一种无线充电系统、方法及扫地机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种无线充电系统、方法及扫地机器人，该无线充电系统包括：发射系统，包括，第一控制模块，用于控制第一电源，以及提供第一电流；发射模块，用于接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射；接收系统，包括，接收模块，用于接收交流信号，以及将交流信号转换成第二电流，并根据发射系统和接收系统的距离产生与距离相对应的指示信号；第二控制系统，用于接收第二电流和指示信号，以对第二电源充电。通过该无线充电系统，能够实现扫地机器人的非接触式充电。
【专利说明】
一种无线充电系统、方法及扫地机器人
技术领域
[0001]本发明涉及输电领域，具体来说，涉及一种无线充电系统、方法及扫地机器人。
【背景技术】
[0002]现在扫地机器人越来越多的进入千家万户，给人们生活带来了极大的方便。
[0003]现有技术中，扫地机器人的充电触点外露，但是，由于触点会因为变形、弹性失效、生锈或异物等因素造成充电接触不良，影响充电效果，同时，也容易造成安全事故，存在一定的安全隐患，此外，充电触点外露使得扫地机器人也不美观、不易清洁。
[0004]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]针对相关技术中的问题，本发明提出一种无线充电系统、方法及扫地机器人，以实现扫地机器人的非接触式充电。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种无线充电系统、方法及扫地机器人。
[0008]该无线充电系统包括:
[0009]发射系统，包括，
[0010]第一控制模块，用于控制第一电源，以及提供第一电流；
[0011]发射模块，用于接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射；
[0012]接收系统，包括，
[0013]接收模块，用于接收交流信号，以及将交流信号转换成第二电流，并根据发射系统和接收系统的距离产生与距离相对应的指示信号；
[0014]第二控制系统，用于接收第二电流和指示信号，以对第二电源充电。
[0015]根据本发明的一个实施例，指示信号包括:
[0016]第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。
[0017]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第一距离的范围内时，指示信号为第一低电平信号。
[0018]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第二距离的范围内时，指示信号为高电平信号，其中，第一距离大于第二距离。
[0019]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第三距离的范围内时，指示信号为第二低电平信号，其中，第二距离大于第三距离。
[0020]根据本发明的一个实施例，第二控制模块进一步包括:
[0021]第二控制子模块，用于根据接收的指示信号，控制机器人的运行速度。
[0022]根据本发明的一个实施例，设置于发射系统上的显示模块，用于显示第二电源的充电信息。
[0023]根据本发明的一个实施例，发射系统设置于充电座上。
[0024]根据本发明的一个实施例，接收系统设置于机器人上。
[0025]根据本发明的另一方面，提供了一种无线充电方法。
[0026]该无线充电方法包括:
[0027]接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射；
[0028]将接收的交流信号转换成第二电流，以对第二电源进行充电；以及
[0029]根据发射系统和接收系统之间的距离产生与距离相对应的指示信号。
[0030]根据本发明的一个实施例，指示信号包括:第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。
[0031]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第一距离的范围内时，指示信号为第一低电平信号。
[0032]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第二距离的范围内时，指示信号为高电平信号，其中，第一距离大于第二距离。
[0033]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第三距离的范围内时，指示信号为第二低电平信号，其中，第二距离大于第三距离。
[0034]根据本发明的一个实施例，根据接收的指示信号，控制机器人的运行速度。
[0035]根据本发明的一个实施例，显示第二电源的充电信息。
[0036]根据本发明的另一方面，提供了一种扫地机器人。
[0037]该扫地机器人包括:
[0038]扫地机器人应用上述任一项的无线充电系统。
[0039]本发明的有益技术效果在于:
[0040]I )、本发明实现扫地机器人的非接触式充电，只要扫地机器人和充电座靠近就可以充电，从而解决了普通扫地机器人充电触点外露的弊端；
[0041]2)、本发明通过指示信号，可以精确地控制扫地机器人的运行速度，从而避免了扫地机器人减速不及时与充电座相撞后弹开的情况，或者减速过早导致该机器人和充电座的距离太远的情况，增强了用户的充电体验；
[0042]3)本发明在实现了扫地机器人非接触充电的同时，还实现了扫地机器人充电信息的显示，便于用户了解扫地机器人的充电状况。
【附图说明】
[0043]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1是根据本发明实施例的无线充电系统的框图；
[0045]图2是根据本发明实施例的无线充电系统的示意图；
[0046]图3是根据本发明实施例的无线充电方法的流程示意图；
[0047]图4是根据本发明实施例的无线充电方法的流程图；
[0048]图5是根据本发明实施例的显示第二电源的充电信息的流程图。
【具体实施方式】
[0049]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]根据本发明的实施例，提供了一种无线充电系统、方法及扫地机器人。
[0051]如图1所示，根据本发明实施例的无线充电系统包括:
[0052]发射系统，包括，
[0053]第一控制模块，用于控制第一电源，以及提供第一电流；
[0054]发射模块，用于接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射，其中，该交流信号用来传递能量，以及所述发射模块包括:发射电路和发射线圈；
[0055]接收系统，包括，
[0056]接收模块，用于接收交流信号，以及将交流信号转换成第二电流，并根据发射系统和接收系统的距离产生与距离相对应的指示信号，其中，该接收模块包括:接收电路和接收线圈；
[0057]第二控制系统，用于接收第二电流和指示信号，以对第二电源充电。
[0058]在该实施例中，通过发射线圈和接收线圈之间的电磁感应，实现了接收系统和发射系统之间的无线充电，具体地，第一控制模块用于控制第一电源的开关状态(未示出)，在第一电源开启的状态下，发射电路接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且通过发射线圈进行发射，该接收线圈接收该交流信号，并通过接收电路将将交流信号转换成第二电流，此外，通过发射线圈和接收线圈的感应可确定接收模块和发射模块之间的距离，接收模块并根据该距离产生与距离相对应的指示信号，或在接收模块中设置一个距离传感器，通过该距离传感器可探测发射系统和接收系统的距离，并根据该距离产生与距离相对应的指示信号，另外，该接收电路将上述第二电流和指示信号发送给第二控制模块，该第二控制模块将第二电流发送至电池管理电路和第二电源，从而实现无线充电。
[0059]通过本发明的上述方案，能够实现非接触式充电，只要接收系统和发射系统靠近就可以充电，从而解决了普通扫地机器人充电触点外露的弊端，同时，通过指示信号，可以使扫地机器人确定其和充电座之间的距离，避免了扫地机器人减速不及时与充电座相撞后弹开的情况，或者减速过早导致该机器人和充电座的距离太远的情况，增强了用户的充电体验。
[0060]根据本发明的一个实施例，指示信号包括:第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。
[0061]在该实施例中，接收电路和第二控制模块的传输信息中，包括第二电流和指示信号，第二控制模块通过该指示信号能够确定扫地机器人和充电座的距离，以便调节扫地机器人的速度，从而使得扫地机器人在充电过程中，避免了扫地机器人减速不及时与充电座相撞后弹开的情况，或者减速过早导致该机器人和充电座的距离太远的情况，增强了用户的充电体验。
[0062]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第一距离的范围内时，指示信号为第一低电平信号。
[0063]在该实施例中，在扫地机自动回充的过程中，扫地机器人由较远的位置向充电座靠近的过程中，在扫地机器人的充电距离以外时，如:在扫地机器人与充电座的第一距离大于8mm时，扫地机器人中设置有距离探测仪(未示出)，如:超声波探测仪、红外线探测仪等，该距离探测仪和第二控制模块连接，第二控制模块通过第一低电平信号和距离探测仪探测的距离信号来确定扫地机器人和充电座之间的距离，通过将接收端和距离探测仪相结合，从而实现了第一距离的精确判断。
[0064]可以理解，第一距离也可以是除上述实施例所涉及的距离之外的其他距离。例如，根据本发明的一个可选实施例，第一距离可以为大于16_。
[0065]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第二距离的范围内时，指示信号为高电平信号，其中，第一距离大于第二距离。
[0066]在该实施例中，在扫地机自动回充的过程中，在扫地机器人与充电座的距离为4?8mm范围时，扫地机器人准备充电，指示信号为高电平信号。
[0067]可以理解，第二距离也可以是除上述实施例所涉及的距离之外的其他距离。例如，根据本发明的一个可选实施例，第二距离可以为8?12_。
[0068]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第三距离的范围内时，指示信号为第二低电平信号，其中，第二距离大于第三距离。
[0069]在该实施例中，在扫地机自动回充的过程中，扫地机器人与充电座的距离为小于4_时，指示信号为第二低电平信号，此时，扫地机器人为正常充电状态，第二控制模块通过指示信号低-高-低的变化，控制扫地机器人降低速度来接近充电座。
[0070]可以理解，第三距离也可以是除上述实施例所涉及的距离之外的其他距离。例如，根据本发明的一个可选实施例，第三距离可以为小于8mm，
[0071]根据本发明的一个实施例，第二控制模块进一步包括:
[0072]第二控制子模块，用于根据接收的指示信号，控制机器人的运行速度。
[0073]在该实施例中，第二控制模块通过指示信号低-高-低的变化，控制扫地机器人降低速度来接近充电座。
[0074]根据本发明的一个实施例，进一步包括:设置于发射系统上的显示模块，用于显示第二电源的充电信息。
[0075]在该实施例中，如图5所示，在扫地机器人正常充电的过程中，第二控制模块将电池管理电路提供的电池充电信息和能量传输的信息一起传递给接收模块，接收模块将上述信息调制传递给发射模块，例如:通过载波的形式传递给发射模块，发射模块解调电池信息发送给第一控制模块，第一控制模块将解调后的电池信息传递给显示模块，所述显示模块用于显示第二电源的充电信息。
[0076]同时，发射电路和第一控制模块间的接口可以是IIC(Inter-1ntegrated Circuit集成电路总线)接口或普通的GP10(General Purpose Input Output输入/输出)接口等接口，此外，还可用发射模块的电流采样信号来简单指示充电座待机、扫地机器人充电或充满等状态，可减少扫地机器人充电座中的电流检测电路。
[0077]可以理解，充电信息的显示也可以是除上述实施例所涉及的显示状态之外的其他显示形式。例如，根据本发明的一个可选实施例，用百分比的形式显示充电信息。
[0078]根据本发明的一个实施例，发射系统设置于充电座上。
[0079]在该实施例中，如图1所示，发射系统设置于充电座中，同时，如图2所示，充电座的形状为竖直无线充电面，发射线圈紧贴在充电座的中心位置，而扫地机器人中的接收线圈装配在防撞条的中心位置，通过两个线圈的靠近利用电磁感应原理进行无线能量的传输。
[0080]为了保证无线充电性能，发射线圈和接收线圈都是平面的，因此扫地机器人装配接收线圈的位置为一个小的平台，充电座放置发射线圈的位置也是一个平面，而且结构设计上保证两个线圈的中心对准。
[0081 ]根据本发明的另一方面，接收系统设置于机器人上。
[0082]可以理解，接收系统可以设计在任意的无线充电机器人。例如，根据本发明的一个可选实施例，接收系统设置在无线充电扫地机器人上。
[0083]根据本发明的实施例，还提供了一种无线充电方法。
[0084]如图3所示，根据本发明实施例的无线充电方法包括:
[0085]步骤SlOl，接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射；
[0086]步骤S103，将接收的交流信号转换成第二电流，以对第二电源进行充电；
[0087]步骤S105，根据发射系统和接收系统之间的距离产生与距离相对应的指示信号。
[0088]在该实施例中，如图4所示，充电座处于待机状态，当第一控制模块中的传感器感应到扫地机器人靠近需要充电时，第一控制模块给发射电路提供第一电源输入，而当扫地机器人不需要充电时，第一控制模块将第一电源关闭，从而降低待机的功耗，在扫地机器人需要充电的情况下，发射模块将供电，同时，发射模块发出间断性能量用于识别接收系统，即在发射模块发出间断性交流信号，一旦接收系统靠近到可以充电的距离，接收模块通过在接收线圈感应到的交流信号上调制信息反馈给发射模块，如果发射模块解调该信息正确，则接收系统识别成功，可以持续地进行能量传递，同时，在接收模块产生指示信号的变化情况下，降低扫地机器人的运行速度，在扫地机器人到达正常充电的距离内，对第二电源进行充电。
[0089]通过本发明的上述方案，能够实现非接触式充电，只要接收系统和发射系统靠近就可以充电，从而解决了普通扫地机器人充电触点外露的弊端，同时，通过指示信号，可以使扫地机器人确定其和充电座之间的距离，从而避免了扫地机器人减速不及时与充电座相撞后弹开的情况，或者减速过早导致该机器人和充电座的距离太远的情况，增强了用户的充电体验。
[0090]根据本发明的一个实施例，指示信号包括:第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。
[0091]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第一距离的范围内时，指示信号为第一低电平信号。
[0092]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第二距离的范围内时，指示信号为高电平信号，其中，第一距离大于第二距离。
[0093]根据本发明的一个实施例，当发射系统和接收系统的距离处于第三距离的范围内时，指示信号为第二低电平信号，其中，第二距离大于第三距离。
[0094]根据本发明的一个实施例，根据接收的指示信号，控制机器人的运行速度。
[0095]根据本发明的一个实施例，显示第二电源的充电信息。
[0096]在该实施例中，如图5所示，第二控制模块通过电池管理电源将第二电源的充电信息(或电池信息)传递给接收模块，接收模块将充电信息调制传递到发射模块，发射模块解调充电信息并将其发送给第一控制模块，第一控制模块将接收到的解调后的充电信息发送至显示模块，从而显示第二电源的充电信息。
[0097]根据本发明的另一方面，提供了一种扫地机器人，该扫地机器人应用所述任一项所述的无线充电系统。
[0098]通过本发明的上述方案，能够实现非接触式充电，只要接收系统和发射系统靠近就可以充电，从而解决了普通扫地机器人充电触点外露的弊端，同时，通过指示信号，可以使扫地机器人确定其和充电座之间的距离，从而避免了扫地机器人减速不及时与充电座相撞后弹开的情况，或者减速过早导致该机器人和充电座的距离太远的情况，增强了用户的充电体验。
[0099]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无线充电系统，其特征在于，包括: 发射系统，包括， 第一控制模块，用于控制第一电源，以及提供第一电流； 发射模块，用于接收所述第一电流，以及将所述第一电流转换成交流信号且进行发射； 接收系统，包括， 接收模块，用于接收所述交流信号，以及将所述交流信号转换成第二电流，并根据所述发射系统和所述接收系统的距离产生与距离相对应的指示信号； 第二控制系统，用于接收所述第二电流和所述指示信号，以对第二电源充电。2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述指示信号包括: 第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。3.根据权利要求2所述的无线充电系统，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第一距离的范围内时，所述指示信号为所述第一低电平信号。4.根据权利要求3所述的无线充电系统，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第二距离的范围内时，所述指示信号为所述高电平信号，其中，所述第一距离大于所述第二距离。5.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第三距离的范围内时，所述指示信号为所述第二低电平信号，其中，所述第二距离大于所述第三距离。6.根据权利要求2所述的无线充电系统，其特征在于，所述第二控制模块进一步包括: 第二控制子模块，用于根据接收的所述指示信号，控制机器人的运行速度。7.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，进一步包括: 设置于发射系统上的显示模块，用于显示所述第二电源的充电信息。8.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述发射系统设置于充电座上。9.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述接收系统设置于所述机器人上。10.一种无线充电方法，其特征在于，包括: 接收第一电流，以及将第一电流转换成交流信号且进行发射； 将接收的所述交流信号转换成第二电流，以对第二电源进行充电；以及 根据所述发射系统和所述接收系统之间的距离产生与距离相对应的指示信号。11.根据权利要求10所述的无线充电方法，其特征在于，所述指示信号包括:第一低电平信号、高电平信号、第二低电平信号。12.根据权利要求11所述的无线充电方法，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第一距离的范围时，所述指示信号为所述第一低电平信号。13.根据权利要求12所述的无线充电方法，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第二距离的范围内时，所述指示信号为所述高电平信号，其中，所述第一距离大于所述第二距离。14.根据权利要求13所述的无线充电方法，其特征在于，当所述发射系统和所述接收系统的距离处于第三距离的范围内时，所述指示信号为所述第二低电平信号，其中，所述第二距离大于所述第三距离。15.根据权利要求11所述的无线充电方法，其特征在于，进一步包括: 根据接收的所述指示信号，控制机器人的运行速度。16.根据权利要求10所述的无线充电方法，其特征在于，进一步包括: 显示所述第二电源的充电信息。17.—种扫地机器人，所述扫地机器人应用所述权利要求1-9任一项所述的无线充电系统。
【文档编号】H02J7/02GK105978114SQ201610286245
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】董秀莲, 张攀, 孙会, 黄学涛
【申请人】青岛众海汇智能源科技有限责任公司