本实用新型涉及智能机器人领域，特别涉及一种充电桩及机器人的自动充电系统。
背景技术：
智能机器人目前已经被广泛应用在各种场合中，目前智能机器人都存在用电量大，需要及时补充电量，但由于机载电源容量的限制，虽然可使用高质量的可充电蓄电池给自身供电，但一般只能维持几个小时，一旦电能耗尽，不得不采用人工干预的方式给机器人充电。而当机器人自身电量较低时，可发出信号提醒操作人员，手工完成机器人与充电桩之间的连接，实施充电后也由人工进行断电。由于需要人工干预，不仅浪费人力，也降低了机器人的自主性和智能化，特别是在无人看守的环境下，机器人处于非连续的任务环，使得机器人不能够长期自治，极大地影响了机器人产品的实用性，做不到真正的智能化。
因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种充电桩及机器人的自动充电系统，可实现智能机器人的自动寻找充电桩充电。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种充电桩，包括控制模块、降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述控制模块连接所述降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述降压模块还连接所述左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块和单片机工作指示模块。
所述的充电桩中，所述控制模块包括控制芯片、第一电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述控制芯片的NRST端连接第一电阻的一端和第一电容的一端，所述第一电阻的另一端连接降压模块，所述第一电容的另一端接地，所述控制芯片的VDD端连接第二电容的一端、第三电容的一端和降压模块，所述第二电容的另一端和第三电容的另一端均接地，所述控制芯片的PC4/AIN2端连接左辅助定位模块，所述控制芯片的TIM1_CH3/PC3端连接右辅助定位模块，所述控制芯片的PC7/SPI_MISO端连接中间辅助定位模块，所述控制芯片的PC5/SPI_SCK端连接单片机工作指示模块，所述控制芯片的PD2(/AIN3）端和PD1/SWIM端连接所述回充充电检测模块。
所述的充电桩中，所述降压模块包括第一TVS管、第四电容、第五电容和稳压芯片，所述第一TVS管的一端连接第四电容的一端、稳压芯片的第3脚和15V直流电源，所述第一TVS管的另一端接地，所述稳压芯片的第2脚连接第五电容的一端、控制芯片的VDD端、第一电阻的另一端、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块和单片机工作指示模块，所述稳压芯片的第1脚、第四电容的另一端和第五电容的另一端均接地。
所述的充电桩中，所述左辅助定位模块包括第二电阻、第三电阻、第一红外发射管和第一三极管，所述第二电阻的一端连接控制芯片的PC4/AIN2端，所述第二电阻的另一端连接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接第一红外发射管的负极，所述第一红外发射管的正极通过第三电阻连接所述稳压芯片的第2脚。
所述的充电桩中，所述右辅助定位模块包括第四电阻、第五电阻、第二红外发射管和第二三极管，所述第四电阻的一端连接控制芯片的TIM1_CH3/PC3端，所述第四电阻的另一端连接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极连接第二红外发射管的负极，所述第二红外发射管的正极通过第五电阻连接所述稳压芯片的第2脚。
所述的充电桩中，所述中间辅助定位模块包括第六电阻、第七电阻、第三红外发射管和第三三极管，所述第六电阻的一端连接控制芯片的PC7/SPI_MISO端，所述第六电阻的另一端连接第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极连接第三红外发射管的负极，所述第三红外发射管的正极通过第七电阻连接所述稳压芯片的第2脚。
所述的充电桩中，所述单片机工作指示模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一发光二极管和第四三极管，所述第八电阻的一端连接控制芯片的PC5/SPI_SCK端，所述第八电阻的另一端连接第九电阻的一端和第四三极管的基极，所述第九电阻的另一端和第四三极管的发射极均接地，所述第四三极管的集电极连接第一发光二极管的负极，所述第一发光二极管的正极通过第十电阻连接所述稳压芯片的第2脚。
所述的充电桩中，所述回充充电检测模块包括第五电容、第六电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第二TVS管和控制继电器，所述第五电阻的一端连接控制芯片的PD2(/AIN3）端、控制芯片的PD1/SWIM端、第十一电阻的一端和第十二电阻的一端，所述第十一电阻的另一端第二TVS管的一端、外部充电电源、充电触片的正极、控制继电器的第1脚和控制继电器的第2脚，所述第二TVS管的另一端接地，所述充电触片的负极接地，所述控制继电器的第3脚连接第十三电阻的一端和第六电容的一端，所述控制继电器的第5脚连接外部充电电源，所述第十三电阻的另一端、第六电容的另一端、第十二电阻的另一端和第五电容的另一端均接地。
所述的充电桩中，所述控制芯片的型号为STM8S003F3。
一种机器人的自动充电系统，包括如上所述的充电桩。
相较于现有技术，本实用新型提供的充电桩及机器人的自动充电系统中，所述充电桩包括控制模块、降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述控制模块连接所述降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述降压模块还连接所述左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块和单片机工作指示模块。本发明实现了在电量低时，机器人可以自动搜索到充电桩发出的红外信号，并在接收到信号后自动启动寻找充电桩，充电完毕自动退出充电桩，不用人为控制干预，提高了智能机器人的智能性。
附图说明
图1为本实用新型提供的充电桩的结构框图。
图2为本实用新型提供的充电桩中，所述控制模块的原理图。
图3为本实用新型提供的充电桩中，所述降压模块的原理图。
图4为本实用新型提供的充电桩中，所述左辅助定位模块的原理图。
图5为本实用新型提供的充电桩中，所述右辅助定位模块的原理图。
图6为本实用新型提供的充电桩中，所述中间辅助定位的原理图。
图7为本实用新型提供的充电桩中，所述单片机工作指示模块的原理图。
图8为本实用新型提供的充电桩中，所述回充充电检测模块的原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种充电桩及机器人的自动充电系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供的充电桩，包括控制模块1、降压模块2、左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5、单片机工作指示模块6和回充充电检测模块7，所述控制模块1连接所述降压模块2、左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5、单片机工作指示模块6和回充充电检测模块7，所述降压模块2还连接所述左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5和单片机工作指示模块6。
具体来说，所述控制模块1用于控制所述左辅助定位模块3、右辅助定位模块4和中间辅助定位模块5发出不同的编码信号；所述降压模块2用于将15V直流电源转换为3.3V电源后给所述控制模块1、左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5和单片机工作指示模块6；所述左辅助定位模块3用于发出编码信号使机器人在插入充电桩时做出向左方向的调整，从而能够保证机器人的准确插入；所述右辅助定位模块4用于发出编码信号使机器人在插入充电桩时做出向右方向的调整，从而能够保证机器人的准确插入；所述中间辅助定位模块5用于发出编码信号使机器人准确插入充电桩中；所述单片机工作指示模块6用于指示单片机的工作状态；所述回充充电检测模块7用于检测回充充电的插入拔出。
换而言之，本实用新型实现了在电量低时，机器人可以自动搜索到充电桩发出的红外信号，并在接收到信号后自动启动寻找充电桩，充电完毕自动退出充电桩，不用人为控制干预，提高了智能机器人的智能性。
请一并参阅图1和图2，所述控制模块1包括控制芯片U1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述控制芯片U1的NRST端连接第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接降压模块2，所述第一电容C1的另一端接地，所述控制芯片U1的VDD端连接第二电容C2的一端、第三电容C3的一端和降压模块2，所述第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端均接地，所述控制芯片U1的PC4/AIN2端连接左辅助定位模块3，所述控制芯片U1的TIM1_CH3/PC3端连接右辅助定位模块4，所述控制芯片U1的PC7/SPI_MISO端连接中间辅助定位模块5，所述控制芯片U1的PC5/SPI_SCK端连接单片机工作指示模块6，所述控制芯片U1的PD2(/AIN3）端和PD1/SWIM端连接所述回充充电检测模块7。
具体来说，所述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3均为滤波电容，所述第一电阻R1为上拉电阻，所述控制芯片的型号为STM8S003F3，性能稳定，处理速度快，当然在其它的实施例中，所述控制芯片U1还可采用可实现本实用新型功能的芯片，本实用新型对此不作限定。
请一并参阅图1和图3，所述降压模块2包括第一TVS管ESD1、第四电容C4、第五电容C5和稳压芯片U2，所述第一TVS管ESD1的一端连接第四电容C4的一端、稳压芯片U2的第3脚和15V直流电源，所述第一TVS管ESD1的另一端接地，所述稳压芯片U2的第2脚连接第五电容C5的一端、控制芯片U1的VDD端、第一电阻R1的另一端、左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5和单片机工作指示模块6，所述稳压芯片U2的第1脚、第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端均接地。
具体来说，所述稳压芯片U2用于将15V电源转换为3.3V电源后给所述控制模块1、左辅助定位模块3、右辅助定位模块4、中间辅助定位模块5和单片机工作指示模块6供电，保证其正常运行，具体实施时，所述稳压芯片U2可采用SPX1117-XX系列的稳压芯片，当然还可采用其它可实现本实用新型功能的稳压芯片，本实用新型对此不作限定。
请一并参阅图1和图4，所述左辅助定位模块3包括第二电阻R2、第三电阻R3、第一红外发射管D1和第一三极管Q1，所述第二电阻R2的一端连接控制芯片U1的PC4/AIN2端，所述第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极连接第一红外发射管D1的负极，所述第一红外发射管Q1的正极通过第三电阻R3连接所述稳压芯片U2的第2脚。
具体来说，所述第一红外发射管D1用于发出第一编码信号，机器人的左侧设置有一红外接收管，用于接收所述第一红外发射管D1发出的第一编码信号，并在接收到信号后自动靠近充电桩，另外所述第一红外发射管D1作为左侧辅助定位装置，在机器人插入充电桩时，可使机器人根据第一编码信号做出向左方向的调整，从而保证机器人的准确插入，从而能够准确接触到充电桩充电触片。
请一并参阅图1和图5，所述右辅助定位模块4包括第四电阻R4、第五电阻R5、第二红外发射管D2和第二三极管Q2，所述第四电阻R4的一端连接控制芯片U1的TIM1_CH3/PC3端，所述第四电阻R4的另一端连接第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极连接第二红外发射管D2的负极，所述第二红外发射管D2的正极通过第五电阻R5连接所述稳压芯片U2的第2脚。
具体来说，所述第二红外发射管D2用于发出第二编码信号，机器人的右侧设置有一红外接收管，用于接收所述第二红外发射管D2发出的第二编码信号，并在接收到信号后自动靠近充电桩，另外所述第二红外发射管D2作为左侧辅助定位装置，在机器人插入充电桩时，可使机器人根据第二编码信号做出向右方向的调整，从而保证机器人的准确插入，使得机器人能够准确接触到充电桩充电触片。
请一并参阅图1和图6，所述中间辅助定位模块5包括第六电阻R6、第七电阻R7、第三红外发射管D3和第三三极管Q3，所述第六电阻R6的一端连接控制芯片U1的PC7/SPI_MISO端，所述第六电阻R6的另一端连接第三三极管Q3的基极，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极连接第三红外发射管D3的负极，所述第三红外发射管D3的正极通过第七电阻R7连接所述稳压芯片U2的第2脚。
具体来说，所述第三红外发射管D3用于发出第三编码信号，所述第三红外发射管D3为主定位红外发射管，机器人的中间设置有一红外接收管，用于接收所述第三红外发射管D3发出的第三编码信号，并在接收到信号后自动靠近充电桩，从而保证机器人的准确插入，使得机器人能够准确接触到充电桩充电触片。
请一并参阅图1和图7，所述单片机工作指示模6包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一发光二极管D4和第四三极管Q4，所述第八电阻R8的一端连接控制芯片U1的PC5/SPI_SCK端，所述第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端和第四三极管Q4的基极，所述第九电阻R9的另一端和第四三极管Q4的发射极均接地，所述第四三极管Q4的集电极连接第一发光二极管D4的负极，所述第一发光二极管D4的正极通过第十电阻R10连接所述稳压芯片U2的第2脚。
具体来说，所述单片机工作指示模6用于指示控制芯片U1的工作状态，当控制芯片U1控制其它模块的电路工作时，通过PC5/SPI_SCK端发出信号使第四三极管Q4导通，从而能够使得所述第一发光二极管D4发光，从而达到提示用户的目的。
请一并参阅图1和图8，所述回充充电检测模块7包括第五电容C5、第六电容C6、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第二TVS管ESD2和控制继电器U3，所述第五电阻R5的一端连接控制芯片U1的PD2(/AIN3）端、控制芯片U1的PD1/SWIM端、第十一电阻R11的一端和第十二电阻R12的一端，所述第十一电阻R11的另一端第二TVS管ESD2的一端、外部充电电源、充电桩的充电触片的正极、控制继电器U3的第1脚和控制继电器U3的第2脚，所述第二TVS管EDS2的另一端接地，所述充电桩的充电触片的负极接地，所述控制继电器U3的第3脚连接第十三电阻R13的一端和第六电容C6的一端，所述控制继电器U3的第5脚连接外部充电电源，所述第十三电阻R13的另一端、第六电容C6的另一端、第十二电阻R12的另一端和第五电容C5的另一端均接地。
具体来说，所述回充充电检测模块7用于检测机器人是否在进行回充充电，自动回充弹片没有接触时，控制芯片U1的PD2(/AIN3）端和PD1/SWIM端是低电平，接触上时是高电平，通过高低电平中断实现插拔检测，此外所述第十一电阻R11和第十二电阻R12对充电电源分压获得满足单片机IO口的中断信号，所述控制继电器U3在电流流过继电器的第1脚时，控制继电器U3的第3脚产生磁场，使控制继电器的第2脚与第5脚连接。
基于上述充电桩，本实用新型还相应的提供一种机器人的自动充电系统，包括机器人以及如上所述的充电桩，所述机器人的底盘左侧、中间和右侧分别设置有一红外接收管，在机器人的电量低时，机器人会自动启动寻找充电桩的程序，不用人为控制干预，此时机器人通过其设置的三个红外接收管360度自动搜索充电桩发出的红外信号，接收到信号后，自动锁定充电桩位置，朝着充电桩方向左右摆动前进，摆动角度较小，在到达充电桩接触到充电桩充电弹片时会自动检测到充电，机器人会有语音提示和显示屏会显示当前电量和充电进行滚动图标，另外，机器人收到三种不同的信号后，会调整左右摆动的速度和幅度，能够做到平稳和准确接触到充电桩充电触片。在充满电后，机器人会自动退出充电桩，同时语音提示充满电，显示屏显示充满电图标，电量显示100%。从而解决了机器人需要人工干预充电的问题，另外加上充电的语音提示，增加了充电的人机交互体验。
综上所述，本实用新型提供的充电桩及机器人的自动充电系统中，所述充电桩包括控制模块、降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述控制模块连接所述降压模块、左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块、单片机工作指示模块和回充充电检测模块，所述降压模块还连接所述左辅助定位模块、右辅助定位模块、中间辅助定位模块和单片机工作指示模块。本发明实现了在电量低时，机器人可以自动搜索到充电桩发出的红外信号，并在接收到信号后自动启动寻找充电桩，充电完毕自动退出充电桩，不用人为控制干预，提高了智能机器人的智能性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。