自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括兩組光路，每組光路包括燈槽和導(dǎo)光通道；兩組光路之間設(shè)有擋光結(jié)構(gòu)；擋光結(jié)構(gòu)包括隔離墻和燈槽擋光板，燈槽擋光板遮擋燈槽的部分光線發(fā)射口；導(dǎo)光通道內(nèi)的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)面具有防反光溝槽；兩個(gè)導(dǎo)光通道中，其中一個(gè)導(dǎo)光通道的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)端部設(shè)有導(dǎo)光槽擋光板，導(dǎo)光槽擋光板遮擋導(dǎo)光通道的部分光線出射口。自動(dòng)充電系統(tǒng)包括充電站，充電站發(fā)射相互部分重疊的第一光線和第二光線，重疊區(qū)域的一邊界與充電站的兩充電接觸點(diǎn)連線的中垂線重合。本發(fā)明的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)形成了一種新的紅外燈照射區(qū)域，配合優(yōu)化的尋找策略，使充電的成功率有很大的提升。
【專利說(shuō)明】自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置，特別涉及一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)市場(chǎng)上的一些機(jī)器人自動(dòng)充電導(dǎo)航系統(tǒng)中，通常是采用雙紅外管發(fā)射形成交疊區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的充電對(duì)接定位。為了可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)理想的雙紅外交疊區(qū)域，一般采用一個(gè)有特定外形尺寸的導(dǎo)光槽來(lái)誘導(dǎo)紅外交疊區(qū)域的形成?，F(xiàn)有的一些導(dǎo)光構(gòu)件都是基于形成如圖1所示的紅外交疊區(qū)域來(lái)設(shè)計(jì)的，其中區(qū)域I為右邊的紅外燈形成，區(qū)域2為左邊的紅外燈形成，區(qū)域3為左邊的紅外燈與右邊的紅外燈的疊加區(qū)域。其充電定位原理是依靠區(qū)域3收斂來(lái)實(shí)現(xiàn)逐漸定位到充電座300的觸片400上。由于區(qū)域3為一個(gè)面區(qū)域，實(shí)際使用定位誤差較大；同時(shí)區(qū)域I和區(qū)域2的紅外光會(huì)在導(dǎo)光槽里發(fā)生反射，導(dǎo)致區(qū)域3并不一定如圖1所示的形狀向充電座收斂。這些問(wèn)題大大降低了機(jī)器人與充電座觸點(diǎn)對(duì)接的成功率，針對(duì)較大些的移動(dòng)機(jī)器人，上述誤差甚至?xí)苯訉?dǎo)致自動(dòng)充電失敗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)光槽形成的雙紅外交疊區(qū)域誤差大以及光反射干擾的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)，配合新的導(dǎo)航策略可以大大提高充電成功率。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括兩組光路，每組光路由光發(fā)射端開(kāi)始依次包括燈槽和導(dǎo)光通道；兩組光路之間設(shè)有擋光結(jié)構(gòu)；所述擋光結(jié)構(gòu)包括隔離墻和燈槽擋光板，所述燈槽一端為光線發(fā)射口，所述燈槽擋光板遮擋燈槽的部分光線發(fā)射口，所述隔離墻沿兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向延伸；導(dǎo)光通道內(nèi)的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)面具有防反光溝槽，所述防反光溝槽的延伸方向與兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向垂直；兩個(gè)導(dǎo)光通道中，其中一個(gè)導(dǎo)光通道的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)端部設(shè)有導(dǎo)光槽擋光板，所述導(dǎo)光槽擋光板遮擋導(dǎo)光通道的部分光線出射口。
[0005]所述擋光結(jié)構(gòu)為一設(shè)置在兩組光路之間的隔離墻，隔離墻一端靠近燈槽，隔離墻另一端延伸至導(dǎo)光通道的光線出射口，隔離墻的厚度大于兩個(gè)燈槽之間的間距，隔離墻靠近且面對(duì)燈槽的一端面為兩個(gè)燈槽的燈槽擋光板，隔離墻上與燈槽擋光板相連的兩側(cè)面為所述隔離墻的墻面。
[0006]導(dǎo)光通道的底面和/或頂面具有防反光溝槽。
[0007]防反光溝槽為鋸齒狀。
[0008]—種充電座，包括充電座座體和導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為本發(fā)明所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。
[0009]所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過(guò)PCB板安裝在充電座座體上，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光通道與PCB板的垂線相互平行或相互傾斜，所述導(dǎo)光通道與PCB板的垂線之間的夾角為0°?10°。
[0010]具有兩個(gè)充電接觸點(diǎn)，所述PCB板與兩充電接觸點(diǎn)的連線平行。
[0011]所述充電座座體包括底座和支座，所述支座中部設(shè)有頭部型腔，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過(guò)PCB板安裝在支座的頭部型腔內(nèi)，所述PCB板上電連接有兩個(gè)燈珠，兩個(gè)燈珠分別設(shè)置在兩個(gè)燈槽內(nèi)。
[0012]一種自動(dòng)充電系統(tǒng)，包括一充電站和一移動(dòng)機(jī)器人；所述充電站具有兩個(gè)充電接觸點(diǎn)，充電站發(fā)射一第一光線和一第二光線，所述第一光線和第二光線部分重疊，第一光線和第二光線的重疊區(qū)域具有第一邊界和第二邊界，所述第二邊界與兩充電接觸點(diǎn)連線的中垂線重合；所述移動(dòng)機(jī)器人包括一光檢測(cè)器和一控制器，所述控制器與所述光檢測(cè)器連接，當(dāng)光檢測(cè)器檢測(cè)到第一光線和第二光線的重疊區(qū)域時(shí)，控制器控制移動(dòng)機(jī)器人在重疊區(qū)域內(nèi)尋找第二邊界，并沿第二邊界往充電站移動(dòng)。
[0013]所述移動(dòng)機(jī)器人沿第二邊界以“ S”字型行走。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、充電座及自動(dòng)充電系統(tǒng)，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)形成了一種新的紅外燈照射區(qū)域，配合優(yōu)化的尋找策略，使充電的成功率有很大的提升。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1是現(xiàn)有自動(dòng)充電導(dǎo)航系統(tǒng)的充電座信號(hào)發(fā)射區(qū)域示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)最終形成的紅外交疊區(qū)域示意圖。
[0022]圖1中，300、充電座，400、觸片；
[0023]圖2?6中，5、左側(cè)導(dǎo)光通道，6、右側(cè)導(dǎo)光通道，7、左側(cè)燈槽，8、右側(cè)燈槽，9、防反光溝槽，10、左貼片LED燈珠，11、右貼片LED燈珠，12、隔離墻，13、PCB板，14、導(dǎo)光槽擋光板，15、右側(cè)燈槽擋光板，16、左側(cè)燈槽擋光板，17、充電座，18、頭部型腔，19、充電接觸點(diǎn)，20、第
^?邊界。

【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0025]如圖2?5所示，為本發(fā)明的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)擁有左側(cè)導(dǎo)光通道5和右側(cè)導(dǎo)光通道6兩個(gè)導(dǎo)光通道，每個(gè)導(dǎo)光通道內(nèi)表面都部分或者全部覆蓋有鋸齒狀防反光溝槽9，具體地，本實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)光通道內(nèi)表面的的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)面，以及底面和頂面都具有鋸齒狀防反光溝槽9，防反光溝槽9的延伸方向與兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向垂直。所述鋸齒狀防反光溝槽9的形狀可以改動(dòng)，其主要作用是起到防止左側(cè)導(dǎo)光通道5和右側(cè)導(dǎo)光通道6兩個(gè)導(dǎo)光通道內(nèi)壁對(duì)光的反射；左側(cè)導(dǎo)光通道5和右側(cè)導(dǎo)光通道6后部分別與左側(cè)燈槽7和右側(cè)燈槽8相連接。
[0026]所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)整體由阻光材料或者黑色材料構(gòu)成，同時(shí)配套安裝在底部PCB板13上，所述底部PCB板13上有左貼片LED燈珠10和右貼片LED燈珠11，左貼片LED燈珠10和右貼片LED燈珠11分別設(shè)置在左側(cè)燈槽7和右側(cè)燈槽8內(nèi)，左貼片LED燈珠10和右貼片LED燈珠11為紅外LED燈珠。
[0027]充電座17包括充電座座體和導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，充電座座體包括底座和支座，所述支座中部設(shè)有頭部型腔18，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過(guò)PCB板整體安裝于充電座17的頭部型腔18的內(nèi)部。
[0028]進(jìn)一步地，右側(cè)導(dǎo)光通道6的右側(cè)還覆蓋有導(dǎo)光槽擋光板14，導(dǎo)光槽擋光板14遮擋導(dǎo)光通道的部分光線出射口。所述導(dǎo)光槽擋光板14可以和導(dǎo)光構(gòu)件整體成型也可以分離安裝，所述導(dǎo)光槽擋光板14作用主要為限制右貼片LED燈珠11在右側(cè)導(dǎo)光通道6的右側(cè)的反射，同時(shí)也控制右貼片LED燈珠11在右側(cè)的發(fā)射角度。
[0029]進(jìn)一步地，左側(cè)導(dǎo)光通道5和右側(cè)導(dǎo)光通道6中間設(shè)有隔離墻12，隔離墻12—端靠近燈槽，隔離墻12另一端延伸至導(dǎo)光通道的光線出射口，隔離墻12的厚度h大于兩個(gè)燈槽之間的間距L，隔離墻12靠近且面對(duì)燈槽的一端面為右側(cè)燈槽擋光板15和左側(cè)燈槽擋光板16，隔離墻12上與燈槽擋光板相連的兩側(cè)面為所述隔離墻12的墻面，所述隔離墻12沿兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向延伸。燈槽一端為光線發(fā)射口，燈槽擋光板遮擋燈槽的部分光線發(fā)射口，右側(cè)燈槽擋光板15和左側(cè)燈槽擋光板16主要控制區(qū)域2與區(qū)域3第二邊界20與兩充電接觸點(diǎn)19連線的中垂線重合，同時(shí)也起到控制區(qū)域3發(fā)射角度大小的作用。
[0030]整個(gè)自動(dòng)充電系統(tǒng)包括充電座和移動(dòng)機(jī)器人，充電座具有兩個(gè)充電接觸點(diǎn)，充電座發(fā)射一第一光線和一第二光線，所述第一光線和第二光線部分重疊，第一光線和第二光線的重疊區(qū)域具有第一邊界和第二邊界20，所述第二邊界20與兩充電接觸點(diǎn)19連線的中垂線重合；移動(dòng)機(jī)器人包括一光檢測(cè)器和一控制器，控制器與所述光檢測(cè)器連接，當(dāng)光檢測(cè)器檢測(cè)到第一光線和第二光線的重疊區(qū)域時(shí)，控制器控制移動(dòng)機(jī)器人在重疊區(qū)域內(nèi)尋找第二邊界20，并沿第二邊界20往充電站移動(dòng)。
[0031]本發(fā)明的充電座17最終形成的紅外交疊區(qū)域如圖6所示，其中區(qū)域2為左側(cè)紅外燈照射范圍，區(qū)域I為右側(cè)紅外燈照射范圍，區(qū)域3為左、右紅外疊加區(qū)域，其中區(qū)域2與區(qū)域3的第二邊界20基本與兩充電接觸點(diǎn)19連線的中垂線重合；移動(dòng)機(jī)器人按照遠(yuǎn)程尋找策略首先尋找到左、右紅外交疊區(qū)域3，在紅外交疊區(qū)域3內(nèi)按照一定的策略尋找區(qū)域2與區(qū)域3的第二邊界20，然后移動(dòng)機(jī)器人沿第二邊界20 “S”字型行走靠近充電座，最終與兩充電接觸點(diǎn)19對(duì)接，完成自動(dòng)充電功能。采用本發(fā)明的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)并配合尋線策略走向充電座的充電方案要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比圖1所示的依靠區(qū)域3收斂的尋找策略要優(yōu)化很多，反映到實(shí)際應(yīng)用中，充電的成功率有很大的提升。
[0032]所述PCB板與兩充電接觸點(diǎn)的連線平行，為了獲得如圖6所示的紅外交疊區(qū)域，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光通道與PCB板的垂線之間的夾角可以在0°?10°之間調(diào)整。
[0033]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，包括兩組光路，每組光路由光發(fā)射端開(kāi)始依次包括燈槽和導(dǎo)光通道；其特征在于:兩組光路之間設(shè)有擋光結(jié)構(gòu)； 所述擋光結(jié)構(gòu)包括隔離墻和燈槽擋光板，所述燈槽一端為光線發(fā)射口，所述燈槽擋光板遮擋燈槽的部分光線發(fā)射口，所述隔離墻沿兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向延伸； 導(dǎo)光通道內(nèi)的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)面具有防反光溝槽，所述防反光溝槽的延伸方向與兩個(gè)導(dǎo)光通道的延伸方向垂直； 兩個(gè)導(dǎo)光通道中，其中一個(gè)導(dǎo)光通道的遠(yuǎn)離擋光結(jié)構(gòu)的一側(cè)端部設(shè)有導(dǎo)光槽擋光板，所述導(dǎo)光槽擋光板遮擋導(dǎo)光通道的部分光線出射口。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋光結(jié)構(gòu)為一設(shè)置在兩組光路之間的隔離墻，隔離墻一端靠近燈槽，隔離墻另一端延伸至導(dǎo)光通道的光線出射口，隔離墻的厚度大于兩個(gè)燈槽之間的間距，隔離墻靠近且面對(duì)燈槽的一端面為兩個(gè)燈槽的燈槽擋光板，隔離墻上與燈槽擋光板相連的兩側(cè)面為所述隔離墻的墻面。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:導(dǎo)光通道的底面和/或頂面具有防反光溝槽。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電引導(dǎo)裝置的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:防反光溝槽為鋸齒狀。
5.一種充電座，包括充電座座體和導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的充電座，其特征在于:所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過(guò)PCB板安裝在充電座座體上，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光通道與PCB板的垂線相互平行或相互傾斜，所述導(dǎo)光通道與PCB板的垂線之間的夾角為0°?10°。
7.如權(quán)利要求6所述的充電座，其特征在于:具有兩個(gè)充電接觸點(diǎn)，所述PCB板與兩充電接觸點(diǎn)的連線平行。
8.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的充電座，其特征在于:所述充電座座體包括底座和支座，所述支座中部設(shè)有頭部型腔，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過(guò)PCB板安裝在支座的頭部型腔內(nèi)，所述PCB板上電連接有兩個(gè)燈珠，兩個(gè)燈珠分別設(shè)置在兩個(gè)燈槽內(nèi)。
9.一種自動(dòng)充電系統(tǒng)，包括一充電站和一移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于， 所述充電站具有兩個(gè)充電接觸點(diǎn)，充電站發(fā)射一第一光線和一第二光線，所述第一光線和第二光線部分重疊，第一光線和第二光線的重疊區(qū)域具有第一邊界和第二邊界，所述第二邊界與兩充電接觸點(diǎn)連線的中垂線重合； 所述移動(dòng)機(jī)器人包括一光檢測(cè)器和一控制器，所述控制器與所述光檢測(cè)器連接，當(dāng)光檢測(cè)器檢測(cè)到第一光線和第二光線的重疊區(qū)域時(shí)，控制器控制移動(dòng)機(jī)器人在重疊區(qū)域內(nèi)尋找第二邊界，并沿第二邊界往充電站移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的自動(dòng)充電系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)機(jī)器人沿第二邊界以“S”字型行走。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104485710SQ201410784669
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】李長(zhǎng)峰, 湯永俊, 蔣威, 林子棋, 王振, 劉思嘉, 曲東升 申請(qǐng)人:常州智寶機(jī)器人科技有限公司