一種具備語音提示的機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種機(jī)器人充電系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具備語音提示的機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對(duì)目前移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域自動(dòng)充電技術(shù)普遍存在的技術(shù)問題，旨在解決移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電過程中的效率及通用性，該系統(tǒng)安全、可靠，適合推廣。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，隨著移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，越來越多的移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)入消費(fèi)品市場(chǎng)，移動(dòng)機(jī)器人作為一種移動(dòng)平臺(tái)，其運(yùn)動(dòng)所依靠的動(dòng)力是由電池所儲(chǔ)蓄的能量驅(qū)動(dòng)馬達(dá)行走而產(chǎn)生的，而電池的電量是有限的，所以機(jī)器人在運(yùn)行一端時(shí)間后必須進(jìn)行電池充電，以保證下次的正常運(yùn)行，現(xiàn)有技術(shù)中，通過人為干預(yù)的方式給機(jī)器人充電是其主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該方式雖然看似簡(jiǎn)便，但實(shí)際上卻存在諸多的使用缺陷，如果使用者沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)器人電量過低而忘記充電，就會(huì)造成下次無法正常使用，而且人工充電操作還容易產(chǎn)生各種誤操作、導(dǎo)致設(shè)備損壞等不足；
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，一件國(guó)內(nèi)專利CN102738862，公布了一種名稱為“移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電系統(tǒng)”，該自動(dòng)充電系統(tǒng)由紅外引導(dǎo)模塊、紅外接收、引導(dǎo)線、電量檢測(cè)裝置和控制器所組成，所述的移動(dòng)機(jī)器人包括控制器和充電輸入機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的自動(dòng)充電系統(tǒng)包括自動(dòng)充電站，所述的自動(dòng)充電站包括紅外引導(dǎo)模塊，與充電輸入機(jī)構(gòu)配合的充電輸出機(jī)構(gòu)以及充電控制模塊，所述的移動(dòng)機(jī)器人上設(shè)有與所述紅外引導(dǎo)模塊適配的紅外接收模塊；自動(dòng)充電站入口處設(shè)有引導(dǎo)線，移動(dòng)機(jī)器人上設(shè)有與引導(dǎo)線配合的若干個(gè)紅外傳感器;移動(dòng)機(jī)器人上設(shè)有電量檢測(cè)裝置，所述的電量檢測(cè)裝置至控制器，該專利技術(shù)采用紅外傳感器引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)充電，雖然在充電過程中采用了白色引導(dǎo)線輔助方式進(jìn)行了引導(dǎo)，但是該方法降低了充電站的通用性，不能隨意將充電站的位置進(jìn)行改變，除非重新布置充電線，造成使用過程中的不便；
[0004]再例如另一件國(guó)內(nèi)專利CN104485710，提供了一種名稱為“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)”，該專利提出了一種新型的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，采用兩組光路，每組光路由發(fā)射端開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)光槽遮光板遮擋導(dǎo)光通道的部分光線出射口，該專利采用了導(dǎo)光槽結(jié)構(gòu)對(duì)紅外光進(jìn)行引導(dǎo)，但是該導(dǎo)光槽結(jié)構(gòu)雖然會(huì)提高引導(dǎo)的效率，但是限制了紅外光的發(fā)射范圍，減少了機(jī)器人的搜索范圍，使得機(jī)器人的搜索紅外光時(shí)存在很大的盲區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，提供一種具備語音提示的機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人為干預(yù)充電以及自動(dòng)充電技術(shù)存在的掃描盲區(qū)以及充電站通用性不高的不足，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)、安全可靠，通用性和充電效率都得到了質(zhì)的飛躍，可完全替代現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人自動(dòng)充電技術(shù)；
[0006]—種具備語音提示的機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)，包括:充電站單元和機(jī)器人單元，所述充電站單元用于所述機(jī)器人單元的充電；
[0007]作為一種舉例說明，所述充電站單元包括:導(dǎo)光結(jié)構(gòu)、發(fā)射編碼模塊、充電站和MCU芯片;詳見圖1所示；
[0008]所述MCU芯片的一端與所述發(fā)射編碼模塊的一端電連接，所述發(fā)射編碼模塊的另一端于所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的一端電連接；
[0009]為了更好的說明本發(fā)明所述之導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，舉例說明其工作原理如下:作為一種應(yīng)用舉例說明，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的作用主要是限制紅外信號(hào)的發(fā)射范圍；
[0010]作為一種結(jié)構(gòu)舉例說明，所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括:三個(gè)紅外發(fā)射管、一個(gè)放大電路、近程引導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)和一個(gè)紅外管及遠(yuǎn)程引導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu);之所以設(shè)計(jì)所述近程引導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)主要是用來導(dǎo)引1#、2#、3#紅外發(fā)射管的信號(hào)，將近程紅外發(fā)射信號(hào)限制在一定范圍內(nèi)，提高近程的導(dǎo)引精度和效率;之所以設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程引導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)主要是為了提高機(jī)器人的搜索范圍，減少機(jī)器人的搜索盲區(qū)；
[0011]所述紅外發(fā)射管的信號(hào)發(fā)射發(fā)射角度為40度，進(jìn)一步的，所述1#紅外發(fā)射管的紅外信號(hào)通過其前部的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，形成一條狹長(zhǎng)的紅外信號(hào)帶，大約10度左右;所述2#紅外發(fā)射管的紅外信號(hào)通過其前部的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，將信號(hào)的發(fā)射角度約束為30度左右;所述3#紅外發(fā)射管的紅外信號(hào)通過其前部的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，將信號(hào)的發(fā)射角度約束為30度左右；
[0012]作為一種舉例說明，所述近程導(dǎo)光結(jié)構(gòu)采用透明材料與不透明材料制作，所述不透明材料包括兩個(gè)左右鏡像對(duì)稱的L型結(jié)構(gòu)和一個(gè)酒杯型結(jié)構(gòu)，詳見圖2所示，所述L型結(jié)構(gòu)的短橫向下設(shè)置;信號(hào)發(fā)射范圍示意圖如圖1所示，黑色粗線部分為不透光材料，2#和3#紅外發(fā)射管信號(hào)發(fā)射范圍與外框的相交部分為透明材料，所述發(fā)射范圍用虛線延長(zhǎng)線與外框相交部分表示，詳見圖3所示；
[0013]作為一種舉例說明，所述發(fā)射編碼模塊安裝在充電站上，發(fā)射編碼模塊通過所述MCU芯片并配合放大電路激發(fā)所述三個(gè)紅外發(fā)射管發(fā)出38KHz的紅外線；
[0014]在所述MCU芯片中，給每個(gè)所述的紅外發(fā)射管設(shè)定一個(gè)標(biāo)示號(hào)，例如:1#紅外發(fā)射管編碼，0x01; 2#紅外發(fā)射管編碼為0x02; 3#紅外發(fā)射管編碼為0x03;然后按照一定的規(guī)則編程實(shí)現(xiàn)編碼，通過38KHz的載波信號(hào)將編碼信息發(fā)射出去，通過位于機(jī)器人外安裝的紅外接收頭接收紅外信號(hào)，并進(jìn)行解碼;如果不采用紅外編碼，那么所述1#、2#、3#紅外發(fā)射管發(fā)射出來的紅外信號(hào)，都可以由機(jī)器人外部的接收頭接收，那么機(jī)器人不能識(shí)別到底是由哪一個(gè)紅外發(fā)射管發(fā)射出來的信號(hào)，從而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)射管方位的判斷，所以對(duì)所述1#、2#、3#紅外發(fā)射管的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行編碼，那么機(jī)器人就可以判斷出是哪一個(gè)紅外發(fā)射管發(fā)射過來的信號(hào)；
[0015]作為一種應(yīng)用舉例說明，所述1#、2#、3#紅外發(fā)射管的作用屬于近程紅外引導(dǎo)對(duì)接傳感器范疇;所述紅外管，即編號(hào)為4#的紅外管是屬于遠(yuǎn)程紅外引導(dǎo)對(duì)接傳感器范疇，其位于所述充電站的頂部，采用遠(yuǎn)程引導(dǎo)導(dǎo)光結(jié)構(gòu)將其產(chǎn)生的紅外光變成全方向發(fā)射的紅外信號(hào)，此遠(yuǎn)程紅外信號(hào)不采用編碼方式進(jìn)行發(fā)射；
[0016]作為一種舉例說明，所述機(jī)器人單元包括:機(jī)器人本體、語音模塊、接收解碼模塊、多媒體處理芯片和行走控制模塊，詳見圖1所示；
[0017]所述接收解碼模塊含有接收頭，安裝在所述機(jī)器人本體的外部，所述語音模塊、接收解碼模塊的一端均與所述多媒體處理芯片的一端電連接，所述多媒體處理芯片的另一端與所述行走控制模塊的一端連接；
[0018]當(dāng)所述接收解碼模塊接收到充電站單元上的1#、2#、3#紅外發(fā)射管的紅外信號(hào)后，由所述多媒體處理芯片進(jìn)行解碼操作，所述接收頭安裝在機(jī)器人本體底部的正前方，對(duì)應(yīng)著所述的紅外發(fā)射管的數(shù)目也是3個(gè)，每個(gè)接收頭間隔45度，詳見圖4所示；
[0019]所述每個(gè)接收頭也對(duì)應(yīng)有標(biāo)號(hào)，也分別為1#、2#、3#，分別對(duì)應(yīng)1#紅外發(fā)射管、2#紅外發(fā)射管、3#紅外發(fā)射管;每個(gè)紅外接收頭只接收對(duì)應(yīng)同樣編號(hào)的紅外發(fā)射管的紅外信號(hào)；
[0020]作為一種舉例說明，對(duì)應(yīng)于所述紅外管，還有一個(gè)紅外接收管位于所述機(jī)器人本體的頂部，并相對(duì)應(yīng)的設(shè)置為4#紅外接收管，且與所述充電站上所述的4#紅外管的安裝高度相同；
[0021]作為一種舉例說明，所述語音模塊包括:麥克風(fēng)、喇叭、電量檢測(cè)電路和管理模塊；當(dāng)用戶在使用機(jī)器人過程中，可通過語音給機(jī)器人下達(dá)“充電”的指令，機(jī)器人接收到指令后，會(huì)自動(dòng)尋找充電站，并進(jìn)行充電；
[0022]當(dāng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中，所述電量檢測(cè)電路與管理模塊檢測(cè)到電壓低于某一預(yù)先設(shè)定的閥值之后，會(huì)自動(dòng)發(fā)出充電指令，所述機(jī)器人