對接方法

2023-04-29 06:19:21

專利名稱：對接方法
技術領域：
本發明涉及一種自動行走設備與充電站對接的對接方法。
背景技術：
隨著科學技術的發展，智能的自動行走設備為人們所熟知，由於自動行走設備可以自動預先設置的程序執行預先設置的相關任務，無須人為的操作與幹預，因此在工業應用及家居產品上的應用非常廣泛。工業上的應用如執行各種功能的機器人，家居產品上的應用如割草機、吸塵器等，這些智能設備極大地節省了人們的時間，給工業生產及家居生活都帶來了極大的便利。但這些自動行走設備由於採用能量儲存單元供電，當能量儲存單元的能量被用盡後，這些自動行走設備就無法工作了，此時就必須人為地把自動行走設備移動到能為其提供能量的充電站，為其補充能量。在一些情況下，補充能量可能需要花費數小時的時間，人們必須等待數小時，直到補充能量完成，從而再次開啟自動行走設備，使其繼續工作。為克服上述問題，必須開發一種能使自動行走設備與充電站自動對接的對接方法。

發明內容
本發明解決的技術問題為提供一種自動行走設備與充電站自動對接的對接方法。為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是一種對接方法，用於實現自動行走設備與充電站對接，自動行走設備包括第一組端子以及第一控制單元，所述第一組端子至少包括第一端子和第二端子，所述第一控制單元包括與第一端子電性連接的信號發送模塊以及與第二端子電性連接的信號接收模塊，充電站包括第二組端子，第二組端子至少包括第三端子和第四端子，能與第一組端子對應電性連接，所述對接方法包括信號發送模塊發送預設的偵測信號；確認信號接收模塊是否接收到與預設偵測信號相對應的預設的反饋信號；接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，確認自動設備的第一組端子與充電站的第二組端子對接成功。優選地，預設的偵測信號及預設的反饋信號為規律變化的信號。優選地，預設的反饋信號為與預設的偵測信號周期相同的信號。優選地，預設的反饋信號為與預設的偵測信號周期相同的方波信號。優選地，自動行走設備至少設置位於信號發送模塊與第一端子之間的第一信號轉換單元或者位於第二端子和信號接收模塊之間的第二信號轉換單元中的一個，第一信號轉換單元和第二信號轉換單元改變流經的信號的電氣參數。優選地，第一信號轉換單元及第二信號轉換單元對流經的信號進行放大或者縮小。優選地，自動行走設備設置第一信號轉換單元以及第二信號轉換單元，第一信號轉換單元放大流經的信號，第二信號轉換單元縮小流經的信號。優選地，第二信號轉換單元隔離第二端子與信號接收模塊之間的信號。優選地，確認自動行走設備的第一組端子與充電站的第二組端子對接成功後，自動行走設備停止行走。優選地，自動行走設備停止行走後，信號發送模塊再次發送預設的偵測信號，信號接收模塊接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，自動行走設備保持停止行走的狀態；信號接收模塊沒有接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，自動行走設備啟動行走。 優選地，充電站設置位於第三端子和第四端子之間的跨接電路，所述跨接電路用於在第三端子和第四端子之間傳遞信號。優選地，所述充電站內設置控制充電站工作狀態的第二控制單元，所述第二控制單元檢測第三端子和第四端子之間傳遞的信號，當第二控制單元檢測到與預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號時，第二控制單元控制充電站啟動充電。優選地，預設的啟動信號為規律變化的方波信號。優選地，預設的啟動信號為周期為預設值的方波信號。優選地，充電站內還設置位於第二控制單元與第三端子、第四端子之間的第三信號轉換單元，第二控制單元通過第三信號轉換單元檢測第三端子和第四端子之間傳遞的信號。優選地，第三信號轉換單元改變流經的信號的電氣參數。優選地，第三信號轉換單元縮小流經的信號。優選地，第三信號轉換單元隔離第二組端子與第二控制單元之間傳遞的信號。優選地，充電站內還設置禁止或允許充電能量施加至第三端子和第四端子的第二能量控制單元，啟動充電前，第二控制單元控制第二能量控制單元禁止充電能量施加至第三端子和第四端子，第三端子和第四端子的輸出為零，啟動充電後，第二控制單元控制第二能量控制單元允許充電能量施加至第三端子和第四端子，第三端子和第四端子輸出充電能量。優選地，自動行走設備還包括存儲能量檢測單元，用於檢測能量存儲單元當前的能量狀態，並將檢測信號傳遞給第一控制單元，當能量存儲單元的能量低於預設值時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。優選地，自動行走設備還包括強制充電裝置，用於可選擇地向第一控制單元發送充電指令，當強制充電裝置發送充電指令時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。優選地，自動行走設備還包括淋雨檢測裝置，所述淋雨檢測裝置將檢測信號傳遞給第一控制單元，當檢測到淋雨時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。優選地，自動行走設備為割草機，包括切割草坪的切割機構。本發明的有益效果為自動行走設備與充電站無需人為幹預地可靠對接，給生產及生活帶來極大便利。


以上所述的本發明的目的、技術方案以及有益效果可以通過下面的能夠實現本發明的具體實施例的詳細描述，同時結合附圖描述而清楚地獲得。
附圖以及說明書中的相同的標號和符號用於代表相同的或者等同的元件。圖1是本發明一較佳實施例自動行走設備與充電站的示意圖；圖2是圖1所示自動行走設備與充電站的對接示意圖；圖3是圖1所示自動行走設備與充電站的電路模塊圖；圖4是圖1所示自動行走設備與充電站的電路框圖；圖5是圖1所示自動行走設備產生的偵測信號及接收的反饋信號形狀；圖6是自動行走設備與充電站對接的工作流程圖。10充電站60第一端子12電源線62第二端子14第二印刷線路板70第一信號轉換單元16第三端子72第二信號轉換單元18第四端子74第一能量檢測單元20能量提供單元76第一控制單元24第三信號轉換單元78跨接電路26第二能量檢測單元80充電能量檢測單元28第二控制單元82存儲能量檢測單元30第二能量控制單元88第一能量控制單元50自動行走設備92信號發送模塊52電機94信號接收模塊54輪子100邊界線56能量存儲單元102工作區域58第一印刷線路板
具體實施例方式有關本發明的詳細說明和技術內容，配合

如下，所附附圖僅提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。如圖1所示為充電站10及自動行走設備50組成的系統，該系統還包括邊界線 100，邊界線100用於形成工作區域102，充電站10位於邊界線100上，自動行走設備50在邊界線100形成的工作區域102內自動行走，按照人為預先設置的要求進行在工作區域102 內工作。當自動行走設備50需要充電、或者工作完成、或者工作時間到、或者檢測到淋雨等情況時，自動行走設備50沿邊界線100返回充電站10，嘗試與充電站10對接。自動行走設備50與充電站10自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後， 自動行走設備50停止行走，充電站10啟動對自動行走設備50的充電。充電站10與自動行走設備50組成的系統也可以不包含邊界線100，此時，自動行走設備50通過其他無線信號引導返回充電站10。如圖2所示充電站10包括電源線12、與電源線12電性連接的第二印刷線路板14、 與第二印刷線路板14的輸出端連接的第二組端子，第二組端子至少包括第三端子16和第四端子18 (由於角度原因圖中第三端子16和第四端子18重合)。自動行走設備50包括可選擇地與第二組端子對應電性連接的第一組端子、與第一組端子電性連接的第一印刷線路板58、受第一印刷線路板58控制的行走機構、為自動行走設備50提供能量的能量存儲單元 56，其中第一組端子至少包括第一端子60和第二端子62 (由於角度原因圖中第一端子60 和第二端子62重合)。行走機構進一步包括電機52、受電機52驅動的輪子M。當自動行走設備50需要充電時，行走機構驅動自動行走設備50返回充電站10，嘗試與充電站10對接。如圖3所示，第二印刷線路板14進一步包括能量提供單元20、第三信號轉換單元 24、第二能量檢測單元沈、第二能量控制單元30、以及第二控制單元觀。能量提供單元20 用於將外部交流電源或直流電源轉換為適合為能量存儲單元56提供充電能量的電源，並可選擇施加至第三端子16、第四端子18 ；第三信號轉換單元M與第三端子16電性連接， 用於檢測第三端子16、第四端子18之間傳遞的信號，並將檢測的信號傳遞給第二控制單元 28，第三信號轉換單元M可以改變流經的信號的電氣參數，如可以放大、縮小信號幅度，改變信號頻率，改變信號類型，如將接收的正弦波信號改變為方波信號等；第二能量檢測單元沈用於檢測能量提供單元20施加至第三端子16及第四端子18的充電能量，並將檢測信號傳遞給第二控制單元觀；第二能量控制單元30用於控制能量提供單元20至第三端子16 和第四端子18能量傳遞，當第二能量控制單元30處於允許能量提供單元20至第三端子16 和第四端子18能量傳遞的狀態時，第三端子16和第四端子18輸出充電能量，當第二能量控制單元30處於禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18能量傳遞的狀態時， 第三端子16和第四端子18無輸出，即第三端子16和第四端子18的輸出為零；第二控制單元觀根據第三信號轉換單元M及第二能量檢測單元沈的檢測信號控制第二能量控制單元30工作狀態。第二印刷線路板14還包括設置在第三端子16和第四端子18之間的跨接電路78，跨接電路78用於連通第三端子16和第四端子18，在第三端子16和第四端子18 之間傳遞信號和/或能量。第一印刷線路板58進一步包括第一信號轉換單元70、第二信號轉換單元72、第一能量檢測單元74、第一能量控制單元88、以及第一控制單元76，其中，第一控制單元76進一步包括信號發送模塊92、信號接收模塊94，第一信號轉換單元70設置在第一端子60與信號發送模塊92之間，第二信號轉換單元72設置在信號接收模塊94與第二端子62之間。 信號發送模塊92用於產生並發送信號，信號發送後流經第一信號轉換單元70 ；第一信號轉換單元70用於改變流經的信號的電氣參數，如可以放大、縮小信號幅度，改變信號頻率，改變信號類型等，並將轉換後的信號傳遞給第一端子60 ；第二信號轉換單元72用於將第二端子62接收的外界傳遞的信號轉換後傳遞給信號接收模塊94，第二信號轉換單元72可以改變流經的信號的電氣參數；第一能量檢測單元74用於檢測第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的充電能量，並將檢測的信號傳遞給第一控制單元76;第一能量控制單元88 控制第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞；第一控制單元76根據第二信號轉換單元72及第一能量檢測單元74提供的檢測信號發出相應的控制信號控制第一能量檢測單元74的工作狀態。其中，第一能量檢測單元74進一步包括充電能量檢測單元 80及存儲能量檢測單元82，充電能量檢測單元80用於檢測第一端子60及第二端子62施加在能量存儲單元56上的能量，存儲能量檢測單元82用於檢測能量存儲單元56當前狀態的能量。自動行走設備50返回過程中，信號發送模塊92發送預設的偵測信號，並經過第一信號轉換單元70傳遞給第一端子60，與此同時信號接收模塊94檢測第二端子62經第二信號轉換單元72向其傳遞的信號，並判斷接收到的信號是否為與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號。當第二組端子與第一組端子對應電性連接時，信號發送模塊92發送的預設的偵測信號經第一信號轉換單元70傳遞給第一端子60，第一端子60將其接收的信號傳遞給第三端子16，第三端子16將其接收的信號經跨接電路78傳遞給第四端子18，第四端子18將其接收的信號傳遞給第二端子62，第二端子62將其接收的信號經第二信號轉換單元72傳遞給信號接收模塊94，經過上述包含第一信號轉換單元70、第一端子60、第三端子 16、跨接電路78、第四端子18、第二端子62、第二信號轉換單元72構成的連通迴路的傳遞， 信號發送模塊92發送的預設的偵測信號轉換為與其對應的預設的反饋信號傳遞至信號接收模塊94。因此，若信號接收模塊94接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，第一控制單元76確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。第一控制單元76確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，控制自動行走設備50停止行走；反之，當第二組端子與第一組端子沒有對應電性連接時，信號發送模塊92與信號接收模塊94之間沒有構成上述連通迴路，導致信號發送模塊92發送的預設的偵測信號無法經上述連通迴路返回信號接收模塊94，信號接收模塊94 因此接收不到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，當信號接收模塊94接收不到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，第一控制單元76不確認自動行走設備50 的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，信號發送模塊92繼續發送預設的偵測信號。如前所述，第二組端子與第一組端子對應電性連接時，第一端子60傳遞的信號流經第三端子16、跨接電路78、第四端子18。在信號流經跨接電路78時，第三信號轉換單元 24檢測到該信號，並將該信號轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號反饋給第二控制單元觀，第二控制單元觀檢測到預設的啟動信號後，確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。第二控制單元觀確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，啟動充電，發出控制信號控制第二能量控制單元30處於允許能量提供單元20 至第三端子16和第四端子18之間的能量傳遞的狀態，充電站10對自動行走設備50的充電過程開始。充電開始後，第二能量檢測單元沈時刻檢測能量提供單元20至第三端子16 和第四端子18的充電能量，並將檢測信號傳遞給第二控制單元觀，一旦第二控制單元觀檢測到充電能量超出某一預設範圍，控制第二能量控制單元30處於禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞的狀態，從而終止充電過程。在第二能量檢測單元 26對能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量進行檢測的同時，自動行走設備50的第一能量檢測單元74對第一端子60和第二端子62施加至能量存儲單元56上的能量進行檢測，並將檢測信號傳遞給第一控制單元76。第一控制單元76 一旦檢測到充電能量超出某一預設範圍，即控制第一能量控制單元88處於禁止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞的狀態，從而終止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元 56的能量傳遞。除通過能量檢測單元對能量進行檢測，判斷是否終止能量傳遞的方式外，第二控制單元觀和第一控制單元76內均可通過設置計時器的方式來判斷充電時間是否超過預設值，從而控制是否終止能量傳遞。此外第一控制單元76還可通過檢測能量存儲單元56的內部信息，來判斷是否終止能量傳遞，如檢測能量存儲單元56的內部溫度等。如，當能量存儲單元56的內部溫度超過預設溫度範圍時，第一控制單元76終止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞，從而終止對能量存儲單元56的充電。自動行走設備 50完成充電過程後，即可再次返回工作區域102，繼續工作。在上述確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接的過程中，自動行走設備50與充電站10均通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接即認為自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，並啟動充電。實際情況中，由於檢測到反饋信號與控制自動行走設備50停止行走之間存在時間差，因此自動行走設備50停止行走後，第二組端子與第一組端子可能又相互分離，為避免上述情況的出現，第一控制單元76在第一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功並控制自動行走設備50停止行走後，信號發送模塊92再次發送預設的偵測信號，若信號接收模塊94再次接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，第一控制單元76確認自動行走設備50與充電站10自動行走設備50 的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功，第一控制單元76控制行走機構保持停止行走的狀態，反之，信號接收模塊94沒有接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，第一控制單元76不確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，第一控制單元76控制自動行走設備50啟動行走。自動行走設備50停止行走後再次發送的預設的偵測信號與停止行走前發送的預設的偵測信號可以相同，也可以不相同。與自動行走設備50兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功相對應的是，充電站10也經過兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後才啟動充電，第一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功為如前所述的自動行走設備50停止行走前的確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，第二次確認自動行走設備50 的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功為與自動行走設備50停止行走後確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功相對應的確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。針對自動行走設備50通過兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，才認為自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的設置，充電站10也可以設置為通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功即啟動充電，此時確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的條件是第二控制單元觀接收到與信號發送模塊92第二次發送的預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號。通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功即啟動充電的方式相較於通過兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功才啟動充電的方式更簡單，但通過兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功才啟動充電的方式的抗幹擾性更強。上述揭示的確認自動行走設備50與充電站10對接過程包含兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的步驟，其中每一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的步驟均可以包含多次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的子步驟，每一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的子步驟中，信號發送模塊 92均可以發送不同的預設的偵測信號，相應地，信號接收模塊94接收到與不同的預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，第二控制單元觀接收到與不同的預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。考慮到簡化程序同時兼顧較高的可靠性，優選的實施方式為採取每一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的步驟僅包含一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的子步驟，兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的步驟中，信號發送模塊92發送不同的預設的偵測信號，相應地，信號接收模塊94接收到與不同的預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，第二控制單元觀接收到與不同的預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。上述對接和充電過程中，第三端子16、第四端子18、第一端子60、第二端子62既用於對接過程中的信號傳遞，又用於充電過程中的充電能量傳遞。對本方案的一種變形為，第三端子16、第四端子18、第一端子60、第二端子62均僅用於信號傳遞，通過另外設置其它的端子用於充電能量的傳遞。上述預設的偵測信號經信號發送模塊92發送出去後，經第一信號轉換單元70傳遞給第一端子60，第二端子62接收的信號經第二信號轉換單元72後傳遞給信號接收模塊94，無論是信號發送模塊92發送的信號，還是信號接收模塊94接收的信號均經過信號轉換單元的轉換，經過轉換的目的在於便於後續電路對信號的傳遞、接收、識另IJ，因此在滿足後續電路能對信號進行傳遞、接收、識別的基本條件下，信號發送模塊92發送的信號可以經過第一信號轉換單元70後再向後傳遞，也可以不經第一信號轉換單元70 直接向後傳遞，第二端子62向信號接收模塊94傳遞的信號可以經過第二信號轉換單元72 後再向後傳遞，也可以不經第二信號轉換單元72直接向後傳遞。為克服需要人為幹預的不足，自動行走設備50設置了多種啟動返回的方式，如工作時間到、工作完成、電量不足、淋雨、用戶強制充電等均可以作為自動行走設備50返回充電站10的條件，第一控制單元76在檢測到任意上述條件時，控制自動行走設備50返回充電站10。工作時間到及工作完成的檢測通過在第一控制單元76內設置工作時間計時器實現。預設時間到，則控制自動行走設備50返回充電站10，具體實現方式為本領域技術人員熟知，在此不再贅述。電量不足的檢測通過存儲能量檢測單元82時刻檢測當前能量存儲單元56的剩餘能量情況，並將檢測到的能量剩餘情況反饋給第一控制單元76實現。當能量存儲單元56的能量減小到預設門限值時，第一控制單元76控制自動行走設備50返回充電站 10，為能量存儲單元56充電，預設門限值根據能量存儲單元56的化學特性、自動行走設備 50的工作狀況等情況綜合考慮設.置，以保證能量存儲單元56充電一次能充分利用，同時又能避免在返回途中出現能量存儲單元56能量枯竭導致自動行走設備50無法返回充電站 10 ；淋雨通過在自動行走設備50的殼體表面設置淋雨檢測裝置實現，淋雨檢測裝置與第一控制單元76電性連接，當淋雨時，淋雨檢測裝置產生相應的信號傳遞給第一控制單元76， 第一控制單元76控制自動行走設備50返回充電，該方式可以有效避免由於淋雨對自動行走設備50造成的損傷；用戶強制充電通過在自動行走設備50的殼體表面設置強制充電裝置實現，該強制充電裝置與第一控制單元76電性連接，當強制充電裝置檢測到用戶強制充電需求時，可以將用戶需求轉化為電信號的形式傳遞給第一控制單元76，第一控制單元76 控制自動行走設備50返回充電站10，該方式主要用於快速響應用戶充電需求，即使能量存儲單元56的能量較高，但用戶可以通過強制充電裝置向第一控制單元76發送充電指令，第一控制單元76接收到該充電指令後，控制自動行走設備50返回充電站10，為能量存儲單元 56充電。下面結合圖4詳細介紹第二印刷線路板14及第一印刷線路板58的每個功能單元的組成及工作方式，首先對第一印刷線路板58的功能單元進行介紹。第一控制單元76包含信號發送模塊92和信號接收模塊94，因此第一控制單元 76應具有信號的產生、發送、接收的功能；第一控制單元76根據接收的信號進行相關判斷， 並發出相應的控制信號，因此第一控制單元76應具有識別、判斷、以及根據信號判斷的結果產生控制信號等功能。基於上述功能需求，第一控制單元76可以設置為模擬電路、數字電路、模擬電路與數字電路混合的多種形式，在本實施例中，第一控制單元76採用了數字電路的形式實現上述功能，具體為微控器的形式，即本領域技術人員熟知的通過編寫預定的程序即可執行相關動作實現相應功能的集成電路單元。採用微控器的優點在於，微控器可以將信號的檢測、識別、判斷，信號的產生、發送，以及計時、計算等功能集於一身，元件簡化。微控器的型號有多種，根據功能需求可任意選擇，本實施例中選擇的微控器具有信號的檢測、識別、判斷，信號的產生、發送，以及計時、計算等功能。在第一控制單元76選用微控器實現其所有功能的情形下，信號發送模塊92及信號接收模塊94的功能內置在微控器中。 為使表達清楚，第一控制單元76包含的微控器為微控器MCUl。微控器MCUl進一步包括第一信號接收埠 RXl、RX2、RX3、RX4、RX5及第一信號發送埠 TXl、TX2，其中，第一信號接收埠 RXl與第二信號轉換單元72電性連接，用於接收第二信號轉換單元72傳遞的信號； 第一信號接收埠 RX2與充電能量檢測單元80電性連接，用於接收充電能量檢測單元80 傳遞的第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的充電能量的信號；第一信號接收埠 RX3與存儲能量檢測單元82電性連接，用於接收來自存儲能量檢測單元82傳遞的當前的能量存儲單元56的能量；第一信號接收埠 RX4與強制充電裝置電性連接，用於接收來自強制充電裝置傳遞的信號；第一信號接收埠以5與淋雨檢測裝置電性連接，用於接收來自淋雨檢測裝置傳遞的信號；第一信號發送埠 TXl與第一信號轉換單元70電性連接， 用於發送微控器MCUl產生的預設的偵測信號；第一信號發送埠 TX2與第一能量控制單元 88電性連接，用於發送控制信號給第一能量控制單元88以控制第一端子60及第二端子62 至能量存儲單元56的能量傳遞。第一控制單元76根據第一信號接收埠 RX1、RX2、RX3、 RX4、R)(5接收到的信號控制第一信號發送埠 TX1、TX2的信號輸出。自動行走設備50在返回的過程中，微控器MCUl不停地發出預設的偵測信號，預設的偵測信號可以為多種形式，如正弦波、方波、脈衝信號等。相較於脈衝信號，方波信號抗幹擾性能較優，相較於正弦波信號，方波信號更容易被微控器生成和識別，基於上述優點，本實施例採用方波信號，方波信號可以是脈衝寬度及周期固定不變的方波信號，也可以是周期固定不變但脈衝寬度逐漸增大的方波信號，或者為脈衝寬度固定不變但周期逐漸增大的方波信號，脈衝寬度及周期均逐漸增大的方波信號，以及脈衝寬度與周期一個逐漸增大另一個逐漸減小的方波信號等多種形式，在此不一一列舉。本實施例中，採用了如圖5所示的幅值、脈衝寬度及周期均固定不變的方波信號作為預設的偵測信號，該預設的偵測信號的幅值與微控器MCUl的工作電壓幅值Vcc相同，一般微控器MCUl的工作電壓可以為3V-5V， 在本實施例中採用5V，因此該預設的偵測信號的幅值為5V。該預設的偵測信號經過第一信號轉換單元70進行相應的轉換後，傳遞給第一端子60，也可以不經過第一信號轉換單元70 直接傳遞給第一端子60。第一信號轉換單元70對流經的信號進行必要的轉換，該轉換包括放大、縮小、改變信號周期、信號類型等，信號的放大或縮小實現較簡便，改變信號的周期或類型則需要專用晶片實現，較為複雜，第一信號轉換單元70對信號進行轉換的目的是便於信號在後續迴路中的傳遞與識別，基於上述目的，第一信號轉換單元70僅對流經的信號進行放大。對信號進行放大的方式有多種，第一信號轉換單元70可以設置為電阻與開關電晶體的組合或者電阻與運算放大器的組合，在本實施例中第一信號轉換單元70設置為電阻與開關電晶體的組合形式，包括電阻R8、R9及開關電晶體Ql、Q3，其中開關電晶體Ql的集電極與能量存儲單元56的正極電性連接，開關電晶體Q3與能量存儲單元56的負極電性連接，電阻R9 一端與第一信號發送埠電性連接，另一端與開關電晶體Q3的基極電性連接。當預設的偵測信號處於高電平狀態時，預設的偵測信號經電阻R9控制開關電晶體Q3導通，經過電阻R8 使開關電晶體Ql的基極處於低電平，從而開關電晶體Ql處於導通狀態，進而使能量存儲單元56的正極與第一端子60電性連接，即此時施加在第一端子60上的信號為高電平。反之， 當預設的偵測信號處於低電平狀態時，預設的偵測信號經電阻R9控制開關電晶體Q3斷開， 經過電阻R8使開關電晶體Ql的基極處於高電平，開關電晶體Ql處於斷開狀態，沒有能量施加在第一端子60上，從而使施加在第一端子60上的信號為低電平。經過第一信號轉換單元70的轉化後，施加在第一端子60上的信號為與預設的偵測信號周期及脈衝寬度相同但幅值不同的方波信號，其幅值等於能量存儲單元56的電壓。由於能量存儲單元56的電壓高於微控器MCUl的工作電壓Vcc，因此第一信號轉換單元70對預設的偵測信號的幅值進行了放大，有益效果在於可以增強預設的偵測信號，避免該信號在經過後續電路時被進一步削弱，而導致無法被檢測單元檢測到。開關電晶體Ql的集電極也可以設置為與供微控器 MCUl工作電源Vcc電性連接，此狀態下，第一信號轉換單元70不會對預設的偵測信號進行任何改變。開關電晶體Ql的集電極也可以設置為與低於供微控器MCUl工作的電源Vcc電性連接，此狀態下，第一信號轉換單元70對預設的偵測信號進行縮小。在第一信號轉換單元70不對預設的偵測信號進行放大，甚至是進行縮小的狀態下，也可以使後續電路檢測到該預設的偵測信號，需要注意的是，後續傳遞及檢測單元的阻抗需設置得較小，以避免對預設的偵測信號的過多消耗，而過多削弱信號。與第一信號轉換單元70相同，第二信號轉換單元72對流經的信號進行必要的轉換，便於後續迴路對信號的傳遞及識別。由於第二信號轉換單元72設置在第二端子62和微控器MCUl的信號接收埠之間，第二信號轉換單元72對信號的轉換是為了便於微控器 MCUl對信號的識別，而第一信號轉換單元70對信號進行了放大，因此第二信號轉換單元72 設置為對流經的信號進行縮小。基於上述功能要求，第二信號轉換單元72可以設置為電阻與運算放大器、電阻與開關電晶體、或者電阻與光耦等多種形式構成的電路。此外，考慮到第二端子62裸露於自動行走設備50的殼體外表面，極容易接觸到靜電，為避免施加在第二端子62上的靜電對內部元器件的損壞，第二信號轉換單元72採用了電阻與光耦的電路形式，從而形成相互隔離的兩部分，第一部分為與第二端子62相連通的部分，第二部分為與第一信號接收埠 RXl連通的部分，實現外部電路與內部電路相互隔離，避免第二端子62 可能接觸到的靜電對內部電路的損傷。基於上述考慮，第二信號轉換單元72的具體結構設置如圖4所示，包括與第二端子62電性連接的電阻R6，一端與第一信號接收埠 RXl電性連接、另一端與微控器MCUl的工作電源Vcc電性連接的電阻R5，以及將R5和R6相互隔離的光耦U1。光耦Ul的發光部分與電阻R6串聯，光耦Ul的接收部分與電阻R5串聯，當流經電阻R6的信號為高電平時，光耦Ul的發光部分發光，光耦Ul的接收部分導通，此時第一信號接收埠 RXl接收到的信號為低電平，當流經電阻R6的信號為低電平時，光耦Ul的發光部分不發光，光耦Ul的接收部分斷開，此時第一信號接收埠 RXl接收到的信號為高電平，該高電平信號的幅值為微控器MCUl的工作電壓值Vcc。第二信號轉換單元72對流經的信號進行了反相，同時將信號轉化為幅值為Vcc的信號，即第二信號轉換單元72對流經的信號進行反相、縮小，又由於採用了光耦元件對信號進行隔離，因此第二信號轉換單元72 對流經的信號進行反相、縮小、隔離。除上述形式外，電阻R5也可以不與微控器MCUl的工作電源Vcc電性連接，而與其他恆壓電源連接，如其他3V、4V、6V等恆壓電源電性連接時，第一信號接收埠 RXl接收到的信號的幅值為相應的電壓值，在此不再贅述。充電能量檢測單元80用於在充電站10對自動行走設備50進行充電的過程中對充電能量進行檢測，並將檢測結果傳遞給第一控制單元76，針對充電能量檢測單元80的功能，充電能量檢測單元80可以設置為檢測電流、檢測電壓、以及電流電壓同時檢測的功能電路，當充電能量檢測單元80檢測到的能量值超過某一預設範圍時，即電流小於某預設值或者電壓大於某一預設值時，微控器MCUl會根據充電能量檢測單元80檢測的信號控制第一能量控制單元88終止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞，從而終止充電站10對自動行走設備50的充電過程。在本實施例中僅設置了電流檢測，即充電能量檢測單元80檢測第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的電流信號。電流檢測的形式有多種，在本實施例中，採用本領域技術人員熟知的微電阻與運算放大器的方式實現。如圖4所示，充電能量檢測單元80包括設置於第一端子60至能量存儲單元56正極之間的微電阻R24，對施加在電阻RM上的電壓進行放大並將放大信號傳遞給第一信號接收埠 RX2的運算放大器Al。微控器MCUl通過第一信號接收埠 RX2檢測到施加在電阻 R24上的電壓後，進行相應的運算，判斷出流經電阻R24的電流，即可得到第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的電流值。當微控器MCUl檢測到的電流值小於某一預設電流值時，控制第一能量控制單元88終止能量提供單元20至第一端子60和第二端子62的能量傳遞，從而終止充電站10對自動行走設備50的充電過程。預設電流值根據能量存儲單元56的特性設置，在本實施例中，由於能量存儲單元56為鉛酸電池，根據其特性，預設電流值為200mA。第一能量控制單元88用於在充電站10對自動行走設備50進行充電的過程中，根據微控器MCUl發出的控制信號，控制第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞。針對第一能量控制單元88的功能，第一能量控制單元88至少可以設置為驅動電路加MOS管的方式或者驅動電路加繼電器的方式，如圖4所示，在本實施例中採用了驅動電路加MOS管方式，其中MOS管Q5設置於第一端子60和能量存儲單元56的正極之間，驅動電路設置於第一信號發送埠 TX2和MOS管之間，驅動電路進一步包括用於驅動MOS管的電阻RlO和Rl 1、開關電晶體Q4、以及驅動開關電晶體Q4的電阻R12和R13。通常情況下， 微控器MCUl通過第一信號發送埠 TX2發送低電平信號，控制開關電晶體Q4斷開，進而控制MOS管Q5斷開，避免控制電路對能量存儲單元56的能量消耗。一旦微控器MCUl從第一信號接收埠 RXl接收到反饋信號時，微控器MCUl通過第一信號發送埠 TX2發送高電平信號，控制開關電晶體Q4導通，進而控制MOS管Q5導通，從而允許第一端子60和第二端子 62至能量存儲單元56的能量傳遞，即允許充電站10對自動行走設備50的充電。充電開始後，充電能量檢測單元80時刻檢測第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的電流傳輸，並將檢測信號通過第一信號接收埠 RX2傳遞給微控器MCUl，一旦微控器MCUl檢測到電流小於200mA時，即通過第一信號發送埠 TX2發送低電平信號，控制開關電晶體Q4 斷開，進而控制MOS管Q5斷開，從而終止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞，即終止充電站10對自動行走設備50的充電。存儲能量檢測單元82主要用於在自動行走設備50工作及充電過程中時刻檢測能量存儲單元56的能量，並將檢測信號傳遞給第一信號接收埠 RX3，微控器MCUl根據其接收到的信號判斷能量存儲單元56的能量是否超出某一預設值，根據判斷結果發出相應的控制信號，控制第一能量控制單元88的工作狀態。在自動行走設備50工作過程中，當微控器MCUl檢測到能量存儲單元56的能量低於某一預設值時，控制自動行走設備50返回充電站10 ；在自動行走設備50充電過程中，當微控器MCUl檢測到能量存儲單元56的能量高於某一預設值時，向第一能量控制單元88發出停止充電指令控制自動行走設備50停止充電。 為檢測能量存儲單元56當前的能量狀態，可通過檢測能量存儲單元56電壓狀態，也可以通過檢測能量存儲單元56的放電電流或充電電流及放電或充電時間計算能量存儲單元56的存儲能量等多種方式。在本實施例中，採用了測量能量存儲單元56電壓狀態的方式，該方式的優點在於實現簡單。如圖4所示，存儲能量檢測單元82包含電阻R15、R16，電阻R15、 R16串聯組成電壓分壓器對能量存儲單元56的電壓進行檢測。充電過程的電壓預設值和放電過程的電壓預設值根據能量存儲單元56的特性相應地設定，優選地，在自動行走設備50 工作過程中，該預設電壓值一般為高於能量存儲單元56標稱電壓的90%，這樣設置既可以保證自動行走設備50的充分工作，又可保證自動行走設備50在能量存儲單元56的能量枯竭之前返回充電站10，為能量存儲單元56補充能量；在自動行走設備50充電過程中，該預設電壓值一般設置為高於能量存儲單元56標稱電壓的10%。在本實施例中，由於能量存儲單元56採用鉛酸電池，該電池的標稱電壓為MV，因此工作過程中的預設電壓值設置為 21. 6V，但由於鉛酸電池一般採用判斷充電電流的形式決定是否終止充電，因此本實施例中的存儲能量檢測單元82的信號並不用於判斷是否終止充電的條件，在此對充電過程中的預設電壓不作限定。強制充電裝置用於快速響應用戶的充電需求，其主要功能為響應用戶的充電需求，並將該需求以電信號的形式反饋給微控器MCU1，可以有多種形式實現該功能，如感應用戶聲音、感應用戶觸摸等，相較於感應用戶聲音的形式，感應用戶觸摸的方式更為簡便，因此本實施例中採用感應用戶觸摸的方式，基於此方式，強制充電裝置可以設置為常開開關或觸發開關形式，具體為觸發開關形式。如圖4所示，開關SWl —端與能量存儲單元56負極電性連接，一端與第一控制單元76的第一信號接收埠 RX4電性連接，在通常情況下，第一信號接收埠 RX4處於高阻狀態，一旦用戶按壓開關SWl閉合，第一信號接收埠 RX4即可接收到低電平，第一控制單元76響應第一信號接收埠 RX4接收到的低電平即控制自動行走設備50返回充電站10，為能量存儲單元56充電。淋雨檢測裝置用於檢測是否有雨水淋落至自動行走設備50，若檢測到淋雨，則將檢測到的信號傳遞給第一控制單元76，第一控制單元76控制自動行走設備50返回充電站 10避雨，從而避免雨水對自動行走設備50的侵蝕。淋雨檢測裝置可以通過兩個相互隔離的金屬片實現，一個金屬片與微控器MCUl的第一信號接收埠 RX5電性連接，另一個金屬片與第二端子62電性連接，當沒有雨水時，兩個金屬片保持相互獨立的狀態，第一信號接收埠 RX5處於懸空狀態，當有雨水時，兩個金屬片通過雨水相互連接，第一信號接收埠 RX5接收到低電平信號，微控器MCUl控制自動行走設備50返回充電站10避雨。兩個金屬片的功能相當於開關的作用，因此在圖4中，淋雨檢測裝置通過開關SW2示意。上述內容對第一印刷線路板58所包含的各功能單元的具體結構、工作方式及相互之間的影響作了詳細闡述，以下將對第二印刷線路板14所包含的各功能單元的具體結構、工作方式及相互之間的影響進行詳細闡述。第二控制單元觀的主要功能為接收第三信號轉換單元M及第二能量檢測單元沈傳遞的信號並根據該信號控制第二能量控制單元30的工作情況。基於上述功能，第二控制單元觀可以設置為模擬電路、數字電路、模擬電路與數字電路混合的多種形式，在本實施例中，第二控制單元觀採用了微控器的形式，即本領域技術人員熟知的通過編寫預定的程序即可執行相關動作實現相應功能的集成電路單元，微控器的型號有多種，根據功能需求可任意選擇，本實施例中選擇的微控器具有信號的檢測、識別、判斷、發送，以及計時、計算等功能。為使表達清楚，第二控制單元觀包含的微控器為微控器MCU2。微控器MCU2進一步包括第二信號接收埠 RX1、RX2及第二信號發送埠 TX1，其中，第二信號接收埠 RXl 與第三信號轉換單元M電性連接，用於接收第一轉換單元傳遞的信號；第二信號接收埠 RX2與第二能量檢測單元沈電性連接，用於接收第二能量檢測單元沈傳送的能量提供單元 20施加至第三端子16和第四端子18的能量信號；第二信號發送埠 TXl與第二能量控制單元30電性連接，用於發送控制信號給第二能量控制單元30以控制能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞。微控器MCU2根據第二信號接收埠 RX1、RX2接收到的信號控制第二信號發送埠 TXl的信號輸出。第三信號轉換單元M主要功能為檢測流經第三端子16和第四端子18的信號，將檢測信號傳遞給第二控制單元觀為能檢測到流經第三端子16和第四端子18的信號，第三信號轉換單元M必需具備跨接在第三端子16和第四端子18之間的檢測部分和將檢測部分檢測的信號傳遞至微控器MCU2的傳遞部分。考慮到第三端子16和第四端子18均裸露於充電站10殼體表面，極容易接觸到靜電，為避免施加在第三端子16和第四端子18上的靜電對內部元器件的損壞，檢測部分與傳遞部分相互隔離，隔離元件採用光耦。如前所述， 跨接電路78的功能為連通第三端子16和第四端子18，該功能與第三信號轉換單元M的檢測部分具有的功能相同，基於簡化電路的目的，將第三信號轉換單元M的檢測部分的功能設置在跨接電路78中，從而將兩個電路的功能通過一個電路實現，如圖4所示，跨接電路78 包括串聯設置於第三端子16和第四端子18之間的電阻R2及光耦U2的發光部分，第三信號轉換單元M的傳遞部分包括串聯設置於微控器MCU2的工作電源與第四端子18之間的電阻Rl及光耦U2的接收部分，在電阻Rl與光耦U2的接收部分的接點處和微控器MCU2的
15第二信號接收埠 RXl之間設置引導線，便於將檢測信號傳遞給微控器MCU2。電阻Rl及光耦U2的接收部分也可以根據實際需要串聯設置在其他工作電源與第四端子18之間。當有信號流經第三端子16時，信號進一步流經電阻R2及光耦U2的發光部組成的跨接電路78， 若信號的電壓值足以驅動發光部發光時，發光部發光，如本領域技術人員所熟知的，該電壓值一般大於等於0.6V。當流經第三端子16的信號為高電平時，光耦U2的發光部分發光， 同時光耦U2的接收部分接收到光源並導通，由此微控器MCU2接收到由第四端子18傳遞的低電平信號，當流經跨接電路78的信號為低電平時，光耦U2的發光部分不發光，同時光耦 U2的接收部分接收不到光源因而斷開，由此微控器MCU2接收到由電阻Rl傳遞的高電平信號，該高電平信號的電壓幅值等於設置於電阻Rl上的電源電壓值，在本實施例中為微控器 MCU2的工作電壓VDD，由於VDD —般低於能量存儲單元56的電壓，因此第三信號轉換單元 M對經第一信號轉換單元70放大的信號進行了縮小及反相。微控器MCU2的工作電壓VDD 與微控器MCUl的工作電壓Vcc可以相同，也可以不相同，優選地，VDD與Vcc相同。第二能量檢測單元沈用於檢測能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，將檢測的信號傳遞給第二控制單元28，當第二能量檢測單元沈檢測到的能量值超過某一預設範圍時，微控器MCU2控制第二能量控制單元30終止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，從而終止充電站10對自動行走設備50的充電過程。對能量的檢測一般可以設置為檢測電流、檢測電壓、以及電流電壓同時檢測實現，在本實施例中僅設置了電流檢測，即第二能量檢測單元26檢測能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的電流信號。電流檢測的形式有多種，在本實施例中，採用本領域技術人員熟知的微電阻與運算放大器的方式實現。如圖4所示，第二能量檢測單元沈包括設置於能量提供單元20與第四端子18之間的微電阻R17，對施加在電阻R17上的電壓進行放大並將放大信號傳遞給第二信號接收埠 RX2的運算放大器A2。微控器MCU2通過第二信號接收埠 RX2檢測到施加在電阻R17上的電壓後，進行相應的運算，判斷出流經電阻R17的電流，即可得到能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的電流值。當微控器MCU2檢測到的電流值小於某一預設電流值時，控制第二能量控制單元30終止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，從而終止充電站10對自動行走設備50的充電過程。預設電流值根據能量存儲單元56的特性設置，在本實施例中，由於能量存儲單元56為鉛酸電池，根據其特性，預設電流值為200mA。第二能量控制單元30的功能為根據微控器MCU2發出的控制信號可操作地允許或禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞。基於上述功能第二能量控制單元30至少可以設置為驅動電路加MOS管的方式或者驅動電路加繼電器的方式。如本領域技術人員熟知的，MOS管可以斷開能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，但其斷開後仍有微電流流過第三端子16和第四端子18，若能量提供單元20為非隔離的電源，則即使僅有微電流流過第三端子16和第四端子18，並為人體所接觸，則仍可以對人體造成觸電損傷。為保證能量提供單元20至第三端子16和第四端子18之間能量的可靠斷開，避免自動行走設備50沒有與充電站10對接時，裸露在充電站10外表面的第三端子16和第四端子18可能被人體接觸而對人體造成的觸電損傷，第二能量控制單元30 設置為驅動電路加繼電器的方式。如圖4所示，第二能量控制單元30包括設置於能量提供單元20正極與能量提供單元20負極之間的驅動電路及繼電器線圈KM以及設置於能量提
16供單元20正極與第三端子16之間的繼電器開關Kl和設置於能量提供單元20負極與第四端子18之間的繼電器開關K2，其中驅動電路進一步包括電阻R3、R4、開關電晶體Q2、以及於繼電器線圈KM並聯的續流二極體D4。在通常情況下，開關Kl及K2處於斷開狀態，以保證第三端子16和第四端子18沒有輸出，避免可能對人體的損傷。一旦微控器MCU2從第二信號接收埠 RXl接收到啟動信號時，微控器MCU2通過第二信號發送埠 TXl高電平信號， 控制開關電晶體Q2導通，繼電器線圈KM由於有電流流過產生磁力使開關Kl和K2閉合，從而允許能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，即允許充電站10對自動行走設備50的充電。充電開始後，第二能量檢測單元沈時刻檢測能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的電流傳輸，並將檢測信號通過第二信號接收埠 RX2傳遞給微控器MCU2，一旦微控器MCU2檢測到電流小於200mA時，即通過第二信號發送埠 TXl低電平信號，控制開關電晶體Q2斷開，繼電器線圈KM由於有沒有電流流過而失去磁力，開關Kl 和K2斷開，從而中斷能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞，即終止充電站10對自動行走設備50的充電。能量提供單元20用於將外部的電源轉換為適合為自動行走設備50充電的電源， 外部電源包括交流電源或直流電源，適合為自動行走設備50充電的電源根據自動行走設備50內的能量存儲單元56的電學特性而定，一般而言均為適合為自動行走設備50充電的電源為直流電源，因此若外部電源為直流電源，則能量提供單元20僅需將直流電源的電壓調整為適合為自動行走設備50充電的電壓，此情況下，能量提供單元20可以設計為電壓調整電路即可，如本領域技術人員所熟知的，電壓調整電路的形式有多種，在此不作贅述。若外部電源為交流電源，則能量提供單元20可以設計為開關電源模式或變壓器模式的電路將外部交流電源轉換為適合為自動行走設備50充電的直流電源，或者可以通過常規的降壓整流電路也可以實現將外部交流電源轉換為適合為自動行走設備50充電的直流電源， 其中開關電源模式和變壓器模式是本領域技術人員熟知的隔離電路，常規的降壓整流電路為非隔離電路，非隔離電路的優勢在於成本低，但缺點也很明顯，即發熱問題嚴重，且由於與外部交流電源沒有隔離，對人體危險度高，容易造成觸電損傷。當第三端子16和第四端子18分別與第一端子60和第二端子62電性連接時，微控器MCUl經第一信號發送埠 TXl發送預設的偵測信號，此時預設的偵測信號的幅值為 Vcc，預設的偵測信號經第一信號轉換單元70後，轉換為幅值為能量存儲單元56兩端的電壓的信號，因此偵測信號經第一信號轉換單元70後，幅值被抬高，即第一信號轉換單元70 對流經的信號放大，被放大的信號進一步傳遞給第一端子60，進一步傳遞給第三端子16， 第三端子16經跨接電路78進一步傳遞給第四端子18，由於跨接電路78僅包括阻性元件， 能量流經該跨接電路78僅會產生耗損，但不會改變其其他特性，第四端子18進一步傳遞給第二端子62，第二端子62傳遞給第二信號轉換單元72，第二信號轉換單元72其工作電壓為Vcc，同時包含光耦元件，信號經第二信號轉換單元72後，轉換為相位相反且幅值為Vcc 的信號，經第二信號轉換單元72轉換後的信號最終傳遞給微控器MCUl的第一信號接收埠 RX1，經過上述連通迴路的轉換後，微控器MCUl通過第一信號發送埠 TXl發送的預設的偵測信號最終轉換為與偵測信號周期相同相位相反的反饋信號返回至第一信號接收埠 RXl0在上述轉換過程中，僅對信號進行放大及縮小，沒有改變信號的類型，因此，當預設的偵測信號為規律變化的信號時，經上述迴路轉換後最終生成的預設的反饋信號為規律變化的信號，當預設的偵測信號為方波信號時，經上述迴路轉換後最終生成的預設的反饋信號為方波信號，信號的電氣參數沒有發生任何改變，電氣參數包括信號的幅值、周期、佔空比等，經上述迴路的轉換，微控器MCUl最終接收到的預設的反饋信號與微控器MCUl發送的預設的偵測信號的差異僅為相位相反。第一信號接收埠 RXl接收到與預設的偵測信號周期相同的預設的反饋信號後，即認為第三端子16和第四端子18分別與第一端子60和第二端子62對應電性連接，即確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功；反之，當第三端子16和第四端子18分別與第一端子60和第二端子62沒有電性連接時，微控器MCUl檢測不到與預設的偵測信號周期相同的預設的反饋信號，則不確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，微控器MCUl繼續發送預設的偵測信號。第三端子16和第四端子18分別與第一端子60和第二端子62電性連接時，微控器MCUl經第一信號發送埠 TXl發送的預設的偵測信號，經第一信號轉換單元70、第一端子60和第三端子16、跨接電路78、第四端子18和第二端子62、第二信號轉換單元72形成的連通迴路最終生成預設的反饋信號返回第一信號接收埠 RXl的同時，第一信號發送埠 TXl發送的預設的偵測信號經過第一信號轉換單元70、第一端子60和第三端子16、跨接電路78、第三信號轉換單元M的傳遞部分轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號被第二信號接收埠 RXl接收。預設的偵測信號經第一信號轉換單元70、第一端子60 和第三端子16、跨接電路78後僅被放大。經放大的信號在經過跨接電路78的時，位於跨接電路78的光耦U2的發光部分根據信號的高低電平，可選擇地發光或者不發光，從而將第二信號接收埠 RXl可選擇地與VDD不接通或接通，即如前所述第三信號轉換單元M對信號的轉換，最終將流經跨接電路78的信號轉換為相位相反幅值為VDD的信號反饋給第二信號接收埠 RX1，由於本實施例中Vcc與VDD相同，因此預設的啟動信號與預設的偵測信號為幅值相同相位相反的信號。基於上述轉變僅對信號先放大、後縮小且反相，因此預設的啟動信號與預設的偵測信號類型相同的信號，當預設的偵測信號為規律變化的信號時，經上述迴路轉換後最終生成的預設的啟動信號為規律變化的信號，當預設的偵測信號為方波信號時，經上述迴路轉換後最終生成的預設的啟動信號為方波信號，在本實施例中，由於預設的偵測信號為周期固定的方波信號，因此預設的啟動信號為周期為預設值的方波信號。微控器MCU2檢測到預設的啟動信號後確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。基於上述描述可知，微控器MCUl確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的同時，微控器MCU2確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。微控器MCUl確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，控制自動行走設備50停止行走，微控器MCUl也可以通過多次確認自動行走設備50 的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，才控制自動行走設備50停止行走，多次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的過程中，每次發送的預設的偵測信號可以相同，也可以不相同，例如通過改變脈衝信號的頻率、佔空比等形式使每次發送的偵測信號不相同，優選地，微控器MCUl通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功即控制自動行走設備50停止行走；自動行走設備50停止行走後，微控器MCUl再次發送預設的偵測信號，若微控器MCUl檢測到與再次發送的預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，即確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功，則控制自動行走設備50繼續保持停止行走的狀態，若微控器MCUl沒有檢測到與再次發送的預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號， 即不確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功，則控制自動行走設備50終止停止行走的狀態啟動行走。在自動行走設備50停止行走後確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功的過程中發送的預設的偵測信號與停止行走前發送的預設的偵測信號可以相同，也可以不同，優選為不相同，便於微控器MCUl識別。在上述微控器MCUl確認或不確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功的過程中，微控器MCU2也同時確認或不確認自動行走設備 50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，微控器M⑶2確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，啟動充電，控制第二能量控制單元30處於允許能量提供單元20至第三端子16和第四端子18能量傳遞的狀態。微控器MCU2可以通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功即啟動充電，也可以通過與自動行走設備50相對應的兩次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功才啟動充電，若通過一次確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功即啟動充電，優選通過微控器MCU2檢測到與微控器 MCUl第二次發送的預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。在本實施方式中，預設的偵測信號經第一信號轉換單元70、第一端子60、第三端子16、跨接電路78、第四端子18、第二端子62、第二信號轉換單元72最終轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號。在上述信號的傳遞過程中，第一信號轉換單元70對流經的信號進行放大、跨接電路78不對信號進行轉換、第二信號轉換單元72對流經的信號進行相應的縮小及反相，因此預設的反饋信號與預設的偵測信號是信號類型相同、幅值相同、 周期相同、僅相位相反的信號。對本實施方式的一種變形為自動行走設備50不設置第一信號轉換單元70及第二信號轉換單元72，預設的偵測信號僅經過第一端子60、第三端子16、 跨接電路78、第四端子18、第二端子62轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，此實施方式下，預設的反饋信號與預設的偵測信號是所有參數均相同的信號。對本實施方式的另一種變形為自動行走設備50設置第一信號轉換單元70及第二信號轉換單元72 中的一個，預設的偵測信號經過第一端子60、第三端子16、跨接電路78、第四端子18、第二端子62、以及第一信號轉換單元70及第二信號轉換單元72中的一個轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，第一信號轉換單元70及第二信號轉換單元72中的一個對信號可以進行放大或縮小或改變信號類型，此實施方式下，預設的反饋信號可以根據第一信號轉換單元70及第二信號轉換單元72中的一個對信號進行的轉換而預先設置，此方式為本領域技術人員熟知，在此不再贅述。對本實施方式還有較多其他變形，如自動行走設備 50既設置第一信號轉換單元70，又設置第二信號轉換單元72，但第一信號轉換單元70對信號進行縮小、改變類型等其他轉變，第二信號轉換單元72對信號也進行相應轉換，在此也不再贅述。在本實施方式中，預設的偵測信號經第一信號轉換單元70、第一端子60、第三端子16、第四端子18、第三信號轉換單元M最終轉換為與預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號。對本實施方式也可以有多種變形，如充電站10中不設置第三信號轉換單元M，或者第三信號轉換單元M改變流經信號的類型，或者第三信號轉換單元M根據第一信號轉換單元70的變形而進行相應的改變，其基本方法同第二信號轉換單元72與第一信號轉換單元70的變換形式，在此不再贅述。在本實施方式中，介紹了微控器MCUl通過第一端子60發送信號、第二端子62接收信號的情況，以下介紹微控器MCUl通過第二端子62發送信號、第一端子60接收信號的情況，此情況下與前述介紹的情況相比要作的改變僅在於將第一信號轉換單元70與第二端子62電性連接，第二信號轉換單元72與第一端子60電性連接，同時跨接電阻78與第三端子16和第四端子18電性連接的方向反相即可。除通過將跨接電路78反相連接外，還可以通過增設一個第三信號轉換單元M的形式來實現，該增設的第三信號轉換單元M同樣電性連接至微控器MCU2，與前述的第三信號轉換單元M的差異僅在於跨接電路78與前述跨接電路78與第三端子16和第四端子18電性連接的方向反相，由此無論信號第三端子16 進入或者經第四端子18進入充電站10，均可以被微控器MCU2檢測到，由於該方式為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。基於上述對方案的變形可知，第三端子16、第四端子18 與第一端子60、第二端子62的連接可以沒有對應性，即第三端子16與第一端子60對接、第四端子18與第二端子62對接，微控器MCUl及微控器MCU2可以確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，第三端子16與第二端子62、第四端子18與第一端子60對接，微控器MCUl及微控器MCU2也可以確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功。以上結合電路框圖對第二印刷線路板14及第一印刷線路板58的每個功能單元的功能、具體結構、相互間的協同運作進行了詳細的描述，以下結合微控器MCUl和微控器 MCU2的工作流程圖對自動行走設備50與充電站10的對接過程、充電過程進行整體的詳細描述。如圖6所示，流程圖包括兩部分，左邊為位於充電站10內的微控器MCU2的工作流程圖，右邊為位於自動行走設備50內的微控器MCUl的工作流程圖。自動行走設備50啟動工作後，微控器MCUl進入步驟SO進行初始化，初始化完畢後微控器MCUl控制自動行走設備50在邊界線100規劃的工作區域102內按照預設規則工作，如步驟Sl所示；微控器MCUl進入步驟S2檢測開關SWl是否閉合，判斷用戶是否通過強制充電裝置強制發送充電指令，若判斷結果為是，則轉入步驟S5，若判斷結果為否，則轉入步驟S3，檢測開關SW2是否閉合，判斷是否淋雨，若判斷結果為是，則轉入步驟S5，若判斷結果為否，則轉入步驟S4通過存儲能量檢測單元82檢測能量存儲單元56的電壓值是否低於 21. 6V，即能量存儲單元56的當前能量是否低於預設值，若判斷結果為否，則返回步驟Si， 若判斷結果為是，則轉入步驟S5啟動返回，微控器MCUl控制自動行走設備50返回充電站 10 ；返回過程中，進入步驟S7發送預設的偵測信號；預設的偵測信號發出後，微控器MCUl 進入步驟S9判斷是否接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，若判斷的結果為否，則返回步驟S5，若判斷的結果為是，則進入步驟S10，確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，隨即轉入步驟Sll控制自動行走設備50停止行走，隨後轉入步驟S12再次發出預設的偵測信號；進入步驟S13，判斷是否再次接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號，若判斷的結果為否，則表明自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子沒有再次對接成功，微控器MCUl控制返回步驟S5，控制自動行走設備50啟動行走，嘗試與充電站10的重新對接，若判斷的結果為是，確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功，進入步驟S14確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功，進入步驟S15保持自動行走設備50停止行走的狀態，等待充電站10啟動充電。充電站10與外部電源連接後，微控器MCUl初始化，如步驟S20所示，進入步驟S22 禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞；進入步驟S23檢測是否收到預設的啟動信號，當第二組端子與第一組端子對應電性連接時，微控器MCUl發送的預設的偵測信號在經第三信號轉換單元M後被微控器MCUl接收的同時，也被微控器MCU2接收，微控器MCU2檢測到預設的啟動信號後，確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10 的第二組端子對接成功，如步驟SM所示，此時微控器MCU2不作任何動作，繼續檢測是否再次接收到預設的啟動信號，如步驟S25所示，若判斷結果為是，則轉入步驟S26，確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子再次對接成功；隨後轉入步驟S27，充電站10啟動充電，控制第二能量控制單元30，允許能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞。若判斷結果為否，則轉入步驟S23繼續檢測是否接收到預設的啟動信號， 微控器MCU2中也可以不包含步驟S23、S24，在此增設步驟S23、S24的目的在於增強微控器 MCU2啟動充電的抗幹擾性。充電站10啟動充電後，微控器MCU2進入步驟S27，控制第二能量控制單元30處於允許能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞；進入步驟S28通過第二能量檢測單元沈檢測能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的電流；隨後轉入步驟S30，判斷電流是否小於200mA，若判斷結果為否，則返回步驟S28，若判斷結果為是，則進入步驟S32，控制第二能量控制單元30禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18 的能量傳遞，從而終止充電站10對自動行走設備50的充電。在充電的過程中，不僅微控器 MCU2對充電過程進行檢測和控制，微控器MCUl也同樣會對充電過程進行檢測和控制，如圖 6所示步驟S16，在微控器MCUl確認自動行走設備50的第一組端子與充電站10的第二組端子對接成功後，檢測第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的電流；在接下來的步驟S17中，微控器MCUl進一步判斷電流是否小於預設電流值200mA，若判斷結果為否，則返回步驟S16，若判斷結果為是，則通過第一能量控制單元88禁止第一端子60和第二端子 62至能量存儲單元56的能量傳遞，如步驟S18所示，從而結束充電站10對自動行走設備 50的充電過程。在此需要說明的是，自動行走設備50和充電站10內分別設有充電能量檢測單元 80和第二能量檢測單元沈檢測充電電流，同時自動行走設備50和充電站10內分別設有根據充電電流判斷是否繼續充電的第一控制單元76和第二控制單元觀。由於充電能量檢測單元80的設置更靠近能量存儲單元56，其檢測結果相對於第二能量檢測單元沈的結果更精確，為有效防止過充，必須在自動行走設備50內設置充電能量檢測單元80。在保持第三端子16和第四端子18分別與第一端子60和第二端子62對應電性連接的情況下，微控器MCUl會先於微控器MCU2檢測到充電電流小於200mA，隨後微控器MCUl控制第一能量控制單元88終止第一端子60和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞後，第一端子60 和第二端子62至能量存儲單元56的能量傳遞被阻斷，由於無法形成迴路，導致在同一條串聯電路上的能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞被阻斷，微控器MCU2 會檢測到能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的電流小於200mA，因此也會控制第二能量控制單元30禁止能量提供單元20至第三端子16和第四端子18的能量傳遞。在充電站10中同樣設置充電電流檢測單元和能量控制單元的目的在於應對第三端子16和第四端子18與第一端子60和第二端子62中的一組或兩組端子相互脫開的情況。當由於意外情形，導致本處於充電過程中的充電站10和自動行走設備50的第三端子16和第四端子 18與第一端子60和第二端子62中的一組或兩組端子相互脫開時，如果充電站10不具備能量終止功能則能量提供單元20始終提供能量至第三端子16和第四端子18，若人體接觸到第三端子16或第四端子18，則會對人體造成觸電損傷，因此微控器MCU2控制能量提供單元 20至第三端子16和第四端子18的能量終止可有效防止人體可能接觸到第三端子16或第四端子18而可能對人體造成的觸電損傷。 在本發明中，自動行走設備50的可以為割草機、吸塵器、工業機器人等多種形式。 自動行走設備50為割草機時，還進一步包括切割機構，切割機構包括切割電機52和切割刀片，割草機在邊界線100規劃的工作區域102內工作時，切割電機52驅動切割刀片旋轉，切割草坪。
權利要求
1.一種對接方法，用於實現自動行走設備與充電站對接，自動行走設備包括第一組端子以及第一控制單元，所述第一組端子至少包括第一端子和第二端子，所述第一控制單元包括與第一端子電性連接的信號發送模塊以及與第二端子電性連接的信號接收模塊，充電站包括第二組端子，第二組端子至少包括第三端子和第四端子，能與第一組端子對應電性連接，其特徵在於，所述對接方法包括信號發送模塊發送預設的偵測信號；確認信號接收模塊是否接收到與預設偵測信號相對應的預設的反饋信號；接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，確認自動設備的第一組端子與充電站的第二組端子對接成功。
2.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於預設的偵測信號及預設的反饋信號為規律變化的信號。
3.根據權利要求2所述的對接方法，其特徵在於預設的反饋信號為與預設的偵測信號周期相同的信號。
4.根據權利要求3所述的對接方法，其特徵在於預設的反饋信號為與預設的偵測信號周期相同的方波信號。
5.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備至少設置位於信號發送模塊與第一端子之間的第一信號轉換單元或者位於第二端子和信號接收模塊之間的第二信號轉換單元中的一個，第一信號轉換單元和第二信號轉換單元改變流經的信號的電氣參數。
6.根據權利要求5所述的對接方法，其特徵在於第一信號轉換單元及第二信號轉換單元對流經的信號進行放大或者縮小。
7.根據權利要求6所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備設置第一信號轉換單元以及第二信號轉換單元，第一信號轉換單元放大流經的信號，第二信號轉換單元縮小流經的信號。
8.根據權利要求7所述的對接方法，其特徵在於第二信號轉換單元隔離第二端子與信號接收模塊之間的信號。
9.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於確認自動行走設備的第一組端子與充電站的第二組端子對接成功後，自動行走設備停止行走。
10.根據權利要求9所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備停止行走後，信號發送模塊再次發送預設的偵測信號，信號接收模塊接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，自動行走設備保持停止行走的狀態；信號接收模塊沒有接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，自動行走設備啟動行走。
11.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於充電站設置位於第三端子和第四端子之間的跨接電路，所述跨接電路用於在第三端子和第四端子之間傳遞信號。
12.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於所述充電站內設置控制充電站工作狀態的第二控制單元，所述第二控制單元檢測第三端子和第四端子之間傳遞的信號，當第二控制單元檢測到與預設的偵測信號相對應的預設的啟動信號時，第二控制單元控制充電站啟動充電。
13.根據權利要求12所述的對接方法，其特徵在於預設的啟動信號為規律變化的方波信號。
14.根據權利要求13所述的對接方法，其特徵在於預設的啟動信號為周期為預設值的方波信號。
15.根據權利要求12所述的對接方法，其特徵在於充電站內還設置位於第二控制單元與第三端子、第四端子之間的第三信號轉換單元，第二控制單元通過第三信號轉換單元檢測第三端子和第四端子之間傳遞的信號。
16.根據權利要求15所述的對接方法，其特徵在於第三信號轉換單元改變流經的信號的電氣參數。
17.根據權利要求16所述的對接方法，其特徵在於第三信號轉換單元縮小流經的信號。
18.根據權利要求17所述的對接方法，其特徵在於第三信號轉換單元隔離第二組端子與第二控制單元之間傳遞的信號。
19.根據權利要求12所述的對接方法，其特徵在於充電站內還設置禁止或允許充電能量施加至第三端子和第四端子的第二能量控制單元，啟動充電前，第二控制單元控制第二能量控制單元禁止充電能量施加至第三端子和第四端子，第三端子和第四端子的輸出為零，啟動充電後，第二控制單元控制第二能量控制單元允許充電能量施加至第三端子和第四端子，第三端子和第四端子輸出充電能量。
20.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備還包括存儲能量檢測單元，用於檢測能量存儲單元當前的能量狀態，並將檢測信號傳遞給第一控制單元，當能量存儲單元的能量低於預設值時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。
21.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備還包括強制充電裝置，用於可選擇地向第一控制單元發送充電指令，當強制充電裝置發送充電指令時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。
22.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備還包括淋雨檢測裝置，所述淋雨檢測裝置將檢測信號傳遞給第一控制單元，當檢測到淋雨時，第一控制單元控制自動行走設備返回充電站。
23.根據權利要求1所述的對接方法，其特徵在於自動行走設備為割草機，包括切割草坪的切割機構。
全文摘要
本發明涉及一種對接方法，用於實現自動行走設備與充電站對接，自動行走設備包括第一組端子以及第一控制單元，所述第一組端子至少包括第一端子和第二端子，所述第一控制單元包括與第一端子電性連接的信號發送模塊以及與第二端子電性連接的信號接收模塊，充電站包括第二組端子，第二組端子至少包括第三端子和第四端子，能與第一組端子對應電性連接，所述對接方法包括信號發送模塊發送預設的偵測信號；確認信號接收模塊是否接收到與預設偵測信號相對應的預設的反饋信號；接收到與預設的偵測信號相對應的預設的反饋信號時，確認自動設備的第一組端子與充電站的第二組端子對接成功。本發明提供了一種自動行走設備與充電站自動對接的對接方法。
文檔編號H02J7/02GK102480156SQ20101056870
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者劉芳世, 周昶, 田角峰 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司