[发明专利]充电装置及其充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及充电装置及其充电方法，特别涉及能给机器人等用电设备自动、快速充电的充电装置及其充电方法。 

背景技术

机器人等用电设备，例如智能吸尘器等，通常是依靠其自身携带的蓄电池供电，由于蓄电池的电量有限，而机器人等用电设备的控制系统、驱动装置以及直接执行工作任务的机械装置在工作的过程中均需消耗电能，因此，一次充电后，用电设备通常工作不了多久，就需要再次充电。以前，用电设备的充电是通过人工来完成的。用人工充电的方法固然能解决用电设备的充电问题，但不利于节省人力资源。特别是在没有人及时为用电设备充电的情况下，用电设备会因电能的消耗而无法正常工作。为了节省人力资源并提高用电设备的工作效率，人们在对用电设备的控制系统进行改进的同时，发明了针对机器人等用电设备的充电装置。目前，实现用电设备充电的技术方案大致如下： 

在充电装置中设有红外充电引导信号装置、线性变压器及其对应的充电电路——线性电源电路，在机器人等用电设备的工作时间，所述红外充电引导信号装置不间断地向外发送红外充电引导信号；在用电设备的控制系统中设有电量检测装置和红外信息接收装置；当用电设备所携带的蓄电池的电压高于或等于其正常工作电压的下限时，所述红外信息接收装置是关闭的，当所述蓄电池的电压低于其正常工作电压的下限时，所述电量检测装置会将电压信号发送至终端控制模块，所述终端控制模块就会指令用电设备停止工作，并向所述红外信息接收装置发送开启指令；所述红外信息接收装置开启后，便会接收充电装置发送的红外充电引导信号。在红外充电引导信号的引导下，用电设备的控制系统的终端控制模块会向机器人的驱动系统发出前进、后退、转向等指令，使用电设备找到充电装置。当用电设备的充电电极与充电装置的充电电极对接后，充电装置就会给用电设备所携带的蓄 电池充电，与此同时，其红外信息接收装置会自动关闭。当用电设备的蓄电池的电量充满后，所述电量检测装置会将电量充满的信息发送至用电设备的终端控制模块，所述终端控制模块便会发出指令，驱动用电设备脱离充电装置。此外，就帮助用电设备寻找特定的目标而言，现有技术除了采用红外传感器外，还公开了采用霍尔传感器、光电传感器等其他导航装置的技术方案。 

总的说来，现有的充电装置能够解决机器人等用电设备的自动充电问题。但是，现有的充电装置不能稳妥地解决用电设备的快速充电问题，其原因在于，现有的充电装置主要采用线性电源电路给用电设备充电。线性电源电路的电路元件适于在低压的状态下工作，具有持续工作时间长和使用寿命长的优点，但在满足用电设备的快速充电方面，线性电源电路具有较大的局限性。例如，为了实现快速充电，现有的充电装置往往需要将线性变压器的功率做得很大，而线性变压器的功率越大，充电装置的体积和质量也越大，从而给消费者带来某些不便，如不便于携带、占用更多的空间等；更为严重的是，线性变压器的能量转换效率不高，工作过程中会产生比较多的热能，若将线性变压器的功率做得很大，将导致线性变压器发热更严重，其结果不仅会造成电能的浪费，而且容易损坏充电装置。 

与线性电源电路不同，开关电源电路具有功率大、效率高和体积小的优点，因而能满足用电设备快速充电的需要。然而，开关电源电路也存在持续工作时间较短的缺陷。其原因在于，开关电源电路是在高压下工作，其电容等电路元件在长时间的高压环境下容易被击穿而损坏。通常，充电装置一天24小时都与220伏特的工作电压相连——以便随时给机器人等用电设备充电，由于开关电源电路不适于长时间地持续工作，因此，尽管人们早已认识到开关电源电路能够解决用电设备的快速充电问题，并且在人工充电装置中已经使用了开关电源电路，但是，在本发明之前，人们尚未将开关电源电路成功地应用到能给机器人等用电设备自动、快速充电的充电装置中。 

发明内容

鉴于以上所述背景技术所存在的问题，本发明要解决的技术问题在于，提供一种充电装置及其充电方法，所述充电装置不仅能给机器人等用电设备自动、快速充电，而且轻便、节能、安全、使用寿命长。 

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的： 

本发明的充电装置包括控制器、线性电源电路和充电电极，所述充电装置还包括与线性电源电路呈并联关系的开关电源电路，所述开关电源电路的输入端和输出端分别与第一开关和所述充电电极连接； 

所述线性电源电路的输出端与所述控制器连接；所述控制器通过所述第一开关控制所述开关电源电路的连接与断开；