本发明涉及一种自动行走设备， 特别是一种在返回充电时， 具有电池包过 放保护功能的自动行走设备。

本发明还涉及一种自动行走设备的控制方法， 特别是一种实现在返回充电 时对电池包进行过放保护的自动行走设备的控 制方法。

背景技术

随着科学技术的发展， 智能化的自动行走设备逐渐为人们所熟知。 由于自 动行走设备可以自动按照预设程序执行相关任 务， 无须人工操作与干预， 因此 在工业应用及家居产品上的应用非常广泛， 例如， 工业上的应用有执行各种功 能的机器人， 家居产品上的应用有割草机、 吸尘器等。 这些智能的自动行走设 备极大地节省了人们的时间， 降低了人们的劳动强度， 从而提高了生产效率或 生活品质。

自动行走设备往往使用可充电的电池包作为能 量源， 并能够自动返回充电 站充电。 但由于电池包过放后会损坏， 通常， 自动行走设备在电池包的能量下 降到了一个较低的预设水平， 但还未达到过放的程度时， 会启动返回充电站充 电的动作。 自动行走设备一般都能够在过放之前返回充电 站。 然而， 由于很多 工作区域的环境复杂多变， 工作和回归中也时常会发生一些预料之外的情 况， 自动行走设备有可能在回归充电站的时候发生 困难， 从而持续行走， 使电池包 过放而损坏。

另外一种情况是， 一些间歇性或季节性工作的自动行走设备， 会在存放很 久之后再拿出来使用。 例如割草机， 在冬季不需要割草时往往被存储起来， 到 春天草坪再度生长的时候再取出来使用。 这种情况下， 自动行走设备的电池包 由于自放电会自然损耗到一个很低的能量水平 ， 该能量水平可能远低于返回充 电的预设能量水平。 此时， 自动行走设备若仍然按照正常流程进行寻找和 返回 充电站的动作， 也很可能使电池包过放而损坏。

发明内容

本发明解决的技术问题为： 提供一种能够避免自动回归时电池包过放损坏 的自动行走设备的控制方法。

为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是：

一种自动行走设备的控制方法， 所述自动行走设备包括提供能量的电池包， 所述自动行走设备能够在工作区域内工作并自 动返回充电站充电， 所述控制方 法包括如下步骤： 监测所述电池包的能量水平； 若电池包能量水平小于或等于 预设能量水平， 启动使自动行走设备返回充电站的动作； 在预设时间长度后， 停止行走。

优选的， 该自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 根据监测到的能量 水平， 设定所述的预设时间长度。

优选的， 设定预设时间长度包括以下子步骤： 比较监测到的能量水平和预 设的能量水平之间的差值， 根据所述差值大小设定所述预设时间长度。

优选的， 通过监测电池包的电压监测电池包能量水平； 若电池包的电压值 小于或等于预设的电压值， 相应判断电池包能量水平小于或等于预设的能 量水 平。

优选的， 根据监测到的电压值， 设定所述的预设时间长度。

优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备返回充电站后， 停止行走 并进行充电。

优选的， 在所述预设时间长度后， 自动行走设备未完成返回充电站， 自动 行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 控制自动行走设备返回充电站的步骤包括： 寻找和充电站位置相 关的引导信号； 根据引导信号向充电站行走。

优选的， 所述引导信号为充电引导线上的电信号， 所述充电引导线连接到 充电站， 所述控制自动行走设备返回充电站的步骤具体 为： 寻找所述电信号； 根据所述电信号行驶至充电引导线， 沿所述充电引导线向充电站行走。

优选的， 所述自动行走设备执行吸尘工作或割草工作。

本发明的有益效果为： 通过在启动回归动作的同时设置一个预设时间 长度， 并且在该预设时间长度内执行回归动作， 避免了 自动行走设备持续不断的执行 回归而导致电池包的过放损坏， 达到了保护电池包， 延迟其寿命的效果。 通过 根据监测到的电池包能量水平来设置预设时间 长度的具体值， 使得返回的时间 长度设置更加精确和有针对性， 在电池能量较高时能使用较长的时间执行回归 从而增加回归成功率， 在电池能量较低时能及时中止回归， 避免电池包过放损 坏。 本发明解决的技术问题为： 提供一种够避免自动回归时电池包过放损坏的 自动行走设备。

为解决上述技术问题， 本发明提供的技术方案为：

一种自动行走设备， 包括： 行走模块， 带动自动行走设备行走， 包括马达 和由马达驱动的滚轮； 电源模块， 为自动行走设备的行走和工作提供能量， 包 括电池包和与电池包连接的充电端子；控制模 块，和行走装置和控制装置连接， 控制自动行走设备工作； 能量检测单元， 检测电池包的能量水平并发送给控制 装置， 控制装置在电池包的能量水平小于或等于预设 能量水平时， 启动使自动 行走设备返回充电站的动作； 在预设时间长度后， 控制装置控制自动行走设备 停止行走。

优选的， 所述控制装置根据监测到的能量水平，设定所 述的预设时间长度。 优选的， 所述控制装置比较监测到的能量水平和预设的 能量水平之间的差 值， 根据所述差值大小设定所述预设时间长度。

优选的， 所述能量检测单元通过监测电池包的电压监测 电池包的能量水平； 若电池包的电压值小于或等于预设的电压值， 控制装置相应的判断电池包的能 量水平小于或等于预设的能量水平。

优选的， 所述控制装置根据监测到的电压值， 设定所述的预设时间长度。 优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备返回充电站后， 控制模块 控制自动行走设备停止行走并进行充电。

优选的， 在所述预设时间长度后， 自动行走设备未完成返回充电站， 则控 制模块控制自动行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 所述自动行走设备还包括引导信号感应单元， 所述引导信号感应 单元感应与充电站位置相关的引导信号， 所述控制模块根据引导信号控制行走 模块， 使自动行走设备向充电站行走。

优选的， 所述引导信号为充电引导线上的电信号， 所述充电引导线连接到 充电站； 所述引导信号感应单元感应所述电信号， 控制装置根据感应到的电信 号， 控制行走模块行驶至充电引导线， 沿所述充电引导线向充电站行走。

优选的， 所述自动行走设备还包括工作模块， 所述工作模块由电源模块提 供能量， 执行割草工作或吸尘工作。

本发明的有益效果为： 控制模块在启动回归动作的同时设置一个预设 时间 长度， 并且在该预设时间长度内执行回归动作， 避免了 自动行走设备持续不断 的执行回归而导致电池包的过放损坏，达到了 保护电池包，延迟其寿命的效果。 控制模块根据监测到的电池包能量水平来设置 预设时间长度的具体值， 使得返 回的时间长度设置更加精确和有针对性， 在电池能量较高时能使用较长的时间 执行回归从而增加回归成功率， 在电池能量较低时能及时中止回归， 避免电池 包过放损坏。

本发明解决的另一技术问题为： 提供一种能够避免在回归充电过程中电池 包过放损坏的自动行走设备的控制方法。

为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是：

一种自动行走设备的控制方法， 所述自动行走设备包括提供能量的电池包， 所述自动行走设备能够在工作区域内工作并自 动返回充电站充电， 包括如下步 驟： 开机； 检测自动行走设备开机后电池包的初始能量水 平； 若电池包的初始 能量水平位于第一预设能量水平和第二预设能 量水平之间， 启动使自动行走设 备返回充电站的动作， 所述第一预设能量水平高于所述第二预设能量 水平。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 在预设时间长度后， 停止行走。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 根据监测到的能量水 平， 设定所述的预设时间长度。

优选的， 设定所述预设时间长度包括以下子步骤： 比较检测到的初始能量 水平和第一预设能量水平或第二预设能量水平 之间的差值， 根据所述差值大小 设定所述时间长度。

优选的， 通过检测电池包的电压值检测电池包的初始能 量水平； 若电池包 的电压值位于第一预设电压值和第二预设电压 值之间， 相应判断电池包的初始 能量水平位于第一预设能量水平和第二预设能 量水平之间。

优选的， 根据检测到的电池包的电压值， 设定所述的预设时间长度。

优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备返回充电站后， 停止行走 并进行充电。

优选的， 在所述预设时间长度后， 自动行走设备未完成返回充电站， 自动 行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 控制自动行走设备返回充电站的步驟包括： 寻找和充电站位置相 关的引导信号； 根据引导信号向充电站行走。

优选的， 所述引导信号为充电引导线上的电信号， 所述充电引导线连接到 充电站， 所述控制自动行走设备返回充电站的步骤具体 为： 寻找所述电信号； 根据所述电信号行驶至充电引导线， 沿所述充电引导线向充电站行走。 优选的， 所述自动行走设备执行吸尘工作或割草工作。

优选的， 所述电池包的初始能量水平在自动行走设备执 行工作时检测。 优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 若电池包的初始能量 水平小于第二预设能量水平， 控制自动行走设备停止行走。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步骤： 若电池包的初始能量 水平小于第二预设能量水平， 则控制自动行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 若电池包的初始能量 水平高于第一预设能量水平， 则控制自动行走设备启动工作。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步骤： 自动行走设备工作时， 监测电池包的能量水平， 若电池包的能量水平低于一个第三预设能量水 平， 启 动使自动行走设备返回充电站的动作， 所述第三预设能量水平小于第一预设能 量水平， 大于等于第二预设能量水平； 在预设时间长度后， 停止行走。

优选的， 自动行走设备的控制方法还包括以下步驟： 根据监测到的能量水 平， 设定所述的预设时间长度。

优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备在返回充电站后， 停止行 走并进行充电。

本发明的有益效果为： 通过在开机自检时判断电池包的初始能量水平 和两 个预设电压之间的关系， 实现仅在电池包的初始能量足够回归时才启动 回归动 作， 避免电池包过放损坏。 通过在启动回归的同时设置一个预设时间长度 ， 并 且在该预设时间长度内执行回归动作， 避免了 自动行走设备持续不断的执行回 归而导致电池包的过放损坏， 达到了保护电池包， 延迟其寿命的效果。 通过根 据监测到的电池包能量水平来设置预设时间长 度的具体值， 使得返回的时间长 度设置更加精确和有针对性， 在电池能量较高时能使用较长的时间执行回归 从 而增加回归成功率，在电池能量较低时能及时 中止回归，避免电池包过放损坏。

本发明解决的另一技术问题为： 提供一种够避免自动回归时电池包过放损 坏的自动行走设备。

为解决上述技术问题， 本发明提供的技术方案为：

一种自动行走设备， 包括： 行走模块， 带动自动行走设备行走， 包括马达 和由马达驱动的滚轮； 电源模块， 为自动行走设备的行走和工作提供能量， 包 括电池包和与电池包连接的充电端子；控制模 块，和行走装置和控制装置连接， 控制自动行走设备工作； 能量检测单元， 检测电池包的能量水平并发送给控制 装置， 开机后， 能量检测单元检测电池包的初始能量水平； 在电池包的初始能 量水平在第一预设能量水平和第二预设能量水 平之间时， 控制装置启动使自动 行走设备返回充电站的动作。

优选的， 在预设时间长度后， 停止行走。

优选的， 所述控制装置根据监测到的能量水平，设定所 述的预设时间长度。 优选的， 所述能量检测单元通过检测电池包的电压 4 测电池包的初始能量 水平； 若电池包的电压值位于第一预设电压值和第二 预设电压值之间， 控制装 置相应的判断电池包能量水平位于第一预设能 量水平和第二预设能量水平之间。

优选的， 所述控制装置根据检测到的电压值， 设定所述预设时间长度。

优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备返回充电站后， 停止行走 并进行充电。

优选的， 在所述预设时间长度后， 自动行走设备未完成返回充电站， 自动 行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 所述自动行走设备还包括引导信号感应单元， 所述引导信号感应 单元感应与充电站位置相关的引导信号， 所述控制模块根据引导信号控制行走 模块， 使自动行走设备向充电站行走。

优选的， 所述引导信号为充电引导线上的电信号， 所述充电引导线连接到 充电站； 所述引导信号感应单元感应所述电信号， 控制装置根据感应到的电信 号， 控制行走模块行驶至充电引导线， 沿所述充电引导线向充电站行走。

优选的， 所述自动行走设备还包括工作模块， 所述工作模块由电源模块提 供能量， 执行割草工作或吸尘工作。

优选的， 所述能量检测单元在自动行走设备执行工作时 检测电池包的初始 能量水平。

优选的， 若电池包的初始能量水平小于第二预设能量水 平， 所述控制装置 控制自动行走设备停止行走。

优选的， 若电池包的初始能量水平低于第二预设能量水 平， 所述控制装置 控制自动行走设备发出充电提醒信号。

优选的， 若电池包的初始能量水平高于第一预设能量水 平， 所述控制装置 控制自动行走设备启动工作。

优选的， 自动行走设备工作时， 所述能量检测单元监测电池包的能量水平， 若电池包的能量水平低于一个第三预设能量水 平， 所述控制装置启动使自动行 走设备返回充电站的动作； 所述第三预设能量水平小于第一预设能量水平 ， 第 三预设能量水平大于等于第二预设能量水平； 在预设时间长度后， 停止行走。 优选的， 在所述预设时间长度内， 自动行走设备在返回充电站后， 停止行 走并进行充电。

本发明的有益效果为： 控制模块在开机自检时判断电池包的初始能量 水平 和两个预设电压之间的关系， 实现仅在电池包的初始能量足够回归时才启动 回 归动作， 避免电池包过放损坏。 控制模块在启动回归动作的同时设置一个预设 时间长度， 并且在该预设时间长度内执行回归动作， 避免了 自动行走设备持续 不断的执行回归而导致电池包的过放损坏， 达到了保护电池包， 延迟其寿命的 效果。 控制模块根据监测到的电池包能量水平来设置 预设时间长度的具体值， 使得返回的时间长度设置更加精确和有针对性 ， 在电池能量较高时能使用较长 的时间执行回归从而增加回归成功率， 在电池能量较低时能及时中止回归， 避 免电池包过放损坏。

本发明解决的技术问题为： 提供一种能够避免自动回归时电源模块过放损 坏的自动行走设备的控制方法。

为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是： 一种自动行走设备回归停靠 站的控制方法， 所述自动行走设备包括提供能量的电源模块， 所述控制方法包 括如下步驟： 控制自动行走设备启动回归； 检测电源模块的能量水平； 计算电 源模块的能量水平的变化率； 当所述能量水平的变化率的绝对值达到或超过 预 设门限值时， 控制自动行走设备停止回归。

优选地， 所述控制方法还包括设定预设门限值的步骤。

优选地， 根据电源模块的类型、 负载水平或放电温度中的至少一个参数， 设定预设门限值。

优选地， 所述能量水平的变化率为能量水平对时间的一 阶导数、 二阶导数 或高阶导数。

优选地， 所述电源模块的能量水平以电源模块的电压或 /和放电电流表示。 优选地， 所述电源模块包括具有至少一个电池单元的电 池包， 所述电源模 块的能量水平为电池包整包的能量水平或电池 单元的能量水平中的至少一个。

优选地， 当电源模块的能量水平低于预设能量水平时， 控制自动行走设备 启动回归。

优选地， 当电源模块的能量水平的变化率的绝对值低于 预设门限值时， 驱 动自动行走设备向停靠站行走。

优选地， 驱动自动行走设备向停靠站行走的过程中， 当 自动行走设备回归 到停靠站时， 控制自动行走设备停止回归。 优选地， 所述驱动自动行走设备向停靠站行走的步骤包 括： 寻找与停靠站 位置相关的引导信号； 根据引导信号驱动自动行走设备向停靠站行走 。

优选地， 所述引导信号为引导线上的电信号， 所述引导线连接到停靠站， 所述驱动自动行走设备向停靠站行走的步驟具 体为： 寻找所述电信号； 根据所 述电信号行走至引导线， 驱动自动行走设备沿所述引导线向停靠站行走 。

优选地， 所述自动行走设备执行吸尘工作或割草工作。

本发明的有益效果为： 通过在回归的过程中， 实时获知能源模块的能量水 平的变化率， 并判断所述变化率是否达到或超过预设门限值 ， 实现适时地控制 自动行走设备停止回归， 避免了 自动行走设备持续不断的执行回归而导致电源 模块的过放损坏， 达到了保护电源模块， 延长其寿命的效果。

本发明解决的另一技术问题为： 提供一种能够避免自动回归时电源模块过 放损坏的自动行走设备。

为解决上述技术问题， 本发明提供的技术方案为： 一种自动行走设备， 可 选择地回归到停靠站， 所述自动行走设备包括： 行走模块， 驱动自动行走设备 行走； 电源模块， 为自动行走设备提供能量； 能量检测单元， 检测电源模块的 能量水平； 控制模块， 通过能量检测单元获取当前电源模块的能量水 平， 并控 制行走模块的工作状态，控制模块控制行走模 块驱动自动行走设备回归停靠站， 控制模块根据当前电源模块的能量水平计算电 源模块的能量水平的变化率， 当 所述能量水平的变化率的绝对值达到或超过预 设门限值时， 控制模块控制行走 模块停止行走。

优选地， 所述控制模块在工作过程中设定所述预设门限 值。

优选地， 所述自动行走设备还包括标识电源模块类型的 类型标识单元， 所 述控制模块根据所述类型标识单元传递的信号 设定所述预设门限值。

优选地， 所述自动行走设备还包括检测电源模块的负载 水平的负载检测单 元， 所述控制模块根据负载检测单元传递的信号设 定所述预设门限值。

优选地， 所述能量检测单元检测电源模块的放电温度， 所述控制模块根据 能量检测单元传递的信号设定所述预设门限值 。

优选地， 所述能量水平的变化率为能量水平对时间的一 阶导数、 二阶导数 或高阶导数。

优选地， 所述电源模块的能量水平以电源模块的电压或 /和放电电流表示。 优选地， 所述电源模块包括具有至少一个电池单元的电 池包， 所述电源模 块的能量水平为电池包整包的能量水平或电池 单元的能量水平中的至少一个。 优选地， 控制模块确认当前电源模块的能量水平低于预 设能量水平时， 控 制行走模块驱动自动行走设备回归停靠站。

优选地， 控制模块确认电源模块的能量水平的变化率的 绝对值低于预设门 限值时， 控制行走模块驱动自动行走设备向停靠站行走 。

优选地， 在自动行走设备向停靠站行走的过程中， 控制模块确认自动行走 设备回归到停靠站时， 控制行走模块停止行走。

优选地， 所述自动行走设备还包括引导信号感应单元， 所述引导信号感应 单元感应与停靠站的位置相关的引导信号， 所述控制模块根据引导信号控制行 走模块， 驱动自动行走设备向停靠站行走。

优选地， 所述引导信号为引导线上的电信号， 所述引导线连接到停靠站； 所述引导信号感应单元感应所述电信号， 控制模块根据感应到的电信号， 控制 行走模块行驶至引导线， 沿所述引导线驱动自动行走设备向停靠站行走 。

优选地， 所述自动行走设备还包括工作模块， 所述工作模块执行割草工作 或吸尘工作。

本发明的有益效果为： 通过在回归的过程中， 控制模块实时获知能源模块 的能量水平的变化率， 并判断所述变化率是否达到或超过预设门限值 ， 实现适 时地控制自动行走设备停止回归， 避免了 自动行走设备持续不断的执行回归而 导致电源模块的过放损坏， 达到了保护电源模块， 延长其寿命的效果。 附图说明

以上所述的本发明解决的技术问题、 技术方案以及有益效果可以通过下面 的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细 描述， 同时结合附图描述而清楚 地荻得。

附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代 表相同的或者等同的元件。 图 1是本发明具体实施方式的自动行走设备工作� �统的示意图；

图 2是图 1 中所示的自动行走设备的模块图；

图 3是本发明具体实施方式的第一种工作流程的� �程图；

图 4是本发明具体实施方式的第二种工作流程的� �程图；

图 5是图 1 中所示的自动行走设备的另一实施方式的模块 图；

图 6是图 5中所示的实施方式的工作流程图。

图 7是图 5中所示的实施方式的电源模块放电曲线图。

2 自动行走设备 4 充电站 6 充电引导线 20 引导信号感应单元

8 滚轮 22 处理器

10 控制模块 24 存储器

12 行走模块 26 定时器

14 电源模块 27 负载检测单元

16 工作模块 I 电信号

18 能量检测单元

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容， 配合附图说明如下， 然而所附附图仅 提供参考与说明， 并非用来对本发明加以限制。

图 1所示为本发明的一种具体实施方式的自动行� �设备工作系统的示意图。 自动行走设备工作系统包括自动行走设备 2、 充电站 4 以及和充电站 4相连接 的， 作为回归时的引导信号发射单元的充电引导线 6。 在本实施例中， 充电引 导线 6从充电站 4引出，围绕自动行走设备 1的工作范围一周后回到充电站 4, 同时还形成自动行走设备工作系统的边界线， 充电引导线 6 围成的区域以内为 工作区域， 充电引导线 6 围成的区域以外为非工作区域。

结合图 2， 自动行走设备 1主要包括控制模块 10、 行走模块 12、 电源模块 14、 工作模块 16、 能量检测单元 18 以及引导信号感应单元 20。

控制模块 10是自动行走设备 2的控制中枢， 和其他各个模块相连接， 接收 其他各个模块发来的信息， 并控制自动行走设备 2执行行走、 工作、 返回充电 站 4 以及充电等各类动作或任务。 控制模块 10具体包括处理器 22、 存储器 24 以及定时器 26等， 其具体结果和功能后续描述。

行走模块 12包括位于自动行走设备 1内的马达和由所述马达驱动的滚轮 8， 用于接受控制模块 10的指令， 由电源模块 14提供能量， 带动自动行走设备 2 在地面或其他工作表面上自动行走。在本实施 例中，行走模块 12具体包括位于 自动行走设备 2两侧的两个驱动轮，分别连接在两个驱动轮� �的两个驱动马达， 以及位于自动行走设备 2前部的一个或两个支撑轮。 这样的设置能够通过控制 两个驱动轮的速度和速度差， 来控制行走模块 12的行驶速度和方向，使得自动 行走设备 1的行走和转向灵活而准确。行走模块 12 可以有其他的组成形式， 例 如其可以为驱动轮以及与之连接的独立驱动马 达和独立转向马达； 还可以为履 带式等其他形式。 工作模块 1 6 用于执行自动行走设备 所负责的具体工作。 工作模块 1 6通 常包括工作马达和被工作马达驱动的工作单元 。 若自动行走设备 2为吸尘器， 则工作单元为执行吸尘工作的吸尘部件如： 吸尘口、 风扇和真空室等； 若自动 行走设备 2为割草机， 则工作单元为执行切割工作的切割部件如： 输出轴和刀 盘、 刀片等， 在此不再赘述。

电源模块 1 4为自动行走设备 1的各个模块提供工作的能量， 其包括可充电 的电池包、 以及和电池包相连接的充电端子。 充电端子适于和充电站 4上的电 源端子相配接， 以连接到外部电源上， 为电池包补充能量。 电源模块 1 4也可以 为其它可再充电设备， 如包括超级电容的可再充电设备等。 在本具体实施方式 中， 以电源模块 1 4为具有 7节锂电池单元的电池包， 其额定电压为 2 8 V , 额定 容量为 2 0 0 0 mA h _o

能量检测单元 1 8连接电源模块和控制模块， 用于检测电源模块中的电池包 的能量水平并将表示该能量水平的信号发送给 控制模块 1 0。 在本实施例中， 能 量检测单元 1 8通过 4 测电池包的电压来检测电池包的能量水平，即 能量检测单 元 1 8为电池包的电压检测电路， 其检测到电池包的电压值后，将表示该电压值 的信号发送给控制模块 1 0。 当然， 能量检测单元 1 8 也可以采用其他直接或间 接的方式检测电池包的能量水平， 如检测电池包的剩余容量、 放电电流、 放电 时间、 放电温度等。 能量检测单元 1 8既可以检测电池包整包的能量水平， 也可 以检测电池单元的能量水平， 还可以同时检测电池包整包的能量水平和电池 单 元的能量水平， 其中电池单元的能量水平可以是某一个电池单 元的能量水平、 某几个电池单元的能量水平或者每一个电池单 元的能量水平。 电池包的能量检 测单元的各种具体实现形式是本领域的技术人 员所熟知的， 在此不进行细节描 述。

引导信号感应单元 2 0和自动行走设备 2外部的引导信号发射单元共同组成 一个回归引导系统， 用于引导自动行走设备 2返回充电站 4。

在本实施例中， 引导信号发射单元具体为一个电信号发生器， 该信号发生 器与自动行走设备 2相分离， 以及连接该电信号发生器的充电引导线 6 , 电信 号发生器向充电引导线 6上发出电信号 I , 作为引导自动行走设备 2向充电站 行走的引导信号， 该信号发生器优选的集成在充电站 4 中。 引导信号感应单元 2 0具体为一个或多个位于自动行走设备 2上的电感。 充电引导线 6上携带有变 化的电流信号 I， 其会在周围的空间中产生相应的变化的磁场， 而电感通过感 应空间中的变化磁场而感应充电引导线 6的信号， 并将感应到的信号传递给控 制模块 10。 控制模块 10分析感应到的信号的各个特征， 如感应时间， 信号强 弱， 信号间隔等， 判断自动行走设备 2相对充电引导线 6的相对位置， 距离远 近。 这样， 在需要回归时， 控制模块 10根据得到的信息， 发送指令给行走模块 12, 令其带动自动行走设备 2行驶到充电引导线 6附近或者充电引导线 6的上 方， 进而沿充电引导线 6返回充电站 4。

回归引导系统还可以有其他的实现方式。 引导信号发射单元可以为超声波 发射装置， 而引导信号感应单元 20可以为对应的超声波感应装置， 回归引导系 统通过超声波定位充电站 4 的位置， 而引导自动行走设备 2返回充电站 4。 引 导信号发射单元还可以为红外线发射装置，而 引导信号感应单元 20可以为对应 的红外线感应装置， 回归引导系统通过红外线定位充电站 4的位置， 而引导自 动行走设备 1返回充电站 4。引导信号发射单元还可以为安装在自动行� �设备 1 上的图像采集装置， 而引导信号感应单元则为图像识别装置， 其中图像识别装 置根据图像采集装置采集的图像信息确认与充 电站 4位置相关的引导信号。 引 导信号发射单元还可以为 GPS卫星， 而引导信号感应单元则为安装在自动行走 设备 2上的 GPS芯片，GPS芯片通过 GPS卫星确定自动行走设备 2相对充电站 4 的位置， 从而确定与充电站 4位置相关的引导信号。

在以上所介绍的各个部分的共同协作之下， 本发明通过下面所描述的流程 或者说方法来实现回归充电， 以及回归充电过程中的电池包过放保护。

参照图 3, 本发明的第一种工作流程尤其适于工作中的回 归充电判断、 执行 和电池包保护， 然而也可以应用在开机即首次启动的回归充电 判断、 执行和电 池包保护。

在初始步骤 SO中， 自动行走设备 2开机或已在工作。

进入步驟 S2, 控制模块 10通过能量检测单元 18监测电池包的能量水平。 如前所述， 在本实施例中， 能量检测单元检测代表了电池包的能量水平的 电池 包电压， 并将其发送给控制模块。

随后， 在步骤 S4 中， 控制模块 10 判断电池包的能量水平是否大于一个预 设能量水平。 该预设能量水平预存储在控制模块 10的存储器 24中， 控制模块 10 的处理器 22 将该预设能量水平和检测到的电池包能量水平 进行比较， 若电 池包的能量水平大于所述预设能量水平， 则回到步驟 SO, 自动行走设备 2继续 工作， 不进行其他动作； 反之， 若电池包的能量水平不大于所述的预设能量水 平， 则进入步骤 S6， 启动使自动行走设备返回充电站的动作。 具体到本实施例 中， 由于电池包的能量水平使用电池包的电压来表 示，存储器 24中存储的为一 个预设电压值，而处理器 11也通过比较电池包的电压值和所述预设电压� ��的大 小关系， 来判断预设能量水平和检测到的电池包能量水 平的大小关系。 此外， 虽然在本实施例中， 当电池包的能量水平等于预设能量水平时流程 进入步骤 S6, 但此时流程若返回步骤 S2也是可行的。

在控制模块 10判断电池包的能量水平低于预设能量水平后� ��为了节约能量， 在回归过程中， 自动行走设备 1通常停止工作模块 16的运行。

进入步驟 S6后， 自动行走设备 2启动回归动作， 即开始返回充电站 4。 步 骤 S6之后为步骤 S8 , 自动行走设备设定一个预设时间长度， 并从启动回归动 作时开始计时。 虽然本流程中步骤 S6在步骤 S8之前， 但本领域技术人员能够 理解步驟 S6和步驟 S8并没有严格的先后顺序， 其可以交换次序， 也可以被认 为是同时发生的。

所述的预设时间长度是一个预存储于存储器 22 的固定值， 如 20 分钟。 在 步骤 S8 中， 处理器 22从存储器 24 中读取该预设时间长度， 指令定时器 26依 照该预设时间长度开始计时。

在本实施例中， 只要电池包的能量水平小于或者等于预设能量 水平， 而不 管该能量水平和预设能量水平之间的差值是多 少， 预设时间长度都是一定的。 然而， 在可选的其他方案中， 预设时间长度也可以是一个变化的值， 控制模块 10会根据监测到的电池包能量水平， 来设定所述的预设时间长度。 具体的， 控 制模块会根据检测到的能量水平和预设能量水 平之间的差值大小来计算该预设 时间长度， 或者直接根据电池包的能量水平来计算该预设 时间长度， 二者没有 本质区别。 在本实施例中， 因为电池包的能量水平使用电池包的电压来表 示， 因此， 实际上控制模块 10会根据电池包的电压值来设定所述的预设时� ��长度， 具体的会根据检测到的电压值和预设电压值之 间的差值大小来设定该预设时间 长度。 例如， 若检测到的电池包电压值为 22v, 而预设电压值为 23v, 则预设时 间长度为 20分钟， 而若检测到的电池包电压值为 21v, 则预设时间长度相应为 18分钟， 诸如此类。 容易想到， 预设时间长度和检测到的电压值或者说前述的 差值的对应关系可以由一个公式计算得出， 也可以由一个预先存储在存储器 22 中的对照表直接设置好。

启动回归动作之后， 自动行走设备 2进入步驟 S10, 即执行回归动作， 返回 充电站。自动行走设备 2通过引导信号感应单元 20寻找和充电站 4位置相关的 引导信号， 并根据引导信号向充电站 4行走。 如前所述的， 引导信号感应单元 20通过感应周围由充电引导线 6上的电信号产生的磁场信号， 向充电引导线 6 行走， 随后沿充电引导线 6朝充电站行走。

在执行步骤 S10后， 控制模块 10判断自动行走设备 1是否成功返回充电站 4, 具体为判断自动行走设备 2的充电端子是否和充电站 4的电源端子对接上。 通常， 该判断通过监测所述的充电端子上是否接受到 了外部的电压或信号来实 现， 然而该判断也可由其他如位置、 碰撞传感器等其他方式来进行。 若判断结 果为是， 自动行走设备 2返回了充电站 4， 则进入步驟 S14, 控制模块 10控制 自动行走设备 2停止行走， 并开始充电。 若判断结果为否， 则进入步骤 S16。

步骤 S16判断预设时间长度是否已经到达。 若步骤 16判断的结果为否， 则 返回步驟 S10继续执行回归充电站的动作。 若判断结果为是， 预设时间长度已 经到达， 则进入步驟 S18, 自动行走设备进入停止行走的状态。 具体为由控制 模块 10控制行走模块停止工作。

在第一种工作流程中， 无论自动行走设备 2是否成功的返回充电站 4， 它在 预设时间长度后， 均处于停止行走的状态。 即， 若自动行走设备 2在预设时间 长度内成功返回了充电站 4, 则它会在充电站 4 中处于停止行走的状态并进行 充电； 若自动行走设备 2在预设时间长度到达了仍没有成功返回充电� �， 它也 会处于停止行走的状态。 这样的工作流程避免了 自动行走设备 2在无法顺利返 回时， 仍不断的寻找充电站 4 , 而导致电池包过放损坏。

优选的， 在步骤 S16的判断结果为是时， 控制模块 10还控制自动行走设备 2发出一个充电提醒信号， 以提醒使用者自动行走设备 2 需要人工协助回归充 电站 4。 该充电提醒信号可以为显示在自动行走设备 2 的显示面板上的图文信 息， 也可以为特殊的报警声音信号， 还可以为远程无线发送至使用者的其他设 备上的信息，如通过电话网络发送到使用者手 机上的短消息或其他提醒信息等。

通过如上所述的第一种工作流程， 自动行走设备 2 能够在开机， 或者工作 中根据电池包的能量水平适时启动回归， 并且在回归过程中对电池包进行过放 保护。

下面结合图 4 介绍本发明的第二种工作流程。 在第二种工作流程中， 开机 和工作两种情况被区分开来， 针对各自的具体情形进行是否回归的判断以及 电 池包的保护。第二种工作方式尤其适于自动行 走设备 1在储藏了较长一段时间， 电池包因自放电而导致电压显著降低后， 重新开机的情形。

在初始步驟 S1, 自动行走设备 2 开机， 即从断电关闭或者休眠状态恢复到 开启状态。 随后进入步骤 S3， 能量检测单元 18检测电池包的初始能量水平， 并将其发送给控制模块 10。 电池包的初始能量水平可以在自动行走设备 2 的主要耗电部分行走模块 1 2 和工作模块 16 尚未工作的时候检测，但在本实施例中， 由于是通过测电压的方 式检测电池包的能量水平， 为了防止未工作时电池包的电压值虛高， 自动行走 设备 2在工作、机器带正常负载的情况下检测电池� �的初始能量水平。具体的， 自动行走设备 2在开机后首先启动行走模块 12和工作模块 1 6数秒钟， 然后检 测电池包的电压值并发送给控制模块 1 0。

控制模块 1 0接收到代表电池包的初始能量水平的信号后� � 执行步驟 S 5 , 判 断电池包的能量水平是否大于一个第一预设能 量水平。 若电池包的初始能量水 平大于所述预设能量水平， 则进入步骤 S 9 , 由控制模块控制自动行走设备 2进 行工作，例如由行走模块 12带动行走并由工作模块 1 6执行预定的任务；反之， 若电池包的初始能量水平不大于第一预设能量 水平， 则进入步驟 S 7， 继续判断 电池包的初始能量水平是否大于一个第二预设 能量水平， 该第二预设能量水平 小于第一预设能量水平。

若步驟 S 7的判断结果为否， 电池包的初始能量水平不大于第二预设能量水 平， 则流程跳转到步骤 27 , 控制模块 1 0控制自动行走设备进入停止行走的状 态， 此时自动行走设备通常也不会执行其他的工作 任务。若步驟 S 7的判断结果 为是， 电池包的初始能量水平大于第二预设能量水平 ， 则转入步骤 S 1 5 , 自动 行走设备 2启动回归动作。

在步骤 S 5 和步骤 S 7 中， 初始能量大小的具体判断过程和第一工作方式 类 似。 由于能量检测单元检测的是电池包的电压， 所以电池包的初始能量水平、 第一预设能量水平和第二预设能量水平都使用 相应的电池包的初始电压值， 第 一预设电压值， 第二预设电压值来表示。 该第一预设电压值、 第二预设电压值 预存储在控制模块 1 0的存储器 2 4中， 控制模块 1 0的处理器 22通过将电池包 的初始电压值和第一预设电压值或第二预设电 压值进行比较， 来判断电池包的 初始能量水平和第一预设电压值或第二预设电 压值的关系。

通过上面的流程设置， 自动行走设备 2 在开机后根据电池包的初始能量水 平具有三种后续动作： 若电池包的初始能量水平大于第一预设能量水 平， 代表 电池包的初始能量充足， 则自动行走设备 2执行第一种后续动作， 进入步骤 S 9 正常启动，控制模块 1 0指令自动行走设备 2执行工作， 即执行预设的任务或其 他接收到的指令； 若电池包的初始能量水平位于第一预设能量水 平和第二预设 能量水平之间， 即小于第一预设能量水平而大于第二预设能量 水平， 代表电池 包的初始能量不足， 需要补充能量， 则自动行走设备 2执行第二种后续动作， 进入步驟 SI 5执行回归充电站 4的动作； 若电池包的初始能量水平小于或等于 第二预设能量水平， 代表电池包的初始能量严重不足， 不适合执行工作以及返 回充电站 4的动作， 因而自动行走设备 2执行第三种后续动作，执行步骤 S27, 控制模块 10指令自动行走设备 2进入停止行走的状态。这样可以有效的避免� � 池包能量过 ^^时启动回归， 导致电池包过放损坏。

若执行第一种后续动作， 则自动行走设备 2是从 S5步骤转入步骤 S15, 随 后按 S15的后续流程进行到步骤 S27。 从进入步骤 S9开始， 直到步骤 S27, 自 动行走设备 2的工作流程和前述第一种工作流程基本一致� �

步骤 S9之后， 自动行走设备 2进入步骤 S11, 监测电池包的能量水平， 在 步驟 S13中判断电池包的能量水平是否大于第三预设 能量水平， 该第三预设能 量水平小于等于第一预设能量水平， 而大于第二预设能量水平； 第三预设能量 水平同样通过电压值表示，预存储于存储器 24中。若步骤 S13的判断结果为是， 则返回步骤 S9继续执行工作，若判断结果为否，则进入步� �� S15启动回归动作； 在步骤 S17 中， 自动行走设备 1设置一个预设时间长度， 并通过定时器 26从启 动回归动作开始计时； 步驟 S17后， 流程进入 S19, 自动行走设备执行回归动 作。 步驟 S19之后，控制模块 10在步骤 S21 中判断自动行走设备 1是否已返回 充电站 2, 若判断结果为是， 则进入步骤 S23, 自动行走设备 2停止行走并进行 充电； 若判断结果为否， 则进入步驟 25, 接着判断是否执行回归动作已经达到 了预设时间长度， 如果步骤 25的判断结果为否， 则返回步骤 S19继续执行回归 动作； 若步驟 25的判断结果为是， 则进入步驟 S27, 自动行走设备 2进入停止 行走的状态。

若执行第二种后续动作， 则自动行走设备 2是从 S7步骤转入步骤 S15, 随 后按 S15的后续流程进行到步驟 S27。 在这种情况下， 根据 S3步骤中检测到的 电池包的初始能量水平或初始电压值来设置所 述的预设时间长度是尤其有利的。 因为在第一种工作流程中， 若在工作过程中检测电池包能量， 电池包的能量水 平从高点逐渐降低， 自动行走设备 2启动回归时， 电池包的能量水平通常等于 或略低于预设能量水平， 因此，设置一个固定的预设时间长度是可行的 。然而， 如第二种工作流程所描述， 在从开机动作开始的流程中， 电池包由于自放电， 能量水平可能低于第一预设能量水平很多， 此时， 根据电池包的初始能量水平 或初始电压值可以根据电池包实际还能安全运 行的时间来设定预设工作时间， 从而避免电池包过放损坏。

从步骤 S15开始， 自动行走设备 2的工作流程和第一种后续动作从步骤 S15 开始的流程相同， 即启动回归， 并且设定一个预设时间长度并开始计时， 若该 预设时间长度到达了， 则进入停止行走的状态。 具体流程在此不再赘述。

同第一种工作流程类似， 在第一种后续动作以及第二种后续动作的回归 相 关流程中， 无论自动行走设备 2是否成功的返回充电站 4 , 它在预设时间长度 后， 均处于停止行走的状态。 即， 若自动行走设备 2在预设时间长度内成功返 回了充电站 4， 则它会在充电站 4 中处于停止行走的状态并进行充电； 若自动 行走设备 2在预设时间长度到达了仍没有成功返回充电� �， 它也会处于停止行 走的状态。 这样的工作流程避免了 自动行走设备 2在无法顺利返回时， 仍不断 的寻找充电站 4 , 而导致电池包过放损坏。

若执行第三种后续动作， 自动行走设备 2直接转入步驟 S27, 进入停止行走 的状态， 等待使用者手动协助其进行充电。 和前述的第一种工作流程类似， 自 动行走设备 2还可以发出充电提醒信号。

通过上面所述的两种工作流程， 本发明的自动行走设备 2 能够在能量不足 时自动返回充电站充电， 同时避免了回归中电池包的过放损坏。

参照图 5, 在本发明的另一实施方式中， 自动行走设备 2主要包括控制模块 10、 行走模块 12、 电源模块 14、 工作模块 16、 能量检测单元 18、 引导信号感 应单元 20、 负载检测单元 27 以及类型标识单元 28。

负载检测单元 27连接电源模块 14和控制模块 10,用于检测电源模块 14的 负载水平， 即自动行走设备 2对电源模块 14的能量的消耗状态。可以通过检测 电源模块 14 的放电电流、 放电电压、 放电温度等多种方式来识别电源模块 14 的负载水平。 具体到本实施方式中， 负载检测单元 27检测电源模块 14的放电 电流， 并将检测到的放电电流值实时地传递给控制模 块 10， 便于控制模块 10 根据其传递的信号， 进行相应的处理和控制。

类型标识单元 28连接电源模块 14和控制模块 10, 可以用于标识电源模块 14的类型， 如电源模块 14的化学类型、 电压类型等。 类型标识单元 28可以为 设置在电源模块 14 内的识别电阻， 也可以为设置在电源模块 14 内或外的识别 电路。 具体到本实施方式中， 类型标识单元 28为设置在电源模块 14 内的识别 电阻， 控制模块 10通过获知类型标识单元 28具有的电阻阻值即可获知电源模 块 14的类型。

在以上所介绍的各个部分的共同协作之下， 本发明通过下面所描述的流程 或者说方法来实现回归充电， 以及回归充电过程中的电池包过放保护。

如图 6 所示的工作流程图既适用于自动行走设备 2 执行工作过程中即工作 模块 16执行工作过程中的回归充电判断、 回归充电执行和电池包保护， 也适用 于自动行走设备 2开机时即工作模块 16尚未启动工作时的回归充电判断、回归 充电执行和电池包保护。

在初始步骤 S0A 中， 自动行走设备 2 处于开机状态， 此时自动行走设备 2 尚未开始执行工作。

随后进入步骤 S1A,控制模块 10通过能量检测单元 18监测电池包的能量水 平。 电池包的能量水平可以为电池包的剩余容量、 放电电压、 放电电流、 放电 时间、 放电温度等； 电池包的能量水平可以是电池包整包的能量水 平、 某一个 电池单元的能量水平、 某几个电池单元的能量水平、 每一个电池单元的能量水 平、 或者前述能量水平的组合。 如前所述， 在本实施例中， 能量检测单元 18 检测代表了电池包的能量水平的电池包整包电 压， 并将其发送给控制模块 10。

步骤 S1A之后， 进入步骤 S2A, 控制模块 10判断通过能量检测单元 18获取 的电源模块 14的能量水平是否低于第一预设能量水平。该� ��一预设能量水平预 存储在控制模块 10的存储器 24中， 控制模块 10的处理器 11将该第一预设能 量水平和检测到的电源模块 14的能量水平进行比较， 若电源模块 14的能量水 平低于第一预设能量水平， 则进入步驟 S6A。 步驟 S6A中， 控制模块 10控制自 动行走设备启动回归。若电源模块 14的能量水平不低于第一预设能量水平， 则 进入步骤 S3A。 如前所述， 本实施例中， 由于电源模块 14的能量水平使用电池 包整包电压来表示， 存储器 24 中存储的为一个第一预设电压值， 而处理器 22 也通过比较电池包整包电压和所述第一预设电 压值的大小关系， 来判断第一预 设能量水平和检测到的电源模块 14的能量水平的大小关系。虽然在本实施例中� �� 当电源模块 14的能量水平等于第一预设能量水平时流程返� ��步骤 S3A, 但此时 流程若进入步驟 S6A也是可行的。

步骤 S3A 中， 控制模块 10控制工作模块 16 启动工作， 从而执行相应的工 作， 如吸尘或割草工作。 步骤 S3A之后， 进入步骤 S4A。 步驟 S4A中执行与步 驟 S1A相同的工作，控制模块 10通过能量检测单元 18监测电源模块 14的能量 水平即电池包整包电压。

步骤 S4A之后， 进入步驟 S5A, 控制模块 10判断电源模块 14的能量水平是 否低于第二预设能量水平。该第二预设能量水 平预存储在控制模块 10的存储器 24 中，控制模块 10的处理器 22将该第二预设能量水平和检测到的电源模块 14 的能量水平进行比较，若电源模块 14的能量水平不低于所述第二预设能量水平， 则回到步骤 S3A, 自动行走设备 2 继续工作， 不进行其他动作； 反之， 若电源 模块 14的能量水平低于所述第二预设能量水平， 则进入步骤 S6A, 启动使自动 行走设备 1返回充电站的动作。本实施例中 , 由于电源模块 的能量水平使用 电池包的电压来表示， 存储器 24 中存储的为一个第二预设电压值， 而处理器 22也通过比较电池包的电压值和所述第二预设� ��压值的大小关系， 来判断第二 预设能量水平和检测到的电源模块 14的能量水平的大小关系。虽然在本实施例 中， 当电源模块 14的能量水平等于第二预设能量水平时流程返� ��步驟 S3A, 但 此时流程若进入步骤 S 6 A也是可行的。

如前所述， 控制模块 10 的存储器 24 中， 分别存储了第一预设能量水平和 第二预设能量水平。 其中， 第一预设能量水平为， 自动行走设备的工作模块 16 执行工作之前，控制模块 10判断是否控制自动行走设备启动回归的条件� �� 第二 预设能量水平为， 自动行走设备 1 的工作模块 16 执行工作过程中， 控制模块 10判断是否控制自动行走设备 1启动回归的条件。 第一预设能量水平与第二预 设能量水平可以相同， 也可以不相同。 若为相同时， 控制模块 10 的存储器 24 仅需存储一个预设能量水平即可， 此情形下， 在步骤 S2A及步骤 S5A中， 被用 作与检测到的电源模块 14 的能量水平进行比较的第一预设能量水平和第 二预 设能量水平为同一个预设能量水平。 优选的， 第一预设能量水平和第二预设能 量水平不相同， 更为优选的， 控制模块 10的存储器 24根据电源模块 14 负载水 平的不同存储第一预设能量水平和第二预设能 量水平。由于处理器 22将电源模 块 14的能量水平与第一预设能量水平进行比较时� �� 工作模块 16尚未开始执行 工作， 自动行走设备对电源模块 14的耗能较少， 电源模块 的负载水平小； 而处理器 22将电源模块 14的能量水平与第二预设能量水平进行比较时� �� 工作 模块 16 已开始执行工作， 自动行走设备对电源模块 14的耗能较多， 电源模块 14的负载水平大， 因此控制模块 10的存储器 24存储的第一预设能量水平不高 于第二预设能量水平。在对第一预设能量水平 和第二预设能量水平进行设定时， 需要考虑电源模块 14 剩余的能量水平是否足以支撑自动行走设备回 归到充电 站。 本实施方式中， 自动行走设备回归到充电站所需的能量约为 lOOmAh左右， 但为提高可靠性， 设定第一预设能量水平和第二预设能量水平时 保留电源模块 14 的剩余能量为 200mAh。 本实施方式中电源模块 为额定电压为 28V, 容量 为 2000mAh的锂电电池包，且通过电池包的整包电� �反应电源模块 14的能量水 平。 根据实验得知， 剩余容量为 200mAh, 且电池包没有被施加负载时， 电池包 整包电压为 24.5V左右； 剩余容量为 200mAh, 且施加 0.6A左右的负载时， 电 池包整包电压为 23V左右。因此控制器的存储器 24分别存储两个数值不同的第 一预设电压值和第二预设电压值， 其中第一预设电压为 24. 5V, 第二预设电压 为 23V。 由此可知， 本实施方式中， 第一预设电压值和第二预设电压值均为固 定值，且第一预设电压值低于第二预设电压值 。

前述步驟 S0A至步骤 S5A描述了， 自动行走设备 2 判断是否启动回归的方 式为，判断电源模块 14的能量水平是否低于预设能量水平。除通过� ��述方式外， 还可以通过接收用户回归指令的方式来启动回 归， 如通过在自动行走设备 2的 壳体上， 设置用户可操作的强制回归按钮， 当用户闭合该强制回归按钮时， 控 制模块 10可以检测到该强制回归按钮的状态由断开转� ��闭合，从而识别到用户 强制回归的指令， 控制自动行走设备 2启动回归。

在控制模块 10 判断电源模块 14 的能量水平低于预设能量水平后， 为了节 约能量， 在回归过程中， 自动行走设备 2通常停止工作模块 16的运行。

进入步骤 S6A后， 自动行走设备 2启动回归动作， 即开始返回充电站 4。 步 驟 S6A之后为步驟 S7A。 步驟 S7A中， 执行与步骤 S1A或 S4A中相同的动作， 即控制模块 10通过能量检测单元 18监测电源模块 14的能量水平。

步驟 S7A之后， 自动行走设备 2进入步驟 S8A, 控制模块 10通过能量检测 单元 18获取当前电源模块 14的能量水平， 并根据当前的能量水平计算能量水 平的变化率。 之所以选择计算能量水平的变化率， 是因为经过长期研究和观察 发现， 电源模块 14在放电初期即剩余能量水平较高时， 能量水平的变化平緩， 而在放电末期即剩余能量水平很低时， 能量水平的变化剧烈。 该两个阶段中能 量水平的变化率具有非常明显的区别， 因此只要通过计算能量水平的变化率即 可得知电源模块 14处于哪一个放电阶段，从而可以得知是否需� ��停止对电源模 块 14的进一步放电， 防止电源模块 14 因过放而带来的损害。

为进一步详细说明上述特性， 以电源模块 14放电过程中电压的变化曲线为 例结合如图 7进行说明。 如图 7显示了电源模块 14放电过程中， 电压对时间的 放电曲线， 该放电曲线包括 A和 B两部分， 其中 A部分的电压緩慢降低， 而 B 部分的电压剧烈降低， 且 B部分中， 电池包在极短的时间电压下降至过放截止 电压 Umin, 若在电压低于 Umin仍继续对电源模块 14进行放电， 则会造成对电 源模块 14的过放， 从而造成电源模块 14的损害。 由于上述 B部分中， 电压变 化非常明显， 因此通过计算变化率并判断变化率是否达到预 设门限值即可以得 知电池包是否即将接近过放，从而可以对电源 模块 14进行有效保护。可以通过 计算电源模块 14的能量水平对时间的一阶导数来计算能量水� ��的变化率，也可 以通过计算电源模块 14 的能量水平对时间的二阶导数或高阶导数来计 算能量 水平的变化率， 其中二阶导数和高阶导数相对一阶导数具有更 为明显的变化， 更容易被检测到， 但相应地计算也更为复杂。 控制模块 1 0计算电源模块 1 4的 能量水平的变化率的方式可以通过硬件实现， 也可以通过软件实现。 硬件方式 如通过微分电路， 软件方式如通过计算一段连续的时间间隔 内的电池包能量 水平的变化 Δρ , 即 Δρ/Δί; 或计算一段连续的时间间隔 At 内 Δρ/At 的变化， 即 d ² p/d ² t; 或计算一段连续的时间间隔 Δί内 d ² p/d ² t的变化等。 本实施方式中， 电 源模块 14的能量水平的变化率通过计算电源模块 14的能量水平对时间的一阶 导数来获得。 由于本实施方式中电源模块 14的能量水平为电池包整包电压， 电 源模块 14的能量水平的变化率即为电池包整包电压对� ��间的一阶导数。控制模 块 10 通过能量检测单元 1 8 实时获得电池包整包电压值， 并存储在存储器 24 中。 处理器 22从存储器 24中获取第一特定时间点上的电池包整包电压� ��及预 设时间间隔 Δ t后的第二特定时间点上的电池包整包电压值� � 并计算该两个特定 时间点上的电压差值 AV , 然后计算 Δν与 At的比值即 AVMt , 由此获得电源模块 14 的能量水平对时间的一阶导数即能量水平的变 化率。 此外， 当电源模块 14 的能量水平以电源模块 1 4的放电电流、放电温度等表示时，在加载特� �的负载 的情况下， 放电电流对时间的曲线与图 4所示的电压对时间的曲线类似； 在保 证特定的放电电流的情况下， 放电温度对时间的曲线与与图 4所示的电压对时 间的曲线类似。 因此， 当能量水平以放电电流、 放电温度等参数表示时， 也可 以通过计算能量水平的变化率确定停止对电源 模块 14继续放电的时间点，实现 对电源模块 14的保护。

步驟 S 之后， 进入步驟 S 9 A , 自动行走设备 2为电源模块 1 4的能量水平 的变化率设定一个预设门限值。如图 7所示， 电源模块 1 4的能量水平随工作时 间的延长会出现 A和 B两个阶段的变化， 其中 A阶段平緩， B阶段剧烈。 但对 B 阶段变化的剧烈程度， 有多个参数会产生影响， 如电源模块 1 4的类型、 负载水 平、 放电温度等。 当 B阶段变化剧烈程度不同时， 在需要停止放电的时间点上 对应的能量水平的变化率必然不同， 因此根据对 B阶段变化剧烈程度产生影响 的参数， 对预设门限值进行设定， 能更精确地确定需要停止放电的时间点， 更 好地对电源模块进行保护。 若自动行走设备存在应用不同类型的电源模块 1 4 为其提供能量的可能， 则在设定预设门限值时， 优选为根据不同类型的电源模 块 1 4设定不同的预设门限值； 反之， 若自动行走设备仅应用一种类型的电源模 块 为其提供能量， 则在设定预设门限值时无需根据不同类型的电 源模块 1 4 设定不同的预设门限值。 此外， 若自动行走设备在回归充电站的过程中， 电源 模块 14的负载水平波动较大时，优选为根据不同的� ��载水平设定不同的预设门 限值； 若自动行走设备在回归充电站的过程中， 电源模块 14的负载水平波动较 小， 则无需根据负载水平设定不同的预设门限值； 无论电源模块 14的类型是否 不同或负载水平波动大小，优选地，根据电源 模块 14的放电温度设定预设门限 值。 当然， 若自动行走设备仅使用一种化学类型的电源模 块 14供电， 且回归过 程中电源模块 14的负载水平变化较小；或者虽然自动行走设� ��使用不同类型电 源模块 14供电和 /或回归过程中电源模块 14 负载水平波动大，但为使工作流程 简便， 预设门限值也可以是固定的预设值， 即在自动行走设备 2 出厂时， 预设 门限值即被设定， 而在自动行走设备 2工作过程中， 不会根据电源模块 14的负 载水平、 类型、 放电温度的改变而进行调整。 当预设门限值为固定值时， 步驟 S8A可以被免除， 即步驟 S7A之后， 执行步骤 S9A, 无需设置步骤 S8A。

在本实施方式中， 控制模块 10根据电源模块 14 的类型、 负载水平及放电 温度设定预设门限值。 具体地， 控制模块 10通过负载检测单元 27检测电池包 的放电电流， 本实施方式中为 0.6A至 1A。 同时通过类型标识单元 28检测电池 包的类型， 本实施方式中为锂电池。 此外， 控制模块 10还通过温度检测单元检 测电源模块 14的温度， 温度检测单元的工作方式为本领域技术人员所 熟知， 为 简便起见， 图示中未示出。 在获知电池包的放电电流、 放电温度及类型后， 通 过实时查询存储在存储器 24 中的门限值表来设定预设门限值 0.02V/S。

由于在本实施方式中，负载检测单元 27检测的是电源模块 14的放电电流， 而放电电流也可以是电源模块 14的能量水平的表示参数，当能量水平通过放� �� 电流表示且能量检测单元 18设置为可以检测电源模块 14的放电电流时， 负载 检测单元 27的功能也可以直接由能量检测单元 18实现。 此外， 优选地， 温度 检测单元的功能也可以直接由能量检测单元 18完成。

步骤 S9A之后， 自动行走设备 2进入步骤 S10A, 即驱动自动行走设备 2 向 充电站 4行走， 以便回归到充电站 2。 自动行走设备 2通过引导信号感应单元 20寻找和充电站 4位置相关的引导信号， 并根据引导信号向充电站 4行走。 如 前所述的，引导信号感应单元 20通过感应周围由充电引导线 6上的电信号产生 的磁场信号， 向充电引导线 6行走， 随后沿充电引导线 6朝充电站行走。

在执行步骤 S10A后， 进入步骤 S12A, 控制模块 10判断自动行走设备 2是 否成功回归到充电站 4,具体为判断自动行走设备 2的充电端子是否和充电站 4 的电源端子对接上。 通常， 该判断通过监测所述的充电端子上是否接受到 了外 部的电压或信号来实现， 然而该判断也可由其他如位置、 碰撞传感器等其他方 式来进行。 若判断结果为是， 自动行走设备 2 回归到了充电站 4， 则进入步驟 S14A, 控制模块 10控制自动行走设备 2停止行走， 并开始充电。 若判断结果为 否， 则进入步驟 S16A。

步驟 S16A判断电池包的能量水平的变化率的绝对值� �否达到或超过预设门 限值。 若步骤 16判断的结果为否， 即电池包的能量水平的变化率的绝对值低于 预设门限值，则返回步驟 SI OA继续执行回归充电站 4的动作。若判断结果为是， 即电池包的能量水平的变化率达到或超过预设 门限值， 则进入步骤 S18A。 步骤 S 18 A 中， 自动行走设备 1进入停止行走的状态。 具体为由控制模块 10控制行 走模块 12停止行走。

在图 6所示工作流程中， 无论自动行走设备 2是否成功地回归到充电站 4， 它在电池包的能量水平达到或超过预设门限值 后，均处于停止行走的状态。即， 若自动行走设备 2在电池包的能量水平达到或超过预设门限值� �前成功回归到 了充电站 4, 则它会在充电站 4 中处于停止行走的状态并进行充电； 若自动行 走设备 2在电池包的能量水平达到或超过预设门限值� �仍没有成功回归到充电 站， 它也会处于停止行走的状态。 这样的工作流程避免了 自动行走设备 2在无 法顺利返回时， 仍不断的寻找充电站 4， 而导致电池包过放损坏。

优选的， 在步驟 S16A 的判断结果为是时， 控制模块 10还控制自动行走设 备 2发出一个充电提醒信号， 以提醒使用者自动行走设备 2需要人工协助回归 充电站 4。 该充电提醒信号可以为显示在自动行走设备 2 的显示面板上的图文 信息， 也可以为特殊的报警声音信号， 还可以为远程无线发送至使用者的其他 设备上的信息， 如通过电话网络发送到使用者手机上的短消息 或其他提醒信息 等。

通过如上所述的工作流程， 自动行走设备 2 能够在开机， 或者工作中根据 电池包的能量水平适时启动回归， 并且在回归过程中对电池包进行过放保护。

虽然在描述本流程的各步骤时， 采取了有时间先后的描述方式， 该先后的 描述方式并不代表每个步驟之间必须遵循严格 的顺序， 而是根据需要可以进行 适当的调整， 如步骤 S8A可以设置在步驟 S9A之后； 步骤 S10A也可以位于步骤 S6A与步驟 S7A之间等。 即基于本发明的原理， 本领域技术人员可以对本流程 中的步驟进行适当的调整， 均可实现本发明的效果。

本发明除适用于回归充电站 4 进行充电的自动行走设备 2 外， 还适用于回 归工作站或其它特定装置的自动行走设备 2。 判断是否回归到工作站或其它特 定装置可以通过与判断是否回归到充电站相同 的方式实现， 也可以通过自动行 走设备 2达到工作站或其它特定装置的某一特定范围� �时， 自动行走设备 2与 工作站或其它特定装置相互发送无线信号进行 确认。