[发明专利]移动机器人的自动充电设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体地，涉及一种移动机器人的自动充电设备及其使用方法。

背景技术

21世纪以来，随着人工智能和传感器技术的显著进步，自主式移动机器人在娱乐、家政、公共场合等领域都扮演着越来越重要的角色。然而受到电池容量的限制，移动机器人的连续工作时间往往只有几个小时，达不到长时间自主工作的效果，需要人的手动参与为其充电，影响了其工作效率，也增加了人为负担。因此人们希望移动机器人具备自主充电的能力。

目前市场上移动机器人电池主要有自动充电，手动充电，更换电池三种。其中手动充电通常需要人将充电头插入机器人充电口，更换电池一般也需要人工参与，而且需要准备更多的电池备件，而自动充电技术是移动机器人发展的重要充电技术路线。

专利号为US20040201361的美国专利中描述了一种非导电式的充电方式，不过由于对于充电头和充电桩的距离要求较高，所以同样设计了一套柔性的充电头，但是该方案中导电头为整体一起运动，因此可以活动的自由度不如本发明多，另外，由于导电头不具有前后运动的机构，对机器人停止的位置要求较高。

专利号为US6859010的美国专利提供了一种用于扫地机器人的充电系统，同样的该系统充电机构不具有伸缩运动，对机器人停止位置要求较高。对于多机器人参与工作时，仅依靠红外信号无法判断处机器人的是否到位，也无法确认机器人的编号等信息，本发明中在充电桩上增加了扫描枪，可以有效判断机器人的编号及是否到位，然后再打开充电电源，安全可靠。

专利号为CN201611014436的中国专利提供了一种轮式机器人自动充电装置，含有检测模块能够检测机器人上的电池电量是否充满，控制模块能够电源转换模块为机器人上的电池充电，设计了两个充电电极结构，机器人充电时充电头容易与充电座接触，对机器人的对准精度要求不高，降低了控制难度。

专利号为CN201610935438的中国专利公开了一种基于自动充电的机器人与充电桩之间的自动定位方法，包括利用电源管理单元对机器人的电源进行电量检测，并将检测的电量与设定的最小电量对比，充电时利用蓝牙模块对机器人进行定位。发明中充电桩并没有检测机器人是否到位，并控制电量输出的能力，同时对机器人到位后的定位精度要求较高。

自动充电设备需要具备对机器人充电位置容错率高，能对机器人编号进行判断，对机器人是否到位进行判断，输出电量可控，充电成功率高等特点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种移动机器人的自动充电设备及其使用方法。

根据本发明的一个方面，提供一种移动机器人的自动充电设备，其特征在于，包括移动机器人、导电头、柔性适应机构、伸出机构、电源转换模块、控制器、控制器件、机器人检测设备，其中移动机器人的充电部分与导电头接触，导电头位于柔性适应机构上，柔性适应机构位于伸出机构上，控制器位于伸出机构的侧面，电源转换模块、机器人检测设备以及控制器件均与控制器通过电缆连接。

优选地，所述机器人检测设备是二维码扫描器或一维码扫描器或红外检测设备或激光检测设备。

优选地，所述柔性适应机构包括弹性器件、第一导向轴套、第二导向轴套、固定板，其中导电头在接触到移动机器人后会向后压缩弹性器件，弹性器件提供持续的压力给导电头，导电头沿着第一导向轴套、第二导向轴套运动，第一导向轴套、第二导向轴套都固定在固定板上，弹性器件位于两个固定板之间。

优选地，所述伸出机构包括伸出动力器件、导轨、锁定机构、弹性复位机构，伸出动力器件末端与固定板连接，导轨为导向机构且与固定板连接，锁定机构位于伸出动力器件的下方，锁定机构在伸出机构缩回时伸出，钩住固定板，弹性复位机构位于固定板与伸出动力器件之间，弹性复位机构在伸出机构伸出时提供推力，同时也使伸出机构保持一定柔性。

优选地，所述伸出动力器件是电磁铁或直线电机或气缸或滚珠丝杠或齿轮齿条、皮带。

本发明还提供一种移动机器人的自动充电设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，移动机器人移动至充电位置后停止；

步骤二，机器人检测设备扫描移动机器人上的编码，确定移动机器人是否到位并记录机器人编号；

步骤三，机器人检测设备将信息传送至控制器；

步骤四，控制器控制伸出机构伸出；

步骤五，伸出机构将导电头接触到移动机器人；

步骤六，柔性适应机构确保导电头与移动机器人完全接触上；

步骤七，控制器打开控制器件，使导电头产生电压；