機器人電磁感應式自動充電系統及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種機器人電磁感應式自動充電系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著時代的進步和科技的飛躍發展，機器人已成為人們所熟知的產品。目前，機器人被廣泛應用于生活領域，如具有預警、自動尋路、娛樂、教育等功能，給人們的生活帶來了很大的便利。
[0003]現有的機器人中，大部分是采用充電電池作為動力源。因而，在充電電池電量不足時，需要用戶將充電電池與外部電源連接，完成充電過程。這不僅會增加用戶的工作量，而且，在人手緊缺的工作環境下，一旦由于充電電池電量不足而未能及時發現，會造成機器人停止工作，從而降低了機器人的智能化和工作效率
因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0004]鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種機器人電磁感應式自動充電系統及方法，旨在解決現有機器人充電方式工作量大、效率低及成本高的問題。
[0005]本發明的技術方案如下:
一種機器人電磁感應式自動充電系統，其中，包括:
設置在機器人上的機器人電能接收裝置及置于地面的地面電能發射裝置；
所述機器人電能接收裝置包括機器人控制中心、第一無線通信模塊、電池、電能接收模塊及設置在機器人底部的接收線圈；
所述機器人控制中心用于控制電能接收模塊的邏輯時序和穩定性，使無線充電順利進行，該機器人控制中心還用于控制第一無線通信模塊進行數據傳輸；
所述地面電能發射裝置包括地面控制器、地面發射線圈、第二無線通信模塊及電能發射模塊，所述地面發射線圈位于地面電能發射裝置的頂部；
所述地面控制器用于控制電能發射模塊的邏輯時序和穩定性，還用于控制第二無線通信模塊進行數據傳輸；
所述電能發射模塊用于將低頻交流電轉換為高頻交流電；
所述地面發射線圈用于通過高頻交變電流產生高頻的交流磁場；
當接收線圈位于地面發射線圈產生的交流磁場時，產生相應的交變電流，并由電能接收模塊轉換為直流電并提供給電池存儲。
[0006]所述的機器人電磁感應式自動充電系統，其中，所述地面電能發射裝置還包括設置在地面發射線圈兩側和前端的擋板。
[0007]所述的機器人電磁感應式自動充電系統，其中，所述機器人電能接收裝置還包括位于機器人正前方用于采集圖像的攝像頭，所述機器人控制中心控制攝像頭采集圖像并與預存圖像進行比對。
[0008]所述的機器人電磁感應式自動充電系統，其中，所述機器人電能接收裝置還包括位于攝像頭下方用于測定距離的超聲波傳感器，所述機器人控制中心控制讀取超聲波傳感器感應的數據。
[0009]所述的機器人電磁感應式自動充電系統，其中，所述地面電能發射裝置還包括設置在地面發射線圈側邊的兩條導軌。
[0010]一種應用如上所述的機器人電磁感應式自動充電系統的自動充電方法，其中，包括步驟:
a、機器人控制中心檢測電池的剩余電量，當檢測到剩余電量低于一預設的充電閾值時，機器人進入充電模式；
b、機器人控制中心控制機器人向地面電能發射裝置移動，使接收線圈位于地面發射線圈上方，然后機器人控制中心通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊控制地面電能發射裝置開啟充電；
C、電能發射模塊將低頻交流電轉換為高頻交流電，地面發射線圈通過高頻交變電流產生高頻的交流磁場；接收線圈產生相應的交變電流，并由電能接收模塊轉換為直流電并提供給電池存儲，實現對電池進行充電。
[0011 ] 所述的機器人電磁感應式自動充電方法，其中，所述機器人電能接收裝置還包括位于機器人正前方用于采集圖像的攝像頭，所述機器人控制中心控制攝像頭采集圖像并與預存圖像進行匹配；
所述步驟b具體包括:
bl、在機器人處于充電模式時，機器人控制中心按照預訂路線或路徑規劃，控制機器人從當前位置向地面電能發射裝置移動；
b2、在到達地面電能發射裝置后，機器人控制中心控制攝像頭轉動到預設角度進行圖像采集，然后將采集的圖像與預存圖像進行匹配，根據匹配度判斷機器人是否與地面電能發射裝置垂直正對；
b3、在匹配度達到匹配閾值時，則機器人與地面電能發射裝置垂直正對，而未達到匹配閾值時，則機器人控制中心控制攝像頭先向左轉動一個角度再采集圖像，當匹配度下降時，則機器人控制中心控制攝像頭向右轉動再采集圖像，直至達到匹配閾值，使機器人與地面電能發射裝置垂直正對。
[0012]所述的機器人電磁感應式自動充電方法，其中，所述機器人電能接收裝置還包括位于攝像頭下方用于測定距離的超聲波傳感器，所述機器人控制中心控制讀取超聲波傳感器感應的數據；
所述步驟b3之后還包括:
b4、在機器人與地面電能發射裝置垂直正對時，機器人控制中心控制機器人進一步向地面電能發射裝置移動，機器人控制中心同時讀取超聲波傳感器數據，將超聲波傳感器數據與預定參考值進行比對，判斷接收線圈是否位于地面發射線圈上方；
b5、在超聲波傳感器數據與預定參考值一致時，則接收線圈位于地面發射線圈上方，此時機器人控制中心控制機器人停止移動，若超聲波傳感器數據與預定參考值不一致，則機器人控制中心繼續控制機器人移動直至接收線圈位于地面發射線圈上方；
b6、機器人控制中心檢測機器人是否滿足充電條件，當接收線圈與地面發射線圈間存在異物及電路故障時，判斷為機器人不滿足充電條件，并發出警報聲，當滿足充電條件時，機器人控制中心控制第一無線通信模塊發出開啟充電信號至地面電能發射裝置，地面電能發射裝置通過第二無線通信模塊接到開啟充電信號后，開啟充電對電池進行充電。
[0013]所述的機器人電磁感應式自動充電方法，其中，所述地面電能發射裝置還包括設置在地面發射線圈兩側和前端的擋板；所述步驟b5中，所述機器人在地面發射線圈擋板的約束作用下移動至最佳充電位置。
[0014]所述的機器人電磁感應式自動充電方法，其中，所述步驟c還包括以下步驟:
Cl、機器人控制中心實時檢測電池電量，在檢測出電量充滿時結束充電，機器人控制中心控制第一無線通信模塊發出關閉充電信號，地面電能發射裝置通過第二無線通信模塊接到關閉充電信號后，關閉地面電能發射裝置；
c2、機器人控制中心控制機器人離開地面電能發射裝置，移動至之前工作地點，機器人繼續完成指定工作。
[0015]有益效果:本發明的一種機器人電磁感應式自動充電系統及方法，本發明利用電磁感應非接觸式自動充電系統就能完成充電，使得機器人在電池電量不足時，無需人工干預，大大避免了機器人充電的工作量，提高了充電效率，降低了生產成本，還有效提高了機器人工作效率，增強機器人的智能化。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明一實施例的機器人電磁感應式自動充電系統的結構框圖。
[0017]圖2為圖1所示系統中地面發射裝置的結構示意圖。
[0018]圖3為本發明一實施例的機器人電磁感應式自動充電方法的流程圖。
[0019]圖4為圖3所示方法中步驟S200的具體流程圖。
[0020]圖5為圖4所示方法中步驟S230之后的具體流程圖。
[0021]圖6為圖3所示方法中步驟S300的具體流程圖。
[0022]圖7為本發明一實施例的機器人工作流程圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明提供一種機器人電磁感應式自動充電系統及方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0024]圖1為本發明一實施例的機器人電磁感應式自動充電系統的結構框圖。
[0025]如圖1所7JK，本發明一實施例的機器人電磁感應式自動充