一种桌面机器人回充装置及回充方法与流程

本发明属于机器人回座充电的技术领域，尤其涉及一种桌面机器人回充装置及一种回充方法。

背景技术：

智能微型桌面机器人的回充模式是智能微型桌面机器人持续工作的重要保证，桌面机器人回充座的识别和对位范围十分小，桌面机器人只有在回充座所处位置很小范围内才能完成识别和对位，最终完成回充工作。其中，桌面机器人切换到回充模式时，由于桌面机器人的小型化机体内配置有复杂的触点对接口，所以，桌面机器人在自动回充对接的过程中，现有技术下难以控制小型化和微型化的充电触点实现准确稳定地对接和分离。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明提出以下技术方案：

一种桌面机器人回充装置，该桌面机器人回充装置包括磁吸对接式充电座和桌面微型机器人上设有的磁极充电触点；磁吸对接式充电座包括电源输出端和u形铁体，u形铁体表面绕有绝缘漆包线圈，电源输出端与绝缘漆包线圈的两端连接；其中，在回充模式下，u形铁体借助通电的绝缘漆包线圈构成磁力线朝向桌面微型机器人的磁极充电触点的u形磁路。该技术方案中，机器人和底座的对接装置采用可转换磁极的磁极对接装置，增强回充对接的稳定性和可靠性，有利于微型化的机器人依靠磁力简便、稳定地连接和分离充电座。

进一步地，所述磁吸对接式充电座包括存在电性连接的无线通信单元和电源单元，无线通信单元用于根据桌面微型机器人发出的回充信号，改变所述电源输出端的输出电流方向，其中，电源单元包括所述电源输出端。通过无线指令控制改变所述绝缘漆包线圈的通电电流方向，以实现根据回充需求改变转换磁极，降低对接装置的成本。

进一步地，所述磁吸对接式充电座包括对接式导电柱，所述电源单元包括充电输出端；对接式导电柱分别插设于所述u形铁体的两端；对接式导电柱的一端连接所述电源单元的充电输出端，对接式导电柱的另一端作为桌面微型机器人的磁极充电触点的对接面，用于根据无线通信单元解析的回充信号，输出电流控制u形铁体的磁化，通过在u形铁体的两端插设导电柱来配合磁性吸附力，从而完成桌面微型机器人的充电，与现有技术相比，将磁性元件与对接导电端子分离开，降低对导电端子材料的要求，以实现各种规格的导电端都能插设于所述u形铁体中。

进一步地，所述绝缘漆包线圈内流通的电流方向是可控的，使得所述磁吸对接式充电座的u形铁体两端的磁极是可改变的，简化现有回充系统的结构特征，降低装置的成本。

进一步地，在所述回充模式下，所述磁极充电触点的磁极与所述u形铁体中存在对接关系的一端的磁极是相反，在所述u形铁体中，该端插设的所述对接式导电柱的所述对接面在异性磁极作用力下完成与所述磁极充电触点对接充电。

进一步地，在所述桌面微型机器人不需要回充的情况下，所述磁极充电触点的磁极与所述u形铁体中存在对接关系的一端的磁极是相同，在所述u形铁体中，该端插设的所述对接式导电柱的所述对接面在同性磁极作用力下断开与所述磁极充电触点的对接关系。

进一步地，所述对接式导电柱是金属导电材料，所述对接式导电柱的表面包裹绝缘漆包，从而与所述u形铁体隔绝开，避免所述电源单元的充电输出端的电流损耗过大。

一种回充方法，该回充方法适用于所述桌面机器人回充装置，该回充方法包括：当所述无线通信单元接收到回充信号时，控制所述电源单元调整输出至所述绝缘漆包线圈的电流方向，使得所述对接式导电柱的对接面的磁极与所述桌面微型机器人的磁极充电触点的磁极相反；当所述桌面微型机器人完成对接回充并向所述无线通信单元发送充电结束指令后，控制所述电源单元改变输出至所述绝缘漆包线圈的电流方向，使得所述对接式导电柱的对接面的磁极与所述桌面微型机器人的磁极充电触点的磁极相同。本技术方案通过控制输出的线圈电流产生吸引力和保持力，实现微型机器人与具备磁极吸附力的充电座的快速对接和分离，提高回充对接的便捷性。

进一步地，该回充方法还包括：当所述无线通信单元接收到回充拒绝信号时，控制所述电源单元调整输出至所述绝缘漆包线圈的电流方向，使得所述u形铁体的两端磁极与所述桌面微型机器人对应的磁极充电触点的磁极相同；其中，回充拒绝信号包括所述磁极充电触点的磁极信息。所述回充方法控制机器人在符合要求的前提下进行对接，而在不符合要求的情况下拒绝对接，提高回充对接的效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种桌面机器人回充装置的示意图。

附图标记：

101、对接式导电柱；102、u形铁体；103、磁极充电触点；104、绝缘漆包线圈；105、桌面微型机器人。

具体实施方式

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详细描述。

本发明实施例提供一种桌面机器人回充装置，如图1所示，该桌面机器人回充装置包括磁吸对接式充电座和桌面微型机器人105上设有的磁极充电触点103。磁吸对接式充电座包括电源输出端和u形铁体102，u形铁体102表面绕有绝缘漆包线圈104，本实施例中提供两个所述电源输出端，分别与绝缘漆包线圈104的两端连接，用于输出电流来磁化u形铁体102，具体地，在回充模式下吸附对接桌面微型机器人105的磁极充电触点103，而在非回充模式下推开桌面微型机器人105的磁极充电触点103。从而控制桌面微型机器人105在符合要求的前提下进行对接，而在不符合要求的情况下拒绝对接。其中，图1对应的回充模式，u形铁体102借助通电的绝缘漆包线圈104构成磁力线朝向桌面微型机器人105的磁极充电触点103的u形磁路。

在本发明实施例中，所述磁吸对接式充电座包括存在电性连接的无线通信单元和电源单元，无线通信单元用于根据所述桌面微型机器人发出的回充信号，改变所述电源单元的电源输出端的电流方向；无线通信单元包括调制解调电路（图中未示出），用于解调接收到的回充信号或回充拒绝信号，且调制待发射的回充响应信号；电源单元包括电源输出端和充电输出端，电源单元是常规使用的电源管理电路，用于根据无线通信单元的指令改变电源输出端的电流方向，且在确定电源输出端的电流方向后控制充电输出端输出充电电流，为对接后的所述桌面微型机器人供应电源。本发明实施例通过无线指令控制改变所述绝缘漆包线圈的通电电流方向，以实现根据回充需求改变转换磁极，降低对接装置的成本。

需要说明的是，电源单元包括的电源输出端是磁吸对接式充电座的电源输出端，电源单元包括的充电输出端是磁吸对接式充电座的充电输出端。

如图1所示，所述磁吸对接式充电座包括u形铁体102和两个对接式导电柱101，u形铁体102表面绕有绝缘漆包线圈104，所述电源单元的两个电源输出端分别与绝缘漆包线圈104的两端连接以形成回路，为电流的磁效应创造条件。两个对接式导电柱101分别插设于u形铁体102的两端，其中，对接式导电柱101的一端连接所述电源单元的充电输出端，对接式导电柱101的另一端作为桌面微型机器人的磁极充电触点103的对接面，用于根据所述无线通信单元解析的回充信号输出电流，由于绝缘漆包线圈104存在电流，所以根据电流的磁效应可控制u形铁体102磁化，然后对接式导电柱101通过磁力吸附对接磁极充电触点103来传导电信号。具体地，在回充模式下u形铁体102磁化后的两端的磁极与桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相反，从而控制所述磁吸对接式充电座吸附对接桌面微型机器人105，对接式导电柱101的对接面接触磁极充电触点103，再为桌面微型机器人105传导充电电流信号；在非回充模式下u形铁体102磁化后的两端的磁极与桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相同，从而控制所述磁吸对接式充电座推开桌面微型机器人105，对接式导电柱101的对接面不再接触磁极充电触点103，不能为桌面微型机器人105传导充电电流信号。与现有技术相比，本发明实施例将磁性元件与对接导电端子分离开，因为绝缘漆包线圈104未通电的状态下，所述u形铁体102没有产生磁性，不需考虑磁性因素的干扰，降低对导电端子材料的要求，以实现各种规格的导电端都能插设于所述u形铁体中。

需要说明的是，u形磁路可以提高两个对接式导电柱101的磁极吸附力，使连接更加稳定，而且u型磁路还可以减少进入桌面微型机器人105的磁通量，降低了对桌面微型机器人105的干扰。特别地，在本实施例的两个对接式导电柱101本身不具备磁吸附力，而是借助绕有绝缘漆包线圈104的u形铁体102所感应的磁力完成与磁极充电触点103的相互对接，则两个对接式导电柱101上的u形磁路形成o形的闭合磁路，消除了对桌面微型机器人105的干扰，并能够增强两个对接式导电柱101与相应的磁极充电触点103之间的相互吸引力。其中，u型磁路与条形磁铁的磁路相比，在相等的材料的条件下，u型磁路能提供更大的磁吸力，从而增加了连接的可靠性和稳定性，u型磁路与条形磁铁的磁路相比，在相等的磁吸力的条件下，u型磁路需要更少的材料，有利于连接器的微型化和降低成本。

本发明实施例所涉及的电流的磁效应来源于奥斯特实验，具体是通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。现有技术中的通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。

在本发明实施例中，所述桌面微型机器人105和所述磁吸对接式充电座的对接装置采用可转换磁极的磁极对接装置，增强回充对接的稳定性和可靠性，有利于微型化的机器人依靠磁力简便、稳定地连接和分离充电座；同时，所述桌面机器人回充装置因为电磁干扰少，所以使其便于定位；且本发明实施例的改进点在于通过电流的磁效应来改变u形铁体102两端的磁极，其主要依靠绝缘漆包线圈104的电流变化来改变u形铁体102两端的磁极以达到吸引或排斥所述桌面微型机器人105的目的，简化结构，提高回充效率。

优选地，所述绝缘漆包线圈内流通的电流方向是可控的，在所述电源单元的电源输出端的电流调节作用下，所述u形铁体102被磁化，使其两端产生磁极并伴随电源输出端的电流变化而变化，完成吸引或排斥所述桌面微型机器人105的工作，简化现有回充系统的结构特征，降低装置的成本。

优选地，所述对接式导电柱101是金属导电材料，所述对接式导电柱101的表面包裹绝缘漆包，从而与所述u形铁体102隔绝开。如果所述对接式导电柱101与所述u形铁体102没有绝缘开，那么所述电源单元的充电输出端的电流流经所述对接式导电柱101的过程中，由于导体的横截面积变大，所以导体的内阻增大，使得充电输出端的电流损耗增大。故需要在所述对接式导电柱101的表面包裹绝缘漆包。

基于前述桌面机器人回充装置，本发明实施例提供一种回充方法，该回充方法包括：当所述无线通信单元接收到来自所述桌面微型机器人105发出的回充信号时，所述无线通信单元解析回充信号，控制所述电源单元调整输出至所述绝缘漆包线圈104的电流方向，使得所述对接式导电柱101的对接面的磁极与所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相反，则所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103对接所述对接式导电柱101的对接面以传导电信号。当所述桌面微型机器人105完成对接回充并向所述无线通信单元发送充电结束指令后，控制所述电源单元改变输出至所述绝缘漆包线圈104的电流方向，使得所述对接式导电柱101的对接面的磁极与所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相同，则所述对接式导电柱101的对接面离开所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103。

在接收到所述回充信号之前，所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103与所述对接式导电柱101的对接面未接触，所述无线通信单元接收到所述回充信号之后，控制所述电源单元调整输出电流至所述绝缘漆包线圈104，根据电流的磁效应磁化u形铁体102，具体地，在回充模式下u形铁体102磁化后的两端的磁极与桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相反，从而控制所述磁吸对接式充电座吸附对接桌面微型机器人105，对接式导电柱101的对接面接触磁极充电触点103，为桌面微型机器人105传导充电电流信号。

当所述桌面微型机器人105完成对接回充并向所述无线通信单元发送充电结束指令后，控制所述电源单元改变输出至所述绝缘漆包线圈104的电流方向，使得所述对接式导电柱101的对接面的磁极与所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相同，则在排斥力作用下，所述对接式导电柱101的对接面与所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103分离。

在所述无线通信单元接收到所述充电结束指令之前，控制所述电源单元改变输出至所述绝缘漆包线圈104的电流方向，根据电流的磁效应中通电螺线管两端的极性跟电流方向的关系可知，u形铁体102磁化后的两端的磁极与桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相同，从而控制所述磁吸对接式充电座推开桌面微型机器人105，对接式导电柱101的对接面在排斥力作用下离开磁极充电触点103，不再为桌面微型机器人105传导充电电流信号。

因此，所述回充方法通过控制输出的线圈电流产生吸引力和保持力，实现微型机器人与具备磁极吸附力的充电座的快速对接和分离，提高回充对接的便捷性。所述回充方法依靠磁力完成对接充电，适用于小型化的移动机器人产品中，使得小型化的移动机器人易于定位充电座的磁极充电触点103，也降低充电座产品的复杂度，降低整体对接装置的成本。

优选地，所述回充方法还包括：当所述无线通信单元接收到回充拒绝信号时，控制所述电源单元调整输出至所述绝缘漆包线圈的电流方向，在所述无线通信单元接收到所述回充拒绝信号之前，所述桌面微型机器人105的磁极充电触点103与所述对接式导电柱101的对接面可能是未接触或者是接触的，在接收到回充拒绝信号之后，根据回充拒绝信号中所包括的所述磁极充电触点103的磁极信息，控制所述电源单元调整输出至所述绝缘漆包线圈104的电流方向，使得u形铁体102磁化后的两端的磁极与桌面微型机器人105的磁极充电触点103的磁极相同，从而控制所述磁吸对接式充电座与所述桌面微型机器人105之间存在排斥力的作用，保证对接式导电柱101的对接面不接触磁极充电触点103。所述回充方法控制所述桌面微型机器人105在符合要求的前提下进行对接，而在不符合要求的情况下拒绝对接。从而提高回充对接的效率。

具体地，在所述回充模式下，所述磁极充电触点103的磁极与所述u形铁体102中存在对接关系的一端的磁极是相反，在所述u形铁体102中，该端插设的所述对接式导电柱101的对接面在异性磁极作用力下完成与所述磁极充电触点103对接充电；当所述桌面微型机器人不需要回充的情况下，所述磁极充电触点103的磁极与所述u形铁体102中存在对接关系的一端的磁极是相同，在所述u形铁体102中，该端插设的所述对接式导电柱101的对接面在同性磁极作用力下与所述磁极充电触点103的保持排斥关系。这种回充方法快速、简便、稳定、易于分离，使用来控制桌面微型机器人105上设有的复杂的触点交互接口，可以确保准确的触点对接。

本发明的各个部件实施方式可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本系统中，pc通过实现因特网对设备或者装置远程控制，精准的控制设备或者装置每个操作的步骤。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，并且程序产生的文件或文档具有可统计性，产生数据报告等。应该注意的是上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施方式。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。