本发明提供一种井下机器人充电系统，包括充电柜、机器人、充电定位装置；所述充电柜包括第一控制器、调速器、电动机、第一齿轮、第一无线通信模块；所述机器人包括第二控制器、充电器、电池管理器、发电机、电池、第二齿轮、第二无线通信模块、摄像头；所述充电定位装置包括RFID阅读器和RFID标识卡；所述RFID标识卡安装在充电柜前侧的充电区域；所述RFID阅读器安装在机器人底部，RFID阅读器连接第二控制器。本发明还提出了一种井下机器人充电系统齿轮啮合的控制方法和保护方法。本发明实现了机器人的自动充电和充电过程中的保护功能。