一种智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能化充电方法，包括：对巡逻机器人的剩余电量进行检测；当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求；根据接收的预充电请求建立配对关系；根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。本发明的智能化充电方法，通过充电预约及充电电源启停控制的方式满足了机器人特殊的充电需求，平衡了多个机器人需要进行充电的情况，并达到低碳节能的效果，且采用无线充电技术，提高了充电效率，并节省了器件成本；巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。另外，本发明还提供了一种智能化充电系统、巡逻机器人及充电电源。
【专利说明】一种智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源
【技术领域】
[0001]本发明涉及巡逻机器人自动充电领域，尤其涉及一种智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源。
【背景技术】
[0002]随着目前科学技术的发展，巡逻机器人替代人工巡检已经成为一种趋势。然而能源和环境也成为当前全球最为关注的问题。由于低碳需求和能源短缺的影响，促使环保新能源的大力研究与发展。很多轮式机器人是通过蓄电池进行供电，而目前蓄电池充电使用最多的方式是通过人工对其进行手动插入电源插头来进行充电。现在也有许多公司推出了机器人的自充电技术，但其智能化程度普遍偏低，无法平衡当同一区域有多个机器人需要充电的情况，且无法满足机器人特殊的充电需求，而且其方案都是建立在机器人充电接口与电源的精确的对接上，通常是在机器人上设置传感器，机器人根据传感器的信号不断的调整位置，实现对接，这种方案需要很高的传感器精度，对传感器精度要求高，容易增加器件成本。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源，满足了机器人特殊的充电需求，并平衡了多个机器人需要进行充电的情况，实现了机器人充电的自动化和智能化。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0005]根据本发明的第一个方面，提供的一种智能化充电方法，包括:
[0006]对巡逻机器人的剩余电量进行检测；
[0007]当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求；
[0008]根据接收的预充电请求建立配对关系；
[0009]根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；
[0010]向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。
[0011]优选地，根据接收的预充电请求建立配对关系，进一步包括:
[0012]接收预充电请求后，对充电电源的当前状态进行检查；
[0013]当检查的当前状态为空闲状态时，对巡逻机器人的身份信息、剩余电量信息及充电电源的位置信息进行预存；
[0014]将巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0015]优选地，智能化充电方法进一步包括:
[0016]当接收到多个巡逻机器人的预充电请求时，根据预存的巡逻机器人的剩余电量信息对多个巡逻机器人进行优先级排序；
[0017]将优先级别最高的巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0018]优选地，根据接收的预充电请求建立配对关系还包括:
[0019]当检查的当前状态为工作状态时，发送充电等待信息至巡逻机器人。
[0020]优选地，根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对，进一步包括:
[0021]检测巡逻机器人的身份信息；
[0022]确认检测到的身份信息与预存的巡逻机器人的身份信息是否相匹配。
[0023]优选地，向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源，进一步包括:
[0024]当通过身份核对时，接收充电信号；
[0025]根据接收的充电信号开启所述充电电源。
[0026]优选地，根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对的步骤之前，还包括:
[0027]根据预存的充电电源的位置信息，循迹至充电范围内。
[0028]根据本发明的第二个方面，提供的一种智能化充电系统，包括:
[0029]检测模块，用于对巡逻机器人的剩余电量进行检测；
[0030]请求模块，用于当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求；
[0031]配对模块，用于根据接收的预充电请求建立配对关系；
[0032]核对模块，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；
[0033]充电模块,用于向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。
[0034]根据本发明的第三个方面，提供的一种巡逻机器人，包括:
[0035]检测模块，用于对巡逻机器人的剩余电量进行检测；
[0036]请求模块，用于当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求。
[0037]根据本发明的第四个方面，提供的一种充电电源，包括:
[0038]配对模块，用于根据接收的预充电请求建立配对关系；
[0039]核对模块，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；
[0040]充电模块，用于向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。
[0041]本发明实施例提供的智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源，通过巡逻机器人在巡逻过程中监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电；本发明采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，并通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求、平衡了多个机器人需要进行充电的情况；此外，本发明还可以控制充电电源的启停，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1是本发明第一实施例提供的智能化充电方法的流程图；
[0044]图2为本发明图1中步骤S150的细化流程图；
[0045]图3是本发明图1中步骤S170的细化流程图；
[0046]图4是本发明图1中步骤S190的细化流程图；
[0047]图5是本发明第二实施例提供的智能化充电方法的流程图；
[0048]图6是本发明第三实施例提供的智能化充电系统的模块结构图；
[0049]图7是本发明第四实施例提供的智能化充电系统的模块结构图；
[0050]图8是本发明第五实施例提供的巡逻机器人的模块结构图；
[0051]图9是本发明第六实施例提供的巡逻机器人的模块结构图；
[0052]图10是本发明第七实施例提供的充电电源的模块结构图；
[0053]图11是本发明实施例提供的充电系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0054]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0056]以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:
[0057]图1是本发明第一实施例提供的智能化充电方法的流程图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0058]本发明第一实施例提供的智能化充电方法，包括以下步骤:
[0059]步骤S110、对巡逻机器人的剩余电量进行检测。
[0060]在本发明实施方式中，巡逻机器人定时对蓄电池的剩余电量进行检测。
[0061]步骤S130、当检测的所述剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求。
[0062]在本发明实施方式中，当巡逻机器人检测到当前蓄电池的剩余电量低于设定阈值时，将自动向主控中心请求充电，并向充电电源发出预充电请求，具体地，巡逻机器人通过无线串口模块向充电电源发送预充电请求，其中，无线串口模块起到数据透传作用，所发即所收。
[0063]步骤S150、根据接收的预充电请求建立配对关系。
[0064]在本发明实施方式中，充电电源通过无线串口模块接收巡逻机器人发送的预充电请求后，并通过无线串口模块对巡逻机器人进行回复，将巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0065]图2所示为根据接收的预充电请求建立配对关系的方法，具体包括以下步骤:
[0066]步骤S151、接收预充电请求后，对充电电源的当前状态进行检查；
[0067]步骤S153、当检查的当前状态为空闲状态时，对巡逻机器人的身份信息、剩余电量信息及充电电源的位置信息进行预存；
[0068]步骤S155、将巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0069]具体地，在本发明实施方式中，每个巡逻机器人均携带RFID标签，并以RFID标签序列号作为其唯一标识号，在本发明实施方式中通过巡逻机器人的RFID标签来进行巡逻机器人身份信息的识别；充电电源也携带RFID标签，并将充电电源的位置信息存储至RFID标签中，在本发明实施方式中通过充电电源的RFID标签进行充电电源位置信息的识别，当然，充电电源位置信息的存储也可以为其他方式，信息存储的多种方式均为现有技术，在此不一一赘述。
[0070]在本发明实施方式中，当巡逻机器人向充电电源发送预充电请求，该预充电请求为一数据帧，该数据帧包括充电电源的RFID标签序列号、机器人的当前剩余电量信息、预充电指令和机器人RFID标签序列号，当充电电源通过无线串口模块接收预充电请求后，检测当前状态，如果充电电源处于空闲状态，则充电电源可用，配对成功，巡逻机器人将其身份信息(RFID标签序列号)与剩余电量信息发送至充电电源，充电电源保存待充电巡逻机器人的身份信息(RFID标签序列号)和剩余电量信息到内存中，充电电源将其位置信息发送至巡逻机器人，巡逻机器人对充电电源的位置信息进行预存。
[0071]进一步地,步骤S150、根据接收的所述预充电请求建立配对关系,还包括:当充电电源检查到其当前状态为工作状态时，发送充电等待信息至巡逻机器人；具体地，在本发明实施方式中，当检查到充电电源当前状态为工作状态，则充电电源不可用，当前配对不成功，充电电源通过无线串口模块发送充电等待信息给巡逻机器人。
[0072]作为另一个优选的技术方案，当充电电源接收到多个巡逻机器人的预充电请求时，根据预存的巡逻机器人的剩余电量信息对多个巡逻机器人进行优先级排序，与优先级别最高的巡逻机器人进行预先配对，以此平衡了多个机器人需要进行充电的情况，并满足了巡逻机器人特殊的充电需求；在本发明实施方式中，当充电电源接收到多个巡逻机器人的预充电请求后，充电电源根据巡逻机器人的剩余电量对巡逻机器人进行优先级排序，确定最高优先级的巡逻机器人享有充电电源的使用权，将最高优先级的巡逻机器人与充电电源进行预先配对，充电电源循环检测充电模块的工作状态，当充电电源的状态由工作状态变成空闲状态时，则当前最高优先级的巡逻机器人充电完成，则充电电源与下一个最高优先级的巡逻机器人进行预先配对。
[0073]步骤S170、根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对。
[0074]在本发明实施方式中，通过对巡逻机器人RFID标签的核对来实现对巡逻机器人身份的核对，在本发明其他实施方式中，也可以通过巡逻机器人的身份信息与充电电源位置信息相互的核对来实现彼此身份的核对。
[0075]图3所示为根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对的方法，具体包括以下步骤:
[0076]步骤S171、检测巡逻机器人的身份信息；
[0077]步骤S173、确认检测到的身份信息与预存的巡逻机器人的身份信息是否相匹配。
[0078]具体地，在本发明实施方式中，巡逻机器人到达充电范围内，充电电源控制RFID读写器将编码电磁波信号经发射天线发射出去，用来激活进入该区域的RFID标签，同时把接收天线接收的RFID标签信号，经软件解调、解码后提取有效的数据，充电电源核对RFID返回的序列号是否与预先保存的待充电巡逻机器人的RFID标签序列号是否一致，如果这两者序列号一致，则核对通过，当充电电源核对RFID返回的序列号与预先保存的待充电巡逻机器人的RFID标签序列号不一致时，则核对不通过。
[0079]步骤S190、向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。
[0080]在本发明实施方式中，向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源有两种实现方式:一是当巡逻机器人通过身份核对时，充电电源自动开启，二是当巡逻机器人通过身份核对时，该巡逻机器人控制充电电源进行开启；通过控制充电电源的启停，在需要充电的时候接通，不需要充电的时候断开，避免在没有目标充电装置时充电电源也在发射电能导致能源浪费，从而达到了低碳节能的效果。
[0081]图4所示为当巡逻机器人通过身份核对时，该巡逻机器人控制充电电源进行开启的方法，具体包括以下步骤:
[0082]步骤S191、当通过身份核对时，接收充电信号；
[0083]步骤S193、根据接收的充电信号开启充电电源。
[0084]具体地，在本发明实施方式中，当确认身份核对通过时，巡逻机器人控制行进电机停止，并下发充电指令，控制红外发射传感器发射红外信号，该红外信号为充电信号，充电电源的门控单元接收到充电信号后开启，并开启电量发送单元，同时巡逻机器人开启安装于底盘的电量接收单元，电量发送单元与电量接收单元无线连接，巡逻机器人与充电模块建立充电连接，巡逻机器人通过无线充电技术进行充电，充电过程中巡逻机器人处于静止状态。巡逻机器人实时监控自身电量，当电量达到预设阈值时，表明充电完成，巡逻机器人控制红外发射传感器发射充电完成信号至充电电源，充电电源的门控单元接收到充电完成信号后关闭，并关闭电量发送单元，同时巡逻机器人关闭安装于底盘的电量接收单元。
[0085]本发明第一实施例提供的智能化充电方法，在巡逻机器人巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电，采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，并通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求并平衡多个机器人需要进行充电的情况，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。此外，本发明实施例还可以控制充电电源的启停，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。
[0086]图5是本发明第二实施例提供的智能化充电方法的流程图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0087]本发明第二实施例提供的智能化充电方法，根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对的步骤之前，还包括:
[0088]步骤S160、根据预存的充电电源的位置信息，循迹至充电范围内。
[0089]在本发明实施方式中，巡逻机器人的主控中心通过获取充电电源的位置信息，并确定到达充电电源的路径，由主控中心指挥巡逻机器人自动循迹到充电范围内，在循迹过程中通过超声波传感器实现自主避障功能。巡逻机器人的前面和后面各安装两个超声波传感器，超声波传感器通过检测发射的超声波与其遇到障碍物后产生回波之间的时间差，检测巡逻机器人与障碍物的距离，再控制巡逻机器人的转向、前进或者后退，辅助巡逻机器人循迹至充电范围内。
[0090]本发明第二实施例提供的智能化充电方法，在巡逻机器人巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时自动到充电电源进行无线充电，本发明采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，而通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求并平衡多个机器人需要进行充电的情况，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。此外，本发明实施例还可以控制充电电源的启停，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。
[0091]图6是本发明第三实施例提供的智能化充电系统的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0092]本发明第三实施例提供的智能化充电系统100，包括:
[0093]检测模块110，用于对巡逻机器人的剩余电量进行检测；
[0094]请求模块130，用于当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求；
[0095]配对模块150，用于根据接收的预充电请求建立配对关系；
[0096]核对模块170，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；
[0097]充电模块190:用于向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源；
[0098]进一步地，配对模块150包括检查单元、预存单元和配对单元；
[0099]检查单元，用于在接收预充电请求后，对充电电源的当前状态进行检查；
[0100]预存单元，用于当检查的当前状态为空闲状态时，对巡逻机器人的身份信息、剩余电量信息及充电电源的位置信息进行预存；
[0101]配对单元:用于将巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0102]进一步地，预存单元还用于当接收到多个巡逻机器人的预充电请求时，根据预存的巡逻机器人的剩余电量信息对多个巡逻机器人进行优先级排序；以及
[0103]配对单元还用于将优先级别最高的巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0104]进一步地，检查单元还用于当检查的当前状态为工作状态时，发送充电等待信息至巡逻机器人。
[0105]进一步地，核对模块170包括检测单元和确认单元；
[0106]检测单元，用于检测巡逻机器人的身份信息；
[0107]确认单元，用于确认检测到的身份信息与预存的巡逻机器人的身份信息是否相匹配。
[0108]进一步地，充电模块190包括门控单元；
[0109]门控单元，用于当通过身份核对时，接收充电信号；并根据接收的充电信号开启充电电源。
[0110]本发明第三实施例提供的智能化充电系统，巡逻机器人在巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电，采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，而通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求并平衡多个机器人需要进行充电的情况，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。此外，本发明实施例还可以控制充电电源的启停，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。
[0111]图7是本发明第四实施例提供的智能化充电系统的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0112]优选地，本发明第四实施例提供的智能化充电系统还包括:
[0113]循迹模块160，用于根据预存的充电电源的位置信息，循迹至充电范围内。
[0114]本发明第四实施例提供的智能化充电系统，在巡逻机器人巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电，由于采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，且通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求并平衡多个机器人需要进行充电的情况，另通过控制无线充电系统与电源的接通和断开，在需要充电的时候接通，不需要充电的时候断开，从而达到低碳节能的效果，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。
[0115]图8是本发明第五实施例提供的巡逻机器人的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0116]本发明第五实施例提供的巡逻机器人200包括:
[0117]检测模块210，用于对巡逻机器人的剩余电量进行检测；
[0118]请求模块230，用于当检测的剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求。
[0119]在本发明实施方式中，巡逻机器人的控制器TTL接口连接无线串口模块，无线串口模块与天线连接；当检测的剩余电量低于设定阈值时，巡逻机器人通过无线串口模块向充电电源发送预充电请求。
[0120]进一步地，巡逻机器人200还包括电量接收单元。
[0121]本发明第五实施例提供的巡逻机器人，在巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化；此外，本发明实施例还可以控制充电系统的启动和关闭，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。
[0122]图9是本发明第六实施例提供的巡逻机器人的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0123]优选地，本发明第六实施例提供的巡逻机器人还包括:
[0124]循迹模块250，用于根据预存的充电电源的位置信息，循迹至充电范围内。
[0125]在本发明实施方式中，由于充电电源设置于充电室内，当巡逻机器人在工作区执行完任务，需要返回充电室才能充电。工作区与充电室之间设置磁导线轨道，并在磁导线轨道沿线设置RFID标签，辅助引导巡逻机器人返回充电室，多个RFID标签设置于磁导线轨道沿线预设的转弯点、检测点、调速点和充电点，埋于预设的转弯点、检测点、调速点和充电点的地下，在设于巡逻机器人内的RFID读卡器可以感应的范围内。
[0126]在本发明实施方式中，巡逻机器人循迹到充电电源包括以下步骤:
[0127]步骤一，当判定巡逻机器人需要充电时，检测巡逻机器人当前所在磁导线轨道的方向角；
[0128]步骤二，根据方向角调整巡逻机器人前轮的转向和后轮前进的速度，使巡逻机器人沿预先铺设的磁导线轨道运行；
[0129]步骤三，读取预先设好的RFID标签的标签串号，根据标签串号控制巡逻机器人执行停靠、转弯、调速的操作。
[0130]步骤四，巡逻机器人在循迹返回充电室的过程中，检测巡逻机器人与前方障碍物之间的距离。
[0131]在步骤四中，通过检测发射的超声波与其遇到障碍物后产生的回波之间的时间差，求出障碍物的距离。
[0132]步骤五，根据巡逻机器人与障碍物之间的距离，控制巡逻机器人执行转向、前进或者后退的动作，避开障碍物。
[0133]在本发明实施例中，在磁导线轨道的转弯处以及预设的检测点、调速点、充电点等特定位置预先埋好RFID (射频识别)标签，RFID标签的标签串号与地理位置——对应。巡逻机器人在运动过程中，RFID读卡器读取RFID标签的标签串号并上报主控制器，由主控制器根据标签串号判断巡逻机器人所处的位置，并下发相应指令控制巡逻机器人执行停靠、转弯、调速、检测、充电等操作。
[0134]本发明实施例的电磁线易于安装、稳定性高、适应性强。由于巡逻机器人工作于户夕卜，环境相对不稳定，电磁线巡线方式优于红外传感器巡线方式，在应用时可将电磁线埋于预设轨道的地表层，可增强电磁线的隐蔽性和磁道的可靠性，减少磨损。而且只需要在巡检路径的转弯点、检测点、调速点、充电点等特定位置预先埋设好RFID(射频识别)标签，不需要全程铺设，节省RFID标签，节约器件成本。
[0135]本发明第六实施例提供的巡逻机器人，在巡逻过程中不断监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时自动循迹到充电电源进行无线充电，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化；此外，本发明实施例还可以控制充电系统的启动和关闭，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。
[0136]图10是本发明第七实施例提供的充电电源的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0137]本发明第七实施例提供的充电电源300包括:
[0138]配对模块310，用于根据接收的预充电请求建立配对关系；
[0139]充电电源的控制器TTL接口连接无线串口模块，无线串口模块与天线连接，巡逻机器人与充电电源之间通过制定串口通讯协议进行数据和指令通讯，充电电源通过无线串口模块接收巡逻机器人发送的预充电请求。
[0140]核对模块330，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内巡逻机器人的身份进行核对；
[0141]充电模块350,用于向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源。
[0142]进一步地，配对模块310包括检查单元、预存单元和配对单元；
[0143]检查单元，用于在接收预充电请求后，对充电电源的当前状态进行检查；
[0144]预存单元，用于当检查的当前状态为空闲状态时，对巡逻机器人的身份信息、剩余电量信息及充电电源的位置信息进行预存；
[0145]配对单元:用于将巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0146]进一步地，预存单元还用于当接收到多个巡逻机器人的预充电请求时，根据预存的巡逻机器人的剩余电量信息对多个巡逻机器人进行优先级排序；以及
[0147]配对单元还用于将优先级别最高的巡逻机器人与充电电源进行预先配对。
[0148]进一步地，检查单元还用于当检查的当前状态为工作状态时，发送充电等待信息至巡逻机器人。
[0149]进一步地，核对模块330包括检测单元和确认单元；
[0150]检测单元，用于检测巡逻机器人的身份信息；
[0151]确认单元，用于确认检测到的身份信息与预存的巡逻机器人的身份信息是否相匹配。
[0152]进一步地，充电模块350包括门控单元；
[0153]门控单元，用于当通过身份核对时，接收充电信号；并根据接收的充电信号开启充电电源。
[0154]在本发明实施方式中，充电模块还包括电量发送单元，该电量发送单元与巡逻机器人的电量接收单元无线连接，门控单元由红外遥控开关接收器和电源组成，该红外遥控开关接收器分别与电量发送单元、电源电性连接，红外遥控开关接收器与电源的接通与断开受控于巡逻机器人；该充电电源设置于充电室中，其中电量发送单元安装于充电室的地下，并作防水保护，与安装于巡逻机器人底盘的电量接收单元无线连接，通过磁场共振给电量接收模块传输电能，从而给巡逻机器人充电。
[0155]本发明第七实施例提供的充电电源，采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，且通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求，并平衡多个机器人需要进行充电的情况，另通过控制无线充电系统与电源的接通和断开，在需要充电的时候接通，不需要充电的时候断开，从而达到低碳节能的效果，巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。
[0156]图11为本发明实施例提供的充电系统的结构示意图，在本实施例中，以充电系统的结构对巡逻机器人通过充电电源进行无线充电进行详细描述。该充电系统是基于WiTricity技术的无线充电系统，使用频率大约在300kHz至20MHz之间，将WiTricity技术运用在轮式巡逻机器人的无线充电上，即将原边线圈(即发送线圈)和副边线圈(即接收线圈)调校成一个磁场共振系统，当原边线圈产生的振荡磁场的频率与副边线圈的固有频率相同或者相当接近时，原边线圈与副边线圈则会发生共振，构成共振系统，实现内部能量的无线传输。原边线圈与副边线圈的磁场耦合不受二者之间的障碍物限制。该充电系统是基于高频磁场谐振原理实现电能在空间的无线传输技术，解决了需要高精度传感器精确对接的技术问题。为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0157]其中，红外遥控开关接收器与供电电网电性连接，整流滤波电路与红外遥控开关接收器电性连接，高频逆变电路与整流滤波电路电性连接，高频逆变电路与电容连接，电容与发射线圈连接构成LC谐振器。供电电网输出的交流电，通常为市电交流电220V/50hz，经过整流滤波电路转换为直流电，然后通过高频逆变电路，产生高频、高功率的正弦波作为激励源，发射线圈在高频正弦波作用下，在周围形成定向非辐射磁场。
[0158]在本发明实施方式中，充电系统中电量接收单元的接收线圈的频率与电量发送单元的发射线圈的频率相同，因此接收线圈与发射线圈产生谐振耦合，接收磁场能量，产生电流，电量接收单元的接收线圈产生的电流经过整流滤波稳压电路，输出恒定电压给巡逻机器人的蓄电池充电。充电电源的红外遥控开关接收器通常为断开状态，只有当巡逻机器人需要充电时，巡逻机器人通过红外发射传感器给红外遥控开关接收器发送无线充电信号，红外遥控开关接收器接收到无线充电信号接通电源，开启充电电源的电量发送单元输电，电量发送单元通过磁场共振给巡逻机器人的电量接收单元传输电能，电量接收单元给与之连接的蓄电池充电，而当巡逻机器人的蓄电池充满电后，巡逻机器人控制红外发射传感器发射信号，充电电源的红外遥控开关接收器接收到信号后断开电源，并下发指令关闭充电模块的门控单元，通过巡逻机器人控制充电电源的开启和关闭，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，避免在没有目标充电装置时电量发送模块也在发射电能导致能源浪费，从而达到低碳节能的效果。整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。
[0159]本发明实施例提供的智能化充电方法、系统、巡逻机器人及充电电源，通过巡逻机器人在巡逻过程中监测自身剩余电量并判定是否需要充电，在判定需要充电时到充电电源进行无线充电；本发明采用无线充电技术，不需要充电接口与电源的精确对接，提高了充电效率的同时节省了器件成本，并通过充电预约的方式满足了机器人特殊的充电需求、平衡了多个机器人需要进行充电的情况；此外，本发明还可以控制充电电源的启停，在需要充电的时候开启，不需要充电的时候关闭，从而达到低碳节能的效果，解决了没有目标充电装置时依然在发射能量导致能量浪费的技术问题。巡逻机器人在整个充电过程无需人为管理，摆脱了人工充电，实现了真正的自动化和智能化。
[0160]本领域技术人员可以理解为上述实施例包括的各个模块、单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块、单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0161]本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括R0M/RAM、磁盘、光盘等。
[0162]以上参照【专利附图】
【附图说明】了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本发明的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。
【权利要求】
1.一种智能化充电方法，其特征在于，包括: 对巡逻机器人的剩余电量进行检测； 当检测的所述剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求； 根据接收的所述预充电请求建立配对关系； 根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对； 向通过身份核对的所述巡逻机器人开启充电电源。
2.根据权利要求1所述的智能化充电方法，其特征在于，所述根据接收的预充电请求建立配对关系，进一步包括: 接收所述预充电请求后，对所述充电电源的当前状态进行检查； 当检查的所述当前状态为空闲状态时，对所述巡逻机器人的身份信息、剩余电量信息及所述充电电源的位置信息进行预存； 将所述巡逻机器人与所述充电电源进行预先配对。
3.根据权利要求2所述的智能化充电方法，其特征在于，进一步包括: 当接收到多个所述巡逻机器人的预充电请求时，根据预存的所述巡逻机器人的剩余电量信息对多个所述巡逻机器人进行优先级排序； 将优先级别最高的所述巡逻机器人与所述充电电源进行预先配对。
4.根据权利要求2所述的智能化充电方法，其特征在于，还包括: 当检查的所述当前状态为工作状态时，发送充电等待信息至所述巡逻机器人。
5.根据权利要求2所述的智能化充电方法，其特征在于，所述根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对，进一步包括: 检测所述巡逻机器人的身份信息； 确认检测到的所述身份信息与预存的所述巡逻机器人的身份信息是否相匹配。
6.根据权利要求1所述的智能化充电方法，其特征在于，所述向通过身份核对的巡逻机器人开启充电电源，进一步包括: 当通过身份核对时，接收充电信号； 根据接收的所述充电信号开启所述充电电源。
7.根据权利要求1所述的智能化充电方法，其特征在于，所述根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对的步骤之前，还包括: 根据预存的所述充电电源的位置信息，循迹至所述充电范围内。
8.一种机器人智能化充电系统，其特征在于，包括: 检测模块，用于对所述巡逻机器人的剩余电量进行检测； 请求模块，用于当检测的所述剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求； 配对模块，用于根据接收的所述预充电请求建立配对关系； 核对模块，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对； 充电模块:用于向通过身份核对的所述巡逻机器人开启充电电源。
9.一种巡逻机器人，其特征在于，包括: 检测模块，用于对所述巡逻机器人的剩余电量进行检测； 请求模块，用于当检测的所述剩余电量低于设定阈值时，发出预充电请求。
10.一种充电电源，其特征在于，包括: 配对模块，用于根据接收的所述预充电请求建立配对关系； 核对模块，用于根据所建立的配对关系，对充电范围内所述巡逻机器人的身份进行核对； 充电模块，用于向通过身份核对的所述巡逻机器人开启充电电源。
【文档编号】H02J7/00GK104242411SQ201410541683
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】黄丽芳, 丁宁 申请人:深圳市科松电子有限公司