一種充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器。移動(dòng)機(jī)器人包括：機(jī)器人主體；多個(gè)主動(dòng)輪，安裝于機(jī)器人主體的底部；功率接收模塊，用于接收充電適配器發(fā)射的充電功率；儲(chǔ)能模塊，用于存儲(chǔ)上述充電功率轉(zhuǎn)化的電能。充電適配器包括：功率發(fā)射模塊，用于發(fā)射充電功率；多個(gè)定位槽，設(shè)置于充電適配器的底座。當(dāng)主動(dòng)輪陷入定位槽時(shí)，充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升系統(tǒng)的充電效率。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型利用主動(dòng)輪與定位槽之間的精確位置對(duì)準(zhǔn)，使功率發(fā)射模塊與功率接收模塊充分吻合，從而解決無(wú)線充電時(shí)定位不準(zhǔn)所導(dǎo)致的充電效率低下的問題。
【專利說(shuō)明】
一種充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自主充電的移動(dòng)機(jī)器人，尤其涉及一種對(duì)該移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行自主充電的充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳感器、智能控制以及能源等方面技術(shù)日新月異的發(fā)展，越來(lái)越多的服務(wù)機(jī)器人已逐漸使用于不同的服務(wù)場(chǎng)合。由于人們希望服務(wù)機(jī)器人能夠盡可能地延長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)的自主工作，故而補(bǔ)充服務(wù)機(jī)器人的動(dòng)力源成為一個(gè)亟待解決的問題。例如，當(dāng)前的一些移動(dòng)機(jī)器人往往使用可充電電池(rechargeablebattery)來(lái)給自身供電，但是一般只能維持幾個(gè)小時(shí)，一旦電池中的存儲(chǔ)電量耗盡或小于預(yù)設(shè)閾值，必須采用人工干預(yù)方式對(duì)移動(dòng)機(jī)器人重新充電，而這將無(wú)法滿足移動(dòng)機(jī)器人的智能化設(shè)計(jì)要求。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，移動(dòng)機(jī)器人的自主充電技術(shù)大多采用接觸式充電，并借助激光測(cè)距儀、視覺傳感器或紅外探測(cè)器與充電適配器進(jìn)行對(duì)接。然而，接觸式充電方案存在以下問題:首先，移動(dòng)機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到充電座需要導(dǎo)航行為，受到定位誤差的限制，導(dǎo)航精度較低;其次，移動(dòng)機(jī)器人與充電適配器的觸點(diǎn)對(duì)接需要較高的精確性，這增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和控制的難度，同時(shí)對(duì)接操作過程非常復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng);再者，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的諸多因素，移動(dòng)機(jī)器人和充電觸點(diǎn)之間一旦連接便無(wú)法自動(dòng)脫離，頻繁對(duì)接容易對(duì)系統(tǒng)的可靠性帶來(lái)影響，比如多次插拔對(duì)接操作會(huì)引起機(jī)械磨損，導(dǎo)致接觸松動(dòng)而無(wú)法有效傳輸電能，又如，連接部件出現(xiàn)污物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接觸不良或電連接失敗。此外，現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人在進(jìn)行充電時(shí)也面臨著十分嚴(yán)峻的安全問題，舉例來(lái)說(shuō)，充電觸點(diǎn)本身裸露在外面，使用上存在明顯的安全隱患，且充電觸點(diǎn)與移動(dòng)機(jī)器人之間的位置對(duì)準(zhǔn)亦較難控制，這對(duì)于大功率充電時(shí)的充電效率將產(chǎn)生較大的不利影響。
[0004]有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種通過非接觸方式對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線充電和精確位置對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項(xiàng)課題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人在自主充電時(shí)所存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種用于移動(dòng)機(jī)器人的充電適配器以及包含該充電適配器的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。
[0006]依據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種基于無(wú)線充電技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器，其中，
[0007]移動(dòng)機(jī)器人包括:機(jī)器人主體；多個(gè)主動(dòng)輪，安裝于所述機(jī)器人主體的底部，每對(duì)主動(dòng)輪相對(duì)于所述機(jī)器人主體的中軸線對(duì)稱地設(shè)置;功率接收模塊，設(shè)置于所述機(jī)器人主體上，所述功率接收模塊用于接收來(lái)自所述充電適配器發(fā)射的充電功率;儲(chǔ)能模塊，與所述功率接收模塊電性耦接，所述儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)來(lái)自所述功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能，從而提供所述移動(dòng)機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)的續(xù)航能力；以及
[0008]充電適配器包括:功率發(fā)射模塊，用于向所述功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射所述充電功率;多個(gè)定位槽，設(shè)置于所述充電適配器的底座，所述定位槽的數(shù)目與所述主動(dòng)輪的數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)所述主動(dòng)輪陷入所述定位槽時(shí)，所述充電適配器與所述移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升所述移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電效率。
[0009]在其中的一實(shí)施例，所述移動(dòng)機(jī)器人還包括定位模塊，用于實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)機(jī)器人與所述充電適配器之間的厘米級(jí)位置對(duì)準(zhǔn)。
[0010]在其中的一實(shí)施例，所述定位模塊為雷達(dá)地圖構(gòu)建模塊、超寬帶(UltraWideband，UWB)定位模塊或紅外定位模塊。
[0011]在其中的一實(shí)施例，所述定位槽為梯形或類球形。
[0012]在其中的一實(shí)施例，所述儲(chǔ)能模塊為電池組或超級(jí)電容組。
[0013]在其中的一實(shí)施例，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于頂部充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的頂部，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的定位柱，且所述定位柱位于所述充電適配器的頂部。
[0014]在其中的一實(shí)施例，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于側(cè)面充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的側(cè)面，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的側(cè)面，所述功率接收模塊與所述功率發(fā)射模塊均為弧形表面，使得所述功率接收模塊上的各點(diǎn)在水平方向上與所述功率發(fā)射模塊上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離相等。
[0015]在其中的一實(shí)施例，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于底部充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的底部，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的底座且位于每對(duì)所述定位槽之間的中心位置。
[0016]在其中的一實(shí)施例，所述充電適配器還包括一液晶顯示屏，當(dāng)所述移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線充電時(shí)，所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)地顯示所述移動(dòng)機(jī)器人的充電進(jìn)度。
[0017]依據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種基于無(wú)線充電技術(shù)的充電適配器，適于對(duì)一移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行大功率無(wú)線充電，所述移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)器人主體、安裝于所述機(jī)器人主體的底部的多個(gè)主動(dòng)輪、設(shè)置于所述機(jī)器人主體的功率接收模塊、用于存儲(chǔ)來(lái)自所述功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能的儲(chǔ)能模塊，其中充電適配器包括:
[0018]功率發(fā)射模塊，用于向所述功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射所述充電功率;以及
[0019]多個(gè)定位槽，設(shè)置于所述充電適配器的底座，所述定位槽的數(shù)目與所述主動(dòng)輪的數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)所述主動(dòng)輪陷入所述定位槽時(shí)，所述充電適配器與所述移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升所述移動(dòng)機(jī)器人的充電效率。
[0020]在其中的一實(shí)施例，所述定位槽為梯形或類球形。
[0021]在其中的一實(shí)施例，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的定位柱，且所述定位柱位于所述充電適配器的頂部。
[0022]在其中的一實(shí)施例，所述功率發(fā)射模塊位于所述充電適配器的側(cè)面，且所述功率發(fā)射模塊的表面為內(nèi)凹的弧狀，使得所述功率接收模塊上的各點(diǎn)在水平方向上與所述功率發(fā)射模塊上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離相等。
[0023]在其中的一實(shí)施例，所述功率發(fā)射模塊位于所述充電適配器的底座，且位于每對(duì)所述定位槽之間的中心位置。
[0024]在其中的一實(shí)施例，所述充電適配器還包括一液晶顯示屏，當(dāng)所述移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行充電時(shí)，所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)地顯示所述移動(dòng)機(jī)器人的充電進(jìn)度。
[0025]采用本實(shí)用新型的充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器。移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)器人主體、多個(gè)主動(dòng)輪、功率接收模塊和儲(chǔ)能模塊，充電適配器包括功率發(fā)射模塊和多個(gè)定位槽。主動(dòng)輪安裝于機(jī)器人主體的底部，每對(duì)主動(dòng)輪相對(duì)于機(jī)器人主體的中軸線對(duì)稱地設(shè)置。功率接收模塊用于接收來(lái)自充電適配器發(fā)射的充電功率。儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)來(lái)自功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能。功率發(fā)射模塊用于向功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射充電功率。多個(gè)定位槽設(shè)置于充電適配器的底座，當(dāng)主動(dòng)輪陷入定位槽時(shí)，充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電效率。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型利用移動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)輪陷入充電適配器的定位槽來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，使功率發(fā)射模塊與功率接收模塊充分吻合，從而解決無(wú)線充電時(shí)功率發(fā)射模塊與功率接收模塊定位不準(zhǔn)確所導(dǎo)致的充電效率低下的問題。此夕卜，由于移動(dòng)機(jī)器人與充電適配器之間的定位精準(zhǔn)，功率發(fā)射模塊發(fā)射的電磁波絕大部分被功率接收模塊所接收，從而可最大程度減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。再者，本實(shí)用新型的非接觸充電方式無(wú)需線纜和人工插拔，簡(jiǎn)單方便，安全實(shí)用。
【附圖說(shuō)明】
[0026]讀者在參照附圖閱讀了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】以后，將會(huì)更清楚地了解本實(shí)用新型的各個(gè)方面。其中，
[0027]圖1示出依據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，包含移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2示出圖1的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電適配器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3示出圖1的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中，充電適配器以無(wú)線方式對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行充電的原理不意圖；
[0030]圖4示出依據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，包括移動(dòng)機(jī)器人以及充電適配器的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖5示出圖4的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本申請(qǐng)所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本實(shí)用新型的下述各種具體實(shí)施例，附圖中相同的標(biāo)記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實(shí)施例并非用來(lái)限制本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說(shuō)明，并未依照其原尺寸進(jìn)行繪制。
[0033]下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型各個(gè)方面的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0034]圖1示出依據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，包含移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出圖1的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電適配器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3示出圖1的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中，充電適配器以無(wú)線方式對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行充電的原理示意圖。
[0035]參照?qǐng)D1，在該實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的基于無(wú)線充電技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器。詳細(xì)而言，移動(dòng)機(jī)器人包括儲(chǔ)能模塊2、功率接收模塊6、機(jī)器人主體7和多個(gè)主動(dòng)輪8。充電適配器包括多個(gè)定位槽3、底座4和功率發(fā)射模塊5。
[0036]機(jī)器人主體7為移動(dòng)機(jī)器人的主體部分，其上安裝有多個(gè)部件。主動(dòng)輪8—般成對(duì)出現(xiàn)，例如，每對(duì)主動(dòng)輪8相對(duì)于機(jī)器人主體7的中軸線對(duì)稱地設(shè)置。主動(dòng)輪8安裝于機(jī)器人主體7的底部，用來(lái)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)向。功率接收模塊6設(shè)置于機(jī)器人主體7的底部，用來(lái)接收充電適配器的功率發(fā)射模塊5所發(fā)射的充電功率。儲(chǔ)能模塊2與功率接收模塊6電性耦接。儲(chǔ)能模塊2用于存儲(chǔ)來(lái)自功率接收模塊6的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能，從而提供移動(dòng)機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)的續(xù)航能力。較佳地，儲(chǔ)能模塊2為電池組(battery units)或超級(jí)電容組(super capacitor units)。
[0037]功率發(fā)射模塊5與功率接收模塊6相對(duì)設(shè)置。功率發(fā)射模塊5位于底座4的上表面，用來(lái)向功率接收模塊6以無(wú)線方式發(fā)射充電功率。定位槽3設(shè)置于充電適配器的底座4，定位槽3的數(shù)目與主動(dòng)輪8的數(shù)目一一對(duì)應(yīng)。例如，定位槽3為梯形或類球形。當(dāng)主動(dòng)輪8陷入定位槽3時(shí)，充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電效率。這是因?yàn)椋蠊β?諸如100W或以上)無(wú)線充電要求功率發(fā)射模塊5和功率接收模塊6位置很靠近，二者的距離越近，充電效率越高。本實(shí)用新型的充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間具有毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)功能，使得功率發(fā)射模塊5和功率接收模塊6充分吻合，進(jìn)而提高無(wú)線充電效率。
[0038]由上述可知，在當(dāng)前實(shí)施例，本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于底部充電模式。功率接收模塊6位于每對(duì)主動(dòng)輪8之間的中心位置，功率發(fā)射模塊5位于每對(duì)定位槽3之間的中心位置，但本實(shí)用新型并不只局限于此。例如，在其它實(shí)施例中，功率發(fā)射模塊和功率接收模塊各自的位置并不局限于定位槽的中心和主動(dòng)輪的中心，僅僅只需滿足一一充電適配器一側(cè)的定位槽和功率發(fā)射模塊位于一面，移動(dòng)機(jī)器人一側(cè)的主動(dòng)輪和功率接收模塊位于另一面，且這兩面在位置上為鏡像關(guān)系，使得主動(dòng)輪陷入定位槽的同時(shí)，功率接收模塊與功率發(fā)射模塊也可充分吻合，從而提高充電效率。在移動(dòng)機(jī)器人與充電適配器進(jìn)行毫米級(jí)定位之前，移動(dòng)機(jī)器人通過厘米級(jí)定位運(yùn)動(dòng)至充電適配器的前方，并開始移向底座4。例如，移動(dòng)機(jī)器人還包括定位模塊I，其可為雷達(dá)地圖構(gòu)建模塊、超寬帶(Ultra Wideband，UWB)定位模塊或紅外定位模塊。
[0039]此外，在搭載功率接收模塊6的移動(dòng)機(jī)器人靠近功率發(fā)射模塊5之前，功率發(fā)射模塊5并不會(huì)大功率發(fā)射功率的，而是處于待機(jī)狀態(tài)。功率發(fā)射模塊5在待機(jī)狀態(tài)下發(fā)射微弱的無(wú)線信號(hào)，等待功率接收模塊6的到來(lái)。當(dāng)功率接收模塊6靠近功率發(fā)射模塊5的時(shí)候，功率接收模塊6就會(huì)在所接收的無(wú)線信號(hào)基礎(chǔ)上疊加一個(gè)反饋信號(hào)并將疊加之后的信號(hào)回送給功率發(fā)射模塊5，通知功率發(fā)射模塊5即將就位。當(dāng)功率接收模塊6真正就位(諸如，主動(dòng)輪陷入定位槽)時(shí)，功率發(fā)射模塊5開始大功率的無(wú)線充電。此時(shí)，功率發(fā)射模塊5停止給功率接收模塊6發(fā)送微弱無(wú)線信號(hào)，但功率接收模塊6回送給功率發(fā)射模塊5的那個(gè)疊加信號(hào)一直存在，因?yàn)楣β式邮漳K6要一直報(bào)告接收側(cè)的狀態(tài)以便功率發(fā)射模塊5調(diào)整頻率和振幅，從而自適應(yīng)功率接收模塊6的狀態(tài)調(diào)整。當(dāng)功率接收模塊6由于外部原因突然遠(yuǎn)離功率發(fā)射模塊5時(shí)，功率發(fā)射模塊5無(wú)法接收來(lái)自功率接收模塊6的回送信號(hào)就會(huì)停止大功率發(fā)射功率，從而確保充電安全。
[0040]并且，當(dāng)功率發(fā)射模塊5檢測(cè)到功率接收模塊6靠近的時(shí)候，功率接收模塊6向移動(dòng)機(jī)器人本體發(fā)信號(hào)，通知移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)靠近充電適配器的功率發(fā)射模塊5，功率發(fā)射模塊5開始給功率接收模塊6進(jìn)行大功率的無(wú)線供電，但由于此時(shí)功率接收模塊6與功率發(fā)射模塊5對(duì)接并未到達(dá)最佳位置，充電效率尚未達(dá)到最高。接著，移動(dòng)機(jī)器人繼續(xù)向前移動(dòng)，直到主動(dòng)輪8陷入定位槽3，并檢測(cè)到從定位槽3的槽壁往上爬坡的阻力則確認(rèn)已到達(dá)最好的充電位置，此時(shí)功率發(fā)射模塊5與功率接收模塊6充分吻合，此時(shí)的充電效率達(dá)到最高。之后，主動(dòng)輪8停止轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)機(jī)器人停止移動(dòng)。
[0041 ] 在一具體實(shí)施例，充電適配器還包括一液晶顯示屏(圖中未示出)，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線充電時(shí)，該液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)地顯示移動(dòng)機(jī)器人的充電進(jìn)度。
[0042]參照?qǐng)D2和圖3，本實(shí)用新型的充電適配器還包括一電壓轉(zhuǎn)換模塊(voltageconvers1n module) 10，該電壓轉(zhuǎn)換模塊10電性親接至底座4上的功率發(fā)射模塊5。從原理上講，例如，于充電適配器一側(cè)，電壓轉(zhuǎn)換模塊10將220V的交流電轉(zhuǎn)換為24V的直流電。功率發(fā)射模塊5將24V的直流電轉(zhuǎn)化為流經(jīng)線圈的交流電。于移動(dòng)機(jī)器人一側(cè)，功率接收模塊6藉由空氣介質(zhì)接收來(lái)自功率發(fā)射模塊5的交流電，并將其轉(zhuǎn)化為24V的直流電，然后通過24V的直流電對(duì)儲(chǔ)能模塊2進(jìn)行充電。此外，如前文所述，功率接收模塊6也會(huì)將反饋信息回送給功率發(fā)射模塊5。例如，在移動(dòng)機(jī)器人靠近充電適配器之前，功率發(fā)射模塊5并不會(huì)大功率發(fā)射電磁波。只有移動(dòng)機(jī)器人靠近充電適配器并就位充電位置之后，功率接收模塊6基于無(wú)線供電載波通訊技術(shù)實(shí)時(shí)地告知其自身的當(dāng)前狀態(tài)，在握手通信之后才由功率發(fā)射模塊5開始大功率無(wú)線充電。
[0043]有鑒于此，本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)相比于現(xiàn)有技術(shù)，可利用移動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)輪陷入充電適配器的定位槽來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，使功率發(fā)射模塊與功率接收模塊充分吻合，從而解決無(wú)線充電時(shí)功率發(fā)射模塊與功率接收模塊定位不準(zhǔn)確所導(dǎo)致的充電效率低下的問題。
[0044]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例不僅揭露了一種基于無(wú)線充電技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，而且還揭露了一種移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中的、對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行精準(zhǔn)定位的充電適配器。簡(jiǎn)要地，該充電適配器包括一功率發(fā)射模塊和多個(gè)定位槽。功率發(fā)射模塊用于向移動(dòng)機(jī)器人的功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射充電功率。定位槽設(shè)置于充電適配器的底座。定位槽的數(shù)目與移動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)輪數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)主動(dòng)輪陷入相應(yīng)的定位槽時(shí)，充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，以提升移動(dòng)機(jī)器人的充電效率。
[0045]圖4示出依據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，包括移動(dòng)機(jī)器人以及充電適配器的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5示出圖4的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的俯視圖。
[0046]參照?qǐng)D4和圖5，在該實(shí)施方式中，移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于側(cè)面充電模式。對(duì)應(yīng)地，功率接收模塊6設(shè)置于機(jī)器人本體7的側(cè)面，功率發(fā)射模塊5設(shè)置于充電適配器的側(cè)面。電壓轉(zhuǎn)換模塊10和功率發(fā)射模塊5均安裝在墻面11上。為了增加功率接收模塊6與功率發(fā)射模塊5的吻合度，功率接收模塊6與功率發(fā)射模塊5均設(shè)置為弧形表面。例如，功率發(fā)射模塊5的表面可為內(nèi)凹的弧狀，從而使功率接收模塊6上的各點(diǎn)在水平方向上與功率發(fā)射模塊5上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離均等。
[0047]在另一實(shí)施方式中，移動(dòng)機(jī)器人還可運(yùn)行于頂部充電模式。對(duì)應(yīng)地，功率接收模塊6設(shè)置于機(jī)器人本體7的頂部，功率發(fā)射模塊5設(shè)置于充電適配器的定位柱，該定位柱位于充電適配器的頂部。透過充電適配器上的定位柱的直接接觸，功率接收模塊6靠近功率發(fā)射模塊5時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)速度可降為O，同樣亦可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人與充電適配器之間的精準(zhǔn)定位。
[0048]采用本實(shí)用新型的充電適配器及其移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器。移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)器人主體、多個(gè)主動(dòng)輪、功率接收模塊和儲(chǔ)能模塊，充電適配器包括功率發(fā)射模塊和多個(gè)定位槽。主動(dòng)輪安裝于機(jī)器人主體的底部，每對(duì)主動(dòng)輪相對(duì)于機(jī)器人主體的中軸線對(duì)稱地設(shè)置。功率接收模塊用于接收來(lái)自充電適配器發(fā)射的充電功率。儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)來(lái)自功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能。功率發(fā)射模塊用于向功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射充電功率。定位槽設(shè)置于充電適配器的底座，當(dāng)主動(dòng)輪陷入定位槽時(shí)，充電適配器與移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電效率。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型利用移動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)輪陷入充電適配器的定位槽來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，使功率發(fā)射模塊與功率接收模塊充分吻合，從而解決無(wú)線充電時(shí)功率發(fā)射模塊與功率接收模塊定位不準(zhǔn)確所導(dǎo)致的充電效率低下的問題。此外，由于移動(dòng)機(jī)器人與充電適配器之間的定位精準(zhǔn)，功率發(fā)射模塊發(fā)射的電磁波絕大部分被功率接收模塊所接收，從而可最大程度減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。再者，本實(shí)用新型的非接觸充電方式無(wú)需線纜和人工插拔，簡(jiǎn)單方便，安全實(shí)用。
[0049]上文中，參照附圖描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無(wú)線充電技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人和充電適配器，其中， 所述移動(dòng)機(jī)器人包括:機(jī)器人主體；多個(gè)主動(dòng)輪，安裝于所述機(jī)器人主體的底部，每對(duì)主動(dòng)輪相對(duì)于所述機(jī)器人主體的中軸線對(duì)稱地設(shè)置;功率接收模塊，設(shè)置于所述機(jī)器人主體上，所述功率接收模塊用于接收來(lái)自所述充電適配器發(fā)射的充電功率;儲(chǔ)能模塊，與所述功率接收模塊電性耦接，所述儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)來(lái)自所述功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能；以及 所述充電適配器包括:功率發(fā)射模塊，用于向所述功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射所述充電功率;多個(gè)定位槽，設(shè)置于所述充電適配器的底座，所述定位槽的數(shù)目與所述主動(dòng)輪的數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)所述主動(dòng)輪陷入所述定位槽時(shí)，所述充電適配器與所述移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升所述移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的充電效率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人還包括定位模塊，用于實(shí)現(xiàn)所述移動(dòng)機(jī)器人與所述充電適配器之間的厘米級(jí)位置對(duì)準(zhǔn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊為雷達(dá)地圖構(gòu)建模塊、超寬帶(Ultra Wideband，UffB)定位模塊或紅外定位模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述定位槽為梯形或類球形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能模塊為電池組或超級(jí)電容組。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于頂部充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的頂部，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的定位柱，且所述定位柱位于所述充電適配器的頂部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于側(cè)面充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的側(cè)面，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的側(cè)面，所述功率接收模塊與所述功率發(fā)射模塊均為弧形表面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行于底部充電模式，所述功率接收模塊設(shè)置于所述機(jī)器人本體的底部，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的底座且位于每對(duì)所述定位槽之間的中心位置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述充電適配器還包括一液晶顯示屏，當(dāng)所述移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線充電時(shí)，所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)地顯示所述移動(dòng)機(jī)器人的充電進(jìn)度。10.—種基于無(wú)線充電技術(shù)的充電適配器，適于對(duì)一移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行大功率無(wú)線充電，所述移動(dòng)機(jī)器人包括機(jī)器人主體、安裝于所述機(jī)器人主體的底部的多個(gè)主動(dòng)輪、設(shè)置于所述機(jī)器人主體的功率接收模塊、用于存儲(chǔ)來(lái)自所述功率接收模塊的充電功率所轉(zhuǎn)化的電能的儲(chǔ)能模塊，其特征在于，所述充電適配器包括: 功率發(fā)射模塊，用于向所述功率接收模塊以無(wú)線方式發(fā)射所述充電功率；以及 多個(gè)定位槽，設(shè)置于所述充電適配器的底座，所述定位槽的數(shù)目與所述主動(dòng)輪的數(shù)目一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)所述主動(dòng)輪陷入所述定位槽時(shí)，所述充電適配器與所述移動(dòng)機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的位置對(duì)準(zhǔn)，從而提升所述移動(dòng)機(jī)器人的充電效率。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電適配器，其特征在于，所述定位槽為梯形或類球形。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電適配器，其特征在于，所述功率發(fā)射模塊設(shè)置于所述充電適配器的定位柱，且所述定位柱位于所述充電適配器的頂部。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電適配器，其特征在于，所述功率發(fā)射模塊位于所述充電適配器的側(cè)面，且所述功率發(fā)射模塊的表面為內(nèi)凹的弧狀。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電適配器，其特征在于，所述功率發(fā)射模塊位于所述充電適配器的底座，且位于每對(duì)所述定位槽之間的中心位置。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充電適配器，其特征在于，所述充電適配器還包括一液晶顯示屏，當(dāng)所述移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行充電時(shí)，所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)地顯示所述移動(dòng)機(jī)器人的充電進(jìn)度。
【文檔編號(hào)】H02J50/10GK205681165SQ201620290966
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日 公開號(hào)201620290966.8, CN 201620290966, CN 205681165 U, CN 205681165U, CN-U-205681165, CN201620290966, CN201620290966.8, CN205681165 U, CN205681165U
【發(fā)明人】徐磁, 伍勇強(qiáng), 吳文蘇, 李志中, 李中華, 程偉, 趙青澤, 潘幫輝, 陳士凱, 李宇翔, 林凌, 劉義春, 黃玨珅
【申請(qǐng)人】上海思嵐科技有限公司