[发明专利]机器人自动充电装置及自动充电控制方法

说明书

本发明揭示了一种机器人自动充电装置及自动充电控制方法。充电装置包括：主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块。充电控制方法包括：1)检测电池电压状态；2)根据电压信号判断是否需要充电；3)需要充电时，控制LED灯模块发出光线；4)分析LED灯模块的形位关系；5)实时调节机器人的速度和方向；6)当LED灯模块的形位关系与设定值匹配时，代表机器人与专用插座对准，可进行充电。通过LED灯模块发出的光线作为图像采集模块的定位目标基准，能适应绝大多数恶劣的光线环境，提高对插座的识别能力。

技术领域

本发明的实施例涉及自动充电技术，具体而言，涉及一种机器人自动充电装置及自动充电控制方法，机器人包括但不限于AGV小车和移动机器人。

背景技术

AGV小车是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，是一种在工业应用中不需驾驶员的搬运车，其以可充电之蓄电池为其动力来源。移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统，应用范围较大，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用，其同样以可充电之蓄电池为其动力来源。AGV小车和移动机器人的共同特点都是：以可充电之蓄电池为其动力来源。在充电电池的电量不足时，需要用户将充电电池与外部电源连接，完成充电。这不仅会增加用户的工作量，而且，在人手紧缺的工作环境下，一旦由于充电电池电量不足而未能及时发现，会造成机器人停止工作，从而影响工作效率。

申请号为2010105769695的发明专利申请，公布了一种“机器人自动充电装置及其自动充电方法”，其包括电源连接模块、移动模块、电池监控模块、外部影像采集模块、存储模块和主控模块，其中，主控模块在接收到充电请求信号后，控制外部影像采集模块采集机器人周围环境的图像，在采集的图像中搜索与外部电源插座参考图像相匹配的图像，判断是否存在外部电源插座；如存在，则计算该电源连接模块相对于外部电源插座的位置，控制移动模块驱动机器人向外部电源插座移动，使电源连接模块与外部电源插座对准并相互连接。

在上述发明专利申请的说明书中有提到：为了避免电源插座识别单元11发生对外部电源插座的误判断(将与外部电源插座类似的图像判断为外部电源插座)，在连接外部电源插座的时候，可使电源连接模块2按一定的力度插入插座孔，如无法插入，或插入以后没有电流流入，则移动控制单元13控制机器人重新寻找外部电源插座。由此可知，该发明专利申请所公开的“机器人自动充电装置及其自动充电方法”对插座的识别能力不强，并且需要一定的力度插入插座孔，插入效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种对插座的识别能力强的机器人自动充电装置。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种机器人自动充电装置，包括主控制器和专用插座，主控制器包括单片机模块、电压检测模块、电机驱动模块、红外发射器以及图像采集模块，专用插座包括插口、5V电源模块、红外接收器以及LED灯模块；电压检测模块与单片机模块耦合，用于检测机器人电池电压状态，并生成电压信号送给单片机模块；电机驱动模块耦合在单片机模块与机器人的电机之间；图像采集模块与单片机耦合，用于扫描采集专用插座的方位；红外发射器与单片机模块耦合，并与红外接收器无线连接通信；LED灯模块与红外接收器耦合；5V电源模块与红外接收器和LED灯模块耦合。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

图像采集模块包括相互耦合的摄像头和视觉识别处理器，所述摄像头还与机器人的Y轴电机连接，所述视觉识别处理器还与单片机模块耦合。

主控制器还包括接近开关传感器，该接近开关传感器与单片机模块耦合。

专用插座包括继电器，继电器的线圈与红外接收器耦合，常开触点与插孔耦合。