一种具备语音提示的机器人自动充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种机器人充电系统的技术领域，尤其是一种具备语音提示的机器人自动充电系统，该系统针对目前移动机器人领域自动充电技术普遍存在的技术问题，旨在解决移动机器人自动充电过程中的效率及通用性，该系统安全、可靠，适合推广。
【背景技术】
[0002]当前，随着移动机器人技术的发展进步，越来越多的移动机器人产品进入消费品市场，移动机器人作为一种移动平台，其运动所依靠的动力是由电池所储蓄的能量驱动马达行走而产生的，而电池的电量是有限的，所以机器人在运行一端时间后必须进行电池充电，以保证下次的正常运行，现有技术中，通过人为干预的方式给机器人充电是其主要的技术标准，该方式虽然看似简便，但实际上却存在诸多的使用缺陷，如果使用者没有发现机器人电量过低而忘记充电，就会造成下次无法正常使用，而且人工充电操作还容易产生各种误操作、导致设备损坏等不足；
[0003]为了解决上述技术问题，一件国内专利CN102738862，公布了一种名称为“移动机器人的自动充电系统”，该自动充电系统由红外引导模块、红外接收、引导线、电量检测装置和控制器所组成，所述的移动机器人包括控制器和充电输入机构，其特征在于:所述的自动充电系统包括自动充电站，所述的自动充电站包括红外引导模块，与充电输入机构配合的充电输出机构以及充电控制模块，所述的移动机器人上设有与所述红外引导模块适配的红外接收模块；自动充电站入口处设有引导线，移动机器人上设有与引导线配合的若干个红外传感器;移动机器人上设有电量检测装置，所述的电量检测装置至控制器，该专利技术采用红外传感器引导机器人进行自动充电，虽然在充电过程中采用了白色引导线辅助方式进行了引导，但是该方法降低了充电站的通用性，不能随意将充电站的位置进行改变，除非重新布置充电线，造成使用过程中的不便；
[0004]再例如另一件国内专利CN104485710，提供了一种名称为“自动充电引导装置的导光结构、充电座及自动充电系统”，该专利提出了一种新型的导光结构，采用两组光路，每组光路由发射端开始依次包括灯槽和导光通道;两组光路之间设有挡光结构;所述挡光结构包括隔离墙和灯槽挡光板，所述灯槽一端为光线发射口，所述灯槽挡光板遮挡灯槽的部分光线发射口，所述隔离墙沿两个导光通道的延伸方向延伸；导光通道内的远离挡光结构的一侧面具有防反光沟槽，所述防反光沟槽的延伸方向与两个导光通道的延伸方向垂直;两个导光通道中，其中一个导光通道远离挡光结构的一侧端部设有导光槽挡光板，所述导光槽遮光板遮挡导光通道的部分光线出射口，该专利采用了导光槽结构对红外光进行引导，但是该导光槽结构虽然会提高引导的效率，但是限制了红外光的发射范围，减少了机器人的搜索范围，使得机器人的搜索红外光时存在很大的盲区。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，提供一种具备语音提示的机器人自动充电系统，解决了现有技术中人为干预充电以及自动充电技术存在的扫描盲区以及充电站通用性不高的不足，该系统设计科学、安全可靠，通用性和充电效率都得到了质的飞跃，可完全替代现有技术中的机器人自动充电技术；
[0006]—种具备语音提示的机器人自动充电系统，包括:充电站单元和机器人单元，所述充电站单元用于所述机器人单元的充电；
[0007]作为一种举例说明，所述充电站单元包括:导光结构、发射编码模块、充电站和MCU芯片;详见图1所示；
[0008]所述MCU芯片的一端与所述发射编码模块的一端电连接，所述发射编码模块的另一端于所述导光结构的一端电连接；
[0009]为了更好的说明本发明所述之导光结构的优越性，举例说明其工作原理如下:作为一种应用举例说明，所述导光结构的作用主要是限制红外信号的发射范围；
[0010]作为一种结构举例说明，所述导光结构包括:三个红外发射管、一个放大电路、近程引导导光结构和一个红外管及远程引导导光结构;之所以设计所述近程引导导光结构主要是用来导引1#、2#、3#红外发射管的信号，将近程红外发射信号限制在一定范围内，提高近程的导引精度和效率;之所以设计远程引导导光结构主要是为了提高机器人的搜索范围，减少机器人的搜索盲区；
[0011]所述红外发射管的信号发射发射角度为40度，进一步的，所述1#红外发射管的红外信号通过其前部的导光结构，形成一条狭长的红外信号带，大约10度左右;所述2#红外发射管的红外信号通过其前部的导光结构，将信号的发射角度约束为30度左右;所述3#红外发射管的红外信号通过其前部的导光结构，将信号的发射角度约束为30度左右；
[0012]作为一种举例说明，所述近程导光结构采用透明材料与不透明材料制作，所述不透明材料包括两个左右镜像对称的L型结构和一个酒杯型结构，详见图2所示，所述L型结构的短横向下设置;信号发射范围示意图如图1所示，黑色粗线部分为不透光材料，2#和3#红外发射管信号发射范围与外框的相交部分为透明材料，所述发射范围用虚线延长线与外框相交部分表示，详见图3所示；
[0013]作为一种举例说明，所述发射编码模块安装在充电站上，发射编码模块通过所述MCU芯片并配合放大电路激发所述三个红外发射管发出38KHz的红外线；
[0014]在所述MCU芯片中，给每个所述的红外发射管设定一个标示号，例如:1#红外发射管编码，0x01; 2#红外发射管编码为0x02; 3#红外发射管编码为0x03;然后按照一定的规则编程实现编码，通过38KHz的载波信号将编码信息发射出去，通过位于机器人外安装的红外接收头接收红外信号，并进行解码;如果不采用红外编码，那么所述1#、2#、3#红外发射管发射出来的红外信号，都可以由机器人外部的接收头接收，那么机器人不能识别到底是由哪一个红外发射管发射出来的信号，从而不能实现对红外发射管方位的判断，所以对所述1#、2#、3#红外发射管的发射信号进行编码，那么机器人就可以判断出是哪一个红外发射管发射过来的信号；
[0015]作为一种应用举例说明，所述1#、2#、3#红外发射管的作用属于近程红外引导对接传感器范畴;所述红外管，即编号为4#的红外管是属于远程红外引导对接传感器范畴，其位于所述充电站的顶部，采用远程引导导光结构将其产生的红外光变成全方向发射的红外信号，此远程红外信号不采用编码方式进行发射；
[0016]作为一种举例说明，所述机器人单元包括:机器人本体、语音模块、接收解码模块、多媒体处理芯片和行走控制模块，详见图1所示；
[0017]所述接收解码模块含有接收头，安装在所述机器人本体的外部，所述语音模块、接收解码模块的一端均与所述多媒体处理芯片的一端电连接，所述多媒体处理芯片的另一端与所述行走控制模块的一端连接；
[0018]当所述接收解码模块接收到充电站单元上的1#、2#、3#红外发射管的红外信号后，由所述多媒体处理芯片进行解码操作，所述接收头安装在机器人本体底部的正前方，对应着所述的红外发射管的数目也是3个，每个接收头间隔45度，详见图4所示；
[0019]所述每个接收头也对应有标号，也分别为1#、2#、3#，分别对应1#红外发射管、2#红外发射管、3#红外发射管;每个红外接收头只接收对应同样编号的红外发射管的红外信号；
[0020]作为一种举例说明，对应于所述红外管，还有一个红外接收管位于所述机器人本体的顶部，并相对应的设置为4#红外接收管，且与所述充电站上所述的4#红外管的安装高度相同；
[0021]作为一种举例说明，所述语音模块包括:麦克风、喇叭、电量检测电路和管理模块；当用户在使用机器人过程中，可通过语音给机器人下达“充电”的指令，机器人接收到指令后，会自动寻找充电站，并进行充电；
[0022]当机器人在运动过程中，所述电量检测电路与管理模块检测到电压低于某一预先设定的阀值之后，会自动发出充电指令，所述机器人