一種適用於機器人的無線自動充電裝置的製作方法

2023-10-31 00:50:52

本發明涉及機器人充電領域，尤其涉及一種適用於機器人的無線自動充電裝置。

背景技術：

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建築業，或是危險的工作。

無線充電技術，源於無線電能傳輸技術，小功率無線充電常採用電磁感應式，大功率無線充電常採用諧振式：由供電設備將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，並同時供其本身運作之用。

針對機器人的無線充電時一個新興科研項目，而無線充電效率與無線送電裝置與機器人的位置有著密切聯繫，現有的方式是，通過固定機器人至無線送電裝置相對應的位置。

然而，這種方式下，機器人自行無法實現充電，必須得人為幹涉。而對於危險的環境中，只能通過機器人進行探測的時候，機器人無法實現自我電力續航嚴重的限制了該行業的發展。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提出一種適用於機器人的無線自動充電裝置，完全實現了機器人通過無線充電模式完成了自我電力續航。

為了實現上述目的，本發明採用的方案是：

一種適用於機器人的無線自動充電裝置，包括無線充電樁，所述無線充電樁上設有定位裝置，所述機器人能夠通過導航裝置自動導航至無線充電樁上，所述無線充電樁內設有無線送電裝置與位移裝置，所述位移裝置能夠移動無線送電裝置使得無線送電裝置與機器人中的接收線圈的位置相匹配。

所述位移裝置包括復位裝置與移動裝置，所述復位裝置能夠將無線送電裝置移動至初始位置，所述移動裝置能夠將無線送電位置移動至目的位置。

所述復位裝置包括在無線充電樁內的磁芯，所述磁芯的一端固定在無線充電樁上，另一端固定連接橡膠軟墊，所述磁芯上纏繞有電磁感應線圈，所述電磁感應線圈依次通過逆變器，數控開關連接電源，所述數控開關通過無線通信網絡連接位於機器人內的處理器。

所述移動裝置包括，感應裝置、第一推板、第二推板、第一隔板與第二隔板，所述感應裝置能夠感應機器人是否停放在無線充電樁上，所述感應裝置連接控制器；所述第一推板上設有第一電機，所述第二推板上設有第二電機，所述第一電機固定連接第一絲槓，所述第二電機固定連接第二絲槓，所述第一絲槓通過螺孔穿過第一隔板，所述第二絲槓通過螺孔穿過第二隔板，電機控制電路能夠實現第一電機與第二電機的正反轉，所述第一電機與所述第二電機不能同時轉動。

所述電機控制電路包括控制器、第一電機控制電路以及第二電機控制電路，所述第一電機的控制電路包括：包括第一繼電器，第二繼電器，第三繼電器以及第四繼電器，所述第一繼電器的第一節點連接第二繼電器的第二節點，所述第一繼電器的第二節點連接第四繼電器的第一節點，所述第二繼電器的第一節點連接第三繼電器的第二節點，所述第三繼電器的第一節點連接第四繼電器的第二節點，所述第一繼電器的第一節點連接電源的正極，所述第一繼電器的第二節點與所述第二繼電器的第一節點之間連接微型電機，所述第三繼電器的第一節點連接電源的負極，所述第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器均由繼電器控制電路進行控制；所述第一電機控制電路與第二電機控制電路的電路結構一致；所述第一電機控制電路與第二電機控制電路均連接控制器。

所述繼電器控制電路包括：第一光電耦合器、第二光電耦合器，若干個三極體以及若干個電阻；所述第一光電耦合器能夠實現第一繼電器與第二繼電器的同步操作，所述第二光電耦合器能夠實現第二繼電器與第四繼電器的同步操作。

所述感應裝置是安裝在無線充電樁上的壓電傳感器。

本發明的有益效果：

1、利用定位裝置與導航裝置實現了機器人自行尋找無線充電樁的功能，省去了人力調動，實現真正的全自動智能化。

2、採用電磁感應裝置使得無線送電裝置能夠恢復原位為下次充電效率最大化提供了保證。

3、利用兩個不同時運轉的電機，從橫向與縱向對無線送電裝置進行調整，同時通過機器人內部的處理器反饋充電效率，保證了無線送電裝置與機器人的位置處於最佳位置。

附圖說明

圖1本發明的結構示意圖；

圖2電機控制電路；

圖3繼電器控制電路。

其中，1電磁感應線圈；2磁芯；3橡膠軟墊；4無線送電裝置；5第一推板；6第二推板；7第一隔板；8第二隔板；9第一電機；10第二電機；11第一絲槓；12第二絲槓；13無線充電樁。

具體實施方式

為了更好的了解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明作進一步說明。

一種適用於機器人的無線自動充電裝置，包括無線充電樁13，所述無線充電樁上設有定位裝置，所述機器人能夠通過導航裝置自動導航至無線充電樁上，所述無線充電樁內設有無線送電裝置4與位移裝置，所述位移裝置能夠移動無線送電裝置使得無線送電裝置與機器人中的接收線圈的位置相匹配。

所述位移裝置包括復位裝置與移動裝置，所述復位裝置能夠將無線送電裝置移動至初始位置，所述移動裝置能夠將無線送電位置移動至目的位置。

所述復位裝置包括在無線充電樁內的磁芯2，所述磁芯的一端固定在無線充電樁上，另一端固定連接橡膠軟墊3，所述磁芯上纏繞有電磁感應線圈1，所述電磁感應線圈依次通過逆變器，數控開關連接電源，所述數控開關通過無線通信網絡連接位於機器人內的處理器。無線送電裝置底部設有萬向滾輪，無線送電裝置外殼上均勻的鑲嵌有矽鋼片。

所述移動裝置包括，感應裝置、第一推板5、第二推板6、第一隔板7與第二隔板8，所述感應裝置能夠感應機器人是否停放在無線充電樁上，所述感應裝置連接控制器；所述第一推板上設有第一電機9，所述第二推板上設有第二電機10，所述第一電機固定連接第一絲槓11，所述第二電機固定連接第二絲槓12，所述第一絲槓通過螺孔穿過第一隔板，所述第二絲槓通過螺孔穿過第二隔板，電機控制電路能夠實現第一電機與第二電機的正反轉，所述第一電機與所述第二電機不能同時轉動。第一推板與第二推板底部均設有滾輪，方便滑行。第一推板與第二推板在無線充電樁內部只能做平移運動，不會發生轉動：通過在無線充電樁底部開設凹槽，滾輪限於凹槽內滑動。

復位裝置與移動裝置不會同時運作。

所述電機控制電路包括控制器、第一電機控制電路以及第二電機控制電路，所述第一電機的控制電路包括：包括第一繼電器J1，第二繼電器J2，第三繼電器J3以及第四繼電器J4，所述第一繼電器的第一節點連接第二繼電器的第二節點，所述第一繼電器的第二節點連接第四繼電器的第一節點，所述第二繼電器的第一節點連接第三繼電器的第二節點，所述第三繼電器的第一節點連接第四繼電器的第二節點，所述第一繼電器的第一節點連接電源的正極，所述第一繼電器的第二節點與所述第二繼電器的第一節點之間連接微型電機，所述第三繼電器的第一節點連接電源的負極，所述第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器均由繼電器控制電路進行控制；所述第一電機控制電路與第二電機控制電路的電路結構一致；所述第一電機控制電路與第二電機控制電路均連接控制器。

所述繼電器控制電路包括：第一光電耦合器T1、第二光電耦合器T2，若干個三極體以及若干個電阻；所述第一光電耦合器能夠實現第一繼電器與第二繼電器的同步操作，所述第二光電耦合器能夠實現第二繼電器與第四繼電器的同步操作。

機器人內部設有充電效率監測電路，所述充電效率監測電路連接處理器，所述處理器根據充電效率監測電路的監測結果並通過無線通信網絡將該結果傳遞給控制器，控制器控制第一電機與第二電機。無線通信網絡是藍牙通信或者紅外通信。

所述感應裝置是安裝在無線充電樁上的壓電傳感器。壓電傳感器感應到機器人的到來時，將信號傳遞給控制器，控制器根據該信號啟動第一電機(或第二電機)，當第一推板(或第二推板)運動至最佳充電位置(該位置充電效率最高)時，充電效率監測電路連接處理器，所述處理器根據充電效率監測電路的監測結果並通過無線通信網絡將該結果傳遞給控制器，控制第一電機(或第二電機)反轉，第一推板(或第二推板)後退，當第一推板(或第二推板)退至原始位置時，第二電機(或第一電機)開始運轉，重複上述過程。

當感應裝置沒有感應到機器人的存在時，控制器根據感應信息啟動數控開關閉合，電磁感應線圈產生電磁吸引力把無線送電裝置吸引至初始位置。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。