[发明专利]一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置

摘要

本发明公开了一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置，属于机器人技术领域。该装置包括固定充电站和安装在移动机器人上的自充电附件两部分，其中固定充电站包括充电对接系统，控制系统、无线通信模块A、对接状态检测系统和供电系统；自充电附件，包括电池电量监控模块、无线通信模块B和充电座。自充电附件与移动机器人的控制系统和充电电池系统连接之后，通过执行移动机器人端和固定充电站端各自的程序，实现自动对接充电。所述充电对接系统通过单自由度运动的电动推杆实现与充电座的对接/分离动作，对接状态检测系统通过电压检测判断对接系统状态。

主权项

1.一种适用于室内移动机器人的通用型自动对接充电装置，由固定充电站和安装在机器人上的自充电附件组成，其特征在于：所述固定充电站包括充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)、供电系统(5)和充电控制系统(6)，其中充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)分别与充电控制系统(6)连接，供电系统(5)给充电对接系统(1)、对接状态检测系统(3)、无线通信模块A(4)和充电控制系统(6)供电；所述自充电附件包括与可充电电池组(9)连接的充电座(2)，与移动机器人控制系统(8)连接的无线通信模块B(10)和电池电量检测模块(7)，电池电量检测模块(7)的检测端与可充电电池组(9)连接；所述充电对接系统(1)包括用于固定充电对接系统(1)的充电站支架、电动推杆(11)、充电触头(12)、限位开关(13)和电机驱动模块(14)，充电站支架上固定有电动推杆(11)，电机驱动模块(14)驱动电动推杆(11)的驱动电机(112)转动，控制电动推杆(11)伸长或收缩，充电触头(12)和限位开关(13)设置在电动推杆(11)的自由端；所述充电座(2)具有卡槽(21)、挡板(22)、金属簧片(23)和弹簧(24)，挡板(22)与卡槽(21)通过螺栓固连，形成供舌形铜片(122)进入的开口，在开口中设置有金属簧片(23)，金属簧片(23)与卡槽(21)之间均匀设置有弹簧(24)；所述金属簧片(23)弯折为三段，分别为接触段、导向段和固定段，接触段为水平状态，导向段与水平面呈30°角，固定段为竖直状态，金属簧片(23)的固定段与挡板(22)固定连接；移动机器人端的控制步骤如下:第一步，移动机器人检测可充电电池电量信息，当电量低于设定阈值后，移动到设定充电点附近；第二步，移动机器人系统的主控通过无线通信模块B(10)向固定充电站发送充电请求,并等待充电开始的应答信号；第三步，移动机器人接收到充电开始的应答信号后，循环监测充电电池电量信息，待电池电量充满后，向固定充电站发送停止充电请求，并等待停止充电应答信号；第四步，移动机器人接收到停止充电应答信号后，离开固定充电站，并跳转到第一步；固定充电站端的控制步骤如下：第一步，固定充电站的充电控制系统(6)通过循环读取并解析无线通信模块A(4)监听移动机器人发出的充电请求；第二步，当充电控制系统(6)监听到请求充电指令时，控制驱动电机(112)转动从而驱动电动推杆(11)前伸；第三步，电动推杆(11)前伸时，充电控制系统(6)周期查询限位开关状态，当限位开关触发后，电动推杆(11)停止前伸；第四步，充电控制系统(6)通过对接状态检测电路检查对接状态，若对接状态检测正常，则打开充电开关开始对电池进行充电；第五步，监听移动机器人发出的停止充电信号，当接收到停止充电信号后，断开充电继电开关，之后控制驱动电机(112)反向转动从而驱动电动推杆(11)后缩，直到触发后缩限位开关并停止后缩；第六步，发送停止充电应答信号，并跳转到第一步。