红外接收电路和机器人充电基站的制作方法

1.本实用新型涉及红外通信领域，具体而言，涉及一种红外接收电路和机器人充电基站。


背景技术：

2.扫地机器人因为能够自主的对地面进行清洁，已被广泛应用于家庭的日常使用中。为了提高扫地机器人的工作能力，扫地机器人还配有基站，基站可以向扫地机器人充电，或将扫地机器人的尘盒中的灰尘抽吸出来。而为了实现上述功能，扫地机器人与基站之间可通过有线或无线通信，而在无线通信过程中，应用较多的为红外通信。
3.红外通信主要是通过扫地机器人上的红外发射管和基站上的红外接收管来实现红外信号的传输，且红外接收的灵敏度影响着红外通信质量。由于红外接收管设置位置无法调整，其红外接收管的灵敏度固定，但红外通信容易受外界环境光的干扰，尤其是在强光环境下，红外接收灵敏度较弱；因此，如何自适应调节红外接收管的灵敏度是个亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种红外接收电路和机器人充电基站。
5.第一方面，本实用新型提供一种红外接收电路，应用于机器人充电基站，所述红外接收电路包括红外接收管和并联设置的至少一个灵敏度调节拓扑组；
6.所述红外接收管连接每个所述灵敏度调节拓扑组，所有所述灵敏度调节拓扑组均用于连接供电电源；
7.每个所述灵敏度调节拓扑组包括开关电路和多组调节电阻，每组所述调节电阻串联所述开关电路；
8.所述红外接收电路用于通过控制所述开关电路的导通或关闭来控制所述调节电阻接入电路的数量，以调节红外接收的灵敏度。
9.在可选的实施方式中，所述开关电路包括三极管和场效应管；
10.所述场效应管的第一端用于通过第一组调节电阻连接所述供电电源；所述场效应管的第二端用于通过第二组调节电阻连接所述三极管的第一端；第三组调节电阻的两端分别连接所述场效应管的第一端和第二端；所述场效应管的第三端通过所述灵敏度调节拓扑组的并联端连接所述红外接收管；
11.所述三极管的第二端用于通过第四组调节电阻连接控制器，所述三极管的第二端还用于通过第五组调节电阻接地；所述三极管的第三端接地。
12.在可选的实施方式中，所述第一组调节电阻、所述第二组调节电阻和所述第四组调节电阻的阻值相同。
13.在可选的实施方式中，所述第三组调节电阻和所述第五组调节电阻的阻值相同。
14.在可选的实施方式中，每组所述调节电阻包括至少一个电阻。
15.在可选的实施方式中，所述机器人充电基站还包括控制器；
16.每个所述灵敏度调节拓扑组分别连接所述控制器的信号输出端，所述红外接收管连接所述控制器的信号接收端。
17.在可选的实施方式中，所述控制器选用mcu芯片。
18.在可选的实施方式中，所述三极管选用npn型三极管；述场效应管选用pmos管。
19.在可选的实施方式中，所述红外接收管选用感光npn型三极管。
20.第二方面，本实用新型提供一种机器人充电基站，包括控制器和如前述任一项所述的红外接收电路；所述控制器连接所述红外接收电路。
21.本实用新型具有如下有益效果：
22.本实用新型提供了一种红外接收电路，应用于基站，该红外接收电路包括红外接收管和并联设置的至少一个灵敏度调节拓扑组；红外接收管连接每个灵敏度调节拓扑组，所有灵敏度调节拓扑组均用于连接供电电源；每个灵敏度调节拓扑组包括开关电路和多组调节电阻，每组调节电阻串联开关电路；红外接收电路用于通过控制开关电路的导通或关闭来控制调节电阻接入电路的数量，以调节红外接收的灵敏度。本实用新型通过增加或减少接入电路中的灵敏度调节拓扑组的数量，以及通过调节各组灵敏度调节拓扑组中调节电阻接入电路的数量以及连接关系，以调节电路中红外接收管所转换的红外信号的电流大小，进而实现红外接收管的红外接收灵敏度的自适应调节。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
24.图1为现有技术中红外接收电路的电路结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的红外接收电路的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例提供的红外接收电路的电路结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例提供的机器人充电基站的结构示意图。
28.图标：1000-红外接收电路；100-红外接收管；200-灵敏度调节拓扑组；300-控制器；2000-机器人充电基站。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本实用新型保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在一种现有的红外通信系统中，该红外通信系统应用于扫地机器人和机器人充电基站(下述可简称基站)，该扫地机器人包括红外发射电路，基站包括红外接收电路。
36.可以理解，扫地机器人与基站之间通过红外对管进行通讯，也即是，扫地机器人通过扫地机器人控制器向红外发射电路发送控制信号；以使得红外发射电路向基站发送红外通信信号；基站通过红外接收电路接收红外通信信号，并通过基站控制器执行相应操作。
37.红外接收管在红外通信系统中的作用即是把接收到的光信号的变化转变成电流的变化，其工作方式包括加反向电压或不加电压两种状态。给红外接收管加反向偏压时，红外接收管中的反向电流将随光照强度的改变而改变；光照强度越大，反向电流也就越大。其中，红外接收管的红外接收灵敏度即是电流灵敏度，表示红外接收管对光的敏感程度，具体是以每μw入射光的能量条件下，所产生的光电流的大小。当其红外接收电路中的流通电流大小不变时，红外接收管的红外接收灵敏度不变。
38.如图1所示，现有的红外接收电路包括一个红外接收管(q1)和一个调节电阻(r1)。进而，在现有的红外接收电路中，其红外接收管(q1)的位置固定，且通过采用一固定的调节电阻(r1)的阻值来维持电路中流通电流的大小处于一稳定变化，从而保证了红外接收灵敏度保持不变。
39.但是，红外通信方式容易受外界环境光的影响，尤其在强光环境下，红外接收管的红外接收灵敏度较弱，容易导致红外接收管失效。基于此，本实施例提供了一种红外接收电路，用于通过控制接入红外接收电路的电阻的数量和阻值来调节电路内流通电流的大小，从而自适应调节红外接收管的红外接收灵敏度。
40.请参照图2和图3，本实施例提供了一种红外接收电路1000，应用于机器人充电基站，该红外接收电路包括红外接收管100(如图3中q6)和并联设置的至少一个灵敏度调节拓扑组200；红外接收管100连接每个灵敏度调节拓扑组200，所有灵敏度调节拓扑组200均用于连接供电电源；每个灵敏度调节拓扑组200包括开关电路和多组调节电阻；每组调节电阻
串联开关电路，红外接收电路用于通过控制开关电路的导通或关闭来控制调节电阻接入电路的数量和接入电路中的各个调节电阻的连接关系，即调节电路内流通的电流的大小，以调节红外接收的灵敏度。可选的，供电电源为3.3v。
41.可选的，红外接收管100可选用感光npn型三极管。进而，红外接收管100的集电极通过并联的至少一个灵敏度调节拓扑组200连接供电电源，红外接收管100的集电极还用于连接控制器300(基站控制器)，红外接收管100的发射极接地。
42.开关电路包括三极管(如图3中q3或q5)和场效应管(如图3中q2或q4)；场效应管的第一端用于通过第一组调节电阻(如图3中r2或r7)连接供电电源；场效应管的第二端用于通过第二组调节电阻(如图3中r3或r8)连接三极管的第一端；第三组调节电阻(如图3中r4或r9)的两端分别连接场效应管的第一端和第二端；场效应管的第三端通过灵敏度调节拓扑组200的并联端连接红外接收管100；三极管的第二端用于通过第四组调节电阻(如图3中r5或r10)连接控制器300，三极管的第二端还用于通过第五组调节电阻(如图3中r6或r11)接地；三极管的第三端接地。
43.在一实施方式中，三极管(如q3或q5)选用npn型三极管；场效应管(如q2或q4)选用pmos管。
44.进一步地，场效应管(如q2或q4)的源极用于通过第一组调节电阻(如r2或r7)连接供电电源；场效应管(如q2或q4)的栅极用于通过第二组调节电阻(如r3或r8)连接三极管(如q3或q5)的集电极；第三组调节电阻(如r4或r9)的两端分别连接场效应管(如q2或q4)的源极和栅极；场效应管(如q2或q4)的漏极通过灵敏度调节拓扑组200的并联端连接红外接收管100；三极管(如q3或q5)的基极用于通过第四组调节电阻(如r5或r10)连接控制器300，三极管(如q3或q5)的基极还用于通过第五组调节电阻(如r6或r11)接地；三极管(如q3或q5)的发射极接地。
45.例如，该三极管(如q3或q5)可选用mmbt4401型号的npn型三极管；该场效应管(如q2或q4)可选用ao3401型号的pmos管。
46.其中，npn型三极管为由两块n型半导体中间夹着一块p型半导体所组成的三极管；也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量。
47.另外，金属氧化物半导体场效应晶体管(mos管)可分为n沟道与p沟道两大类，p沟道硅半导体场效应晶体管(pmos管)在n型硅衬底上有两个p+区，分别叫做源极和漏极，两极之间不通导，栅极上加有足够的负电压(源极接地)时，栅极下的n型硅表面呈现p型反型层，成为连接源极和漏极的沟道。也即是，pmos管即为n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的mos管。
48.在一实施方式中，基站还包括控制器300；每个灵敏度调节拓扑组200分别连接控制器300的信号输出端，红外接收管100连接控制器300的信号接收端。可选的，控制器300选用mcu芯片。
49.在一实施方式中，每组调节电阻包括至少一个电阻。可选的，第一组调节电阻(如r2或r7)、第二组调节电阻(如r3或r8)和第四组调节电阻(如r5或r10)的阻值相同；可选的，第三组调节电阻(如r4或r9)和第五组调节电阻(如r6或r11)的阻值相同。
50.可选的，第一组至第五组调节电阻都相应作为分压电阻或限流电阻使用，其各组调节电阻的阻值可根据实际情况进行相应设置，本实施例在此不做限定；其中，第四组调节电阻(如r5或r10)和第五组调节电阻(如r6或r11)的阻值可根据该三极管(如q3或q5)的阈值电压进行设置，以使得电路导通时流经该三极管(如q3或q5)的电压达到阈值电压，以导通该三极管(如q3或q5)。
51.在本实施例中，通过基站的控制器300向红外接收电路1000发送一控制信号，以使得接入一组或多组灵敏度调节拓扑组200，并控制各组灵敏度调节拓扑组200中的三极管(如q3或q5)导通以控制场效应管(如q2或q4)的打开或关闭，进而控制调节电阻接入电路的数量，以调节红外接收电路1000中的电流大小，从而自适应调节红外接收管100的红外接收灵敏度。
52.例如，在强光环境下的应用场景下，可通过该红外接收电路1000控制各组灵敏度调节拓扑组200中调节电阻接入电路的数量和组合方式，以间接调节电路中调节电阻的阻值，使得所接收到的红外信号的电平到达一个预定阈值电压值，提高红外接收管在强光环境中的红外接收灵敏度，以此实现红外接收管在强光环境下的应用。
53.本实施例在通过增加或减少接入电路中的灵敏度调节拓扑组200的数量，以及通过调节各组灵敏度调节拓扑组200中调节电阻接入电路的数量以及连接关系，以调节电路中红外接收管100所转换的红外信号的电流大小，进而实现红外接收管100的红外接收灵敏度的自适应调节，使其可适用于多种环境光条件中，增加该红外接收电路1000及机器人充电基站的实用性。
54.如图4所示，本实施例还提供了一种机器人充电基站2000，该机器人充电基站2000包括控制器300(如mcu芯片等)和上述实施例中的红外接收电路1000，红外接收电路1000设置在机器人充电基站2000内部，控制器300和红外接收电路1000连接，用于向红外接收电路1000发送相应的控制信号，该控制信号用于指示红外接收电路1000中开关电路通断状态，以间接控制调节电阻接入电路的数量和接入电路的各调节电阻之间的连接关系，以调节红外接收的灵敏度；另外，该机器人充电基站2000还可以包括供电电源模块，该供电电源模块用于分别为控制器300和红外接收电路1000供电。上述实施例中的红外接收电路1000的任一可选项也适用于该机器人充电基站2000，故在此不做详述。
55.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。