自移动设备、充电对接系统和充电对接方法与流程

本发明涉及自移动设备领域，特别是涉及一种自移动设备、充电对接系统及充电对接方法。

背景技术：

随着充电技术的发展，自动充电技术也得到了越来越广泛的应用。以智能割草机一类的自动行走设备为例，自动行走设备通常在一定的工作区域内工作，例如除草或清洁，当自动行走设备出现低电量的情况时，会移动至充电站的位置，并与充电站对接以完成充电。

现有技术中，通常在自动行走设备的工作区域内设置边界线，并将边界线连接于充电站上，以使自动行走设备可以与充电站的充电极片准确对接并完成充电，但边界线引导自动行走设备进行充电对接的方法，需要使边界线一直处于通电状态，并产生较大的功耗，不符合节能环保的理念。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种既可以节约能源，又能够准确对接充电的自移动设备、充电对接系统和充电对接方法。

一种自移动设备，所述自移动设备包括：

壳体；

地磁检测模块，包括至少一个地磁检测传感器，用于检测磁场信号；

控制模块，用于根据磁场信号进行运算处理，并发出控制信号；

移动模块，用于根据控制信号带动自移动设备进行移动，以使自移动设备向磁场信号产生装置靠近。

上述自移动设备，可以通过安装在壳体内的地磁检测模块检测出周围环境中的磁场信号，并通过磁场信号的引导作用带动自移动设备准确的移动至磁场信号产生装置的位置上，且地磁检测模块检测灵敏度高，通过这种方式，可以实现自移动设备的自动回归或自动对接充电等功能。

在其中一个实施例中，地磁检测模块包括第一地磁检测传感器和第二地磁检测传感器，第一地磁检测传感器和第二地磁检测传感器分别安装于壳体对称的两侧，并分别用于检测第一磁场信号和第二磁场信号；控制模块根据第一磁场信号和第二磁场信号的磁场信号强度发出控制自移动设备移动或停止的信号。

在其中一个实施例中，移动模块包括驱动电机，驱动电机用于根据控制自移动设备移动或停止的信号带动自移动设备进行左转、右转、直行或停止。

一种充电对接系统，包括充电站和上述任一个实施例所述的自移动设备，其中，充电站上设置有引导磁条，引导磁条用于产生磁场信号；自移动设备通过地磁检测模块检测所述引导磁条的磁场信号，并通过控制模块和移动模块带动自移动设备与充电站对接充电。

上述充电对接系统，通过在充电站上设置引导磁条，自移动设备利用地磁检测模块检测引导磁条，地磁检测模块的检测灵敏度高，可以根据引导磁条引起的磁场信号准确的找到充电站的位置并与其对接充电，提升了自移动设备的充电对接精度和充电效率，同时，引导磁条无需连接电源即可自动产生磁场信号且受环境因素的影响较小，可以有效的抑制能源的浪费并降低维护成本。

在其中一个实施例中，充电站还包括底座，引导磁条设置于底座的中轴线上。

在其中一个实施例中，自移动设备还包括充电接头，充电站还包括充电极片；充电极片设置于底座的一侧，充电接头用于与充电极片对接并进行充电。

在其中一个实施例中，充电极片的延伸方向垂直于引导磁条。

在其中一个实施例中，充电极片的延伸方向平行于引导磁条。

一种充电对接方法，基于上述充电对接系统，所述方法包括：

实时检测磁场信号；

根据磁场信号进行运算处理，并发出控制信号；

根据控制信号，控制自移动设备进行移动。

在其中一个实施例中，磁场信号包括第一磁场信号和第二磁场信号，根据磁场信号进行运算处理，并发出控制信号，包括：根据第一磁场信号和第二磁场信号的磁场信号强度发出控制自移动设备移动或停止的信号。

上述充电对接方法，通过实时检测磁场信号，并根据磁场信号发出控制信号，可以准确的控制自移动设备进行左转、右转、直行或停止，实现了自移动设备自动回归和自动充电的精确引导，提升了自移动设备的充电对接精度和充电效率。

附图说明

图1为一个实施例中自移动设备的结构示意图；

图2为一个实施例中充电对接系统的结构示意图；

图3为另一个实施例中充电对接系统的结构示意图；

图4为一个实施例中充电对接系统的充电对接部件的结构示意图；

图5为一个实施例中充电对接方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种自移动设备，该自移动设备110包括壳体111，地磁检测模块112，控制模块113以及移动模块114。其中，自移动设备110的地磁检测模块112可以在一定范围内检测到附近环境中的磁场信号，并将检测到的磁场信号传导至控制模块113上，控制模块113则可以根据磁场信号的方位和强度判断出磁场信号产生装置的距离和方向，继而发出控制信号控制自移动设备向磁场信号的产生装置靠近，并最终停止在磁场信号产生装置的位置上。在本实施例中，自移动设备110可以是智能割草机、智能除雪机或扫地机器人等可以自动行走的设备。

上述自移动设备，可以通过安装在壳体内的地磁检测模块检测出周围环境中的磁场信号，并通过磁场信号的引导作用带动自移动设备准确的移动至磁场信号产生装置的位置上，通过这种方式，可以实现自移动设备的自动回归或自动对接充电等功能。

在一个实施例中，如图1所示，自移动设备110的地磁检测模块112包括第一地磁检测传感器1121和第二地磁检测传感器1122。其中，第一地磁检测传感器1121和第二地磁检测传感器1122可以设置于自移动设备110行走方向上的前侧，且两个地磁传感器的位置左右对称，上下等高。通过这样的设计，可以使第一地磁检测传感器1121和第二地磁检测传感器1122准确的检测出自移动设备相对于磁场信号产生装置的偏差角度。

具体的，假设第一地磁检测传感器1121设置于自移动设备110行走方向上的前侧靠右位置，第二地磁检测传感器1122设置于自移动设备110行走方向上的前侧靠左位置，则当第一磁场信号的强度大于第二磁场信号的强度时，控制模块113可以控制自移动设备110向右调整位置；当第一磁场信号的强度小于第二磁场信号的强度时，控制模块113可以控制自移动设备110向左调整位置；当第一磁场信号的强度与第二磁场信号的强度相等时，控制模块113可以控制自移动设备110直行。在本实施例中，自移动设备110在靠近磁场信号产生装置的过程中是实时检测磁场信号并实时调整行走方向的，另外，自移动设备110会行走的较为缓慢且转动幅度较小，以随时做出纠正动作。

在一个实施例中，如图1所示，自移动设备110的移动模块114还包括驱动电机，其中，驱动电机可以根据控制模块113发出的控制信号带动自移动设备110执行左转、右转、直行或停止等动作。具体的，驱动电机可以设置在自动行走设备110行走方向上的后侧，并与移动模块的履带、轮子等移动装置相连接。例如，参照图1，驱动电机可以包含带动右侧移动装置的第一驱动电机1141以及带动左侧移动装置的第二驱动电机1142，当控制模块113发出左转信号、右转信号、直行信号或停止信号时，第一驱动电机1141和第二驱动电机1142可以分别带动对应的移动装置来实现自移动设备110的左转、右转、直行或停止，并最终实现自移动设备110可以移动至目标位置上。

在一个实施例中，如图2和图3所示，提供了一种充电对接系统100，该充电对接系统100包括自移动设备110和充电站120。其中，充电站120上设置有引导磁条121，引导磁条121可以引起磁场变化。具体的，当引导磁条121设置在充电站120上之后，可以在充电站120的周围环境中产生磁场信号，距离充电站120越近，磁场信号越强烈。进一步的，自移动设备110的地磁检测模块112可以在一定范围内检测到引导磁条121的磁场信号，并将检测到的磁场信号传导至控制模块113上，控制模块113则可以根据磁场信号的方位和强度判断出自移动设备110距离充电站120的距离和方向，继而发出控制信号控制自移动设备向充电站120靠近，并最终与充电站对接充电。

在本实施例中，充电站120可以是与自移动设备110对应的室内充电站或室外充电站；引导磁条121可以是一种条形的永磁体，且无需外接能源即可引起磁场变化，产生磁场信号。自移动设备可以借助边界线、红外线、超声波、视觉图像、陀螺仪、radioline(射频谱线)、gps(globalpositioningsystem全球定位系统)或dgps(differentialglobalpositioningsystem差分全球定位系统)等技术回归到充电站附近并实现自动对接充电，充电站附近具体可以指以充电站为圆心小于1.5米范围内的环境。

上述充电对接系统，通过在充电站上设置引导磁条，使自移动设备利用地磁传感器检测引导磁条，可以根据引导磁条的磁场信号准确的找到充电站的位置并与其对接充电，提升了自移动设备的充电对接精度和充电效率，同时，引导磁条无需连接电源即可自动引起磁场信号且受环境因素的影响较小，可以有效的抑制能源的浪费并降低维护成本。

在一个实施例中，自移动设备110的地磁检测模块112包括第一地磁检测传感器和第二地磁检测传感器。其中，第一地磁检测传感器和第二地磁检测传感器可以设置于自移动设备110行走方向上的前侧，且两个地磁传感器的位置左右对称，上下等高。通过这样的设计，可以使第一地磁检测传感器和第二地磁检测传感器准确的检测出自移动设备相对于充电站的偏差角度。在本实施例中，自移动设备110在靠近充电站120的过程中是实时检测磁场信号并实时调整行走方向的，另外，自移动设备110会行走的较为缓慢且转动幅度较小，以随时做出纠正动作。当自移动设备110移动至充电站120的引导磁条121上时，第一磁场信号的强度与第二磁场信号的强度相等，引导磁条121处于自移动设备的中轴线位置。本实施例通过在自移动设备上设置两个对称的地磁检测传感器，可以准确的判定出自移动设备相对于充电站的距离和方位，从而实现自移动设备的精确回归以及自动充电。

在一个实施例中，如图2和图3所示，充电站120还包括用于自移动设备110停靠的底座122，引导磁条121则设置在底座122的中轴线上。在本实施例中，引导磁条121在水平方向上的延伸方向与自移动设备110的行走方向平行。具体的，当自移动设备110在引导磁条121的引导作用下不断靠近充电站120时，自移动设备110的中轴线位置会与引导磁条121不断靠近并最终重合，并实现与充电站120的准确对接。

在一个实施例中，如图2和图3所示，自移动设备110还包括充电接头115，充电站120还包括充电极片123，其中，充电极片123设置于底座122的一侧，当自移动设备110行走于底座122上时，其充电接头115可以对接到充电极片123上并进行充电。具体的，当自移动设备110移动至充电站120的底座122上之后，仍会缓慢行走，直至自移动设备110的充电接头115触碰到充电极片123并与其对接，此时自移动设备110的控制器113可以识别到自移动设备的充电状态并控制自移动设备110停止移动。在本实施例中，如图4所示，充电极片113可以通过弹性部件安装在底座122一侧的充电支架124上，并可以进行伸缩活动或转动，当自移动设备110的充电接头115与充电站120的充电极片123相抵接时，电性导通，自移动设备110停止移动并开始充电。

在一个实施例中，如图2所示，充电站120上的充电极片123在水平方向的延伸方向可以垂直于引导磁条121，则自移动设备110的充电接头115可以设置在与充电极片123相对应的一侧机身上。具体的，当自移动设备110移动至底座122上之后，可以缓慢移动直至充电接头115与侧面的充电极片123对接，则电性导通，此时自移动设备110停止移动并开始充电。

在一个实施例中，如图3所示，充电站120上的充电极片123在水平方向的延伸方向可以平行于引导磁条121，相对的，自移动设备110的充电接头125可以设置在前侧机身上。具体的，当自移动设备110移动至底座122上之后，可以缓慢移动直至充电接头115与前方的充电极片123对接，则电性导通，此时自移动设备110停止移动并开始充电。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种充电对接方法，以该方法应用在如图1所示的自移动设备的控制模块上为例进行说明，包括以下步骤：

步骤102，实时检测磁场信号。

具体的，在充电对接方法的应用环境中，包括充电站和自移动设备两个实体，其中，充电站上需要设置引导磁条以引起磁场变化，产生磁场信号，自移动设备需要设置地磁传感器，以在其回归的过程中不断通过地磁传感器检测周围环境中的磁场信号，并将检测结果传导至控制模块上。在本实施例中，距离充电站较近的环境中磁场信号较强烈，距离充电站较远的环境中磁场信号则较弱。因此，自移动设备可以借助边界线、红外线、超声波、视觉图像、陀螺仪、radioline(射频谱线)、gps(globalpositioningsystem全球定位系统)或dgps(differentialglobalpositioningsystem差分全球定位系统)等技术回归到充电站附近再进行磁场信号的实时检测，充电站附近具体指的是以充电站为圆心小于1.5米范围内的环境。

步骤104，根据磁场信号进行运算处理，并发出控制信号。

具体的，控制模块可以根据地磁传感器实时检测的磁场信号进行方位和距离的判断。例如，控制模块可以根据磁场信号的强度判断出自移动设备与充电站之间的大致距离，也可以根据不同地磁传感器检测到磁场信号的差值判断出自移动设备相对于充电站的方位。进一步的，控制模块可以根据自移动设备相对于充电站的方位和距离发出控制信号，控制自移动设备向充电站靠近。

步骤106，根据控制信号，控制自移动设备进行移动。

具体的，控制模块可以根据自移动设备相对于充电站的方位和距离发出控制信号，控制信号可以是左转信号、右转信号、直行信号或停止信号等控制自移动设备移动或停止的信号。进一步的，控制模块发出的控制信号可以直接作用于自移动设备的移动模块，移动模块就可以根据不同的控制信号执行不同的动作，比如左转、右转、直行或停止等。

在一个实施例中，地磁传感器可以有两个，并分别设置于自移动设备的左右两侧，且两个传感器的位置左右对称，上下等高。具体的，设置在左右两侧的地磁传感器可以同时进行磁场信号的检测，并可以将检测到的第一地磁场信号和第二磁场信号实时传导给控制模块。进一步的，控制模块可以根据第一磁场信号和第二磁场信号的信号强度进行比对，并发出左转信号、右转信号、直行信号或停止信号等控制信号。

在一个实施例中，控制模块发出的控制信号可以被移动模块的驱动装置接收到，则该驱动装置就可以根据控制模块发出的左转信号、右转信号、直行信号或停止信号等控制信号带动自移动设备执行左转、右转、直行或停止等动作。在本实施例中，驱动装置可以是与履带、轮子等移动装置相连接的驱动电机，通过将控制信号作用在驱动装置上，可以使自移动设备自动的向充电站靠近并实现充电对接。

上述充电对接方法，通过地磁传感器实时检测引导磁条的磁场信号，并根据磁场信号发出控制信号，可以准确的控制自移动设备进行左转、右转、直行或停止，实现了自移动设备自动回归和自动充电的精确引导，提升了自移动设备的充电对接精度和充电效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。