一种户外移动机器人光伏自动充电方法

1.一种户外移动机器人光伏自动充电方法，包括GPS接收机(1)，电子罗盘(2)，惯性陀螺仪(3)，光强传感器(4)，电源电压测量电路(5)，控制器(6)，直线推杆电机(7)，推杆电机驱动电路(8)，限位保护电路(9)，太阳能光伏板(10)，太阳能充电控制电路(11)，充电电池(12)；
所述控制器(6)根据拨码开关的状态，通过异步通信接口把需要调整的方位角传输给移动机器人主控制器，由主控制器完成移动机器人方位角的调整，或由控制器直接输出两路机器人方位角调整控制指令到机器人主驱动电机驱动器对其实现方位角调整；
所述的太阳能光伏板通过铰链安装移动机器人的顶部，机器人正常工作状态时太阳能光伏板处于平放状态，晴天可对电池低效浮充。
2.如权利要求1所述的户外移动机器人光伏自动充电方法，其特征是能根据GPS接收机(1)，电子罗盘(2)，惯性陀螺仪(3)，光强传感器(4)和电源电压测量电路(5)所提供的经纬度、绝对参考方位、当前方位角及环境光照强度传感器信息，自动判定天气状况是否适合移动机器人光伏充电；如果判定天气适合户外光伏充电，控制器(6)输出自动调整移动机器人方位角的指令，把移动机器人的方位角调整到使太阳能光伏板位于靠近太阳光的一侧。
3.如权利要求2所述的户外移动机器人光伏自动充电方法，其特征是控制器(6)具有全球适应能力，能根据GPS测量信息判定移动机器人当前运行在南、北半球，自动修正机器人方位角调整算法。
4.如权利要求1所述的户外移动机器人光伏自动充电方法，其特征是控制器(6)能自动控制驱动直线推杆电机(7)运动并进行限位保护，撑起太阳能光伏板，使太阳能光伏板正对太阳光对充电电池进行光伏充电；当充电完成后，控制器(6)能自动降下太阳能光伏板(10)，恢复移动机器人正常工作状态。

一种户外移动机器人光伏自动充电方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种户外移动机器人，尤其是机器人自动光伏充电方法。\n背景技术\n[0002] 户外移动机器人通常可以作为探测、救援、抢险等工作的有效载体，但是由于机器人自备的直流电源容量有限，所以限制了户外移动机器人的续航能力。通常的处理方法是机器人停止作业等待充电或者启用备用电源。本发明专利为户外移动种机器人提供了另外一种扩展电源容量的光伏自动充电方法，能有效的增加机器人的续航能力。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是为户外移动机器人提供一种自动光伏充电方法，增加机器人的续航能力。\n[0004] 为实现上述目的，本发明包括：(A)GPS接收机、电子罗盘、惯性陀螺仪、光强传感器、电源电压测量电路、控制器；(B)直线推杆电机、推杆电机驱动电路、限位保护开关；(C)太阳能光伏板、太阳能充电电路、充电电池。\n[0005] 本发明中A包括GPS接收机(1)，电子罗盘(2)，惯性陀螺仪(3)，光强传感器(4)，电源电压测量电路(5)，控制器(6)。\n[0006] GPS接收机(1)用于确定户外移动机器人当前所在的经纬度地理信息；电子罗盘(2)用于确定户外移动机器人的绝对参考方位；惯性陀螺仪(3)用于调整户外移动机器人的方位角，使太阳能光伏板位于机器人靠近太阳的一侧，提高充电效率；光照强度传感器(4)用于检测天气状况，从而确定是否适合光伏充电；电源电压采集电路(5)用于检测机器人电源电压；控制器(6)用于控制机器人方位角调整、推杆电机运动和对电池充电。控制器(6)根据拨码开关的状态，其控制机器人方位角调整有两种选择：如果拨码开关是“ON”，控制器(6)采集各传感器及限位开关的信息，通过异步通信接口把需要调整的方位角等传输给移动机器人主控制器，由主控制器完成移动机器人方位角的调整；如果拨码开关是“OFF”，控制器(6)直接输出两路电机控制信号到主驱动电机驱动器用来调整机器人方位角。同时，控制器(6)通过某种算法驱动控制直线推杆电机，撑起或降下太阳能光伏板，并提供限位保护。\n[0007] 本发明中B包括直线推杆电机(7)，推杆电机驱动电路(8)，限位保护电路(9)。\n[0008] 直线推杆电机(7)用于推动移动机器人顶部所铰接的太阳能光伏板，使太阳能光伏板正对太阳光；电机驱动电路(8)用于接收控制器(6)输出的电机运动控制指令，驱动直线推杆电机(7)；限位保护电路(9)用于限制直线推杆电机的行程。\n[0009] 本发明中C包括太阳能光伏板(10)，太阳能充电控制电路(11)，充电电池(12)。\n[0010] 太阳能光伏板(10)用于接收太阳光，实现光电能量变换；太阳能充电控制电路(11)用于对充电电池充电；充电电池(12)用于储存电能。\n[0011] 如图1所示，控制器(6)不断的巡检采集GPS接收机(1)、电子罗盘(2)、惯性陀螺仪(3)、光照强度传感器(4)、电源电压采集电路(5)的信息，当检测到电源电压低于设定值后，如果是晴天或光照强度满足要求，根据GPS、电子罗盘、电子陀螺仪检测到的机器人位姿信息，控制器(6)根据拨码开关状态或通过异步通信接口把需要调整的方位角传输给移动机器人主控制器，由主控制器完成移动机器人方位角的调整，或直接输出两路机器人方位角调整控制指令到机器人主驱动电机驱动器。控制器(6)驱动控制直线推杆电机移动，撑起与移动机器人顶部单边铰接的太阳能光伏板，使移动机器人所载的太阳能光伏板正对太阳光进行光伏充电。充电完成后，自动降下太阳能光伏板，恢复正常运行状态。\n[0012] 本发明有以下优点：\n[0013] 1.能提供移动机器人运动的GPS、绝对方位、方位角及环境光照等多传感器信息。\n[0014] 2.地域适应性强，能进行全球移动机器人方位角的调整。\n[0015] 3.欠压充电时，能自动实现移动机器人方位角的调整。\n[0016] 4.控制器能配合主电机驱动器直接实现移动机器人方位角的调整，也能通过异步通信集成到移动机器人主控制系统中，通过主控制系统调整移动机器人的方位角，所以，该发明中所述的控制器(6)既适合新建户外移动机器人项目，又适合已有户外移动机器人的项目改造和功能扩展。\n[0017] 5.能驱动直线推杆，使太阳能光伏板正对太阳光，提高充电效率。\n[0018] 充电完成后，能自动降下太阳能光伏板，恢复正常运行状态。\n附图说明\n[0019] 下面附图进一步说明该专利：\n[0020] 图1户外移动机器人光伏自动充电控制系统结构图；\n[0021] 图2户外移动机器人光伏自动充电控制方法流程图。\n具体实施方式\n[0022] 本发明所述的户外移动机器人光伏自动充电方法中的太阳能光伏板(10)通过铰链安装在移动机器人的顶部，机器人正常工作状态时太阳能光伏板(10)处于平放状态，晴天可对电池低效浮充；当机器人电源电压不足时，在控制器(6)的作用下，根据天气状况和机器人所在的地理位置和当前方位角，移动机器人停止运动并暂时退出工作状态，然后自动调整其方位角，并通过电机驱动电路(8)驱动直线推杆电机(7)，撑起太阳能光伏板(10)，使移动机器人所载的太阳能光伏板正对太阳光对充电电池(12)进行光伏充电。充电完成后，控制器(6)控制直线推杆电机(7)自动降下太阳能光伏板，恢复正常运行状态。