一種適用于機(jī)器人的無(wú)線自動(dòng)充電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及機(jī)器人充電領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于機(jī)器人的無(wú)線自動(dòng)充電裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。

無(wú)線充電技術(shù)，源于無(wú)線電能傳輸技術(shù)，小功率無(wú)線充電常采用電磁感應(yīng)式，大功率無(wú)線充電常采用諧振式：由供電設(shè)備將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對(duì)電池充電，并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。

針對(duì)機(jī)器人的無(wú)線充電時(shí)一個(gè)新興科研項(xiàng)目，而無(wú)線充電效率與無(wú)線送電裝置與機(jī)器人的位置有著密切聯(lián)系，現(xiàn)有的方式是，通過(guò)固定機(jī)器人至無(wú)線送電裝置相對(duì)應(yīng)的位置。

然而，這種方式下，機(jī)器人自行無(wú)法實(shí)現(xiàn)充電，必須得人為干涉。而對(duì)于危險(xiǎn)的環(huán)境中，只能通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)的時(shí)候，機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)自我電力續(xù)航嚴(yán)重的限制了該行業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種適用于機(jī)器人的無(wú)線自動(dòng)充電裝置，完全實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人通過(guò)無(wú)線充電模式完成了自我電力續(xù)航。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案是：

一種適用于機(jī)器人的無(wú)線自動(dòng)充電裝置，包括無(wú)線充電樁，所述無(wú)線充電樁上設(shè)有定位裝置，所述機(jī)器人能夠通過(guò)導(dǎo)航裝置自動(dòng)導(dǎo)航至無(wú)線充電樁上，所述無(wú)線充電樁內(nèi)設(shè)有無(wú)線送電裝置與位移裝置，所述位移裝置能夠移動(dòng)無(wú)線送電裝置使得無(wú)線送電裝置與機(jī)器人中的接收線圈的位置相匹配。

所述位移裝置包括復(fù)位裝置與移動(dòng)裝置，所述復(fù)位裝置能夠?qū)o(wú)線送電裝置移動(dòng)至初始位置，所述移動(dòng)裝置能夠?qū)o(wú)線送電位置移動(dòng)至目的位置。

所述復(fù)位裝置包括在無(wú)線充電樁內(nèi)的磁芯，所述磁芯的一端固定在無(wú)線充電樁上，另一端固定連接橡膠軟墊，所述磁芯上纏繞有電磁感應(yīng)線圈，所述電磁感應(yīng)線圈依次通過(guò)逆變器，數(shù)控開關(guān)連接電源，所述數(shù)控開關(guān)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)連接位于機(jī)器人內(nèi)的處理器。

所述移動(dòng)裝置包括，感應(yīng)裝置、第一推板、第二推板、第一隔板與第二隔板，所述感應(yīng)裝置能夠感應(yīng)機(jī)器人是否停放在無(wú)線充電樁上，所述感應(yīng)裝置連接控制器；所述第一推板上設(shè)有第一電機(jī)，所述第二推板上設(shè)有第二電機(jī)，所述第一電機(jī)固定連接第一絲杠，所述第二電機(jī)固定連接第二絲杠，所述第一絲杠通過(guò)螺孔穿過(guò)第一隔板，所述第二絲杠通過(guò)螺孔穿過(guò)第二隔板，電機(jī)控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)第一電機(jī)與第二電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，所述第一電機(jī)與所述第二電機(jī)不能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述電機(jī)控制電路包括控制器、第一電機(jī)控制電路以及第二電機(jī)控制電路，所述第一電機(jī)的控制電路包括：包括第一繼電器，第二繼電器，第三繼電器以及第四繼電器，所述第一繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第二繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第一繼電器的第二節(jié)點(diǎn)連接第四繼電器的第一節(jié)點(diǎn)，所述第二繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第三繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第三繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第四繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第一繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接電源的正極，所述第一繼電器的第二節(jié)點(diǎn)與所述第二繼電器的第一節(jié)點(diǎn)之間連接微型電機(jī)，所述第三繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接電源的負(fù)極，所述第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器均由繼電器控制電路進(jìn)行控制；所述第一電機(jī)控制電路與第二電機(jī)控制電路的電路結(jié)構(gòu)一致；所述第一電機(jī)控制電路與第二電機(jī)控制電路均連接控制器。

所述繼電器控制電路包括：第一光電耦合器、第二光電耦合器，若干個(gè)三極管以及若干個(gè)電阻；所述第一光電耦合器能夠?qū)崿F(xiàn)第一繼電器與第二繼電器的同步操作，所述第二光電耦合器能夠?qū)崿F(xiàn)第二繼電器與第四繼電器的同步操作。

所述感應(yīng)裝置是安裝在無(wú)線充電樁上的壓電傳感器。

本發(fā)明的有益效果：

1、利用定位裝置與導(dǎo)航裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自行尋找無(wú)線充電樁的功能，省去了人力調(diào)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)智能化。

2、采用電磁感應(yīng)裝置使得無(wú)線送電裝置能夠恢復(fù)原位為下次充電效率最大化提供了保證。

3、利用兩個(gè)不同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)，從橫向與縱向?qū)o(wú)線送電裝置進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)通過(guò)機(jī)器人內(nèi)部的處理器反饋充電效率，保證了無(wú)線送電裝置與機(jī)器人的位置處于最佳位置。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2電機(jī)控制電路；

圖3繼電器控制電路。

其中，1電磁感應(yīng)線圈；2磁芯；3橡膠軟墊；4無(wú)線送電裝置；5第一推板；6第二推板；7第一隔板；8第二隔板；9第一電機(jī)；10第二電機(jī)；11第一絲杠；12第二絲杠；13無(wú)線充電樁。

具體實(shí)施方式

為了更好的了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種適用于機(jī)器人的無(wú)線自動(dòng)充電裝置，包括無(wú)線充電樁13，所述無(wú)線充電樁上設(shè)有定位裝置，所述機(jī)器人能夠通過(guò)導(dǎo)航裝置自動(dòng)導(dǎo)航至無(wú)線充電樁上，所述無(wú)線充電樁內(nèi)設(shè)有無(wú)線送電裝置4與位移裝置，所述位移裝置能夠移動(dòng)無(wú)線送電裝置使得無(wú)線送電裝置與機(jī)器人中的接收線圈的位置相匹配。

所述位移裝置包括復(fù)位裝置與移動(dòng)裝置，所述復(fù)位裝置能夠?qū)o(wú)線送電裝置移動(dòng)至初始位置，所述移動(dòng)裝置能夠?qū)o(wú)線送電位置移動(dòng)至目的位置。

所述復(fù)位裝置包括在無(wú)線充電樁內(nèi)的磁芯2，所述磁芯的一端固定在無(wú)線充電樁上，另一端固定連接橡膠軟墊3，所述磁芯上纏繞有電磁感應(yīng)線圈1，所述電磁感應(yīng)線圈依次通過(guò)逆變器，數(shù)控開關(guān)連接電源，所述數(shù)控開關(guān)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)連接位于機(jī)器人內(nèi)的處理器。無(wú)線送電裝置底部設(shè)有萬(wàn)向滾輪，無(wú)線送電裝置外殼上均勻的鑲嵌有硅鋼片。

所述移動(dòng)裝置包括，感應(yīng)裝置、第一推板5、第二推板6、第一隔板7與第二隔板8，所述感應(yīng)裝置能夠感應(yīng)機(jī)器人是否停放在無(wú)線充電樁上，所述感應(yīng)裝置連接控制器；所述第一推板上設(shè)有第一電機(jī)9，所述第二推板上設(shè)有第二電機(jī)10，所述第一電機(jī)固定連接第一絲杠11，所述第二電機(jī)固定連接第二絲杠12，所述第一絲杠通過(guò)螺孔穿過(guò)第一隔板，所述第二絲杠通過(guò)螺孔穿過(guò)第二隔板，電機(jī)控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)第一電機(jī)與第二電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，所述第一電機(jī)與所述第二電機(jī)不能同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。第一推板與第二推板底部均設(shè)有滾輪，方便滑行。第一推板與第二推板在無(wú)線充電樁內(nèi)部只能做平移運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)：通過(guò)在無(wú)線充電樁底部開設(shè)凹槽，滾輪限于凹槽內(nèi)滑動(dòng)。

復(fù)位裝置與移動(dòng)裝置不會(huì)同時(shí)運(yùn)作。

所述電機(jī)控制電路包括控制器、第一電機(jī)控制電路以及第二電機(jī)控制電路，所述第一電機(jī)的控制電路包括：包括第一繼電器J1，第二繼電器J2，第三繼電器J3以及第四繼電器J4，所述第一繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第二繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第一繼電器的第二節(jié)點(diǎn)連接第四繼電器的第一節(jié)點(diǎn)，所述第二繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第三繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第三繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接第四繼電器的第二節(jié)點(diǎn)，所述第一繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接電源的正極，所述第一繼電器的第二節(jié)點(diǎn)與所述第二繼電器的第一節(jié)點(diǎn)之間連接微型電機(jī)，所述第三繼電器的第一節(jié)點(diǎn)連接電源的負(fù)極，所述第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器均由繼電器控制電路進(jìn)行控制；所述第一電機(jī)控制電路與第二電機(jī)控制電路的電路結(jié)構(gòu)一致；所述第一電機(jī)控制電路與第二電機(jī)控制電路均連接控制器。

所述繼電器控制電路包括：第一光電耦合器T1、第二光電耦合器T2，若干個(gè)三極管以及若干個(gè)電阻；所述第一光電耦合器能夠?qū)崿F(xiàn)第一繼電器與第二繼電器的同步操作，所述第二光電耦合器能夠?qū)崿F(xiàn)第二繼電器與第四繼電器的同步操作。

機(jī)器人內(nèi)部設(shè)有充電效率監(jiān)測(cè)電路，所述充電效率監(jiān)測(cè)電路連接處理器，所述處理器根據(jù)充電效率監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)結(jié)果并通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將該結(jié)果傳遞給控制器，控制器控制第一電機(jī)與第二電機(jī)。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是藍(lán)牙通信或者紅外通信。

所述感應(yīng)裝置是安裝在無(wú)線充電樁上的壓電傳感器。壓電傳感器感應(yīng)到機(jī)器人的到來(lái)時(shí)，將信號(hào)傳遞給控制器，控制器根據(jù)該信號(hào)啟動(dòng)第一電機(jī)(或第二電機(jī))，當(dāng)?shù)谝煌瓢?或第二推板)運(yùn)動(dòng)至最佳充電位置(該位置充電效率最高)時(shí)，充電效率監(jiān)測(cè)電路連接處理器，所述處理器根據(jù)充電效率監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)結(jié)果并通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將該結(jié)果傳遞給控制器，控制第一電機(jī)(或第二電機(jī))反轉(zhuǎn)，第一推板(或第二推板)后退，當(dāng)?shù)谝煌瓢?或第二推板)退至原始位置時(shí)，第二電機(jī)(或第一電機(jī))開始運(yùn)轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過(guò)程。

當(dāng)感應(yīng)裝置沒(méi)有感應(yīng)到機(jī)器人的存在時(shí)，控制器根據(jù)感應(yīng)信息啟動(dòng)數(shù)控開關(guān)閉合，電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生電磁吸引力把無(wú)線送電裝置吸引至初始位置。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。