[发明专利]机器人自主充电系统和方法

权利要求书

1.一种机器人自主充电系统，包括：

红外发射管，为单个红外发射管，用于发射红外线；

安装于机器人前方和后方的红外接收管，用于接收所述红外线；

DSP控制器，信号连接于所述红外接收管，用于接收所述红外线，并对所述红外线进行处理，识别所述机器人所在区域；

边缘引导模块，信号连接于所述DSP控制器，用于引导所述机器人沿所述红外发射管的发射范围靠近充电站；

角度补偿模块，信号连接于所述边缘引导模块，用于通过角度补偿使所述机器人正对所述充电站；

充电模块，包括充电头和充电站，所述充电站包括插座，所述充电头安装于所述机器人上，通过将所述充电头插入所述插座实现对所述机器人的充电。

2.根据权利要求1所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述红外发射管的发射角度为30°，最大发射距离为6.6m。

3.根据权利要求1所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述红外接收管为四个，所述红外接收管的最大接收角度为90°，所述机器人的正前方安装有接收器A和接收器B，所述机器人的后方安装有接收器C和接收器D。

4.根据权利要求3所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述接收器A和接收器B之间的距离小于所述接收器C和接收器D之间的距离。

5.根据权利要求1所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述DSP控制器以周期t对接收的红外信号进行采样，采到一次低电平或高电平，计数一次，当计数值到达设定值时，判定所述机器人处于信号范围内。

6.根据权利要求1所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述充电站还包括挡板、铰链、弹簧柱及金属弹片，所述挡板连接地线，其一端通过所述铰链连接于所述充电站，所述金属弹片设于所述插座内部，非充电状态下所述弹簧柱抵持所述挡板使所述插座处于封闭状态；当所述充电头插入时，所述挡板被所述充电头推开，并使所述金属弹片发生形变开始充电。

7.根据权利要求1或6所述的机器人自主充电系统，其特征在于，所述充电头包括圆柱形接头、绝缘橡胶及地线，充电时所述圆柱形接头推开所述挡板，并接触所述金属弹片使所述金属弹片发生形变，所述挡板在所述弹簧柱的作用下会紧压所述充电头的地线。

8.一种机器人自主充电对接方法，其特征在于，包括下述步骤：

单个红外发射管的红外发射管发射红外线；

安装于机器人前方和后方的红外接收管接收所述红外线；

DSP控制器接收所述红外线，并对所述红外线进行处理，识别所述机器人所在区域；

边缘引导模块引导所述机器人沿所述红外发射管的发射范围靠近充电站；

角度补偿模块通过角度补偿使所述机器人正对所述充电站；

所述充电头插入所述插座实现对所述机器人的充电。

9.根据权利要求8所述的机器人自主充电对接方法，其特征在于，DSP控制器接收所述红外线，并对所述红外线进行处理，识别所述机器人所在区域，具体为：所述DSP控制器以周期t对接收的红外信号进行采样，采到一次低电平或高电平，计数一次，当计数值到达设定值时，判定所述机器人处于信号范围内，其中，t为1ms，设定值为4。

10.根据权利要求8所述的机器人自主充电对接方法，其特征在于，边缘引导模块引导所述机器人沿所述红外发射管的发射范围靠近充电站，包括下述步骤：

当所述机器人从外面进入所述红外发射管的发射范围内，所述机器人通过调整自身行进方向和距离，使安装于机器人前方的红外接收管接收到红外信号直至通过所述机器人上的避障功能模块探测接近所述充电站。

11.根据权利要求8所述的机器人自主充电对接方法，其特征在于，当所述机器人处于发射范围之内，所述机器人后方的接收器接收到信号，通过所述调整自身行进方向和距离，使安装于机器人前方的红外接收管接收到红外信号直至通过所述机器人上的避障功能模块探测接近所述充电站。

12.根据权利要求8所述的机器人自主充电对接方法，其特征在于，角度补偿模块通过角度补偿使所述机器人正对所述充电站，包括下述步骤：

通过判断所述机器人靠近所述充电站的方向，调整所述机器人的行进路径对所述机器人进行角度补偿使所述机器人正对所述充电站。