一种充电方法、机器人及其机器人充电系统

技术领域

本发明涉及机器人充电技术领域，特别涉及一种充电方法、机器人及机器人充电系统。

背景技术

随着电子信息技术的不断发展，越来越多的智能化机器人开始被广泛的应用于许多不同的日常生活场景，例如帮助进行家庭院落清扫、去除积雪、收集掉落的物体等等。

这些智能机器人通常以电池和电机作为主要的动力来源，并在特定的工作区域中自动执行工作任务。为了确保工作任务的顺利完成，通常智能机器人会具备有自动充电功能(也可以被简称为回充功能)，能够在自身电量较低的情况自行进行充电，以恢复电量。

典型的，智能机器人会通过基于摄像机识别、激光雷达标记或者红外雷达标记等的定位方式，返回移动至充电底座的位置。通过充电触点等与充电底座建立电连接，从而实现自动充电。例如，中国专利CN110221617A所描述的，其通过激光雷达标记的方式，指引机器人移动到机器人充电座。移动到机器人充电座的机器人可以通过电能输出导体建立电连接，进行充电。

但这样的自动充电实现方案存在较多的缺陷。例如，定位很容易受到恶劣天气(例如，强光、雨雪)的影响和干扰，造成定位不正确而无法正确返回机器人充电座的位置。而且，定位方式的整体方案繁琐复杂，实现成本较高。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种充电方法、机器人及机器人充电系统，可解决现有自动充电方法之中，容易受到恶劣天气干扰，实现成本较高而且户外布置安全性较差的技术问题。

本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

本申请公开了一种充电方法。该方法包括：在进入充电状态后，机器人移动至预设的充电定位点；以所述充电定位点为起点，按照预设轨迹向充电区域移动；所述充电区域由电能提供设备形成；在沿所述预设轨迹移动的过程中，检测是否到达预设的目标充电位置；在到达所述目标充电位置时，控制所述机器人停止移动，并且通过所述机器人中的电能接收设备，接收由所述电能提供设备提供的电能。

上述充电方法在目标充电位置以外，预先设置相近的充电定位点的方式，可以极大的缩短机器人的定位时间，有利于机器人快速的移动到充电底座所在的位置。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在剩余电量降低至预设的充电电量阈值时，确定进入所述充电状态；或者，在接收到充电指令时，确定进入所述充电状态。

通过设置合适的充电电量阈值，可以确保机器人还有充足的电量支撑其返回充电底座完成自动充电，有效的避免了机器人因电量彻底消耗殆尽，导致需要使用者手动进行充电的操作，为机器人的日常使用提供便利。

在一种可能的实施方式中，在所述以所述充电定位点为起点，按照预设轨迹向充电区域移动的步骤前，所述方法还包括以所述充电定位点为起点，控制机器人移动至所述充电区域执行清扫任务；在确定所述清扫任务结束后，返回所述充电定位点；控制机器人旋转预设的角度，以使设置有所述电能接收设备的一端朝向所述充电区域。

通过在充电前先对充电底座形成的充电区域进行清扫的方式，可以确保充电的顺利进行，不会因充电底座上覆盖的积雪等杂物而导致充电失败等的情况的发生，可以被很好的应用于户外环境的部署。

在一种可能的实施方式中，所述以所述充电定位点为起点，按照预设轨迹向充电区域移动，具体包括：通过所述机器人中的传感器获取多个不同定位信标的磁感应强度变化情况；多个所述定位信标位于所述电能提供设备不同的位置；根据不同的所述定位信标的磁感应强度变化情况，确定所述机器人的移动方向是否偏离所述预设轨迹；在所述机器人的移动方向没有偏离所述预设轨迹时，控制所述机器人沿当前的移动方向移动；在所述机器人的移动方向偏离所述预设轨迹时，将所述机器人的移动方向调整为与所述预设轨迹一致。

通过感知磁感应强度变化的传感器和定位信标之间的相互配合，可以据此确定当前机器人的移动方向情况，以使其保持正确的移动轨迹。这样的定位方式相区别于传统的光学定位，具有较强的抗干扰能力，不容易受到恶劣天气或者环境的影响，而且整体实现成本低廉。

在一种可能的实施方式中，多个所述定位信标包括：用于产生第一磁场的第一定位信标、用于产生第二磁场的第二定位信标以及用于产生第三磁场的第三定位信标；所述根据不同的所述定位信标的磁感应强度变化情况，确定所述机器人的移动方向是否偏离所述预设轨迹，具体包括：在所述机器人中的传感器仅获取到所述第二磁场时，确定所述机器人的移动方向没有偏离所述预设轨迹；在所述机器人中的传感器获取到所述第一磁场或所述第三磁场时，确定所述机器人的移动方向偏离所述预设轨迹。

在一种可能的实施方式中，所述第二定位信标设置在所述预设轨迹上；所述第一定位信标和所述第三定位信标分别设置在所述预设轨迹的左侧和右侧；

所述在所述机器人的移动方向偏离所述预设轨迹时，将所述机器人的移动方向调整为与所述预设轨迹一致，具体包括：在所述机器人中的传感器获取到所述第一定位信标的第一磁场时，控制所述机器人后退预设的第一距离；在后退所述第一距离后，控制所述机器人向右移动预设的第二距离；在向右移动所述第二距离后，控制所述机器人重新向所述充电区域移动；或者在所述机器人中的传感器获取到所述第三定位信标的第三磁场时，控制所述机器人后退预设的第一距离；在后退所述第一距离后，控制所述机器人向左移动预设的第二距离；在向左移动所述第二距离后，控制所述机器人重新向所述充电区域移动。

该方法可以在移动过程中，方便简单的完成机器人的位置和方向调整，确保机器人能够顺利正确的移动到充电区域内，进行相应的充电操作。这样的定位方式相区别于传统的光学定位，具有较强的抗干扰能力，不容易受到恶劣天气或者环境的影响，而且整体实现成本低廉。

在一种可能的实施方式中，所述机器人移动至预设的充电定位点，具体包括：根据所述电能提供设备的位置，确定距离所述电能提供设备的位置预设距离阈值的所述充电定位点；基于RTK定位系统提供的位置信息，控制所述机器人移动至预设的信号强度点，并基于所述信号强度点移动至所述充电定位点。

通过RTK定位的方式，相对于其他典型的埋线或者UWB定位方式而言，具有更好的灵活性，便于在户外中使用和提供合适精度的定位结果。

本申请还公开了一种机器人。该机器人包括：工作设备；所述工作设备用于执行对应的工作任务；机器人本体；所述机器人本体与所述工作设备固定连接，用于拖动所述工作设备移动；电能接收设备；所述电能接收设备被设置在所述机器人本体上；以及传感器；所述传感器被设置在所述机器人本体上；其中，所述机器人本体被配置为：执行如上所述的充电方法。

在一种可能的实施方式中，所述工作设备设置在所述机器人本体的头部；所述电能接收设备和所述传感器均设置在所述机器人本体的尾部；

所述工作设备选自如下设备的一种或者多种：除雪设备，用于清扫积雪；高尔夫球回收设备；用于回收高尔夫球；割草设备，用于修整草坪；树叶清扫设备，用于清扫落叶。

本申请还公开了一种机器人充电系统。该机器人充电系统包括：如上所述的机器人；充电底座；所述充电底座内设置有电能提供设备以及若干个定位线圈；RTK基站以及对应的RTK天线；所述RTK天线设置在所述机器人上；其中，所述电能提供设备形成充电区域；若干个所述定位线圈分别布置在不同位置，用于为所述机器人提供方向和位置信息指引。

在一种可能的实施方式中，所述电能提供设备包括：发射线圈；其中，所述发射线圈位于所述充电底座的中心，被收容在所述充电底座内部，并且在所述充电底座的上表面形成所述充电区域。

在一种可能的实施方式中，所述定位线圈包括：用于产生第一磁场的第一定位信标、用于产生第二磁场的第二定位信标、用于产生第三磁场的第三定位信标以及用于产生第四磁场的到位检测线圈；所述机器人设置有两个间隔设置的传感器；其中，所述第一磁场、第二磁场以及第三磁场具有不同的磁场频率；所述第一定位信标、第二定位信标和第三定位信标依次沿第一直线方向间隔设置，位于所述发射线圈的其中一侧；所述到位检测线圈设置在所述发射线圈的另一侧；所述到位检测线圈、所述发射线圈以及所述第二定位信标依次沿第二直线方向设置；其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向相互垂直；所述第二定位信标的宽度大于所述两个传感器之间的间隔；所述到位检测线圈的宽度大于所述两个传感器之间的间隔；所述第一定位信标和第二定位信标的宽度小于所述两个传感器之间的间隔。

本申请实施例提供的充电方法通过在目标充电位置以外，预先设置相近的充电定位点的方式，可以极大的缩短机器人的定位时间，有利于机器人快速的移动到充电底座所在的位置。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例的非接触式电能传输系统的示意图；

图2为本申请实施例的机器人充电系统的示意图，示出了工作设备为除雪设备时的情形；

图3为本申请实施例的机器人的示意图；

图4为本申请实施例的充电底座的示意图；

图5A为本申请实施例的自动充电过程的示意图，示出了机器人移动至充电定位点的情形；

图5B为本申请实施例的自动充电过程的示意图，示出了机器人以充电定位点为起点，向充电底座移动的情形；

图5C为本申请实施例的自动充电过程的示意图，示出了传感器与定位线圈之间的相对位置变化情形；

图6为本申请实施例中的充电方法的方法流程图；

图7为本申请另一实施例中的充电方法的方法流程图；

图8A为本申请实施例的机器人充电系统的示意图，示出了工作设备为高尔夫球回收设备时的情形；

图8B为本申请实施例的机器人充电系统的示意图，示出了工作设备为割草设备时的情形；

图8C为本申请实施例的机器人充电系统的示意图，示出了工作设备为树叶清扫设备时的情形；

图9为本申请实施例的充电装置的功能框图；

图10为本申请实施例的电子设备的示意图。

附图标号及对应含义：

电能提供设备10、电源11、电源管理模块12、发射线圈13；

电能接收设备20、充电电路21、转换电路22、接收线圈23；

机器人30、机器人本体31、工作设备32、高尔夫球回收设备32A、割草设备32B、树叶清扫设备32C、传感器33；

充电底座40、第一定位信标41a、第二定位信标41b、第三定位信标41c、到位检测线圈43；

充电定位点50、

RTK定位系统60、RTK基站61、RTK天线62；

充电装置100、预定位模块110、二次定位模块120、接收启用模块130、电量检测模块140、清扫模块150；

电子设备200、处理器210、存储器220、通信总线230、通信模块240、外围设备250。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。除非另外定义，本发明的实施例中使用的“平行”、“垂直”和“相同”等特征均包括严格意义上的“平行”、“垂直”、“相同”等情况，以及“大致平行”、“大致垂直”、“大致相同”等包含一定误差的情况。例如，上述的“大致”可表示所比较的对象的差值为所比较的对象的平均值的10％，或者5％之内。在本发明的实施例的下文中没有特别指出一个部件或元件的数量时，意味着该部件或元件可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。“至少一个”指一个或多个，“多个”指至少两个。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例提供的非接触式电能传输系统的示意图。该非接触式电能传输修通主要利用电磁感应原理，通过发射线圈和接收线圈进行能量耦合从而实现相互间的能量传递。

如图1所示，该非接触式电能传输系统可以由电能提供设备10和电能接收设备20构成。

其中，电能提供设备10可以包括电源11、电源管理模块12以及发射线圈13。而电能接收设备20则包括充电电路21、转换电路22和接收线圈23。

在实际的电能传输过程中，电源11可以是直流电或者交流电，其连接至电源管理模块12，由电源管理模块12通过逆变转化为高频率交流电后提供给发射线圈13。

在发射线圈13与接收线圈23之间相互接近时，两者可以相互耦合，接收线圈23能够接收来自发射线圈13的能量。接收线圈23输出的电流可以经由转换电路22变化为直流电后，提供至充电电路21。最后通过充电电路21为电池等负载提供合适的目标电流和电压。

应当说明的是，本申请实施例根据所要发挥的功能不同，而相应的将其命名为不同的模块。但本领域技术人员可以理解的是，其可以根据实际情况的需要而选择或者确定各个功能模块的实现方式，在此不作具体限定。

在一些实施例中，前述电能提供设备10可以被设置在充电底座上，电能接收设备20则被设置在机器人上。由此，当机器人移动至充电底座合适的位置，使发射线圈13与接收线圈23相互接近时，就能够经由上述非接触式电能传输方式，对机器人搭载的电池进行充电。在本申请中，为了陈述方便，将发射线圈13能够与接收线圈23相互耦合的区域范围称为充电区域。换言之，在接收线圈23进入充电区域以后，发射线圈13就能够通过电磁耦合的方式，向接收线圈23非接触式的传递电能。

本申请实施例提供的充电底座和机器人之间使用非接触式的电能传输方式进行充电，能够将充电相关设备全部包围在壳体内部，有效的避免了接触式电极在户外放置时所存在的接触不良，容易环境影响干扰等的问题和缺陷。而且，基于电磁感应效应的电能传输方式允许发射线圈和接收线圈在各个方向上存在一定的误差，不需要接触式电极所要求的紧密接触，可以有效的降低对于机器人定位精确度的要求。

可替代地，也可以采用其他合适的电能传输方式实现充电底座对机器人的充电，而不仅限于上述非接触式的无线充电方式。

另外，为实现自动充电的功能，除了图1所示非接触式电能传输系统以外，还需要设置额外的定位系统或者相关的定位线圈，以帮助机器人能够顺利移动到充电底座所在的位置。

在一些实施例中，机器人可以使用两种或以上的定位方式(也可以被称为融合定位方法)来确定自身与充电底座之间的相对位置关系，以达到电能提供设备和电能接收设备相互接近，实现相互间电能传输的目的。

具体的，该融合定位方法可以由RTK定位方式和磁感应强度定位方式相结合而形成。

其中，RTK定位是基于载波相位差分技术(Real Time Kinematic，RTK)的定位方式。其主要由RTK基站和RTK天线组成。RTK基站采集卫星数据，并通过数据链将其观测值和站点坐标信息一起传送给搭载有RTK天线的移动站。移动站通过对所采集到的卫星数据和接收到的数据链进行实时载波相位差分处理后，获得其在指定坐标系中的三维定位结果。

“磁感应强度定位”是基于传感器和多个线圈(在另一些实施例中，也可以被统称为“定位线圈”)实现的定位方式。线圈在施加电流时，可以形成特定强度的磁场，被布置在充电底座上。传感器则被布置在机器人上。当传感器随机器人移动而与线圈之间的相对位置发生变化时，其感应检测到的磁感应强度也会相应的随之改变。由此，在线圈位置固定的情况下，通过磁感应强度的数值就可以相应的计算确定传感器与线圈之间的相对位置关系，进而确定当前机器人和充电底座之间的相对位置关系(例如，方向信息或者位置信息)。

在实际的自动充电过程中，首先可以通过RTK定位的方式指引机器人移动至较接近充电底座的特定位置(在另一些实施例中，该特定位置可以被称为充电定位点)。然后，机器人从该特定位置出发，通过磁感应强度定位的方式，较为精确的移动至目标充电位置，使接收线圈23进入到发射线圈13形成的充电区域内。最后，非接触式电能传输系统启用，为机器人搭载的电池充电。

本申请实施例提供的融合定位方式，结合RTK定位和磁感应强度定位，可以有效的提升定位的精确度，克服单一定位方式所存在的一系列缺陷，例如RTK定位精度不足，可能存在GPS信号或者RTK信号不佳的问题。

而且，相较于传统光学定位方式而言，基于磁感应强度变化的定位方式在户外环境下具有较强的抗干扰能力，不容易受恶劣天气的影响和干扰。其可以简单的基于线圈和传感器实现，整体所需要的成本较低。

依据本申请实施例提供的发明思路，可以将其一般性的应用于智能机器人上。但为了陈述和理解方便，以下将装配有除雪设备的机器人作为示例，用以描述本申请。

图2为本申请实施例提供的机器人充电系统的示意图。如图2所示，该机器人充电系统可以包括：可移动的机器人30、充电底座40、充电定位点50以及RTK定位系统60。

其中，机器人30是具有驱动机构，可以在地面上受控地或者自主移动的智能化设备。如图3所示，机器人30可以包括：机器人本体31、工作设备32以及传感器33。

机器人本体31是整个机器人30的主体部分，其可以根据实际情况的需要而设置为任何合适的形状、尺寸或者结构，在此不作具体限定。机器人本体31作为搭载平台，可以装载固定有一个或者多个功能部件，用以实现不同的功能。

工作设备32是用于执行特定工作任务的部件。其可以被固定连接到机器人本体31，由机器人本体31负载移动并执行相应的工作任务。例如，特定区域面积内的扫雪任务。

传感器33是用于感知磁感应强度变化的传感器设备。其可以被设置固定在机器人本体31上，能够在机器人本体31接近充电底座40时起到相应的定位作用。在一些实施例中，该传感器33可以采用成对设置的方式，一对磁感应强度传感器之间间隔有一定的距离。

具体的，请继续参阅图3，工作设备32可以设置在机器人本体31的头部，而电能接收设备和传感器33则可以设置在机器人本体31的尾部，分别位于机器人本体相互远离的两端。

充电底座40是被设置在特定位置，能够与供电电源连接的设备。其具体可以根据实际情况的需要而设置为任何合适的形状。例如，如图4所示，其可以是大致呈方形的扁平结构，电能提供设备和定位线圈均被收容在充电底座的内部。较佳的是，如图2所示，充电底座40边缘还可以被设置为倾斜的斜面，以便于机器人爬上充电底座的上表面。

具体的，请继续参阅图4，定位线圈可以包括：第一定位信标41a，第二定位信标41b，第三定位信标41c以及到位检测线圈43。电能提供设备的发射线圈13可以被布置在充电底座40的中心，在充电底座的上表面形成充电区域。其中，第一定位信标41a，第二定位信标41b，第三定位信标41c可以沿第一直线方向L1间隔设置，位于发射线圈13的其中一侧。到位检测线圈43则位于发射线圈13相对的一侧。到位检测线圈43、发射线圈13以及第二定位信标41b依次沿第二直线方向L2设置。

前述的第一直线方向L1与第二直线方向L2是相互垂直的方向。第二定位信标41b的宽度可以被设置大于两个传感器33之间的间隔；第一定位信标41a和第二定位信标41c的宽度小于两个传感器33之间的间隔。到位检测线圈43的宽度也大于两个传感器33之间的间隔。

充电定位点50是预先设定的，与充电底座40相接近的特定位置。其可以根据实际情况的需要而指定任何合适的位置作为该充电定位点50。例如，可以选择与充电底座40距离为1m的位置作为充电定位点50。较佳的是，可以选择无遮挡或者RTK信号较强的位置作为该充电定位点50，以便于机器人能够方便的通过RTK定位技术确定自身位置并移动至充电定位点。

RTK定位系统60是基于载波相位差分技术(Real Time Kinematic，RTK)的定位系统。请继续参阅图1，该RTK定位系统60可以包括RTK基站61和RTK天线62两部分。

RTK天线62被固定设置在机器人本体31上，能够通过RTK定位系统提供机器人30的位置信息，指引机器人30移动到该充电定位点50。

为充分描述本申请的工作原理和实现过程，以下结合说明书附图，详细描述图2所示的机器人充电系统的具体运行过程。

1)如图5A所示，在RTK定位系统的指引下，控制机器人30移动至充电定位点50。此时，机器人的工作设备32朝向充电底座40。随后，机器人30向充电底座40移动并通过工作设备将充电底座上的积雪清除。最后，积雪清除后机器人后退并返回到充电定位点。

2)如图5B所示，返回充电定位点50的机器人可以旋转180°，使其设置有接收线圈和传感器33的尾部朝向充电底座40。随后，通过后退的方式，向充电底座40所在的方向移动。

3)如图5C所示，在机器人移动的过程中，一对传感器33会不断地接近第一定位信标41a，第二定位信标41b和第三定位信标41c。第一定位信标41a，第二定位信标41b和第三定位信标41c是由多圈单股线缠绕形成的线圈。在线圈通电后，根据右手定则，会形成垂直于纸面的磁场。在本实施例中，第一定位信标41a，第二定位信标41b和第三定位信标41c分别形成不同频率的第一磁场、第二磁场以及第三磁场，以便于传感器识别和确认。当机器人按照正确位置和方向(即预定轨迹)爬上充电底座的时候，一对传感器33会位于第二定位信标41b内部，具有特定的磁感应强度。若出现其中一个传感器33不在第二定位信标41b内部，而位于第一定位信标41a的情形时，能够确定此时机器人的移动方向发生了向左的偏移，由此相应的对机器人的移动方向进行向右的调整(具体地，机器人会先退出充电底座，重新调整后再回到充电底座)。若出现其中一个传感器33不在第二定位信标41b内部，而位于第三定位信标41c的情形时，能够确定此时机器人的移动方向发生了向右的偏移，由此相应的对机器人的移动方向进行向左的调整(具体地，机器人会先退出充电底座，重新调整后再回到充电底座)。

由此，机器人能够通过磁感应强度的变化而确认方向或位置错误，相应的对机器人的移动姿态进行调整，以确保机器人以正确的姿态移动到充电区域中。

到位检测线圈43同样也是由多圈单股线缠绕形成的线圈。其被布置到发射线圈的另一侧。当机器人移动到目标充电位置(即发射线圈与接收线圈相对的位置)时，一对传感器33会位于到位检测线圈43的内部，机器人能够通过磁感应强度达到特定强度阈值来确定传感器33已经从到位检测线圈43外移动到检测线圈43内，从而确定机器人已经移动到位。

在一些实施例中，在进行自动充电前，使用者还可以执行一系列的初始化操作步骤，用以确定和设置自动充电过程中的充电定位点和目标充电位置。

该初始设置步骤包括：首先，在RTK定位系统的指引下，将机器人移动至选择无遮盖的，具有较强GPS信号和网络信号的一个特定位置作为A点。然后，将充电底座放置固定于机器人的后方，并且将距离充电底座前方1m距离的位置设置为充电定位点(需要确保充电定位点到充电底座之间不存在机器人无法跨越的障碍物)。最后，控制机器人移动至充电底座的充电区域，并将此时发射线圈与接收线圈之间正对的位置设置为目标充电点。

应当说明的是，在充电底座的位置未发生变化的情况下，上述初始设置步骤不需要重复执行。而在充电底座的位置发生变化，例如被从花园的其中一侧移动到另外一侧时，则需要重新执行该初始设置步骤。

图6为本申请实施例提供的充电方法的方法流程图。该充电方法可以由前述实施例中的机器人执行，用以帮助实现机器人的自动充电功能。如图6所示，该方法包括如下步骤：

S2、在进入充电状态后，机器人移动至预设的充电定位点。

其中，“充电状态”是指机器人需要移动至充电底座进行充电时的状态。在本实施例中，以充电状态这样的术语与正常工作状态相区分。换言之，在进入充电状态以后，机器人需要执行充电方法的一系列步骤，移动到充电底座的充电区域中进行充电。

在一些实施例中，步骤S1具体包括：根据电能提供设备的位置，确定距离电能提供设备的位置预设距离阈值的充电定位点；并且基于RTK定位系统提供的位置信息，控制机器人移动至预设的信号强度点，并基于信号强度点移动至充电定位点。

其中，该充电定位点是预先设置的，距离充电底座一定距离，较为接近的定位点。该预定的距离可以被设计为1m，或者其他合适的距离。只需要确保充电定位点与充电底座之间没有障碍物即可。

S4、以充电定位点为起点，按照预设轨迹向充电区域移动。

其中，“充电区域”是指电能提供设备能够机器人的电能接收设备相互耦合，以实现电能传递的特定区域范围。其具体可以由电能提供设备的发射线圈的布置位置所确定。

“预设轨迹”是由充电定位点和充电底座的位置所决定的移动方向和位置。其表示了机器人从充电定位点向充电区域移动的正确位置和方向。换言之，机器人按照该预设轨迹移动时，能够爬上充电底座，抵达该充电区域。

在一些实施例中，请继续参阅图7，步骤S4具体包括如下步骤：

S41、通过传感器获取多个不同定位信标的磁感应强度变化情况。

其中，定位信标是能够形成特定强度磁场的部件。例如，由单股线缠绕形成的线圈。不同的定位信标可以形成具有不同频率的磁场以便于传感器确认和识别。相应地，传感器是能够感知磁感应强度的电磁传感器。

多个定位信标被设置在充电底座的不同位置，由此使传感器能够随着机器人的移动而检测到对应的磁感应强度变化。

S42、根据不同的所述定位信标的磁感应强度变化情况，确定所述机器人的移动方向是否偏离预设轨迹。若否，则执行步骤S43；若是，则执行步骤S44。。

其中，由于多个不同的定位信标位于不同的位置，伴随传感器与这些定位信标之间的相对位置变化，磁感应强度也会相应发生变化。因此，传感器可以基于这些定位信标的磁感应强度变化情况来精确的确认机器人的移动方向是否符合预设轨迹(即是否能够沿正确的方向移动至充电底座)。

S43、控制机器人沿当前的移动方向移动。

其中，在移动方向没有偏移时，表明此时移动方向正确，可以控制机器人继续移动。

S44、将机器人的移动方向调整为与预设轨迹一致。

其中，在移动方向发生了偏移时，需要对机器人的移动方向进行调整，使其回归至正确的移动方向上。

具体的，基于如图4所示的充电底座的情况下，前述步骤S42-S44具体可以通过如下方法来实现：

一方面，在机器人中的传感器仅获取到第二定位信标形成的第二磁场时，确定所述机器人的移动方向没有偏离所述预设轨迹；

另一方面，在机器人中的传感器获取到第一定位信标形成的第一磁场或第三定位信标形成的第三磁场时，确定机器人的移动方向偏离所述预设轨迹。可以理解，在机器人中的传感器获取到第一磁场时，表明此时机器人的移动方向存在朝向左侧的偏移，需要朝右侧调整。而在机器人中的传感器获取到第三磁场时，则表明此时所述机器人的移动方向存在朝向右侧的偏移，需要朝左侧调整。

较佳的是，前述移动方向调整方法具体如下：

首先，在机器人中的传感器获取到第一磁场时，控制机器人后退预设的第一距离。该第一距离可以是一个经验性数值，由技术人员根据实际情况的需要而设置，能够使机器人从充电底座退出即可。然后，在后退第一距离后，控制机器人向右移动预设的第二距离。相类似地，该第二距离也是由技术人员根据实际情况而设置的数值，主要由第一定位信标和第二定位信标之间的距离，机器人的宽度等所决定。最后，在向右移动第二距离后，旋转机身一定角度后(以使机器人的充电位置与充电区域进行对应)，控制机器人重新向充电区域后退移动。其中，向右移动第二距离以后，可以基本确认机器人已经完成了位置和移动方向的纠正，可以重新向充电底座移动并抵达目标充电位置。

另外，在机器人中的传感器获取到第三磁场时，首先控制机器人后退第一距离。随后，控制机器人向左移动第二距离。最后，在向左移动第二距离后，控制机器人重新向所述充电区域后退移动。

S6、在沿预设轨迹移动的过程中，检测是否到达预设的目标充电位置。

其中，“目标充电位置”是指发射线圈和接收线圈大致相对应时，机器人所处的位置。该大致相对是一个范围性的概念。例如，两个线圈之间可以允3cm左右的误差。

在一些实施例中，步骤S3具体可以包括：

首先，在经过所述第二定位信标以后，控制所述机器人继续移动。然后，在所述机器人继续移动的过程中，通过所述传感器检测磁感应强度。随后，根据所述磁感应强度，确定所述传感器是否移动至到位检测线圈的内部。最后，在确定所述传感器移动至所述到位检测线圈内部时，确定所述机器人已经到达所述预设的目标充电位置

具体的，根据所述磁感应强度，确定所述传感器是否移动至到位检测线圈的内部的具体实现方式可以通过如下步骤实现：

首先，通过传感器，检测磁感应强度是否超过预设强度阈值。

其中，该预设强度阈值是根据实际情况设置的数值，其用于衡量传感器与到位检测线圈之间的接近程度。然后，在所述磁感应强度大于预设的强度阈值时，确定所述传感器是否移动至到位检测线圈的内部；在所述磁感应强度不大于预设的强度阈值时，确定所述传感器未移动至到位检测线圈的内部。

其中，由于到位检测线圈的位置固定。由此，超过特定的强度阈值时，可以基本确认此时的传感器已经移动到位。例如，在传感器已经跟随机器人移动进入了到位检测线圈内部时，磁感应强度会显著的变大并超出预设的强度阈值。此时，就可以相应的确定机器人已经移动到位，抵达目标充电位置。

S8、在到达目标充电位置时，控制机器人停止移动，并且通过电能接收设备，接收由电能提供设备提供的电能。

其中，在机器人到达目标充电位置时，表明此时电能接收设备已经位于充电区域内，能够与电能提供设备相互耦合，进而能够实现电能传输。

在一些实施例中，可以基于“非接触式”的方式实现电能传输。“非接触式”是相对于接触式电极建立电连接而言的，通过电磁场感应的方式实现空间上的电能传递。充电底座可以启用电能提供设备，通过其与机器人上的电能接收设备实现对机器人的电池的充电。

本申请实施例提供的自动充电方法的其中一个有利方面是：非接触式的充电方式可以使电能提供设备的相关部件，诸如发射线圈等的均被收容保护在底座壳体之内。这样的结构设计可以确保部件不会暴露在外，有效的避免了诸如电极氧化，造成接触不良等的问题，能够较好的满足户外布置的使用需要。

本申请实施例提供的自动充电方法的另一个有利方面是：通过RTK定位系统和基于磁感应定位系统相结合的融合定位方式，可以很好的满足机器人移动到充电底座的定位需要，既能够避免单一RTK定位系统的定位精度不足，弥补因屋檐、树荫等遮挡物影响下导致的RTK信号弱或者丢失的问题，又能够具有较强的抗干扰能力，在雨雪等恶劣天气仍然能够正常使用。

图7为本申请另一实施例提供的充电方法的方法流程图。如图7所示，在执行步骤S2之前，该方法还可以包括：

S1、在剩余电量降低至预设的充电电量阈值时，确定进入充电状态。

其中，该充电电量阈值可以根据实际情况而设置。较佳的是，该充电电量阈值可以设置为20％，以确保机器人能够有充足的电量完成充电方法的一系列步骤，在电量耗尽前移动至充电区域完成自动充电。

该步骤S1可以是一个周期性执行的检测步骤，即周期性的执行剩余电量检测，从而确定剩余电量是否下降至该充电电量阈值。可替代地，步骤S1也可以是一个被动响应的步骤，即机器人在剩余电量降低到该预设充电电量阈值时自动触发并响应，以使其开始进入充电状态。

在另一些实施例中，还可以在接收到充电指令时，确定机器人进入该充电状态；其中，充电指令可由用户通过设备进行下发。

在一些实施例中，在执行步骤S2之后，该方法还可以包括如下步骤：

首先，以充电定位点为起点，移动至充电区域执行清扫任务。

其中，清扫任务是指由机器人搭载的工作设备进行的，用于清除或者清洁特定区域的不需要的杂物的任务。例如，该清扫任务可以是由除雪设备执行的，清除积雪的任务。

然后，在清扫任务结束后，返回充电定位点。

其中，通过清扫任务的执行，可以有效的去除充电区域内的杂物或者障碍物，以便于后续的自动充电的顺利进行。具体的，清扫任务是否结束可以通过多种方式判定。例如，在机器人本体搭载有摄像头的情况下，可以通过拍摄充电区域的图像来确定充电区域内的积雪是否已经清扫完毕。

最后，旋转预设的角度，以使设置电能接收设备的一端朝向充电区域。

其中，工作设备与电能接收设备通常不会被设置在机器人本体相同的位置。例如，如图1所示的，工作设备和电能接收设备分别被布置在机器人本体的头部和尾部。

由此，在执行完清扫任务以后，需要控制机器人旋转合适的角度(例如旋转180°)，使得设置有电能接收设备的一端朝向充电区域以后，才能够继续进行后续的自动充电操作。

基于上述实施例提供的充电方法和机器人充电系统，本申请还提供了搭载有其他工作设备的机器人。以下结合说明书附图，分别进行介绍。

1)在高尔夫球场之中，被击打的高尔夫球经常会散落在球场的各个地方，如果采用人工的方式去捡球时，整体的这种捡球效率较低，而且容易有被高尔夫球误伤的风险。由此，如图8A所示，本申请实施例提供了一种搭载有高尔夫球回收设备的机器人。其机器人本体31搭载有高尔夫球回收设备32A，能够自行在高尔夫球场内移动，并通过高尔夫球回收设备32A将散落的高尔夫球回收。

请继续参阅图8A，在机器人本体31的电量降低至预设的电量阈值时，机器人可以通过前述的融合定位方式，自行移动到充电底座的上表面，经由上述的非接触电能传输系统，由充电底座对机器人进行充电，以保证机器人能够长时间的运行。

2)在春夏等雨量充沛的季节，草坪上的草生长旺盛，需要进行频繁打理和修剪以保持草坪的平整。传统的手持式割草机(包含刀盘式和打草绳式)或者手推式割草机等需要依靠人力进行，整体效率较低。

为了提升使用效率，也有一些能够在指定区域内自动割草的割草机器人。但由于机器人装载的电池容量有限，需要设置自动充电功能来维持割草机器人的长时间运行。但现有的基于光学定位的方案在恶劣天气下会受到极大的干扰，导致机器人无法正确回到充电位置。还有一些基于导线寻迹的定位方案，但这样的方案容易出现割草机器人把导线隔断的现象。

由此，如图8B所示，本申请实施例提供了一种搭载有割草设备32B的机器人。其机器人本体31搭载有割草设备32B，能够自行在指定区域的草坪上移动，并通过割草设备32B对草坪进行修剪。

请继续参阅图8B，在机器人本体31的电量降低至预设的电量阈值时，机器人可以通过前述的融合定位方式，自行移动到充电底座40的上表面，经由上述的非接触电能传输系统，由充电底座40对机器人进行充电，以保证机器人能够长时间的运行。该融合定位方式的抗干扰能力强，不容易受到恶劣天气的影响，也不会发生导线隔断等的情形，具有较强的可靠性。

3)在秋季的时候，在草坪或者庭院里，树叶会持续不断的飘落并堆积在地面。传统的落叶清理方式是首先使用落叶耙、手持式吹落叶机等的工具，将落叶堆放在一起，然后进行清理。整个清理过程依赖人工，效率较低而且占用日常时间。

由此，如图8C所示，本申请实施例提供了一种搭载有树叶清扫设备32C的机器人。其机器人本体31搭载有树叶清扫设备32C，能够自行按照规划的路径，将散落在地面的落叶通过树叶清扫设备32C吹到指定的位置堆放，以便于后续的清理，维持院落的清洁。

请继续参阅图8C，在机器人本体31的电量降低至预设的电量阈值时，机器人可以通过前述的融合定位方式，自行移动到充电底座40的上表面，经由上述的非接触电能传输系统，由充电底座40对机器人进行充电，以保证机器人能够长时间的运行。该融合定位方式的抗干扰能力强，不容易受到恶劣天气的影响，也不会发生导线隔断等的情形，具有较强的可靠性。

图9是本申请实施例提供的充电装置。该充电装置可以由前述的机器人通过软件/硬件或者软件和硬件相互配合的方式实现。如图9所示，该充电装置100包括：预定位模块110、二次定位模块120以及接收启用模块130。

其中，预定位模块110用于在进入充电状态后，移动至预设的充电定位点。二次定位模块120用于以所述充电定位点为起点，按照预设轨迹向充电区域移动，并且在沿所述预设轨迹移动的过程中，检测是否到达预设的目标充电位置；在到达所述目标充电位置时，控制所述机器人停止移动。接收启用模块130用于通过电能接收设备，接收由所述电能提供设备提供的电能。

在一些实施例中，请继续参阅图9，该充电装置还包括：电量检测模块140以及清扫模块150。

其中，电量检测模块140用于在剩余电量降低至预设的充电电量阈值时，确定进入充电状态，需要执行自动充电功能。清扫模块150用于在进行二次定位之前，以所述充电定位点为起点，移动至所述充电区域执行清扫任务；在所述清扫任务结束后，返回所述充电定位点；旋转预设的角度，以使设置有所述电能接收设备的一端朝向所述充电区域。

应当说明的是，本申请实施例中以功能性命名的功能模块为例，描述了充电装置所要实现的方法步骤。本领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述一个或者多个方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域技术人员可以意识到，虽然在本申请实施例中按照所要执行的方法步骤对充电装置的功能模块进行划分。但还可以根据实际情况的需要，将本申请实施例的充电装置中的一个或者多个功能模块拆分成更多的功能模块或者整合为更少的功能模块，以执行相对应的方法步骤。

图10是本申请实施例提供的电子设备。该电子设备可以由前述的机器人所实现，用以执行上述实施例的充电方法中的一个或者多个步骤。如图10所示，该电子设备200可以包括：处理器210，存储器220，通信总线230，通信模块240以及外围设备250。当然，其可以减省上述一种或者多种设备，也可以添加一些其他类型的设备，而不限于上述设备。

其中，处理器210可以是任何合适的处理器或处理器组。具体的，处理器210为能够进行多线程处理的多核心处理器。存储器220可以是任何合适的存储设备，例如ROM，RAM，闪存或者大容量机械式存储设备，例如CD-ROM，硬盘等。存储器220用于存储由处理器210执行的，为进行各种数据处理而预设的计算机运行程序。

通信模块240可以包括一些用于通过连接网络建立通信连接的网络交互设备，以建立电子设备与外部的数据传输信道。外围设备250包括但不限于：各种类型的传感器以及输入/输出设备(例如，键盘，鼠标和显示器)。显示器可以包括任何类型的计算机播放设备或者电子播放设备(如基于CRT或者LCD的设备)，用于向用户展示信息。

在实际应用过程中，处理器210以及存储器220通过通信总线230完成相互间的通信。处理器210可以调用存储器220中的计算机运行程序，可以进行一些逻辑运算操作。例如，处理器210可以对接收到的RTK信号或者传感器信号，实施本申请实施例描述或者披露的充电方法的一些或所有步骤，指引机器人本体移动至目标充电位置。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质。其中，该计算机可读存储介质存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时，能够实现上述充电方法中一个或者多个方法步骤。完整的计算机程序产品体现在含有本申请实施例公开的计算机程序的一个或多个计算机可读存储介质上(包括但不限于，磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。