CN105511473A - 机器人充电座及其引导机器人回归充电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人充电座，包括：底板，其上表面设置有充电弹片，所述充电弹片与电源连接；立座，其垂直向上设置在所述底板上，所述立座的轴中心两侧对称设置有第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有第一信号发射器，所述第二支架上设置有第二信号发射器；其中，所述第一支架左侧的立座上设置有第三支架，所述第三支架上设置有第三信号发射器，所述第二支架右侧的立座上设置有第四支架，所述第四支架上设置有第四信号发射器，所述立座的上端设置有第五信号发射器。本发明解决了吸尘器机器人充电回归成功率和效率不高的技术问题。

Description

机器人充电座及其引导机器人回归充电的方法

技术领域

本发明涉及一种吸尘器，更具体地说，本发明涉及一种机器人充电座及其引导机器人回归充电的方法。

背景技术

机器人吸尘器，又名扫地机，是新一代家庭保姆！可以清扫房间的毛发、瓜子壳、灰尘等房间垃圾。随着国内生活水平的不断提高，原本一直在欧美市场销售的扫地机器人也逐步的走入平常百姓家，并且逐步的被越来越多的人所接受，扫地机器人将在不久的将来像白色家电一样成为每个家庭必不可少的清洁帮手。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，逐步的取代人工清洁。机器人吸尘器内置高智能芯片，会充分的计算房间的大小与障碍物区域，配合预定清洁模式，自动调节清扫路线。机器人吸尘器智能化的表现有：机身装有踩空传感器。可以防止从高处丢落；还有防缠绕功能，当边刷被一些物体(例如，地毯、流苏或线缆)缠住时，他停止旋转并反向旋转以摆脱缠绕；机器人吸尘器机身装有感应器可以识别到前方的家具或者障碍物时，他会自动减速，以减轻碰撞，自动侦测地板表面的情况，从地毯到硬地面，或从硬地面到地毯，它都会自动调转速度以及吸力，来更好的清扫房间，清扫任务完成后会自动回到充电座充电。

目前，一般机器人吸尘器回归充电的方法为：

机器人吸尘器从任意位置开始清扫，当机器人检测到电量低时或清扫完成后，启动回归充电程序，机器人吸尘器按随机运动模式寻找充电座，此方案一般是在充电座上安装一组红外发射管，也就是发射引导信号，当机器人的接收传感器收到红外信号时，即找到了充电座。此方案按随机模式寻找充电座，回归充电引导信号覆盖范围比较窄，一般引导信号的角度覆盖范围是以充电座为中心大概在20度左右，如图1-2所示，机器人不易找到回归充电引导信号，回归成功率和效率比较低，在房间内忙找，很有可能找不到充电座，导致机器人吸尘器回归充电失败。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种机器人充电座及其引导机器人回归充电的方法，在充电座上设置有五个信号发射器，引导信号的角度覆盖范围扩增到120°～180°，具体的，在充电座的左右两侧各增加一路回归引导信号，使得回归引导信号覆盖范围增加到以充电座为中心大概120°～180°左右，大幅度提高机器人接收到回归引导信号的几率，从而提高机器人回归充电的额成功率和效率，解决了吸尘器机器人充电回归成功率和效率不高的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种机器人充电座，包括：

底板，其上表面设置有充电弹片，所述充电弹片与电源连接；

立座，其垂直向上设置在所述底板上，所述立座的轴中心两侧对称设置有第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有第一信号发射器，所述第二支架上设置有第二信号发射器；

其中，所述第一支架左侧的立座上设置有第三支架，所述第三支架上设置有第三信号发射器，所述第二支架右侧的立座上设置有第四支架，所述第四支架上设置有第四信号发射器，所述立座的上端设置有第五信号发射器。

优选的，所述底板为半圆形对称结构，所述底板弧形边设置为斜坡结构，所述底板的对称轴上设置有滑入槽，所述充电弹片对称设置在所述滑入槽两侧。

优选的，所述立座垂直设置在所述底板的直径边上，所述立座的对称轴平面与底板的对称轴平面重合，所述第一信号发射器和第二信号发射器的发射端朝向所述底板的弧形边。

优选的，所述第三信号发射器的发射端朝向所述立座的左半区域，所述第三信号发射器的发射端与所述第一信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间。

优选的，所述第四信号发射器的发射端朝向所述立座的右半区域，所述第四信号发射器的发射端与所述第二信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间。

优选的，所述第一、第二、第三以及第四信号发射器的安装高度在80mm～100mm之间。

优选的，所述第一和第二信号发射器的发射端与底板对称轴平面的夹角在5°～15°之间，所述第一和第二信号发射器的信号覆盖角度为10°～30°之间，所述第一和第二信号发射器的信号发射有效距离为5～10m。

优选的，所述第三和第四信号发射器的信号覆盖角度为50°～60°之间，所述第三和第四信号发射器的信号发射有效距离为3～6m。

优选的，所述第五信号发射器的信号覆盖角度范围为180°，所述第五信号发射器的信号发射有效距离为300mm～600mm。

一种机器人充电座引导机器人回归充电的方法，包括以下步骤：

步骤一、在充电座前侧设置用于引导机器人回归充电的第一、第二信号发射器，第一、第二信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为20°～60°；

步骤二、在充电座左右两侧设置用于辅助引导机器人回归充电的第三、第四信号发射器，第三、第四信号发射器发出引导信号的角度覆盖范围各为50°～60°，其中，第一、第二、第三以及第四信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为120°～180°；

步骤三、在充电座的上端设置有用于防止机器人撞击充电座的第五信号发射器；

步骤四、机器人脱离充电座工作时，第五信号发射器发出防撞信号，机器人接收到防撞信号后，规划行走路线以避免撞击充电座；

步骤五、机器人回归充电时，第一、第二、第三、第四以及第五信号发射器发出引导信号，机器人接收到引导信号后，规划回归路线，以与充电座对接充电。

本发明至少包括以下有益效果：

1、采用该方法的吸尘器机器人实现了在任意位置开始工作，都可以实现自动充电回归过程，适用性更强；

2、充电座发出的回归引导信号角度覆盖范围从常规的20°～30°增加到了120°～180°，大大提高了机器人接收到回归引导信号的几率，从而提高了机器人回归充电的成功率和效率；

3、在充电座的上端设置有第五信号发射器，其在机器人工作时，发出防撞信号，防止机器人撞击到充电座，在机器人回归充电时，发出归回引导信号，增加引导型号的角度覆盖范围，从而进一步提高机器人回归充电的成功率和效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为现有技术中充电座的侧视结构示意图；

图2为现有技术中充电座的俯视结构示意图；

图3为本发明的充电座的侧视结构示意图；

图4为本发明的充电座的俯视结构示意图；

图5为图4中的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图3-5所示，本发明提供一种机器人充电座，包括：

底板100，其上表面设置有充电弹片110，所述充电弹片110与电源连接，机器人与充电座对接后，机器人本体上的充电接口与充电弹片110接触，从而实现与电源连接，进行充电；

立座200，其垂直向上设置在所述底板100上，通常情况下，立座200设置在底板100一侧边，立座200靠墙设置，所述立座200轴中心两侧对称设置有第一支架210和第二支架220，第一支架210和第二支架220的安装角度可调，所述第一支架210上设置有用于发出第一回归引导信号的第一信号发射器211，所述第二支架220上设置有用于发出第二回归引导信号的第二信号发射器221，第一回归引导信号和第二回归引导信号具有一定的信号重合区域；

其中，所述第一支架210左侧的立座200上设置有第三支架230，所述第三支架230上设置有用于发出第三回归引导信号的第三信号发射器231，第三回归引导信号与第一回归引导信号的边界重合连接，所述第二支架右侧220的立座200上设置有第四支架240，所述第四支架240上设置有第四信号发射器241，第四回归引导信号与第二回归引导信号的边界重合连接，第三支架230和第四支架240的安装角度可调，所述立座200的上端设置有用于发出第五回归引导信号的第五信号发射器250。

在机器人充电回归时，五个信号发射器同时发出引导信号，引导信号的覆盖范围大为扩增，以便于机器人接收到引导信号，完成充电回归，采用该方法的吸尘器机器人实现了在任意位置开始工作，都可以实现自动充电回归过程，适用性更强；同时，由于扩增了引导信号的覆盖范围，大大提高了机器人接收到回归引导信号的几率，从而提高了机器人回归充电的成功率和效率。

一种实施例中，所述底板100设置为半圆形对称结构，所述底板100弧形边设置为斜坡结构130，以便于机器人运动到底板100上与充电弹片110接触，所述底板100的弧形边关于中心对称轴对称，在底板100的对称轴上设置有滑入槽120，当机器人运动到底板100上表面时，机器人底部相应设置有与滑入槽120对应的导轨结构，用于为机器人与充电座定位，同时，所述充电弹片110对称设置在所述滑入槽120两侧，机器人运动到底板100上时，底部滑入到滑入槽120中，从而实现与充电座的定位，当机器人运动到位后，机器人充电接口就与充电弹片110接触，完成充电对接。

一种实施例中，所述立座200垂直设置在所述底板100的直径边上，直径边靠墙设置，所述立座200的对称轴平面与底板100的对称轴平面重合，所述第一信号发射器211和第二信号发射器221的发射端朝向所述底板100的弧形边，也就是说，所述第一信号发射器211和第二信号发射器221的发射端朝向立座200的外面，具体的，本实施例中，所述第一和第二信号发射器的发射端与底板对称轴平面的夹角在5°～15°之间，本实施例中，夹角为5°，所述第一和第二信号发射器的信号覆盖角度为10°～30°之间，本实施例中，信号覆盖角度为10°，第一回归引导信号和第二回归引导信号相互重合，叠加的信号覆盖角度范围为20°，如果所述第一和第二信号发射器的发射端与底板对称轴平面的夹角在15°，且所述第一和第二信号发射器的信号覆盖角度各自为30°，则第一回归引导信号和第二回归引导信号相互重合，叠加的信号覆盖角度范围为60°，所述第一和第二信号发射器的信号发射有效距离为5～10m，以利于机器人在远距离接收到引导信号。

另一种实施例中，所述第三信号发射器231的发射端朝向所述立座200的左半区域，所述第三信号发射器231的发射端与所述第一信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间，本实施例中，夹角为30°，所述第三发射器的信号覆盖角度为50°～60°之间，本实施例中，信号覆盖角度为50°，同时，第三回归引导信号和第一回归引导信号具有信号重叠区，也就是说，第一回归引导信号和第三回归引导信号在左半区域内的信号覆盖范围在60°。

另一种实施例中，所述第四信号发射器241的发射端朝向所述立座200的右半区域，所述第四信号发射器241的发射端与所述第一信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间，本实施例中，夹角为30°，所述第三发射器的信号覆盖角度为50°～60°之间，本实施例中，信号覆盖角度为50°，同时，第四回归引导信号和第二回归引导信号具有信号重叠区，也就是说，第二回归引导信号和第四回归引导信号在左半区域内的信号覆盖范围在60°，由此可知，第一、第二、第三以及第四回归引导信号相互交叠，总的回归引导信号的角度覆盖范围为120°，可以理解的是，当第一回归引导信号和第二回归引导信号相互重合，叠加的信号覆盖角度范围为60°时，同时，第三和第四回归引导信号的角度覆盖范围为60°时，总的回归引导信号即为180°，由此可以，本发明的回归引导信号在120°～180°之间，而现有技术中，常规机器人回归引导信号为20°～30°，本发明新增了至少两个信号发射器，将常规的回归引导信号从20°～30°增加到了120°～180°，大大提高了机器人接收到回归引导信号的几率，从而提高了机器人回归充电的成功率和效率；

另一种实施例中，所述第一、第二、第三以及第四信号发射器的安装高度在80mm～100mm之间，从而使得回归引导信号与机器人的信号接收端处于同一高度面上，以此提高机器人本体接收到回归引导信号的几率，进一步提高机器人的回归成功率。

另一种实施例中，所述第三和第四信号发射器的信号发射有效距离为3～6m，配合所述第一和第二信号发射器的信号发射有效距离为5～10m，以此设置长短引导信号以利于机器人在远距离接收到第一、第二回归引导信号，当机器人接近充电座时，在近距离能接收到第三、第四回归引导信号，从而精确地引导机器人实现充电回归，长短设置的回归引导信号进一步提高了机器人的回归充电成功率和回归效率。

另一种实施例中，所述第五信号发射器250的信号覆盖角度范围为180°，所述第五信号发射器的信号发射有效距离为300mm～600mm，本实施例中，有效距离为500mm，在机器人正常工作时，第五信号发射器250发出第五信号，当机器人靠近充电座时，接收到第五信号后，及时规划运动路径，避免机器人本体撞击到充电座，也即是说此时第五信号为防撞信号，当机器人回归充电时，当机器人靠近充电座时，接收到第五信号，引导机器人与充电座对接，进一步提高充电回归成功率和回归效率，也即是说此时，第五信号为回归引导信号，由上所述，在充电座的上端设置有第五信号发射器，其在机器人工作时，发出防撞信号，防止机器人撞击到充电座，在机器人回归充电时，发出归回引导信号，增加引导型号的角度覆盖范围，从而进一步提高机器人回归充电的成功率和效率。

一种机器人充电座引导机器人回归充电的方法，包括以下步骤：

步骤一、在充电座前侧设置用于引导机器人回归充电的第一、第二信号发射器，第一、第二信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为20°～60°，本实施中角度覆盖范围为60°；

步骤二、在充电座左右两侧设置用于辅助引导机器人回归充电的第三、第四信号发射器，第三、第四信号发射器发出引导信号的角度覆盖范围各为50°～60°，本实施例中，角度覆盖范围为60°，其中，第一、第二、第三以及第四信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为120°～180°，本实施例为180°；

步骤三、在充电座的上端设置有用于防止机器人撞击充电座的第五信号发射器，用于发出防撞信号和引导信号；

步骤四、机器人脱离充电座工作时，第五信号发射器发出防撞信号，机器人接收到防撞信号后，规划行走路线以避免撞击充电座；

步骤五、机器人回归充电时，第一、第二、第三、第四以及第五信号发射器发出引导信号，机器人接收到引导信号后，规划回归路线，以与充电座对接充电，其中，第一、第二、第三、第四以及第五回归引导信号的角度覆盖范围为180°，有效距离在10m，可以理解的是，在10m之内覆盖设置有多个回归引导信号，5～10m之内，第一和第二回归引导信号起主要引导作用，3～6m之内，第三和第四回归引导信号起主要引导作用，300mm～600mm之内，第五信号辅助第一、第二、第三、第四回归引导信号引导机器人回归充电，由此可知，当充电座靠墙设置后，机器人在180°平面内、同时在10m之内的有效距离内都能接收到回归引导信号，机器人重归充电回归的成功率和效率大为提升。

由上所述，本发明的充电座及其引导机器人回归充电发的方法实现了机器人在任意位置开始工作，都可以实现自动充电回归过程，适用性更强；同时，充电座发出的回归引导信号角度覆盖范围从常规的20°～30°增加到了120°～180°，大大提高了机器人接收到回归引导信号的几率，从而提高了机器人回归充电的成功率和效率；进一步的，在充电座的上端设置有第五信号发射器，其在机器人工作时，发出防撞信号，防止机器人撞击到充电座，在机器人回归充电时，发出归回引导信号，增加引导型号的角度覆盖范围，从而进一步提高机器人回归充电的成功率和效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种机器人充电座，其特征在于，包括：

底板，其上表面设置有充电弹片，所述充电弹片与电源连接；

立座，其垂直向上设置在所述底板上，所述立座的轴中心两侧对称设置有第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有第一信号发射器，所述第二支架上设置有第二信号发射器；

其中，所述第一支架左侧的立座上设置有第三支架，所述第三支架上设置有第三信号发射器，所述第二支架右侧的立座上设置有第四支架，所述第四支架上设置有第四信号发射器，所述立座的上端设置有第五信号发射器。

2.如权利要求1所述的机器人充电座，其特征在于，所述底板为半圆形对称结构，所述底板弧形边设置为斜坡结构，所述底板的对称轴上设置有滑入槽，所述充电弹片对称设置在所述滑入槽两侧。

3.如权利要求2所述的机器人充电座，其特征在于，所述立座垂直设置在所述底板的直径边上，所述立座的对称轴平面与底板的对称轴平面重合，所述第一信号发射器和第二信号发射器的发射端朝向所述底板的弧形边。

4.如权利要求3所述的机器人充电座，其特征在于，所述第三信号发射器的发射端朝向所述立座的左半区域，所述第三信号发射器的发射端与所述第一信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间。

5.如权利要求4所述的机器人充电座，其特征在于，所述第四信号发射器的发射端朝向所述立座的右半区域，所述第四信号发射器的发射端与所述第二信号发射器的发射端的夹角在30°～60°之间。

6.如权利要求5所述的机器人充电座，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四信号发射器的安装高度在80mm～100mm之间。

7.如权利要求6所述的机器人充电座，其特征在于，所述第一和第二信号发射器的发射端与底板对称轴平面的夹角在5°～15°之间，所述第一和第二信号发射器的信号覆盖角度为10°～30°之间，所述第一和第二信号发射器的信号发射有效距离为5～10m。

8.如权利要求7所述的机器人充电座，其特征在于，所述第三和第四信号发射器的信号覆盖角度为50°～60°之间，所述第三和第四信号发射器的信号发射有效距离为3～6m。

9.如权利要求8所述的机器人充电座，其特征在于，所述第五信号发射器的信号覆盖角度范围为180°，所述第五信号发射器的信号发射有效距离为300mm～600mm。

10.一种机器人充电座引导机器人回归充电的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在充电座前侧设置用于引导机器人回归充电的第一、第二信号发射器，第一、第二信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为20°～60°；

步骤二、在充电座左右两侧设置有用于辅助引导机器人回归充电的第三、第四信号发射器，第三、第四信号发射器发出引导信号的角度覆盖范围各为50°～60°，其中，第一、第二、第三以及第四信号发射器发出引导信号的叠加角度覆盖范围为120°～180°；

步骤三、在充电座的上端设置有用于防止机器人撞击充电座的第五信号发射器；

步骤四、机器人脱离充电座工作时，第五信号发射器发出防撞信号，机器人接收到防撞信号后，规划行走路线以避免撞击充电座；

步骤五、机器人回归充电时，第一、第二、第三、第四以及第五信号发射器发出引导信号，机器人接收到引导信号后，规划回归路线，以与充电座对接充电。