本實(shí)用新型涉及無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的智能設(shè)備走進(jìn)了人們的生活。

近年來(lái)，家居設(shè)備逐步向著智能化發(fā)展，以期為人們提供更加舒心的服務(wù)，尤其是機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為人們的美好生活提供了開(kāi)闊的視野。打掃室內(nèi)衛(wèi)生是一件較為繁瑣的事情，隨著人們生活節(jié)奏的加快，尤其是生活在城市中的人并沒(méi)有太多的時(shí)間用于打掃衛(wèi)生上，為了保持室內(nèi)衛(wèi)生，人們發(fā)明出了掃地機(jī)器人，預(yù)先在掃地機(jī)器人上設(shè)定好打掃程序，掃地機(jī)器人即可根據(jù)該程序進(jìn)行有序的打掃。目前的掃地機(jī)器人都是通過(guò)雙觸點(diǎn)式接觸充電來(lái)進(jìn)行充電，其中，掃地機(jī)器人是使用頻率較為頻繁的智能設(shè)備，需要經(jīng)常為其進(jìn)行充電，采用雙觸點(diǎn)式接觸充電需要掃地機(jī)器人與充電裝置尋跡和對(duì)位準(zhǔn)確，這給控制增加了很大的難度，且觸點(diǎn)容易老化和松動(dòng)，引起觸點(diǎn)溫度過(guò)高而發(fā)生火災(zāi)，觸點(diǎn)裸露也易發(fā)生短路情況和觸電危險(xiǎn)。

因此，如何實(shí)現(xiàn)方便地為掃地機(jī)器人進(jìn)行充電，且充電較為安全，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)方便地為掃地機(jī)器人進(jìn)行充電，且充電較為安全。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，包括：無(wú)線充電設(shè)備部和對(duì)應(yīng)掃地機(jī)器人的充電部，

其中，所述無(wú)線充電設(shè)備部包括：獲取所述掃地機(jī)器人的位置信息的位置傳感器；與外界電源連接，在所述掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置時(shí)，將所述外界電源的電能轉(zhuǎn)化為預(yù)設(shè)頻率的直流脈沖的無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)；與所述無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)連接，用于將所述直流脈沖轉(zhuǎn)化為電磁場(chǎng)能并發(fā)射至外部空間的電能發(fā)射線圈；

所述充電部包括：接收所述電磁場(chǎng)能的電能接收線圈；與所述掃地機(jī)器人的尋跡模塊、蓄電池以及所述電能接收線圈連接，在所述蓄電池的電量低于預(yù)設(shè)閾值且所述掃地機(jī)器人尋跡成功時(shí)，向所述無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)發(fā)送充電觸發(fā)信號(hào)以及控制所述電能接收線圈對(duì)所述蓄電池進(jìn)行充電的二次電源部。

優(yōu)選地，所述無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)包括：

將所述外界電源輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流脈沖的整流濾波電路；

與所述整流濾波電路以及所述電能發(fā)射線圈連接，對(duì)所述整流濾波電路輸出的直流脈沖進(jìn)行功率放大的功率管放大電路；

與所述功率管放大電路連接，根據(jù)所述充電觸發(fā)信號(hào)和所述位置傳感器發(fā)送的位置信息控制所述功率管放大電路運(yùn)行的控制電路。

優(yōu)選地，所述控制電路包括：

接收所述充電觸發(fā)信號(hào)的第一無(wú)線通信模塊；

與所述第一無(wú)線通信模塊和位置傳感器連接，在接收到所述充電觸發(fā)信號(hào)且所述掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置時(shí)，發(fā)出對(duì)應(yīng)充電控制信號(hào)的控制器；

與所述控制器連接，根據(jù)所述充電控制信號(hào)生成直流脈沖寬度控制信號(hào)的PWM生成器；

與所述PWM生成器連接，根據(jù)所述直流脈沖寬度控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述功率管放大電路生成對(duì)應(yīng)脈沖寬度的直流脈沖的功率管驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選地，所述二次電源部包括：

與所述電能接收線圈連接，將所述電能接收線圈輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電的AC-DC電源模塊；

與所述AC-DC電源模塊連接，控制所述AC-DC電源模塊對(duì)所述蓄電池進(jìn)行充電的充電控制器；

與所述AC-DC電源模塊以及所述尋跡模塊連接，在所述掃地機(jī)器人尋跡成功時(shí)，輸出所述充電觸發(fā)信號(hào)的電能接收控制器；

與所述電能接收控制器連接，將所述充電觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至所述第一無(wú)線通信模塊的第二無(wú)線通信模塊。

優(yōu)選地，所述電能接收線圈位于所述掃地機(jī)器人的底部。

優(yōu)選地，所述無(wú)線充電設(shè)備部還包括：塑料板殼，所述電能發(fā)射線圈位于所述塑料板殼的夾層內(nèi)。

優(yōu)選地，所述塑料板殼包括：

包覆所述電能發(fā)射線圈的圓形的線圈包覆部；

與所述線圈包覆部連接，包覆連接所述電能發(fā)射線圈和所述無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)的導(dǎo)線的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的連接部；

其中，所述位置傳感器位于所述連接部背離所述包覆部的一端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型所提供的一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，包括：無(wú)線充電設(shè)備部和對(duì)應(yīng)掃地機(jī)器人的充電部，其中，無(wú)線充電設(shè)備部包括：獲取掃地機(jī)器人的位置信息的位置傳感器；與外界電源連接，在掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置時(shí)，將外界電源的電能轉(zhuǎn)化為預(yù)設(shè)頻率的直流脈沖的無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)；與無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)連接，用于將直流脈沖轉(zhuǎn)化為電磁場(chǎng)能并發(fā)射至外部空間的電能發(fā)射線圈；充電部包括：接收電磁場(chǎng)能的電能接收線圈；與掃地機(jī)器人的尋跡模塊、蓄電池以及電能接收線圈連接，在蓄電池的電量低于預(yù)設(shè)閾值且掃地機(jī)器人尋跡成功時(shí)，向無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)發(fā)送充電觸發(fā)信號(hào)以及控制電能接收線圈對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的二次電源部。當(dāng)掃地機(jī)器人充電尋跡運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，充電部向無(wú)線充電設(shè)備部發(fā)射充電觸發(fā)信號(hào)，無(wú)線充電設(shè)備部通過(guò)位置傳感器判斷掃地機(jī)器人的位置。當(dāng)無(wú)線充電設(shè)備部判定掃地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)位置且接收到了充電觸發(fā)信號(hào)時(shí)，無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)以及電能發(fā)射線圈將外界電源的交流電轉(zhuǎn)化為一定頻率的電磁場(chǎng)發(fā)射出去，而電能接收線圈將該電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電能，二次電源部控制對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。通過(guò)無(wú)線充電的方式對(duì)掃地機(jī)器人進(jìn)行充電，無(wú)需掃地機(jī)器人通過(guò)雙觸點(diǎn)式接觸來(lái)進(jìn)行充電，避免了觸點(diǎn)老化松動(dòng)造成的溫度過(guò)高而發(fā)生火災(zāi)的情況，也避免了觸點(diǎn)裸露易發(fā)生短路和觸電危險(xiǎn)的情況；當(dāng)位置傳感器檢測(cè)到掃地機(jī)器人尋跡到預(yù)設(shè)位置時(shí)，即證明此時(shí)電能發(fā)射線圈和電能接收線圈基本對(duì)位，可以進(jìn)行充電，由于是無(wú)線充電，電能發(fā)射線圈和電能接收線圈無(wú)需特別精確的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)位即可進(jìn)行電能的傳輸，更加便于掃地機(jī)器人在需要充電時(shí)進(jìn)行尋跡和對(duì)位。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型一種具體實(shí)施方式所提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的無(wú)線充電設(shè)備部外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示的無(wú)線充電設(shè)備部的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的二次電源部的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的核心是提供一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)方便地為掃地機(jī)器人進(jìn)行充電，且充電較為安全。

為了使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施方式的限制。

請(qǐng)參考圖1、圖2和圖3，圖1為本實(shí)用新型一種具體實(shí)施方式所提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的無(wú)線充電設(shè)備部外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示的無(wú)線充電設(shè)備部的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。

本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式提供了一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，包括：無(wú)線充電設(shè)備部1和對(duì)應(yīng)掃地機(jī)器人的充電部2，其中，無(wú)線充電設(shè)備部1包括：獲取掃地機(jī)器人的位置信息的位置傳感器11；與外界電源連接，在掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置時(shí)，將外界電源的電能轉(zhuǎn)化為預(yù)設(shè)頻率的直流脈沖的無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12；與無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12連接，用于將直流脈沖轉(zhuǎn)化為電磁場(chǎng)能并發(fā)射至外部空間的電能發(fā)射線圈13；充電部2包括：接收電磁場(chǎng)能的電能接收線圈21；與掃地機(jī)器人的尋跡模塊、蓄電池以及電能接收線圈21連接，在蓄電池的電量低于預(yù)設(shè)閾值且掃地機(jī)器人尋跡成功時(shí)，向無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12發(fā)送充電觸發(fā)信號(hào)以及控制電能接收線圈21對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的二次電源部22。

在本實(shí)施方式中，如圖2和圖3所示，優(yōu)選無(wú)線充電設(shè)備部1設(shè)有塑料板殼14，電能發(fā)射線圈13位于塑料板殼14的夾層內(nèi)。其中，塑料板殼14包括：包覆電能發(fā)射線圈13的圓形的線圈包覆部，該線圈包覆部包括上包覆層板141和下包覆層板142；與線圈包覆部連接，包覆連接電能發(fā)射線圈13和無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12的導(dǎo)線的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的連接部143，如圖3所示，本實(shí)施方式優(yōu)選了將上包覆層板141和連接部143設(shè)為一體；其中，位置傳感器11位于連接部背143離包覆部的一端，即如圖2所示，位置傳感器11和無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12位于同一端。

掃地機(jī)器人中設(shè)有尋跡模塊，即其可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序等控制掃地機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，如圖2和圖3所示，掃地機(jī)器人3在需要充電時(shí)通過(guò)尋跡模塊運(yùn)動(dòng)到無(wú)線充電設(shè)備部處，由位置傳感器11獲取掃地機(jī)器人3的位置信息，來(lái)判斷該掃地機(jī)器人3尋跡完成后是否位于可充電位置，該可充電位置即上述的預(yù)設(shè)位置，在本實(shí)施方式中，如圖2和圖3所示，當(dāng)掃地機(jī)器人3運(yùn)動(dòng)至塑料板殼14的上包覆層板上時(shí)即為運(yùn)動(dòng)到了可充電位置。由于本實(shí)施方式采用電能發(fā)射線圈和電能接收線圈來(lái)進(jìn)行無(wú)線電能的傳輸，由于各線圈具有一定的面積，即便兩個(gè)線圈不是完全對(duì)位精確同樣可以進(jìn)行電能的傳輸，但是若兩個(gè)線圈沒(méi)有對(duì)位則不能進(jìn)行電能傳輸，為了防止掃地機(jī)器人尋跡到錯(cuò)誤的位置而無(wú)法充電，因此，當(dāng)掃地機(jī)器人尋跡完成后，還需要通過(guò)位置傳感器來(lái)檢測(cè)器是否運(yùn)行到了合適的位置。

在本實(shí)施方式中，優(yōu)選電能接收線圈位于掃地機(jī)器人的底部。由于優(yōu)選通過(guò)塑料板殼覆蓋電能發(fā)射線圈，塑料板殼設(shè)計(jì)為扁平狀，這樣便于掃地機(jī)器人運(yùn)行到其上表面，則便于掃地機(jī)器人的電能接收線圈和該電能發(fā)射線圈對(duì)位，同時(shí)可避免電能接收線圈單獨(dú)設(shè)計(jì)在掃地機(jī)器人的外側(cè)造成體積太大的情況。位置傳感器和無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)位于同一端，這樣避免位置傳感器處于掃地機(jī)器人的尋跡路線上影響其充電尋跡。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，只是優(yōu)選塑料板殼包覆電能發(fā)射線圈，也可以采用其他板殼包覆電能發(fā)射線圈，只要保證該板殼絕緣且不影響電磁場(chǎng)向外界發(fā)射即可。采用絕緣的板殼可以防止觸電。

通過(guò)無(wú)線充電的方式對(duì)掃地機(jī)器人進(jìn)行充電，無(wú)需掃地機(jī)器人通過(guò)雙觸點(diǎn)式接觸來(lái)進(jìn)行充電，避免了觸點(diǎn)老化松動(dòng)造成的溫度過(guò)高而發(fā)生火災(zāi)的情況，也避免了觸點(diǎn)裸露易發(fā)生短路和觸電危險(xiǎn)的情況；當(dāng)位置傳感器檢測(cè)到掃地機(jī)器人尋跡到預(yù)設(shè)位置時(shí)，即證明此時(shí)電能發(fā)射線圈和電能接收線圈基本對(duì)位，可以進(jìn)行充電，由于是無(wú)線充電，電能發(fā)射線圈和電能接收線圈無(wú)需特別精確的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)位即可進(jìn)行電能的傳輸，更加便于掃地機(jī)器人在需要充電時(shí)進(jìn)行尋跡和對(duì)位。

請(qǐng)參考圖4，圖4為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)12包括：將外界電源輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流脈沖的整流濾波電路121；與整流濾波電路121以及電能發(fā)射線圈13連接，對(duì)整流濾波電路121輸出的直流脈沖進(jìn)行功率放大的功率管放大電路122；與功率管放大電路122連接，根據(jù)充電觸發(fā)信號(hào)和位置傳感器11發(fā)送的位置信息控制功率管放大電路122運(yùn)行的控制電路123。

其中，控制電路123包括：接收充電觸發(fā)信號(hào)的第一無(wú)線通信模塊1231；與第一無(wú)線通信模塊1321和位置傳感器11連接，在接收到充電觸發(fā)信號(hào)且掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置時(shí)，發(fā)出對(duì)應(yīng)充電控制信號(hào)的控制器1232；與控制器1232連接，根據(jù)充電控制信號(hào)生成直流脈沖寬度控制信號(hào)的PWM生成器1233；與PWM生成器1233連接，根據(jù)直流脈沖寬度控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率管放大電路122生成對(duì)應(yīng)脈沖寬度的直流脈沖的功率管驅(qū)動(dòng)電路1234。

在本實(shí)施方式中，為了給掃地機(jī)器人提供合適的電能，通過(guò)功率管放大電路將整流濾波電路的直流脈沖進(jìn)行功率放大，而當(dāng)?shù)谝粺o(wú)線通信模塊接收到掃地機(jī)器人發(fā)出的充電觸發(fā)信號(hào)時(shí)通知控制器控制無(wú)線電能發(fā)射主機(jī)供電，而控制器接收位置傳感器的傳感信號(hào)，當(dāng)同時(shí)收到掃地機(jī)器人位于預(yù)設(shè)位置的傳感信號(hào)時(shí)，即發(fā)出充電控信號(hào)。此時(shí)由PWM生成器設(shè)定直流脈沖的寬度值，并由功率管驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制功率管放大電路以該設(shè)定的直流脈沖寬度值輸出對(duì)應(yīng)的直流脈沖。

請(qǐng)參考圖5，圖5為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的二次電源部的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，二次電源部22包括：與電能接收線圈21連接，將電能接收線圈21輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電的AC-DC電源模塊221；與AC-DC電源模塊221連接，控制AC-DC電源模塊221對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的充電控制器222；與AC-DC電源模塊221以及尋跡模塊連接，在掃地機(jī)器人尋跡成功時(shí)，輸出充電觸發(fā)信號(hào)的電能接收控制器223；與電能接收控制器223連接，將充電觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至第一無(wú)線通信模塊1321的第二無(wú)線通信模塊224。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)掃地機(jī)器人充電尋跡完成停止運(yùn)行時(shí)，電能接收控制器通過(guò)第二無(wú)線通信模塊向無(wú)線充電設(shè)備部發(fā)送充電觸發(fā)信號(hào)以通知其進(jìn)行供電。由于電能接收線圈將電磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為交流電，本實(shí)施方式通過(guò)AC-DC電源模塊將該交流電轉(zhuǎn)化為直流電，以對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的上述各實(shí)施方式中，外界電源優(yōu)選為220V的市電。

綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)，在無(wú)線充電設(shè)備部所在的電能發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)化為一定范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)，在電能接收端通過(guò)電能接收線圈感應(yīng)電磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)換為一定的電力，為掃地機(jī)器人的蓄電池供電，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸。由于是面對(duì)面的電能傳輸，避免了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電能傳輸需要精確對(duì)位的情況，掃地機(jī)器人只需要運(yùn)動(dòng)到電能發(fā)射線圈所在的充電平臺(tái)即可，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)漏電短路和觸電的危險(xiǎn)。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供一種掃地機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。