[发明专利]机器人的充电座

说明书

技术领域：

本发明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。

背景技术：

目前吸尘机器人正越来越多地进入市场，已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。

发明内容：

本发明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，为机器人搭建一个已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。

本发明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——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为本发明的原理图。

图5～图7为本发明的三视图，其中图7为半剖图。

图8为本发明的立体透视(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。

具体实施方式：

本发明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。