机器人充电设备及系统、机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人充电设备及系统、机器人。

背景技术：

随着机器人技术的发展，移动机器人已进入到千家万户。机器人在运动时能耗较大，需要经常充电，特别是对于移动机器人群而言，由于其数量较大，人为手动充电费时费力，因此迫切需要设计一个能够实现自动导航充电的系统。

目前，在相关技术中，移动机器人的自动充电过程如下：当机器人需要充电时,会自动导航，先行驶到指定充电区域,再自动连接充电接口，以实现充电目的；待充电完成后，机器人会自动脱离充电接口,驶离充电区域，进入正常工作模式。在此充电过程中，是采用室内全局定位技术进行定位的，定位精度不高，难以满足自动充电的精度需求。另外，激光、蓝牙等无线定位导航技术，容易受障碍物影响，难以适应复杂的环境。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种机器人充电设备及系统、机器人，以至少解决相关技术中由于采用室内全局定位技术而造成的定位精度不高的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种机器人充电设备，包括：充电区域，上述充电区域上设置有标识线及多个充电位；定位系统，用于对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人；云平台，用于与上述定位系统进行通信，当接收到上述定位系统发出的有进入充电区域入口处的待充电机器人的信息时，查询上述充电区域内的上述多个充电位中是否存在空闲的，并将查询结果发送给位于充电区域入口处的上述待充电机器人，以使上述待充电机器人沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。

进一步地，上述云平台包括：识别装置，用于在待充电机器人来到充电区域入口时，识别上述待充电机器人的体型特征，并生成识别结果；匹配单元，用于根据上述识别结果，查询上述充电区域内与上述待充电机器人的体型特征匹配的空闲充电位。

进一步地，上述目标充电位为空闲的且距离上述充电区域入口最近的充电位。

进一步地，上述充电区域呈圆形或椭圆形。

进一步地，上述多个充电位对称地分布在圆形充电区域内或椭圆形充电区域内。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种机器人，包括：接收器，用于在充电区域入口，接收上述的机器人充电设备查询上述充电区域内的空闲充电位后发送的查询结果；红外光电传感器，用于根据上述查询结果，识别并沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。

进一步地，上述机器人还包括：超声波传感器，用于在沿着上述标识线移动的过程中，检测周边障碍物及其他机器人个体，以进行避让。

进一步地，上述机器人具有如下定位模式：UWB定位模式和巡线定位模式，其中，上述机器人在上述充电区域外使用上述UWB定位模式，在上述充电区域内使用上述巡线定位模式。

进一步地，上述机器人还包括：电子标签，安装在上述机器人上，用于定位；无线通信模块，用于在上述机器人靠近上述充电区域入口时，将上述电子标签上的信息数据发送给云平台。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种机器人充电系统，包括：上述的机器人充电设备；上述的机器人。

在本实用新型实施例中，采用一种机器人充电设备，包括：充电区域，上述充电区域上设置有标识线及多个充电位；定位系统，用于对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人；云平台，用于与上述定位系统进行通信，当接收到上述定位系统发出的有进入充电区域入口处的待充电机器人的信息时，查询上述充电区域内的上述多个充电位中是否存在空闲的，并将查询结果发送给位于充电区域入口处的上述待充电机器人，以使上述待充电机器人沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电，达到了机器人自动充电时定位精确的目的，从而实现了机器人自动充电时适应复杂环境的技术效果，进而解决了相关技术中由于采用室内全局定位技术而造成的定位精度不高的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人充电系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人充电设备的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

根据本实用新型实施例，提供了一种机器人充电系统实施例，图1是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人充电系统的示意图，如图1所示，该系统包括：机器人充电设备10；机器人20。其中，机器人充电设备包括：充电区域，上述充电区域上设置有标识线及多个充电位；定位系统，用于对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人；云平台，用于与上述定位系统进行通信，当接收到上述定位系统发出的有进入充电区域入口处的待充电机器人的信息时，查询上述充电区域内的上述多个充电位中是否存在空闲的，并将查询结果发送给位于充电区域入口处的上述待充电机器人，以使上述待充电机器人沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。可选地，上述云平台包括：识别装置，用于在待充电机器人来到充电区域入口时，识别上述待充电机器人的体型特征，并生成识别结果；匹配单元，用于根据上述识别结果，查询上述充电区域内与上述待充电机器人的体型特征匹配的空闲充电位。可选地，上述目标充电位为空闲的且距离上述充电区域入口最近的充电位。可选地，上述充电区域呈圆形或椭圆形。可选地，上述多个充电位对称地分布在圆形充电区域内或椭圆形充电区域内。该机器人包括：包括：接收器，用于在充电区域入口，接收上述的机器人充电设备查询上述充电区域内的空闲充电位后发送的查询结果；红外光电传感器，用于根据上述查询结果，识别并沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。可选地，上述机器人还包括：超声波传感器，用于在沿着上述标识线移动的过程中，检测周边障碍物及其他机器人个体，以进行避让。可选地，上述机器人具有如下定位模式：UWB定位模式和巡线定位模式，其中，上述机器人在上述充电区域外使用上述UWB定位模式，在上述充电区域内使用上述巡线定位模式。可选地，上述机器人还包括：电子标签，安装在上述机器人上，用于定位；无线通信模块，用于在上述机器人靠近上述充电区域入口时，将上述电子标签上的信息数据发送给云平台。

需要说明的是，机器人充电设备和机器人将在实施例2和实施例3中详细介绍，再次不在赘述。

实施例2

根据本实用新型实施例，提供了一种机器人充电设备。图2是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人充电设备的示意图，如图2所示，该机器人充电设备包括：充电区域，上述充电区域上设置有标识线及多个充电位；定位系统，用于对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人；云平台，用于与上述定位系统进行通信，当接收到上述定位系统发出的有进入充电区域入口处的待充电机器人的信息时，查询上述充电区域内的上述多个充电位中是否存在空闲的，并将查询结果发送给位于充电区域入口处的上述待充电机器人，以使上述待充电机器人沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。

为了解决机器人充电时采用室内全局定位技术而造成的定位精度不高的问题，能够及时的对机器人进行充电，该机器人充电设备可以使用一种云平台，在待充电机器人来到充电区域入口时，查询充电区域内的空闲充电位，并且可以将查询结果发送给待充电机器，然后通过定位系统对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人。

通过本实用新型实施例，采用一种机器人充电设备，包括：充电区域，上述充电区域上设置有标识线及多个充电位；定位系统，用于对待充电机器人进行定位，确认是否有进入充电区域入口处的待充电机器人；云平台，用于与上述定位系统进行通信，当接收到上述定位系统发出的有进入充电区域入口处的待充电机器人的信息时，查询上述充电区域内的上述多个充电位中是否存在空闲的，并将查询结果发送给位于充电区域入口处的上述待充电机器人，以使上述待充电机器人沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电，达到了机器人自动充电时定位精确的目的，从而实现了机器人自动充电时适应复杂环境的技术效果，进而解决了相关技术中由于采用室内全局定位技术而造成的定位精度不高的技术问题。

由于机器人存在各种各样的类型，并且不同类型的机器人所需要的充电量也不同，为了达到对不同的机器人通过不同的充电设备进行充电，可选地，上述设备还包括：识别装置，用于在待充电机器人来到充电区域入口时，识别上述待充电机器人的体型特征，并生成识别结果，其中，匹配单元根据识别结果，查询充电区域内的与待充电机器人的体型特征匹配的空闲充电位。其中，待充电机器人的体型特征可以包括机器人的体积大小，或者形状，外貌等信息，或者是能够标准机器人的芯片等待。其中，匹配单元可以是根据机器人的ID信息与充电区域内的匹配的空闲充电位进行匹配，识别成功后机器人将自己的信息通过wifi模块传输给云平台。此外，识别装置还可以包括wifi传输模块，可实现信息握手对接。

为了达到快速及时的充电，提供工作效率，可选地，目标充电位为空闲的且距离充电区域入口最近的充电位。通过上述方式，可以使得不同机器人在充电设备里面有序的充电。

为了使充电设备外观更加美观，可选地，充电区域呈圆形或椭圆形。可选地，充电位对称地分布在圆形充电区域内或椭圆形充电区域内。通过上述圆形或者椭圆形可以美观充电设备，还可以最大化的利用充电设备的空间。需要说明的是，充电区域也可以是矩形，正方形，或者其余不规则的形状，可根据实际情况采用不同的布局。

具体的，例如，充电区域设计为直径为12米的圆形小屋，其中外环规则地分布着供小型充电的充电位36个(占总数51％)，中轴线上有供中型充电的充电位4个(占总数67％)，供大型充电的充电位2个(占总数100％)。原则上充电桩为相同设计，体型较小的机器人可以使用体型较大的充电位；反之则不能。因此小型机器人的充电位可扩充至42个，中型的可扩充至6个。如图2所示，其中最外层圆为充电区域边界示意，直径为140cm、80cm和50cm的小圆圈代表各型号机器人的投影，其余实线为铺设在地面的引导线。

可选地，所有体型机器人均由左侧进入，右侧输出。左右侧门开160cm，为大型机器人留有20cm预量。在机器人进入充电区域后，系统便会自动识别机器人体型型号，之后将会查询对应型号的最近的空闲充电位。以下将以小型机器人为例进行自动充电路径规划：小型机器人直径为50cm，充电位分布在窝的外环，在机器人进入充电区域后，系统会自动查询外环空闲充电位。如空闲充电位在下方第四个节点处，机器人需要在进入后第一个节点处右转，然后连续跳过3个节点，并在第四个节点处左转，走到末端后，自动对准充电桩进行充电；待充电完成后，机器人推出充电桩，原地掉头，直行至外环节点处左转后巡线直行，直到识别到第6个节点右转后巡线直行，走出充电区域，完成充电。

中型和大型机器人与小型机器人类似，且由于其充电位分布在中轴线上，相对而言更简单，其所巡引导线均为直线。

实施例3

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种机器人。图3是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人的示意图，如图3所示，该机器人包括：接收器30，用于在充电区域入口，接收上述的机器人充电设备查询上述充电区域内的空闲充电位后发送的查询结果；红外光电传感器50，用于根据上述查询结果，识别并沿着铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位进行充电。

例如，现设计有一套针对于大、中、小三种不同型号的机器人个体组成的机器人群的巡线式自动充电系统，假设大、中、小三种型号机器人的个数及地面投影直径分别为：2、6、70和140cm、80cm、50cm。该机器人个体均采用麦克拉姆全向轮结构，可实现360度全向运动。在充电区域入口，不同型号的机器人接收机器人充电设备查询充电区域内的空闲充电位后发送的查询结果，不同型号的机器人的识别装置(如红外光电传感器)根据查询结果，识别并沿着铺设在充电区域内的标识线移动至目标充电位充电。

通过上述方式，由于通过云平台将查询的空闲充电位的结果发给待充电机器人，待充电机器人可根据铺设在上述充电区域内的标识线移动至目标充电位充电，达到了机器人自动充电时定位精确的目的，从而实现了机器人自动充电时适应复杂环境的技术效果，进而解决了相关技术中由于采用室内全局定位技术而造成的定位精度不高的技术问题。

在机器人集中充电区域，由于机器人需要自动插入充电接头，要求要采用较高的定位精度，因此采用红外光电巡线式技术，可选地，识别装置包括：红外光电传感器。机器人利用红外光电传感器识别地面标识线，沿着标识线驶向目标位置，实现较高精度的定位导航。

可选地，机器人还包括：检测装置，用于在沿着标识线移动的过程中，检测周边障碍物及其他机器人个体，以进行避让。如前方有其他机器人个体则主动避让，转弯的让直行的机器人，左转的让右转的机器人。

可选地，检测装置包括：超声波传感器。在机器人本体上安装超声波探测器，实时检测周围障碍物或其他机器人等。

可选地，机器人具有如下定位模式：UWB定位模式和巡线定位模式，其中，机器人在充电区域外使用UWB定位模式，在充电区域内使用巡线定位模式。在机器人进入充电区入口时，原使用的UWB定位模式自主切换到巡线定位模式。其中，UWB为超宽带无线通信技术，全称是UltraWideBand。

可选地，机器人上安装有用于定位的电子标签；在上述机器人靠近上述充电区域入口时，上述机器人通过无线通信模块将上述电子标签上的信息数据发送给云平台。

本实用新型所要求保护的是上述各个模块单元及其连接关系，并不涉及对其内部软件的创新。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。