CN109093649B - 一种搬运机器人的散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搬运机器人的散热装置，包括温度检测电路、稳压比较电路、正常温升散热驱动电路、异常温升散热驱动电路，所述温度检测电路通过型号为HE‑205的红外测温探头实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，所述稳压比较电路进一步稳定0‑5V电压中某一个电压值，低于过热阈值温升4.7V时，电源+50V进入正常温升散热驱动电路中经运算放大器AR4缓冲隔离后进入散热驱动模块A，高于过热阈值温升4.7V时，异常温升散热驱动电路中三极管Q3、三极管Q4、双向晶闸管VTL1随着过热的程度相应逐渐导通，+300V电压经相应并接的电阻R10、R11、R12进入散热驱动模块B，能够实时监测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，根据温度能自动调节搬运机器人伺服电机的散热功率。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种搬运机器人的散热装置。
背景技术
搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分，搬运机器人在现代机械制造生产体系经常可以见到，其中工厂的生产流程中的重物搬运机器人大大节省了人力，且效率高，然而在实际中，搬运机器人往往过度使用，长时间使用，导致搬运机器人的温度过高，散热不足，进而导致搬运机器人电机性能大大降低。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种搬运机器人的散热装置，具有构思巧妙、人性化设计的特性，能够实时监测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，根据温度能自动调节搬运机器人伺服电机的散热功率。
其解决的技术方案是，一种搬运机器人的散热装置，包括温度检测电路、稳压比较电路、正常温升散热驱动电路、异常温升散热驱动电路，所述温度检测电路通过型号为HE-205的红外测温探头实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，经两个串联的二极管D1和D2稳压、电感L1并联电容C2滤除高频干扰后输出稳定的0-5V电压，进入稳压比较电路中，进一步稳定0-5V电压中某一个电压值，也即消除微小波动后再经电压比较，低于过热阈值温升4.7V时，电源+50V进入正常温升散热驱动电路中经运算放大器AR3比例放大、运算放大器AR4缓冲隔离后进入散热驱动模块A，高于过热阈值温升4.7V时，异常温升散热驱动电路中三极管Q3、三极管Q4、双向晶闸管VTL1随着过热的程度相应逐渐导通，+300V电压经相应并接的电阻R10、R11、R12进入散热驱动模块A，由散热驱动模块A或散热驱动模块B驱动散热装置进行不同功率的散热；
所述稳压比较电路包括运算放大器AR1，运算放大器AR1的反相输入端通过电阻R1连接地，运算放大器AR1的同相输入端分别连接温度检测电路的输出信号、电阻R2的一端，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极分别连接电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电源+5V，三极管Q1的集电极分别连接电阻R5的另一端、运算放大器AR2的同相输入端、三极管Q2的集电极、电位器RW1的引脚1，运算放大器AR2的反相输入端通过电阻R7连接地，运算放大器AR2的输出端连接三极管Q2的基极，电位器RW2的引脚2连接电位器RW1的引脚2和引脚3、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+50V，电位器RW2的引脚3连接运算放大器AR3的输出端。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 当低于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2的输出信号不足以驱动异常温升散热驱动电路工作，此时电源+50V经电位器RW1和电位器RW2分压后，分别经运放器AR2、运放器AR3同相放大，其中运放器AR2的输出信号输入运放器AR3同相输入端内，当高于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2输出信号触发异常温升散热驱动电路工作，同时电源+50V经电位器RW2分压后输入运放器AR3同相输入端和运放器AR3输出端，其中当运放器AR1输出信号为异常低电平信号时，此时三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2同相输入端内，进而提高运放器AR2的输出信号，当运放器AR2输出信号为异常高电平信号时，此时三极管Q2导通，正反馈信号至运放器AR3反相输入端内，起到调节运放器AR3输出信号电位的作用，达到稳定信号的效果，提高该电路的可靠性。
2. 当搬运机器人工作时伺服电机的发热温度异常过高时，分为三级散热模式，一级是三极管Q3导通，三极管Q4和双向晶闸管VTL1不导通，电源+300V经电阻R10分压后驱动散热驱动模块B工作；二级是三极管Q3、三极管Q4导通，双向晶闸管VTL1不导通，此时电阻R10、电阻R11并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值降低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率变大；三级是三极管Q3、三极管Q4和双向晶闸管VTL1均导通，此时电阻R10-R12并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值最低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率最大，驱动散热驱动模块B工作，能够根据温度的高低控制散热驱动模块B散热功率，具有很大的开发和推广价值。
附图说明
图1为本发明一种搬运机器人的散热装置的模块图。
图2为本发明一种搬运机器人的散热装置的原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，一种搬运机器人的散热装置，包括温度检测电路、稳压比较电路、正常温升散热驱动电路、异常温升散热驱动电路，所述温度检测电路通过型号为HE-205的红外测温探头实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，经两个串联的二极管D1和D2稳压、电感L1并联电容C2滤除高频干扰后输出稳定的0-5V电压，进入稳压比较电路中，进一步稳定0-5V电压中某一个电压值，也即消除微小波动后再经电压比较，低于过热阈值温升4.7V时，电源+50V进入正常温升散热驱动电路中经运算放大器AR3比例放大、运算放大器AR4缓冲隔离后进入散热驱动模块A，高于过热阈值温升4.7V时，异常温升散热驱动电路中三极管Q3、三极管Q4、双向晶闸管VTL1随着过热的程度相应逐渐导通，+300V电压经相应并接的电阻R10、R11、R12进入散热驱动模块B；
所述稳压比较电路进一步稳定温度检测电路输出0-5V电压信号中某一个电压值，也即消除微小波动后再经电压比较，首先运用运放器AR1同相放大，提高信号功率，当低于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2的输出信号不足以驱动异常温升散热驱动电路工作，此时电源+50V经电位器RW1和电位器RW2分压后，分别经运放器AR2、运放器AR3同相放大，其中运放器AR2的输出信号输入运放器AR3同相输入端内，当高于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2输出信号触发异常温升散热驱动电路工作，同时电源+50V经电位器RW2分压后输入运放器AR3同相输入端和运放器AR3输出端，其中当运放器AR1输出信号为异常低电平信号时，此时三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2同相输入端内，进而提高运放器AR2的输出信号，当运放器AR2输出信号为异常高电平信号时，此时三极管Q2导通，正反馈信号至运放器AR3反相输入端内，起到调节运放器AR3输出信号电位的作用，达到稳定信号的效果，并且通过调节电位器RW1和电位器RW2可以调节稳压比较电路输出控制信号的电位值，运算放大器AR1的反相输入端通过电阻R1连接地，运算放大器AR1的同相输入端分别连接温度检测电路的输出信号、电阻R2的一端，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极分别连接电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电源+5V，三极管Q1的集电极分别连接电阻R5的另一端、运算放大器AR2的同相输入端、三极管Q2的集电极、电位器RW1的引脚1，运算放大器AR2的反相输入端通过电阻R7连接地，运算放大器AR2的输出端连接三极管Q2的基极，电位器RW2的引脚2连接电位器RW1的引脚2和引脚3、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+50V，电位器RW2的引脚3连接运算放大器AR3的输出端。
实施例二，在实施例一的基础上，所述温度检测电路选用型号为HE-205的红外测温探头J1，实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，经两个串联的二极管D1和D2稳压、电感L1并联电容C2滤除高频干扰后输出稳定的0-5V电压，进入稳压比较电路中，起到稳定信号的效果，提高了信号的抗干扰性，红外测温探头J1的引脚3和电容C1的上端连接电源+24V，红外测温探头J1的引脚1和电容C1的下端连接地，红外测温探头J1的引脚2分别连接二极管D1的负极、二极管D2的正极、电感L1的一端，二极管D2的负极连接电源+5V，二极管D1的正极连接地，电感L1的另一端和接地电容C2的一端为温度检测电路的输出信号。
实施例三，在实施例一的基础上，运放器AR2输出信号和电源+50V经电位器RW2分压后信号一起为异常温升散热驱动电路的触发信号，运放器AR2输出信号和电源+50V经电位器RW2分压后信号一起为正常温升散热驱动电路的触点信号，当搬运机器人工作时伺服电机的发热温度正常时，异常温升散热驱动电路不工作，搬运放器AR4同相放大信号后输入散热驱动模块A内，控制散热驱动模块A工作，当搬运机器人工作时伺服电机的发热温度异常过高时，分为三级散热模式，一级是三极管Q3导通，三极管Q4和双向晶闸管VTL1不导通，电源+300V经电阻R10分压后驱动散热驱动模块B工作；二级是三极管Q3、三极管Q4导通，双向晶闸管VTL1不导通，此时电阻R10、电阻R11并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值降低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率变大；三级是三极管Q3、三极管Q4和双向晶闸管VTL1均导通，此时电阻R10-R12并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值最低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率最大，驱动散热驱动模块B工作；三极管Q3的基极连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q3的集电极、二极管D3的负极、三极管Q4的集电极、二极管D4的负极、双向晶闸管VTL1的第二阳极均连接电源+300V，双向晶闸管VTL1的控制极连接运算放大器AR3的输出端，三极管Q3的发射极分别连接电阻R10的一端、二极管D3的正极、三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极分别连接电阻R11的一端、二极管D4的正极，双向晶闸管VTL1的第一阳极连接电阻R12的一端，电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端均连接到散热驱动模块B；所述正常温升散热驱动电路包括运算放大器AR3，运算放大器AR3的同相输入端连接运算放大器AR2的输出端、电位器RW2的引脚1，三极管Q2的发射极连接运算放大器AR3的反相输入端，电位器RW2的引脚2连接电位器RW1的引脚2和引脚3、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+50V，电位器RW2的引脚3分别连接运算放大器AR3的输出端，运算放大器AR4的反相输入端通过电阻R8连接地，运算放大器AR4的同相输入端分别连接运算放大器AR4的输出端、电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接到散热驱动模块A。
本发明具体使用时，一种搬运机器人的散热装置，包括温度检测电路、稳压比较电路、正常温升散热驱动电路、异常温升散热驱动电路，所述温度检测电路通过型号为HE-205的红外测温探头实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，经两个串联的二极管D1和D2稳压、电感L1并联电容C2滤除高频干扰后输出稳定的0-5V电压，进入稳压比较电路中，所述稳压比较电路进一步稳定温度检测电路输出0-5V电压信号中某一个电压值，也即消除微小波动后再经电压比较，首先运用运放器AR1同相放大，提高信号功率，当低于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2的输出信号不足以驱动异常温升散热驱动电路工作，此时电源+50V经电位器RW1和电位器RW2分压后，分别经运放器AR2、运放器AR3同相放大，其中运放器AR2的输出信号输入运放器AR3同相输入端内，当高于过热阈值温升4.7V时，运放器AR2输出信号触发异常温升散热驱动电路工作，同时电源+50V经电位器RW2分压后输入运放器AR3同相输入端和运放器AR3输出端，其中当运放器AR1输出信号为异常低电平信号时，此时三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2同相输入端内，进而提高运放器AR2的输出信号，当运放器AR2输出信号为异常高电平信号时，此时三极管Q2导通，正反馈信号至运放器AR3反相输入端内，起到调节运放器AR3输出信号电位的作用，达到稳定信号的效果，并且通过调节电位器RW1和电位器RW2可以调节稳压比较电路输出控制信号的电位值，运放器AR2输出信号和电源+50V经电位器RW2分压后信号一起为异常温升散热驱动电路的触发信号，运放器AR2输出信号和电源+50V经电位器RW2分压后信号一起为正常温升散热驱动电路的触点信号，当搬运机器人工作时伺服电机的发热温度正常时，异常温升散热驱动电路不工作，搬运放器AR4同相放大信号后输入散热驱动模块A内，控制散热驱动模块A工作，当搬运机器人工作时伺服电机的发热温度异常过高时，分为三级散热模式，一级是三极管Q3导通，三极管Q4和双向晶闸管VTL1不导通，电源+300V经电阻R10分压后驱动散热驱动模块B工作；二级是三极管Q3、三极管Q4导通，双向晶闸管VTL1不导通，此时电阻R10、电阻R11并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值降低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率变大；三级是三极管Q3、三极管Q4和双向晶闸管VTL1均导通，此时电阻R10-R12并联，电源+300V输入散热驱动模块B的回路电阻阻值最低，因此驱动散热驱动模块B工作的功率最大，驱动散热驱动模块B工作；能够实时监测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，根据温度能自动调节搬运机器人伺服电机的散热功率。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种搬运机器人的散热装置，包括温度检测电路、稳压比较电路、正常温升散热驱动电路、异常温升散热驱动电路，其特征在于，所述温度检测电路通过型号为HE-205的红外测温探头J1实时检测搬运机器人工作时伺服电机的发热温度，经两个串联的二极管D1和D2稳压、电感L1并联电容C2滤除高频干扰后输出稳定的0-5V电压，进入稳压比较电路中，进一步稳定0-5V电压中某一个电压值，也即消除微小波动后再经电压比较，低于过热阈值温升4.7V时，电源+50V进入正常温升散热驱动电路中经运算放大器AR3比例放大、运算放大器AR4缓冲隔离后进入散热驱动模块A，高于过热阈值温升4.7V时，异常温升散热驱动电路中三极管Q3、三极管Q4、双向晶闸管VTL1随着过热的程度相应逐渐导通，+300V电压经相应并接的电阻R10、R11、R12进入散热驱动模块B；
所述稳压比较电路包括运算放大器AR1，运算放大器AR1的反相输入端通过电阻R1连接地，运算放大器AR1的同相输入端分别连接温度检测电路的输出信号、电阻R2的一端，运算放大器AR1的输出端分别连接电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极分别连接电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电源+5V，三极管Q1的集电极分别连接电阻R5的另一端、运算放大器AR2的同相输入端、三极管Q2的集电极、电位器RW1的引脚1，运算放大器AR2的反相输入端通过电阻R7连接地，运算放大器AR2的输出端连接三极管Q2的基极，电位器RW2的引脚2连接电位器RW1的引脚2和引脚3、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+50V，电位器RW2的引脚3连接运算放大器AR3的输出端。
2.如权利要求1所述的一种搬运机器人的散热装置，其特征在于，所述温度检测电路包括型号为HE-205的红外测温探头J1，红外测温探头J1的引脚3和电容C1的上端连接电源+24V，红外测温探头J1的引脚1和电容C1的下端连接地，红外测温探头J1的引脚2分别连接二极管D1的负极、二极管D2的正极、电感L1的一端，二极管D2的负极连接电源+5V，二极管D1的正极连接地，电感L1的另一端和接地电容C2的一端为温度检测电路的输出信号。
3.如权利要求1或2所述的一种搬运机器人的散热装置，其特征在于，所述异常温升散热驱动电路包括三极管Q3，三极管Q3的基极连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q3的集电极、二极管D3的负极、三极管Q4的集电极、二极管D4的负极、双向晶闸管VTL1的第二阳极均连接电源+300V，双向晶闸管VTL1的控制极连接运算放大器AR3的输出端，三极管Q3的发射极分别连接电阻R10的一端、二极管D3的正极、三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极分别连接电阻R11的一端、二极管D4的正极，双向晶闸管VTL1的第一阳极连接电阻R12的一端，电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、电阻R12的另一端均连接到散热驱动模块B；
所述正常温升散热驱动电路包括运算放大器AR3，运算放大器AR3的同相输入端连接运算放大器AR2的输出端、电位器RW2的引脚1，三极管Q2的发射极连接运算放大器AR3的反相输入端，电位器RW2的引脚2连接电位器RW1的引脚2和引脚3、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+50V，电位器RW2的引脚3分别连接运算放大器AR3的输出端，运算放大器AR4的反相输入端通过电阻R8连接地，运算放大器AR4的同相输入端分别连接运算放大器AR4的输出端、电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接到散热驱动模块A。
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