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机器人自动红外回充的设计方法
1、重要特点：
1)回充底座正面使用四个红外发射管，两个居中，两个居边；
2)机器人底盘运动横切由底座发出的中心红外光的边缘，由此找到充电底座的中心轴线；
3)机器人底盘横向移动和原地转动向结合，寻找中心红外光束的边界；
4)沿中心线对准向底座移动的过程中，仍然细微调整方向，始终确保正对准底座的中心移动；
5)霍尔传感器感应通电； 6)传感器避障；
2、详细描述
算法计算控制装置充电底座红外发射装置底盘红外接收装置设备数据通信总线底盘运动装置
图1
机器人底盘
EyxMNleftFGsend1send2send3send4ABCDQPxOyLeft midHIRight midJRKrightL
图2
开始自动登录回充座根据底座上A B C D四个红外发射头的光所覆盖的区域，将底座前方区域划分为Left、Left mid、Right mid、Right共四个区域通过机器人底盘自身旋转，确定机器人所在的区域控制机器人向邻近的中心区域的边缘射线（例如BF、CK）移动；找到中心边缘射线上的点（如N 或 R），将机器人的y轴方向旋转到大概与底座平行的方向；让机器人底盘从N点或R点横穿中心区域，得到中心区域的连线NR移动机器人到上述中心连线的中点P旋转机器人底盘，使机器人导电轮所在的方向（本案中是机器人相对坐标x轴的负方向）对准底座正中心
让机器人向底座移动，并实时校准对准方向,直至完全登录上回充底座 图3 图1所示，是所涉及模块的方框图。该图分成两大部分：回充底座和机器人底盘。回充底座正面至少安装有3个红外发射头，每个红外发射头以一定的夹角向外发射红外光。回充底座上与本专利红外测距相关的模块主要有底盘红外接收装置、算法计算控制装置、设备数据通信总线、底盘运动装置。底盘红外接收装置接收到来自充电底座上发射出的红外信号，该红外信号数据通过设备数据通信总线传递到算法计算控制装置，算法计算控制装置根据收到的红外数据，控制底盘运动装置的旋转或平移，并且最终控制机器人通过旋转或移动，让机器人登录到回充底座上面。图2所示，是自动回充登录示意图。回充底座位于图的左边，上面有着相邻的多个发射头。这些相邻发射头的数量大于等于3，本专利基于四个发射头来进行描述。图中左边底座上，有A、B、C、D共四个红外发射头，其中A的红外光的发射范围是射线AE AG的夹角范围，这个范围定义为left区域；B的红外光的发射
范围是射线BF BI的夹角范围，这个范围定义为left mid区域；C的红外光的发射范围是射线CH CK的夹角范围，这个范围定义为right mid区域；D的红外光的发射范围是射线DJ DL的夹角范围，这个范围定义为right区域，上述这些区域会存在重叠。图中，射线BF CK所夹的区域是回充底座的中心区域。机器人底盘中心点处于M点位置，控制机器人横切上述中心区域，得到中心线段NR和OQ，然后找到NR或OQ的中点点P，并将机器人底盘中心移动到该P点。旋转机器人，使用导电轮所在的方向（本案中导电轮所在的方向在机器人的正背面）对准回充底座的正中心。控制机器人移动登录到回充底座。图3所示，是自动回充登录流程图。系统开始执行自动登录回充座。系统预先设定发射头A发射的光的覆盖范围（AE AG所夹）为left区域；发射头B发射的光的覆盖范围（BF BI所夹）为left mid区域；发射头C发射的光的覆盖范围（CH CK所夹）为right mid区域；发射头D发射的光的覆盖范围（DJ DL所夹）为right区域；对于上述区域的重叠区域，可以根据不同的策略，优先中心区域或边缘区域。根据底座上某特定红外接收头接收到的来着底座的红外数据，算法控制模块判断机器人所处的区域是left，left mid，righ mid，right。确定机器人大概位置后，控制机器人向邻近的中心区域的边缘射线（如BF、CK）移动。找到中心边缘射线上的点（N或R），将机器人的y轴方向旋转到大概与底座平行的方向。让机器人底盘从N点或R点横穿中心区域，得到中心区域的连线NR。移动机器人到上述连线的中心点P。旋转机器人底盘，使机器人导电轮所在的方向（本案中是机器人相对坐标x轴的负方向）对准底座正中心，让机器人向底座移动，并实时校准对准方向,直至完全登录上回充底座。
