一种机器人的自动对接系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人自动对接技术，尤其涉及一种机器人的自动对接系统。
【背景技术】
[0002]“机器人”是在不需要用户操纵的情况下在工作区内移动的同时执行工作任务。例如机器人清洁器执行诸如但不限于从地板吸取灰尘、杂质或类似物的清洁操作；家庭机器人监视器执行家庭监控；自走式移动装置执行特定任务等。机器人清洁器一般包括用于驱动机器人清洁器在地面行走的驱动轮模块和动力系统、用于在行走时对地面进行清洁的清洁模块、用于控制机器人按内嵌程序进行清洁以及避开障碍物的控制系统以及用于探测工作环境的各种传感器。机器人还可以使用传感器或相机测量到位于工作区内的诸如家具、办公用品或墙壁等障碍物的距离，并且在移动的同时使用测量的信息在不与障碍物碰撞的情况下执行预定操作。
[0003]机器人通常会自带可充电电池，以便于移动时获得能量。当机器人的电量不足时，需要自动回到对接站充电(这个用于给机器人充电的对接站通常称为充电座，自动回到充电座的行为称为“回充”)，专利号为 201010208702.0、201410177561.9和 201410177455.0的中国发明专利，公开了一种机器人的自动对接系统，在对接站的左右两侧发射对接导向信号，根据所述对接导向信号的到达距离将所述对接导向区区分为第一对接导向区和第二对接导向区；左右两侧中间发射对接信号。机器人清洁器用于当感测到对接导向信号时沿第一对接导向区与第二对接导向区之间的边界移动到所述对接区，和沿对接区的对接信号移动以执行对接。该自动对接系统虽然能有效引导机器人回到对接站，但是由于左右两侧分别需要足够大的发射功率发射强度不同的信号，以及中间的对接信号发射器需要足够大的发射功率以分割左右两个不重叠的对接导向区，增加了耗电量和电路复杂程度，且对接信号发射的距离过长还可能导致对接信号被障碍物反射的信号太多，使得机器人的信号接收器容易在非对接区接收到反射信号而产生误判，降低了回充效率。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种机器人自动对接系统。所述自动对接系统不仅能有效引导机器人回到对接站，而且能降低功耗和降低机器人的误判情况，提高机器人的信号接收器的抗干扰性和提高回充效率。本发明提供的自动对接系统，不限于用在机器人自动充电方面，还可用于其他需要自动对接的情况。
[0005]本发明是这样实现的:
一种机器人的自动对接系统，包括机器人和对接站，所述对接站上设有信号发射器，用于:
在所述对接站的主体正前方沿一轴发射对接信号，形成一预定角度的对接区；
在所述对接区的左侧和右侧分别发射左对接导向信号和右对接导向信号，所述左对接导向信号和右对接导向信号的传送距离小于或等于所述对接信号的传送距离； 以及在所述对接站主体前侧发射对接引导信号，所述对接引导信号的传送距离大于所述对接信号的传送距离；
所述机器人设有用于接收所述对接信号、左对接导向信号、右对接导向信号和对接引导信号的信号接收器，所述机器人感测到所述对接引导信号后，循着所述对接引导信号找到左对接导向信号或右对接导向信号，并沿着所述左对接导向信号或右对接导向信号的外边缘移动到所述对接区，并循着对接信号移动从而与所述对接站对接。
[0006]在一种实施例中，所述机器人上的信号接收器至少有一个用于接收所述机器人的前端预定角度范围的信号，至少有两个用于分别接收所述机器人左右两侧预定角度范围的信号。
[0007]具体地，所述信号接收器包括信号接收单元和设于所述信号接收单元前端的狭缝，所述狭缝遮挡了所述信号接收单元两侧一定角度范围的信号，使得所述信号接收单元只能接收到其正前方一预定角度的穿过所述狭缝的信号。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述信号接收器包括设于所述机器人顶部的全方位接收信号的信号接收器。
[0009]具体地，所述对接信号、左对接导向信号和右对接导向信号由设于所述对接站前侧的信号发射器发出；所述对接引导信号由设于所述对接站顶部的信号发射器发出。
[0010]具体地，所述左对接导向信号和右对接导向信号至少有一点与所述对接信号重置。
[0011]具体地，所述左对接导向信号和右对接导向信号的传送距离为范围内的其中一个数值。
[0012]在一种实施例中，所述左对接导向信号和右对接导向信号的信号范围由两个发射单元发射的信号范围叠加形成。
[0013]具体地，所述左对接导向信号至少有一点与所述对接引导信号的左边界重合；所述右对接导向信号至少有一点与所述对接引导信号的右边界重合。
[0014]具体地，所述对接引导信号至少覆盖所述机器人前方180°的角度范围。
[0015]进一步地，所述对接站的外围还发射有防撞信号，所述防撞信号的传输距离小于或等于所述左对接导向信号或右对接导向信号，所述机器人一旦检测到所述防撞信号则立即回避该信号。
[0016]本发明提供的自动对接系统，能有效引导机器人回到对接站，且(相对于最接近的现有技术来说)不需要在两侧分别发射不同强弱的信号来形成两个对接区域，而是只发射一个强信号(不区分左右)，和两个左右区别的强度相对较弱的对接引导信号，减少了现有技术中发射两个强信号而增加的功耗，同时简化了电路；此外，由于左右两侧的对接引导信号相对较弱，本发明的中间对接信号(相对于现有技术来说)只需要发射相对较弱的信号即可分隔左右两侧信号，降低了功耗，且减少了因对接信号太强使得对接信号的反射信号太多导致机器人误判的情况，提高了回充效率。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提供的自动对接系统外观立体示意图；
图2A是本发明实施例提供的自动对接系统中机器人清洁器的立体图； 图2B是图2A所示的机器人清洁器的底部平面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的自动对接系统中的对接站的前立体示意图；
图4A是安装在图3所示的对接站的前侧的信号发射器的放大结构示意图；
图4B是安装在图3所示的对接站的顶部的信号发射器的结构示意图；
图5A和5B是本发明实施例中在预定角度接收引号的信号接收器的结构示意图；
图5C是另一实施例中在预定角度接收信号的信号接收器的结构示意图；
图f5D是本发明实施例中第四信号接收器的结构示意图；
图6是图3所示的对接站的控制块图；
图7是图2所示的机器人清洁器的控制块图；
图8是本发明实施例提供的自动对接系统的操作原理的示意图；
图9是本发明实施例提供的自动对接系统的对接过程的流程图；
图10A和图10B所不为另一实施例中对接站如侧的发射单兀的结构不意图；
图11A、11B和图11C所不为另一实施例中对接站如侧的发射单兀的结构不意图；
图12所示为本发明另一实施例提供的对接站的结构示意图；
图13所示为本发明另一实施例提供的机器人清洁器顶部平面结构示意图；
图14所示为本发明另一实施例提供的对接站的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使得本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
[0019]本发明所述的“机器人”泛指装备有可充电电池的可自动或半自动执行预定工作任务的装置，包括家庭清洁机器人，监控机器人，自走式移动装置等等，本发明仅以机器人清洁器作为实施例来详细说明本发明的技术方案，本领域技术人员应当理解，本实施例说明的自动对接系统，可以适用于其他的机器人或自走式移动装置，对接目的可包括但不限于本发明实施例详述的“充电”。
[0020]请参阅图1至图3。如图1中所示，机器人自动对接系统包括机器人清洁器20和用于给机器人清洁器20的电池23 (图2B所示)充电的对接站10，对接站10与机器人清洁器20对接后可以给机器人清洁器20充电。参照图2A，机器人清洁器20包括:主体22，主体22形成机器人清洁器20的外观；第一至第四信号接收器210a-210d (第一信号接收器210a安装在主体22的前侧，第二信号接收器210b和第三信号接收器210c分别安装在主体22的左右两侧，第四信号接收器210d安装在主体的顶部前端)，用以接收从对接站10发射的信号；和驱动轮24，驱动轮24安装在主体22的下侧以使机器人清洁器20移动。其中，信号接收器210a-210c可在各自所在的位置上在一预定角度范围内接收对接站10发射的信号，而信号接收器210d可在360°范围内全向接收对接站10发射的信号，下文将有详细说明。
[0021]参照图2B，图2B所示为机器人清洁器20的底面平面结构示意图。机器人清洁器20的驱动轮24安装在主体22底部的左侧和右侧，并且被电动机驱动单元(未示出)独立驱动以使机器人清洁器20沿期望的方向移动。用于支撑主体22并且使机器人清洁器20平滑移动的辅助轮28 (例如，小脚轮)可以安装在驱动轮24的前侧和后侧，本实施例的图示中，辅助轮28安装于驱动轮的前侧。用于帮助机器人清洁器20内的充电电池23充电的连接端子21安装于主体22底部前端；用于清扫地面的清扫毛刷26a安装在机器人清洁器20底部前端两侧，对称设置；用于吸尘的真空吸尘