一種無線充電系統、方法及掃地機器人的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種無線充電系統、方法及掃地機器人，該無線充電系統包括：發射系統，包括，第一控制模塊，用于控制第一電源，以及提供第一電流；發射模塊，用于接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射；接收系統，包括，接收模塊，用于接收交流信號，以及將交流信號轉換成第二電流，并根據發射系統和接收系統的距離產生與距離相對應的指示信號；第二控制系統，用于接收第二電流和指示信號，以對第二電源充電。通過該無線充電系統，能夠實現掃地機器人的非接觸式充電。
【專利說明】
一種無線充電系統、方法及掃地機器人
技術領域
[0001]本發明涉及輸電領域，具體來說，涉及一種無線充電系統、方法及掃地機器人。
【背景技術】
[0002]現在掃地機器人越來越多的進入千家萬戶，給人們生活帶來了極大的方便。
[0003]現有技術中，掃地機器人的充電觸點外露，但是，由于觸點會因為變形、彈性失效、生銹或異物等因素造成充電接觸不良，影響充電效果，同時，也容易造成安全事故，存在一定的安全隱患，此外，充電觸點外露使得掃地機器人也不美觀、不易清潔。
[0004]針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0005]針對相關技術中的問題，本發明提出一種無線充電系統、方法及掃地機器人，以實現掃地機器人的非接觸式充電。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]根據本發明的一個方面，提供了一種無線充電系統、方法及掃地機器人。
[0008]該無線充電系統包括:
[0009]發射系統，包括，
[0010]第一控制模塊，用于控制第一電源，以及提供第一電流；
[0011]發射模塊，用于接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射；
[0012]接收系統，包括，
[0013]接收模塊，用于接收交流信號，以及將交流信號轉換成第二電流，并根據發射系統和接收系統的距離產生與距離相對應的指示信號；
[0014]第二控制系統，用于接收第二電流和指示信號，以對第二電源充電。
[0015]根據本發明的一個實施例，指示信號包括:
[0016]第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。
[0017]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第一距離的范圍內時，指示信號為第一低電平信號。
[0018]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，指示信號為高電平信號，其中，第一距離大于第二距離。
[0019]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，指示信號為第二低電平信號，其中，第二距離大于第三距離。
[0020]根據本發明的一個實施例，第二控制模塊進一步包括:
[0021]第二控制子模塊，用于根據接收的指示信號，控制機器人的運行速度。
[0022]根據本發明的一個實施例，設置于發射系統上的顯示模塊，用于顯示第二電源的充電信息。
[0023]根據本發明的一個實施例，發射系統設置于充電座上。
[0024]根據本發明的一個實施例，接收系統設置于機器人上。
[0025]根據本發明的另一方面，提供了一種無線充電方法。
[0026]該無線充電方法包括:
[0027]接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射；
[0028]將接收的交流信號轉換成第二電流，以對第二電源進行充電；以及
[0029]根據發射系統和接收系統之間的距離產生與距離相對應的指示信號。
[0030]根據本發明的一個實施例，指示信號包括:第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。
[0031]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第一距離的范圍內時，指示信號為第一低電平信號。
[0032]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，指示信號為高電平信號，其中，第一距離大于第二距離。
[0033]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，指示信號為第二低電平信號，其中，第二距離大于第三距離。
[0034]根據本發明的一個實施例，根據接收的指示信號，控制機器人的運行速度。
[0035]根據本發明的一個實施例，顯示第二電源的充電信息。
[0036]根據本發明的另一方面，提供了一種掃地機器人。
[0037]該掃地機器人包括:
[0038]掃地機器人應用上述任一項的無線充電系統。
[0039]本發明的有益技術效果在于:
[0040]I )、本發明實現掃地機器人的非接觸式充電，只要掃地機器人和充電座靠近就可以充電，從而解決了普通掃地機器人充電觸點外露的弊端；
[0041]2)、本發明通過指示信號，可以精確地控制掃地機器人的運行速度，從而避免了掃地機器人減速不及時與充電座相撞后彈開的情況，或者減速過早導致該機器人和充電座的距離太遠的情況，增強了用戶的充電體驗；
[0042]3)本發明在實現了掃地機器人非接觸充電的同時，還實現了掃地機器人充電信息的顯示，便于用戶了解掃地機器人的充電狀況。
【附圖說明】
[0043]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0044]圖1是根據本發明實施例的無線充電系統的框圖；
[0045]圖2是根據本發明實施例的無線充電系統的示意圖；
[0046]圖3是根據本發明實施例的無線充電方法的流程示意圖；
[0047]圖4是根據本發明實施例的無線充電方法的流程圖；
[0048]圖5是根據本發明實施例的顯示第二電源的充電信息的流程圖。
【具體實施方式】
[0049]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0050]根據本發明的實施例，提供了一種無線充電系統、方法及掃地機器人。
[0051]如圖1所示，根據本發明實施例的無線充電系統包括:
[0052]發射系統，包括，
[0053]第一控制模塊，用于控制第一電源，以及提供第一電流；
[0054]發射模塊，用于接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射，其中，該交流信號用來傳遞能量，以及所述發射模塊包括:發射電路和發射線圈；
[0055]接收系統，包括，
[0056]接收模塊，用于接收交流信號，以及將交流信號轉換成第二電流，并根據發射系統和接收系統的距離產生與距離相對應的指示信號，其中，該接收模塊包括:接收電路和接收線圈；
[0057]第二控制系統，用于接收第二電流和指示信號，以對第二電源充電。
[0058]在該實施例中，通過發射線圈和接收線圈之間的電磁感應，實現了接收系統和發射系統之間的無線充電，具體地，第一控制模塊用于控制第一電源的開關狀態(未示出)，在第一電源開啟的狀態下，發射電路接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且通過發射線圈進行發射，該接收線圈接收該交流信號，并通過接收電路將將交流信號轉換成第二電流，此外，通過發射線圈和接收線圈的感應可確定接收模塊和發射模塊之間的距離，接收模塊并根據該距離產生與距離相對應的指示信號，或在接收模塊中設置一個距離傳感器，通過該距離傳感器可探測發射系統和接收系統的距離，并根據該距離產生與距離相對應的指示信號，另外，該接收電路將上述第二電流和指示信號發送給第二控制模塊，該第二控制模塊將第二電流發送至電池管理電路和第二電源，從而實現無線充電。
[0059]通過本發明的上述方案，能夠實現非接觸式充電，只要接收系統和發射系統靠近就可以充電，從而解決了普通掃地機器人充電觸點外露的弊端，同時，通過指示信號，可以使掃地機器人確定其和充電座之間的距離，避免了掃地機器人減速不及時與充電座相撞后彈開的情況，或者減速過早導致該機器人和充電座的距離太遠的情況，增強了用戶的充電體驗。
[0060]根據本發明的一個實施例，指示信號包括:第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。
[0061]在該實施例中，接收電路和第二控制模塊的傳輸信息中，包括第二電流和指示信號，第二控制模塊通過該指示信號能夠確定掃地機器人和充電座的距離，以便調節掃地機器人的速度，從而使得掃地機器人在充電過程中，避免了掃地機器人減速不及時與充電座相撞后彈開的情況，或者減速過早導致該機器人和充電座的距離太遠的情況，增強了用戶的充電體驗。
[0062]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第一距離的范圍內時，指示信號為第一低電平信號。
[0063]在該實施例中，在掃地機自動回充的過程中，掃地機器人由較遠的位置向充電座靠近的過程中，在掃地機器人的充電距離以外時，如:在掃地機器人與充電座的第一距離大于8mm時，掃地機器人中設置有距離探測儀(未示出)，如:超聲波探測儀、紅外線探測儀等，該距離探測儀和第二控制模塊連接，第二控制模塊通過第一低電平信號和距離探測儀探測的距離信號來確定掃地機器人和充電座之間的距離，通過將接收端和距離探測儀相結合，從而實現了第一距離的精確判斷。
[0064]可以理解，第一距離也可以是除上述實施例所涉及的距離之外的其他距離。例如，根據本發明的一個可選實施例，第一距離可以為大于16_。
[0065]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，指示信號為高電平信號，其中，第一距離大于第二距離。
[0066]在該實施例中，在掃地機自動回充的過程中，在掃地機器人與充電座的距離為4?8mm范圍時，掃地機器人準備充電，指示信號為高電平信號。
[0067]可以理解，第二距離也可以是除上述實施例所涉及的距離之外的其他距離。例如，根據本發明的一個可選實施例，第二距離可以為8?12_。
[0068]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，指示信號為第二低電平信號，其中，第二距離大于第三距離。
[0069]在該實施例中，在掃地機自動回充的過程中，掃地機器人與充電座的距離為小于4_時，指示信號為第二低電平信號，此時，掃地機器人為正常充電狀態，第二控制模塊通過指示信號低-高-低的變化，控制掃地機器人降低速度來接近充電座。
[0070]可以理解，第三距離也可以是除上述實施例所涉及的距離之外的其他距離。例如，根據本發明的一個可選實施例，第三距離可以為小于8mm，
[0071]根據本發明的一個實施例，第二控制模塊進一步包括:
[0072]第二控制子模塊，用于根據接收的指示信號，控制機器人的運行速度。
[0073]在該實施例中，第二控制模塊通過指示信號低-高-低的變化，控制掃地機器人降低速度來接近充電座。
[0074]根據本發明的一個實施例，進一步包括:設置于發射系統上的顯示模塊，用于顯示第二電源的充電信息。
[0075]在該實施例中，如圖5所示，在掃地機器人正常充電的過程中，第二控制模塊將電池管理電路提供的電池充電信息和能量傳輸的信息一起傳遞給接收模塊，接收模塊將上述信息調制傳遞給發射模塊，例如:通過載波的形式傳遞給發射模塊，發射模塊解調電池信息發送給第一控制模塊，第一控制模塊將解調后的電池信息傳遞給顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示第二電源的充電信息。
[0076]同時，發射電路和第一控制模塊間的接口可以是IIC(Inter-1ntegrated Circuit集成電路總線)接口或普通的GP10(General Purpose Input Output輸入/輸出)接口等接口，此外，還可用發射模塊的電流采樣信號來簡單指示充電座待機、掃地機器人充電或充滿等狀態，可減少掃地機器人充電座中的電流檢測電路。
[0077]可以理解，充電信息的顯示也可以是除上述實施例所涉及的顯示狀態之外的其他顯示形式。例如，根據本發明的一個可選實施例，用百分比的形式顯示充電信息。
[0078]根據本發明的一個實施例，發射系統設置于充電座上。
[0079]在該實施例中，如圖1所示，發射系統設置于充電座中，同時，如圖2所示，充電座的形狀為豎直無線充電面，發射線圈緊貼在充電座的中心位置，而掃地機器人中的接收線圈裝配在防撞條的中心位置，通過兩個線圈的靠近利用電磁感應原理進行無線能量的傳輸。
[0080]為了保證無線充電性能，發射線圈和接收線圈都是平面的，因此掃地機器人裝配接收線圈的位置為一個小的平臺，充電座放置發射線圈的位置也是一個平面，而且結構設計上保證兩個線圈的中心對準。
[0081 ]根據本發明的另一方面，接收系統設置于機器人上。
[0082]可以理解，接收系統可以設計在任意的無線充電機器人。例如，根據本發明的一個可選實施例，接收系統設置在無線充電掃地機器人上。
[0083]根據本發明的實施例，還提供了一種無線充電方法。
[0084]如圖3所示，根據本發明實施例的無線充電方法包括:
[0085]步驟SlOl，接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射；
[0086]步驟S103，將接收的交流信號轉換成第二電流，以對第二電源進行充電；
[0087]步驟S105，根據發射系統和接收系統之間的距離產生與距離相對應的指示信號。
[0088]在該實施例中，如圖4所示，充電座處于待機狀態，當第一控制模塊中的傳感器感應到掃地機器人靠近需要充電時，第一控制模塊給發射電路提供第一電源輸入，而當掃地機器人不需要充電時，第一控制模塊將第一電源關閉，從而降低待機的功耗，在掃地機器人需要充電的情況下，發射模塊將供電，同時，發射模塊發出間斷性能量用于識別接收系統，即在發射模塊發出間斷性交流信號，一旦接收系統靠近到可以充電的距離，接收模塊通過在接收線圈感應到的交流信號上調制信息反饋給發射模塊，如果發射模塊解調該信息正確，則接收系統識別成功，可以持續地進行能量傳遞，同時，在接收模塊產生指示信號的變化情況下，降低掃地機器人的運行速度，在掃地機器人到達正常充電的距離內，對第二電源進行充電。
[0089]通過本發明的上述方案，能夠實現非接觸式充電，只要接收系統和發射系統靠近就可以充電，從而解決了普通掃地機器人充電觸點外露的弊端，同時，通過指示信號，可以使掃地機器人確定其和充電座之間的距離，從而避免了掃地機器人減速不及時與充電座相撞后彈開的情況，或者減速過早導致該機器人和充電座的距離太遠的情況，增強了用戶的充電體驗。
[0090]根據本發明的一個實施例，指示信號包括:第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。
[0091]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第一距離的范圍內時，指示信號為第一低電平信號。
[0092]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，指示信號為高電平信號，其中，第一距離大于第二距離。
[0093]根據本發明的一個實施例，當發射系統和接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，指示信號為第二低電平信號，其中，第二距離大于第三距離。
[0094]根據本發明的一個實施例，根據接收的指示信號，控制機器人的運行速度。
[0095]根據本發明的一個實施例，顯示第二電源的充電信息。
[0096]在該實施例中，如圖5所示，第二控制模塊通過電池管理電源將第二電源的充電信息(或電池信息)傳遞給接收模塊，接收模塊將充電信息調制傳遞到發射模塊，發射模塊解調充電信息并將其發送給第一控制模塊，第一控制模塊將接收到的解調后的充電信息發送至顯示模塊，從而顯示第二電源的充電信息。
[0097]根據本發明的另一方面，提供了一種掃地機器人，該掃地機器人應用所述任一項所述的無線充電系統。
[0098]通過本發明的上述方案，能夠實現非接觸式充電，只要接收系統和發射系統靠近就可以充電，從而解決了普通掃地機器人充電觸點外露的弊端，同時，通過指示信號，可以使掃地機器人確定其和充電座之間的距離，從而避免了掃地機器人減速不及時與充電座相撞后彈開的情況，或者減速過早導致該機器人和充電座的距離太遠的情況，增強了用戶的充電體驗。
[0099]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種無線充電系統，其特征在于，包括: 發射系統，包括， 第一控制模塊，用于控制第一電源，以及提供第一電流； 發射模塊，用于接收所述第一電流，以及將所述第一電流轉換成交流信號且進行發射； 接收系統，包括， 接收模塊，用于接收所述交流信號，以及將所述交流信號轉換成第二電流，并根據所述發射系統和所述接收系統的距離產生與距離相對應的指示信號； 第二控制系統，用于接收所述第二電流和所述指示信號，以對第二電源充電。2.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述指示信號包括: 第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。3.根據權利要求2所述的無線充電系統，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第一距離的范圍內時，所述指示信號為所述第一低電平信號。4.根據權利要求3所述的無線充電系統，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，所述指示信號為所述高電平信號，其中，所述第一距離大于所述第二距離。5.根據權利要求4所述的無線充電系統，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，所述指示信號為所述第二低電平信號，其中，所述第二距離大于所述第三距離。6.根據權利要求2所述的無線充電系統，其特征在于，所述第二控制模塊進一步包括: 第二控制子模塊，用于根據接收的所述指示信號，控制機器人的運行速度。7.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，進一步包括: 設置于發射系統上的顯示模塊，用于顯示所述第二電源的充電信息。8.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述發射系統設置于充電座上。9.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述接收系統設置于所述機器人上。10.一種無線充電方法，其特征在于，包括: 接收第一電流，以及將第一電流轉換成交流信號且進行發射； 將接收的所述交流信號轉換成第二電流，以對第二電源進行充電；以及 根據所述發射系統和所述接收系統之間的距離產生與距離相對應的指示信號。11.根據權利要求10所述的無線充電方法，其特征在于，所述指示信號包括:第一低電平信號、高電平信號、第二低電平信號。12.根據權利要求11所述的無線充電方法，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第一距離的范圍時，所述指示信號為所述第一低電平信號。13.根據權利要求12所述的無線充電方法，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第二距離的范圍內時，所述指示信號為所述高電平信號，其中，所述第一距離大于所述第二距離。14.根據權利要求13所述的無線充電方法，其特征在于，當所述發射系統和所述接收系統的距離處于第三距離的范圍內時，所述指示信號為所述第二低電平信號，其中，所述第二距離大于所述第三距離。15.根據權利要求11所述的無線充電方法，其特征在于，進一步包括: 根據接收的所述指示信號，控制機器人的運行速度。16.根據權利要求10所述的無線充電方法，其特征在于，進一步包括: 顯示所述第二電源的充電信息。17.—種掃地機器人，所述掃地機器人應用所述權利要求1-9任一項所述的無線充電系統。
【文檔編號】H02J7/02GK105978114SQ201610286245
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月3日
【發明人】董秀蓮, 張攀, 孫會, 黃學濤
【申請人】青島眾海匯智能源科技有限責任公司