一种智能家居安全充电机器人的制作方法

本实用新型属于智能家居的技术领域，尤其涉及一种智能家居安全充电机器人。

背景技术：

众所周知，插座是人们日常生活中常用的物品，多数安装于墙面，在电器需要充电时将插头插于插座的插孔内进行充电。然而，电器的电源线或移动设备的充电数据线有一定长度限制，或多个电器需要充电时墙面插座无法满足需求。为了解决上述问题，插排应运而生，插排是插座的一种，只不过是把多个插座集中放在一起，从而形成的多口插座，将前面插座进行延伸。但是目前市面上大多的插排依旧存在电源线的问题，生活中有些用电器摆放在离电源较远的地方，通常插排电源线较短，够不到用电器，这些都带来了种种不便。现有的解决办法只能在插排上再接入一个插排，或购买加长电源线的插排，即不美观又造成了浪费。尤其是移动设备，根据人在室内的需求所处位置不同，经常性存在所处位置无插排或插座无法进行充电的问题。

此外，现有电器尤其是移动设备的充电安全成为亟待解决的问题，移动设备在充电时发生的爆炸等现象严重危及人身安全。

综上所述，如何解决现有技术中存在的室内电器设备充电的问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，克服现有技术中存在的室内电器设备充电的问题，本实用新型的目的是提供一种智能家居安全充电机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下一种技术方案：

一种智能家居安全充电机器人，包括：充电装置、机器人本体和控制终端；

所述充电装置包括充电插座，用于为所述机器人本体充电；

所述机器人本体包括外壳，所述外壳底部设置行走装置，所述外壳内部设置大容量蓄电池、第一控制装置、电流检测装置、电量检测装置、充电开关、行走驱动装置和第一无线收发装置，所述外壳表面设置充电插头、可分离插座、障碍物检测传感器、报警装置和UWB定位基站；所述大容量蓄电池分别与充电插头、第一控制装置、电流检测装置、充电开关、可分离插座连接；所述第一控制装置分别与充电插头、电流检测装置、电量检测装置、充电开关、UWB定位基站、障碍物检测传感器、第一报警装置、行走驱动装置和第一无线收发装置连接，所述行走驱动装置与行走装置连接；所述机器人本体中的所述充电插头与所述充电装置中的所述充电插座相互匹配；所述可分离插座可与所述机器人本体的所述外壳分离，所述可分离插座与待充电设备连接，为待充电设备提供电能，所述可分离插座上设置USB插口、两孔插口和三孔插口；

所述控制终端包括第二控制装置、第二无线收发装置、UWB定位标签、第二报警装置、按钮和电池，所述UWB定位标签与所述机器人本体中的所述UWB定位基站通过无线信号相互收发定位，所述第二控制装置分别与第二无线收发装置、按钮连接，所述第二无线收发装置与所述机器人本体中的所述第一无线收发装置通过无线信号通信，所述第二报警装置与所述UWB定位标签连接，所述电池分别与第二控制装置、第二无线收发装置、所述第二报警装置和所述UWB定位标签连接，所述电池为所述第二控制装置、第二无线收发装置、所述第二报警装置和所述UWB定位标签供电。

作为进一步的优选方案，所述充电装置安装于墙体中，所述充电插头设置于所述机器人本体的所述外壳背面，且所述充电装置距离地面高度与所述机器人本体的所述充电插头距离地面高度相等。

作为进一步的优选方案，所述充电插座采用智能插座，所述充电插头采用与所述智能插座匹配工作的智能插头，由所述智能插座向所述智能插头提供电能。

作为进一步的优选方案，所述充电开关包括继电器驱动器和继电器，所述继电器驱动器和所述继电器连接，所述继电器驱动器与所述第一控制装置连接，所述第一控制控制发送信号控制所述继电器驱动器驱动继电器断开所述大容量蓄电池。

作为进一步的优选方案，所述UWB定位基站包括第一主控芯片，所述第一主控芯片与第一外围电路连接，所述第一外围电路包括第一无线收发模块、第一LED指示模块、第一拨码开关和第一复位电路，所述第一主控芯片分别与第一无线收发模块、第一LED指示模块、第一拨码开关和第一复位电路连接。

作为进一步的优选方案，所述UWB定位标签包括第二主控芯片，所述第二主控芯片与第二外围电路连接，所述第二外围电路包括第二无线收发模块、第二LED指示模块、第二拨码开关和第二复位电路，所述第二主控芯片分别与第二无线收发模块、第二LED指示模块、第二拨码开关和第二复位电路连接。

作为进一步的优选方案，所述机器人本体的所述外壳表面均匀设置若干凹槽，所述凹槽内安装所述可分离插座，在每个所述凹槽内设置卡扣槽，所述可分离插座上设置与所述卡扣槽匹配且位置对应的卡扣头与插座分离开关，所述插座分离开关与所述第一控制装置连接，所述第一控制装置控制所述插座分离开关分离所述卡扣头与所述卡扣槽。

作为进一步的优选方案，所述行走装置包括四个万向轮，四个万向轮均匀设置于所述外壳底部，四个万向轮分别与所述行走驱动装置连接，所述行走驱动装置包括方向驱动装置和位移驱动装置，所述方向驱动装置分别控制四个万向轮的方向转变，所述位移驱动装置分别控制四个万向轮的前进或后退。

作为进一步的优选方案，所述障碍物检测传感器采用红外传感器、超声波传感器或者激光传感器。

作为进一步的优选方案，所述第一报警装置包括第一LED灯和第一扬声器；所述第二报警装置包括第二LED灯和第二扬声器。

本实用新型的工作原理为：

在本实用新型中，当待充电设备需要充电时，用户按动控制终端上的所述按钮，所述第二控制装置接收到所述按钮传输来的电平信号，控制所述第二无线收发装置向所述机器人本体上的所述第一无线收发装置发送充电信号，同时所述UWB定位标签与所述UWB定位基站之间互相收发信号，机器人本体上的所述UWB定位基站确定所述控制终端的位置，即接收到待充电设备的位置信号。所述机器人本体上的所述第一无线收发装置接收到充电信号后，将充电信号传输至所述第一控制装置，所述机器人本体上的所述UWB定位基站接收到待充电设备的位置信号后，将待充电设备的位置信号传输至所述第一控制装置，所述第一控制装置根据待充电设备的位置信号控制所述行走驱动装置驱动行走装置，使机器人本体自动跟踪移动到待充电设备的位置，在移动过程中，所述障碍物检测传感器检测路径中的障碍物，将障碍物信息传输至所述第一控制装置，所述第一控制装置及时控制所述行走驱动装置驱动行走装置避开障碍物。当机器人本体移动至待充电设备的位置，所述第一控制装置控制所述插座分离开关分离所述卡扣头与所述卡扣槽，用户随意选择与待充电设备匹配的所述可分离插座上的USB插口、两孔插口或三孔插口连接，由大容量蓄电池向待充电设备进行充电。充电完成后用户将充满电的待充电设备与可分离插座分离，同时将可分离插座安置回所述机器人本体的凹槽中，所述卡扣头与所述卡扣槽自动扣锁住。

在机器人本体的向大容量蓄电池向待充电设备进行充电的过程中，所述电流检测装置检测大容量电池充电过程中的电流变化，并将检测到的电流信号传输至所述第一控制装置，所述第一控制装置将检测到的电流信号与设定的正常电流信号范围进行对比，在检测到的电流信号超出设定的正常电流信号范围时，即检测到的电流信号异常时，所述第一控制装置向所述充电开关传输信号，控制充电开关的所述继电器驱动器驱动继电器断开所述大容量蓄电池。同时，所述第一控制装置向所述第一报警装置发送充电异常报警信号，控制所述第一报警装置第一LED灯闪烁，以及第一扬声器播放预设的“充电异常”。有效解决电子设备充电安全问题。

机器人本体的电量检测装置检测大容量蓄电池的剩余电量，并传输至第一控制装置，所述第一控制装置将检测到的剩余电量与设定的剩余电量阈值进行对比，在检测到的剩余电量小于设定的剩余电量阈值时，即检测到的剩余电量过少时，所述第一控制装置向所述充电插头传输信号，控制充电插头与充电插座之间无线连接工作，使机器人本体自动跟踪移动至充电插座，将充电插头插至充电插座内进行充电。有效实现充电机器人本体的自动充电。

所述UWB定位标签与所述UWB定位基站之间互相收发信号，智能检测机器人本体与控制终端的距离，在机器人本体上的UWB定位基站内的主控芯片上设置安全距离，同时在控制终端上的UWB定位标签内的主控芯片内设置好安全距离，一旦UWB定位基站与UWB定位标签检测到超出设定好的安全距离范围，UWB定位标签的主控芯片向第二报警装置发送报警信号，控制所述第二报警装置第二LED灯闪烁，以及第二扬声器播放预设的“位置异常”，防止充电机器人丢失，保障充电机器人的安全性。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，可根据用户需求，自动跟踪移动至带充电设备进行充电，实现了室内任意位置充电；且在充电机器人存储电量过少时，自动移动至充电插座处进行自动充电，方便实用。

(2)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，在充电过程中实时监控充电电流，电流异常时自动断开大容量蓄电池，同时进行报警，有效保障了充电安全。

(3)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，在充电机器人与控制终端距离超出设定距离时进行报警，有效防止充电机器人丢失。

附图说明

图1为本实用新型的充电机器人的系统框图；

图2为本实用新型的机器人本体的正面结构图；

图3为本实用新型的机器人本体的背面结构图；

图4为本实用新型的机器人本体的使用状态结构图。

其中，1.充电装置，2.机器人本体，3.控制终端，4.充电插座，5.第一控制装置，6.充电插头，7.大容量蓄电池，8.可分离插座，9.电流检测装置，10.充电开关，11.电量检测装置，12.行走驱动装置，13.行走装置，14.障碍物检测传感器，15.第一报警装置，16.第一无线收发装置，17.UWB定位基站，18.第二控制装置，19.第二无线收发装置，20.按钮，21.电池，22.UWB定位标签，23.第二报警装置，24.USB插口，25.两孔插口，26.三孔插口，27.待充电设备。

具体实施方式：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实用新型为了解决上述问题，克服现有技术中存在的室内电器设备充电的问题，本实用新型的目的是提供一种智能家居安全充电机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下一种技术方案：

如图1所示，

一种智能家居安全充电机器人，包括：充电装置1、机器人本体2和控制终端3；

所述充电装置1包括充电插座4，用于为所述机器人本体2充电；

如图2-图3所示，所述机器人本体2包括外壳，所述外壳底部设置行走装置13，所述外壳内部设置大容量蓄电池7、第一控制装置5、电流检测装置9、电量检测装置11、充电开关10、行走驱动装置12和第一无线收发装置16，所述外壳表面设置充电插头6、可分离插座8、障碍物检测传感器14、报警装置和UWB定位基站17；所述大容量蓄电池7分别与充电插头6、第一控制装置5、电流检测装置9、充电开关10、可分离插座8连接；所述第一控制装置5分别与充电插头6、电流检测装置9、电量检测装置11、充电开关10、UWB定位基站17、障碍物检测传感器14、第一报警装置15、行走驱动装置12和第一无线收发装置16连接，所述行走驱动装置12与行走装置13连接；所述机器人本体2中的所述充电插头6与所述充电装置1中的所述充电插座4相互匹配；所述可分离插座8可与所述机器人本体2的所述外壳分离，所述可分离插座8与待充电设备27连接，为待充电设备27提供电能，所述可分离插座8上设置USB插口24、两孔插口25和三孔插口26；

所述控制终端3包括第二控制装置18、第二无线收发装置19、UWB定位标签22、第二报警装置23、按钮20和电池21，所述UWB定位标签22与所述机器人本体2中的所述UWB定位基站17通过无线信号相互收发定位，所述第二控制装置18分别与第二无线收发装置19、按钮20连接，所述第二无线收发装置19与所述机器人本体2中的所述第一无线收发装置16通过无线信号通信，所述第二报警装置23与所述UWB定位标签22连接，所述电池21分别与第二控制装置18、第二无线收发装置19、所述第二报警装置23和所述UWB定位标签22连接，所述电池21为所述第二控制装置18、第二无线收发装置19、所述第二报警装置23和所述UWB定位标签22供电。

在本实施例中，所述充电装置1安装于墙体中，所述充电插头6设置于所述机器人本体2的所述外壳背面，且所述充电装置1距离地面高度与所述机器人本体2的所述充电插头6距离地面高度相等。

在本实施例中，所述充电插座4采用智能插座，所述充电插头6采用与所述智能插座匹配工作的智能插头，由所述智能插座向所述智能插头提供电能。

在本实施例中，所述充电开关10包括继电器驱动器和继电器，所述继电器驱动器和所述继电器连接，所述继电器驱动器与所述第一控制装置5连接，所述第一控制控制发送信号控制所述继电器驱动器驱动继电器断开所述大容量蓄电池7。

在本实施例中，所述UWB定位基站17包括第一主控芯片，所述第一主控芯片与第一外围电路连接，所述第一外围电路包括第一无线收发模块、第一LED指示模块、第一拨码开关和第一复位电路，所述第一主控芯片分别与第一无线收发模块、第一LED指示模块、第一拨码开关和第一复位电路连接。

在本实施例中，所述UWB定位标签22包括第二主控芯片，所述第二主控芯片与第二外围电路连接，所述第二外围电路包括第二无线收发模块、第二LED指示模块、第二拨码开关和第二复位电路，所述第二主控芯片分别与第二无线收发模块、第二LED指示模块、第二拨码开关和第二复位电路连接。

在本实施例中，所述机器人本体2的所述外壳表面均匀设置若干凹槽，所述凹槽内安装所述可分离插座8，在每个所述凹槽内设置卡扣槽，所述可分离插座8上设置与所述卡扣槽匹配且位置对应的卡扣头与插座分离开关，所述插座分离开关与所述第一控制装置5连接，所述第一控制装置5控制所述插座分离开关分离所述卡扣头与所述卡扣槽。

在本实施例中，所述行走装置13包括四个万向轮，四个万向轮均匀设置于所述外壳底部，四个万向轮分别与所述行走驱动装置12连接，所述行走驱动装置12包括方向驱动装置和位移驱动装置，所述方向驱动装置分别控制四个万向轮的方向转变，所述位移驱动装置分别控制四个万向轮的前进或后退。

在本实施例中，所述障碍物检测传感器14采用红外传感器、超声波传感器或者激光传感器。

在本实施例中，所述第一报警装置15包括第一LED灯和第一扬声器；所述第二报警装置23包括第二LED灯和第二扬声器。

本实用新型的工作原理为：

在本实施例中，当待充电设备27需要充电时，用户按动控制终端3上的所述按钮20，所述第二控制装置18接收到所述按钮20传输来的电平信号，控制所述第二无线收发装置19向所述机器人本体2上的所述第一无线收发装置16发送充电信号，同时所述UWB定位标签22与所述UWB定位基站17之间互相收发信号，机器人本体2上的所述UWB定位基站17确定所述控制终端3的位置，即接收到待充电设备27的位置信号。所述机器人本体2上的所述第一无线收发装置16接收到充电信号后，将充电信号传输至所述第一控制装置5，所述机器人本体2上的所述UWB定位基站17接收到待充电设备27的位置信号后，将待充电设备27的位置信号传输至所述第一控制装置5，所述第一控制装置5根据待充电设备27的位置信号控制所述行走驱动装置12驱动行走装置13，使机器人本体2自动跟踪移动到待充电设备27的位置，在移动过程中，所述障碍物检测传感器14检测路径中的障碍物，将障碍物信息传输至所述第一控制装置5，所述第一控制装置5及时控制所述行走驱动装置12驱动行走装置13避开障碍物。当机器人本体2移动至待充电设备27的位置，所述第一控制装置5控制所述插座分离开关分离所述卡扣头与所述卡扣槽，如图4所示，用户随意选择与待充电设备27匹配的所述可分离插座8上的USB插口24、两孔插口25或三孔插口26连接，由大容量蓄电池7向待充电设备27进行充电。充电完成后用户将充满电的待充电设备27与可分离插座8分离，同时将可分离插座8安置回所述机器人本体2的凹槽中，所述卡扣头与所述卡扣槽自动扣锁住。

在机器人本体2的向大容量蓄电池7向待充电设备27进行充电的过程中，所述电流检测装置9检测大容量蓄电池7充电过程中的电流变化，并将检测到的电流信号传输至所述第一控制装置5，所述第一控制装置5将检测到的电流信号与设定的正常电流信号范围进行对比，在检测到的电流信号超出设定的正常电流信号范围时，即检测到的电流信号异常时，所述第一控制装置5向所述充电开关10传输信号，控制充电开关10的所述继电器驱动器驱动继电器断开所述大容量蓄电池7。同时，所述第一控制装置5向所述第一报警装置15发送充电异常报警信号，控制所述第一报警装置15第一LED灯闪烁，以及第一扬声器播放预设的“充电异常”。有效解决电子设备充电安全问题。

机器人本体2的电量检测装置11检测大容量蓄电池7的剩余电量，并传输至第一控制装置5，所述第一控制装置5将检测到的剩余电量与设定的剩余电量阈值进行对比，在检测到的剩余电量小于设定的剩余电量阈值时，即检测到的剩余电量过少时，所述第一控制装置5向所述充电插头6传输信号，控制充电插头6与充电插座4之间无线连接工作，使机器人本体2自动跟踪移动至充电插座4，将充电插头6插至充电插座4内进行充电。在本实施例中，当所述第一控制装置5检测到的剩余电量过少时，智能插头一边接通充电回路，一边发出第一次无线电载波Ⅰ信号，触发安装在建筑墙面并收到无线电载波Ⅰ信号的智能插座同时发出无线电和红外光波定位信号；智能插头通过接收智能插座发出的无线电定位信号，自动跟踪并驱动智能机械或机器人的动力机构移动到智能插座前，当进入智能插座发出的红外光波定位信号范围后，将通过所接收的红外光波定位信号，机器人本体2的智能插头与智能插座上的电源插座进行上下左右精确定位；同时发出第二次无线电载波Ⅱ信号，触发收到无线电载波Ⅱ信号的智能插座发出激光束定位信号，当智能插头装置完成最终定位接收到激光束定位信号时，机器人本体2的智能插头的电源插头准确插进智能插座的电源插座进行充电；充电结束后，机器人本体2的智能插头的电源插头从智能插座的电源插座上拔出，一边发出第三次无线电载波Ⅲ信号，触发收到无线电载波Ⅲ信号的智能插座关闭发出的无线电和红外光波定位信号以及激光束定位信号，完成整个充电过程。本实施例有效实现充电机器人本体2的自动充电。

所述UWB定位标签22与所述UWB定位基站17之间互相收发信号，智能检测机器人本体2与控制终端3的距离，在机器人本体2上的UWB定位基站17内的主控芯片上设置安全距离，同时在控制终端3上的UWB定位标签22内的主控芯片内设置好安全距离，一旦UWB定位基站17与UWB定位标签22检测到超出设定好的安全距离范围，UWB定位标签22的主控芯片向第二报警装置23发送报警信号，控制所述第二报警装置23第二LED灯闪烁，以及第二扬声器播放预设的“位置异常”，防止充电机器人丢失，保障充电机器人的安全性。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，可根据用户需求，自动跟踪移动至带充电设备进行充电，实现了室内任意位置充电；且在充电机器人存储电量过少时，自动移动至充电插座4处进行自动充电，方便实用。

(2)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，在充电过程中实时监控充电电流，电流异常时自动断开大容量蓄电池7，同时进行报警，有效保障了充电安全。

(3)本实用新型的一种智能家居安全充电机器人，在充电机器人与控制终端3距离超出设定距离时进行报警，有效防止充电机器人丢失。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。