三发射器，第一发射器发射的信号形成环绕所述充电座的第一信号区，第二发射器发射的信号形成扇形的第二信号区，第三发射器发射的信号形成扇形的第三信号区，所述第二信号区和所述第三信号区交叠形成交叠区域，且所述交叠区域与所述充电座的充电接口正对；
[0008]机器人，所述机器人包括沿周向间隔开顺次分布的第一至第四接收器，所述机器人的充电端口位于第二接收器和第三接收器之间；
[0009]所述机器人的控制器与所述第一至第四接收器电连接，所述控制器用于基于所述第一至第四接收器接收到所述第一至第三发射器发射的信号，控制所述机器人运动至所述充电端口与所述充电接口对接。
[0010]根据本申请实施例的机器人充电系统，通过在充电座的四周布设大范围的第一信号区，引导机器人估计充电座的方位，进而利用与交叠区域对准的充电接口以及位于第三接收器和第二接收器之间的充电端口，实现机器人的自动回充，有利于提高机器人在充电座发生偏转或旋转时的回充成功率，进而提高机器人充电系统的鲁棒性。
[0011]根据本申请的一个实施例，第一接收器、所述机器人的中心和第四接收器之间形成小于180度的目标夹角，所述充电端口位于所述目标夹角内。
[0012]根据本申请的一个实施例，所述机器人还包括：
[0013]碰撞检测机构，所述碰撞检测机构和所述充电端口设置于所述机器人在轴向上相对的两侧。
[0014]根据本申请第二方面实施例的应用于机器人充电系统的回充控制方法，包括：
[0015]在机器人至少原地旋转一圈的情况下，获取通过第一至第四接收器中的任一接收
器接收到第二和第三发射器发射的信号对应的第二和第三航向角；
[0016]基于所述第二和第三航向角，确定第一目标方向，第二航向角大于第三航向角，第二发射器位于第三发射器的所述第一目标方向；
[0017]控制所述机器人按所述第一目标方向旋转至第一接收器接收到所述第三发射器发射的信号，或第四接收器脱离任一信号区，其中，所述充电端口位于所述第一接收器的所述第一目标方向，所述第四接收器位于所述充电端口的所述第一目标方向；
[0018]控制所述机器人朝所述充电端口所在的一侧直线运动至所述机器人的任一接收器接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号；
[0019]控制所述机器人转动至所述第二接收器和所述第三接收器均接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号；
[0020]控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接。
[0021]根据本申请实施例的机器人充电系统的回充控制方法，通过获取不同发射器信号所对应的航向角，确定第一目标方向，进而通过旋转和直行控制机器人运动至交叠区域，进而实现机器人的自动回充，提高机器人在充电座发生偏转或旋转时的回充成功率。
[0022]根据本申请的一个实施例，所述控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接，包括：
[0023]控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向直线运动，在所述第二接收器未接收到所述第三发射器发射的信号的情况下，控制所述机器人以目标角速度运动至所述充电端口与所述充电接口对接，所述目标角速度的方向与所述第一目标方向相同。
[0024]根据本申请的一个实施例，在所述获取通过第一至第四接收器中的任一接收器接收到第二和第三发射器发射的信号对应的第二和第三航向角之后，在所述控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接之前，所述方法还包括：
[0025]在所述第二航向角与所述第三航向角的相似度大于目标相似度情况下，控制所述机器人转动至所述第二接收器和所述第三接收器均接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号。
[0026]根据本申请的一个实施例，在所述控制所述机器人按所述第一目标方向旋转至第一接收器接收到所述第三发射器发射的信号，或第四接收器脱离任一信号区之后，所述方法还包括：
[0027]控制所述机器人朝所述充电端口所在的一侧直线运动，在所述机器人运动距离超过目标距离，且所述机器人的任一接收器均未接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号的情况下，控制所述机器人至少原地旋转一圈，重新获取所述第二和第三航向角。
[0028]根据本申请的一个实施例，在所述获取通过第一至第四接收器中的任一接收器接收到第二和第三发射器发射的信号对应的第二和第三航向角之后，所述方法还包括：
[0029]在所述第二航向角和所述第三航向角均为零，且通过所述第一至第四接收器中的任一接收器接收到第一发射器发射的信号对应的第一航向角不为零的情况下，基于所述第一航向角和第二目标方向，确定目标旋转角度；
[0030]控制所述机器人原地旋转所述目标旋转角度；
[0031]控制所述机器人基于所述充电座为转动中心以搜索角速度转动至所述机器人转动的圆心角达到目标阈值，所述搜索角速度的方向与所述第二目标方向相同；
[0032]控制所述机器人至少原地旋转一圈，在所述机器人的任一接收器接收到所述第二发射器或所述第三发射器的信号的情况下，重新确定所述第一目标方向。
[0033]根据本申请的一个实施例，所述基于所述第一航向角和第二目标方向，确定目标旋转角度，包括：
[0034]基于所述第一航向角，确定所述机器人与所述充电座的连线角度；
[0035]基于所述连线角度和转动角度，得到所述目标旋转角度，所述转动角度的方向与所述第二目标方向相同。
[0036]根据本申请的一个实施例，在所述控制所述机器人原地旋转所述目标旋转角度之后，在所述控制所述机器人基于所述充电座为转动中心以搜索角速度转动至所述机器人转动的圆心角达到目标阈值之前，所述方法还包括：
[0037]控制所述机器人基于所述充电座为转动中心以所述搜索角速度转动；
[0038]在所述机器人的碰撞检测机构触发的情况下，控制所述机器人原地旋转180度，并将所述搜索角速度的方向取反。根据本申请的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人充电系统，其特征在于，包括：充电座，所述充电座包括第一至第三发射器，第一发射器发射的信号形成环绕所述充电座的第一信号区，第二发射器发射的信号形成扇形的第二信号区，第三发射器发射的信号形成扇形的第三信号区，所述第二信号区和所述第三信号区交叠形成交叠区域，且所述交叠区域与所述充电座的充电接口正对；机器人，所述机器人包括沿周向间隔开顺次分布的第一至第四接收器，所述机器人的充电端口位于第二接收器和第三接收器之间；所述机器人的控制器与所述第一至第四接收器电连接，所述控制器用于基于所述第一至第四接收器接收到所述第一至第三发射器发射的信号，控制所述机器人运动至所述充电端口与所述充电接口对接。2.根据权利要求1所述的机器人充电系统，其特征在于，第一接收器、所述机器人的中心和第四接收器之间形成小于180度的目标夹角，所述充电端口位于所述目标夹角内。3.根据权利要求1或2所述的机器人充电系统，其特征在于，所述机器人还包括：碰撞检测机构，所述碰撞检测机构和所述充电端口设置于所述机器人在轴向上相对的两侧。4.一种应用于权利要求1
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3任一项所述的机器人充电系统的回充控制方法，其特征在于，包括：在机器人至少原地旋转一圈的情况下，获取通过第一至第四接收器中的任一接收器接收到第二和第三发射器发射的信号对应的第二和第三航向角；基于所述第二和第三航向角，确定第一目标方向，第二航向角大于第三航向角，第二发射器位于第三发射器的所述第一目标方向；控制所述机器人按所述第一目标方向旋转至第一接收器接收到所述第三发射器发射的信号，或第四接收器脱离任一信号区，其中，所述充电端口位于所述第一接收器的所述第一目标方向，所述第四接收器位于所述充电端口的所述第一目标方向；控制所述机器人朝所述充电端口所在的一侧直线运动至所述机器人的任一接收器接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号；控制所述机器人转动至所述第二接收器和所述第三接收器均接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号；控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接。5.根据权利要求4所述的机器人充电系统的回充控制方法，其特征在于，所述控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接，包括：控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向直线运动，在所述第二接收器未接收到所述第三发射器发射的信号的情况下，控制所述机器人以目标角速度运动至所述充电端口与所述充电接口对接，所述目标角速度的方向与所述第一目标方向相同。6.根据权利要求4所述的机器人充电系统的回充控制方法，其特征在于，在所述获取通过第一至第四接收器中的任一接收器接收到第二和第三发射器发射的信号对应的第二和第三航向角之后，在所述控制所述机器人朝靠近所述充电座的方向运动至所述充电端口与所述充电接口对接之前，所述方法还包括：在所述第二航向角与所述第三航向角的相似度大于目标相似度情况下，控制所述机器
人转动至所述第二接收器和所述第三接收器均接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号。7.根据权利要求4所述的机器人充电系统的回充控制方法，其特征在于，在所述控制所述机器人按所述第一目标方向旋转至第一接收器接收到所述第三发射器发射的信号，或第四接收器脱离任一信号区之后，所述方法还包括：控制所述机器人朝所述充电端口所在的一侧直线运动，在所述机器人运动距离超过目标距离，且所述机器人的任一接收器均未接收到所述第二发射器和所述第三发射器发射的信号的情况下，控制所述机器人至少原地旋转一圈，重新获取所述第二和第三航向角。8.根据权利要求4
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡捷凯，毕备，周阳阳，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：