充电站与充电系统的制作方法

文档序号:10859643
充电站与充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种充电站和一种充电系统,其中,充电站包括本体、直行发射模块、偏行发射模块、超声波接收器及控制器。偏行发射模块包含左侧红外线发射器与右侧红外线发射器。控制器驱动左侧红外线发射器与右侧红外线发射器,使左侧红外线发射器与右侧红外线发射器分别轮流发射红外线至第一信号区与第二信号区。当该超声波接收器接收到自走装置发射的超声波信号时,控制器驱动直行发射模块发射红外线至第三信号区,自走装置进入第三信号区,当自走装置至充电端口的距离小于预设距离时,自走装置转向,以使自走装置的充电输入单元面向充电端口。
【专利说明】
充电站与充电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种充电站与充电系统,且特别涉及一种用于自走装置的充电站与充电系统。
【背景技术】
[0002]近年来,随着科技不断的发展与进步,许多公司均投入大量资源进行机器人的研发与产品开发,使得众多不同用途的机器人产品陆续问世,智能机器人系统已广泛应用于工厂自动化、医院自动化、博物馆导览、外科手术辅助系统、太空探险、军事应用、家庭服务、办公室服务、娱乐用途、甚至替代人类执行具有危险性的任务。
[0003]在家庭中,用于打扫家庭卫生的自走装置,又称清洁性机器人,其本身就是一种清扫装置,不需用户操作便可自动移动,于行走的过程中吸取地面上的灰尘。
[0004]由于自走装置需依靠电池电力才能工作,在移动一段时间后需进行充电,为了使自走装置达到全自动化,目前市面上的自走装置大多具有自动返回充电站充电的功能。现有技术是在充电站前方设有一发射器,进而发射红外线信号,当自走装置进入充电站发射的红外线信号区域时,自走装置即接收到充电站发射的红外线信号。但是,若自走装置进入充电站的位置有偏移的话,不仅会造成自走装置进入充电站角度不正确,也使得自走装置的充电连接组件无法对准设于充电站上的插头,进而使自走装置无法确实经由充电站来充电。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种充电站,通过不同信号区精确导引自走装置返回站充电。
[0006]本实用新型提供了一种充电系统,其充电站通过不同的信号区精确导引自走装置返回站充电。
[0007]本实用新型的一实施例提出一种充电站,充电站用于一自走装置,充电站包括一本体、一直行发射模块、一偏行发射模块、一超声波接收器以及一控制器。本体包含一充电端口。直行发射模块设于本体,直行发射模块的位置对应于充电端口的位置。偏行发射模块设于本体,偏行发射模块包含一左侧红外线发射器与一右侧红外线发射器,左侧红外线发射器与右侧红外线发射器分别位于直行发射模块的两侧。超声波接收器设于本体,超声波接收器用以接收自走装置发射的一超声波信号。控制器设于本体,控制器耦接于直行发射模块、偏行发射模块与超声波接收器,控制器驱动左侧红外线发射器与右侧红外线发射器,使左侧红外线发射器与右侧红外线发射器分别轮流发射红外线至一第一信号区与一第二信号区,当自走装置进入第一信号区时,自走装置向第二信号区偏行,当自走装置进入第二信号区时,自走装置向第一信号区偏行,当超声波接收器接收到自走装发射置的超声波信号时,控制器驱动直行发射模块发射红外线至一第三信号区,自走装置进入第三信号区,控制器利用超声波信号计算自走装置至充电端口的一距离,当距离小于一预设距离时,自走装置转向,以使自走装置的一充电输入单元面向充电端口。
[0008]本实用新型的另一实施例提出一种充电系统,充电系统包括一自走装置以及一充电站。自走装置包含一超声波发射器与一充电输入单元,其中该超声波发射器用以发射一超声波信号,该充电输入单元位于该自走装置的后侧。充电站包括一本体、一超声波接收器、一直行发射模块、一偏行发射模块以及一控制器。本体包含一充电端口。直行发射模块设于本体,直行发射模块的位置对应于充电端口的位置。偏行发射模块设于本体,偏行发射模块包含一左侧红外线发射器与一右侧红外线发射器,左侧红外线发射器与右侧红外线发射器分别位于直行发射模块的两侧。超声波接收器设于本体,超声波接收器用以接收超声波发射器发射的超声波信号。控制器设于本体,控制器耦接于直行发射模块、偏行发射模块与超声波接收器,控制器驱动左侧红外线发射器与右侧红外线发射器,使左侧红外线发射器与右侧红外线发射器分别轮流发射红外线至一第一信号区与一第二信号区,当自走装置进入第一信号区时,自走装置向第二信号区偏行,当该超声波接收器接收到该自走装置发射的该超声波信号时,该控制器驱动该直行发射模块发射红外线至一第三信号区,该自走装置进入该第三信号区,该控制器利用该超声波信号计算该自走装置至该充电端口的一距离,当该距离小于一预设距离时,该自走装置转向,以使该自走装置的一充电输入单元面向该充电端口。
[0009]基于上述,在本实用新型提供的充电站及充电系统,先通过左右两侧的第一信号区与第二信号区,使得自走装置能朝左右方向移动,当充电站中的超声波接收器接收到自走装置发射的超声波信号时,充电站中的直行发射模块发射红外线至第三信号区,自走装置进入第三信号区,当自走装置至充电端口的距离小于一预设距离时,自走装置转向,以使自走装置的充电输入单元面向充电端口,接着使自走装置朝第三信号区行走至充电端口,以进行充电。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型提供的充电站的示意图;
[0011]图2为本实用新型提供的充电系统的示意图;
[0012]图3为本实用新型提供的充电系统的一状态的示意图;
[0013]图4为本实用新型提供的充电系统的进一步状态的示意图;
[0014]图5为本实用新型提供的充电系统的再一状态的示意图;
[0015]图6为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的另一状态示意图;
[0016]图7为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的不同状态示意图;
[0017]图8为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的在第三信号区的示意图;
[0018]图9为本实用新型提供的充电系统中的自走装置朝充电端口行走的示意图;
[0019]图10为本实用新型提供的充电系统中的自走装置转向的示意图;
[0020]图11为本实用新型提供的充电系统中的自走装置与充电端口充电的示意图。
[0021]附图标记说明:50-充电系统;100-充电站;110-本体;112-充电端口;120-直行发射模块;130-偏行发射模块;132-左侧红外线发射器;134-右侧红外线发射器;140-控制器;150-超声波接收器;200-自走装置;210-接收器;220-超声波发射器;230-转向组件;240-充电输入单元;Al-第一信号区;A2-第二信号区;A3-第三信号区。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此限制本实用新型的保护范围。
[0023]图1为本实用新型提供的充电站的示意图。图2为本实用新型提供的充电系统的示意图。如图1至图2所示。本实施例中的充电系统50包括一自走装置200以及一充电站100。
[0024]自走装置200例如是行走于地面的清洁机器人,自走装置200包含一接收器210、一超声波发射器220、一转向组件230以及一充电输入单元240,其中接收器210、超声波发射器220、转向组件230位于自走装置200本体,充电输入单元240设于自走装置200本体的后侧。接收器210耦接于超声波发射器220,转向组件230例如为行走轮。超声波发射器220用以发射一超声波信号,当然,自走装置200还可以包含其他红外线发射器。
[0025]充电站100包括一本体110、一直行发射模块120、一偏行发射模块130、一控制器140以及一超声波接收器150。
[0026]本体110包含一充电端口 112。本体110可以通过一市电插头(未绘示)与市电连接,以提供电力,自走装置200中的充电输入单元240与充电端口 112连接以进行充电。
[0027]直行发射模块120设于本体110,直行发射模块120的位置对应于充电端口112的位置。直行发射模块120例如为一红外线信号发射模块,但是,在其他实施例中,可根据实际情况将该直行发射模块设计成各种发射信号发射模块。
[0028]偏行发射模块130设于本体110,偏行发射模块130例如为一红外线信号发射模块,但是,在其他实施例中,可根据实际情况将该直行发射模块设计成各种发射信号发射模块。
[0029]在本实施例中,偏行发射模块130包含一左侧红外线发射器132与一右侧红外线发射器132,左侧红外线发射器132与右侧红外线发射器134分别位于直行发射模块120的两侧。
[0030]超声波接收器150设于本体110,超声波接收器150用以接收超声波发射器220发射的超声波信号。
[0031]控制器140设于本体110,控制器140耦接于直行发射模块120、偏行发射模块130以及超声波接收器150。
[0032]在本实施例中,控制器140驱动左侧红外线发射器132与右侧红外线发射器134分别发射红外线至一第一信号区Al与一第二信号区A2,直行发射模块发射红外线至一第三信号区A3。自走装置200中的接收器210用以接收来自第一信号区Al、第二信号区A2与第三信号区A3的红外线。
[0033]所述第一信号区Al为左侧红外线发射器132发射的信号覆盖的区域,呈倒V字形状,所述第二信号区A2为右侧红外线发射器134发射的信号覆盖的区域,也呈倒V字形状。第一信号区Al与第二信号区A2的范围大小可根据实际使用需要进行调整。
[0034]所述第三信号区A3为两条平行直线之间的信号区域,如图1及图2所示,第三信号区A3与部分第一信号区Al及部分第二信号区A2重迭,且充电端口 112的位置位于第三信号区A3内。在一未绘式实施例中,第三信号区A3并未与第一信号区Al及第二信号区A2重迭。
[0035]图3为本实用新型提供的充电系统的一状态的示意图。图4为本实用新型提供的充电系统的进一步状态的示意图。图5为本实用新型提供的充电系统的再一状态的示意图。图6为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的另一状态示意图。图7为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的不同状态示意图。图8为本实用新型提供的充电系统中的自走装置的在第三信号区的示意图。图9为本实用新型提供的充电系统中的自走装置朝充电端口行走的示意图。图10为本实用新型提供的充电系统中的自走装置转向的示意图。图11为本实用新型提供的充电系统中的自走装置与充电端口充电的示意图。
[0036]如图1至图11所示。当自走装置200在第一信号区Al外部或第二信号区A2外部时,自走装置200并没有接收到充电站100发送的信号,自走装置200能够朝远离充电站100或者靠近充电站100的方向继续行走。
[0037]如图3所示,自走装置200位于第一信号区Al附近且自走装置200欲朝第一信号区Al的方向行走。
[0038]如图4所示,当自走装置200进入第一信号区Al的范围时,自走装置200向第二信号区A2偏行(yaw),举例而言,自走装置200朝图4中第二信号区A2的方向行走。
[0039]详细而言,如图4至图6的行走状态所示。当自走装置200进入第一信号区Al时,自走装置200通过转向组件230经转向而朝向第二信号区A2,如图5所示,此时自走装置200先是偏左移动,发现不是向第二信号区A2偏行时,此时自走装置200如图6所示偏右移动,从而偏向至朝第二信号区A2的方向。如此,本实施例中的自走装置200在第一信号区Al时,会先通过左右移动的方式确认自走装置200行走的位置与方向是否正确。
[0040]当上述自走装置200在第一信号区Al内朝向第二信号区A2偏行时,若自走装置200直接行走至第二信号区A2所在的范围,自走装置200则向第一信号区Al偏行,比照上述行走模式,自走装置200通过转向组件230经转向而朝第一信号区Al移动。
[0041]如此一来,自走装置200来回不断地偏向移动后,如图7至图8的行走过程所示,当超声波接收器150接收到自走装置200发射的超声波信号时,控制器140驱动直行发射模块120发射红外线至一第三信号区A3,自走装置200进入第三信号区A3,自走装置200朝充电端口 112的方向行走。
[0042]如图8至图9的行走过程所示,控制器140利用超声波信号计算自走装置200至充电端口 112的一距离。
[0043]当距离小于一预设距离时,如图10所示,自走装置200转向以使自走装置200中的充电输入单元240面向充电端口 112。进一步地,自走装置200在第三信号区A3行走过程中,控制器140不断地计算自走装置200的前端至充电端口 112的距离,当距离小于一预设距离时,则降低自走装置200的行走速度,以避免自走装置200因行走速度过快而直接撞到充电端口 112。如图11所示,自走装置200中的充电输入单元240电性连接至充电端口 112,以进行充电。
[0044]综上所述,在本实用新型提供的充电站及充电系统中,先通过左右两侧的第一信号区与第二信号区,使得自走装置能朝左右方向移动,当充电站中的超声波接收器接收到自走装置发射的超声波信号时,充电站中的直行发射模块发射红外线至第三信号区,自走装置进入第三信号区,当自走装置至充电端口的距离小于一预设距离时,自走装置转向以使自走装置的充电输入单元面向充电端口,接着使自走装置朝第三信号区行走至充电端口,以进行充电。
[0045]以上所述仅记载本实用新型为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方式或实施例而已,并非用来限定本实用新型专利实施的范围。即凡与本实用新型权利要求文义相符,或依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆为本实用新型保护范围所涵盖。
【主权项】
1.一种充电站,用于一自走装置,其特征在于,该充电站包括: 一本体,包含一充电端口 ; 一直行发射模块,设于该本体,该直行发射模块的位置对应于该充电端口的位置; 一偏行发射模块,设于该本体,该偏行发射模块包含一左侧红外线发射器与一右侧红外线发射器,该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器分别位于该直行发射模块的两侧; 一超声波接收器,设于该本体,该超声波接收器用以接收该自走装置发射的一超声波信号;以及 一控制器,设于该本体,该控制器耦接于该直行发射模块、该偏行发射模块与该超声波接收器,该控制器驱动该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器,使该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器分别轮流发射红外线至一第一信号区与一第二信号区,当该自走装置进入该第一信号区时,该自走装置向该第二信号区偏行,当该自走装置进入该第二信号区时,该自走装置向该第一信号区偏行,当该超声波接收器接收到该自走装置发射的该超声波信号时,该控制器驱动该直行发射模块发射红外线至一第三信号区,该自走装置进入该第三信号区,该控制器利用该超声波信号计算该自走装置至该充电端口的一距离,当该距离小于一预设距离时,该自走装置转向,以使该自走装置的一充电输入单元面向该充电端口。2.—种充电系统,其特征在于,包括: 一自走装置,包含一超声波发射器与一充电输入单元,其中该超声波发射器用以发射一超声波信号,该充电输入单元位于该自走装置的后侧;以及 一充电站,包括一本体、一超声波接收器、一直行发射模块、一偏行发射模块以及一控制器; 该本体包含一充电端口; 该直行发射模块设于该本体,该直行发射模块的位置对应于该充电端口的位置; 该偏行发射模块设于该本体,该偏行发射模块包含一左侧红外线发射器与一右侧红外线发射器,该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器分别位于该直行发射模块的两侧; 该超声波接收器设于该本体,该超声波接收器用以接收该超声波发射器发射的该超声波信号;及 该控制器设于该本体,该控制器耦接于该直行发射模块、该偏行发射模块与该超声波接收器,该控制器驱动该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器,使该左侧红外线发射器与该右侧红外线发射器分别轮流发射红外线至一第一信号区与一第二信号区,当该自走装置进入该第一信号区时,该自走装置向该第二信号区偏行,当该自走装置进入该第二信号区时,该自走装置向该第一信号区偏行,当该超声波接收器接收到该自走装置发射的该超声波信号时,该控制器驱动该直行发射模块发射红外线至一第三信号区,该自走装置进入该第三信号区,该控制器利用该超声波信号计算该自走装置至该充电端口的一距离,当该距离小于一预设距离时,该自走装置转向,以使该自走装置的一充电输入单元面向该充电端口。
【文档编号】G08C23/02GK205544438SQ201620197771
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】陈顺义
【申请人】群耀光电科技(苏州)有限公司
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