CN110966505A - 一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，包括轨道和行走小车，还包括光电检测式充电电路；所述光电检测式充电电路包括控制板、光电检测模块、继电器、电池组和充电端口；所述继电器的输入控制端与所述控制板的驱动输出端连接；所述光电检测模块用于检测待充电设备是否接入所述充电端口，所述光电检测模块的输出端与所述控制板的输入端连接。本发明应用于轨道巡检机器人上，能适用于各种类型的弯道轨道的行走要求，即使受到横向力也不会脱离轨道，相比于现有的巡检机器人行走小车，其适用范围广，运行更为稳定。

Description

一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置

技术领域

本发明涉及管廊巡检设备技术领域，具体涉及一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置。

背景技术

在日常生活和生产中，通常需要对输电管廊、市政管廊等进行巡检，以便及时发现管道有无滴漏、锈蚀、漏气、损坏等现象，并对巡检发现的隐患及时进行处理。传统的管廊巡检一般由人工完成，其通常是指定专业人员沿管道铺设线路进行定时巡查，其人工成本高。这种巡查方式，一方面因管道铺设距离较长，使得巡查人员工作强度大，易于疲惫；另一方面在巡检时常常是由巡检人员肉眼观察并依据经验来对隐患进行判断，难以确保巡检结果的准确性。

随着智能化、自动化技术的发展，用机器人替代人工完成巡检作业可以有效克服上述缺陷。现有技术中，用于管廊巡检的机器人通常采用轨道巡检机器人的形式，即在管廊附近沿管廊铺设路线设置轨道，巡检机器人架设在行走装置上，通过控制行走装置在轨道上行走来实现机器人对管廊的自动巡检。现有技术中，用于轨道的行走装置通常为常规的小车形式，即在车身的底部平行设置有主动轮组和从动轮组，通过设置电机和减速机对主动轮组进行驱动，以实现行走装置在轨道上行走。然而，这种形式的轨道行走装置适用范围小，通常只能沿直线轨道运动，而现实中管廊的铺设并非全是直线，巡检机器人在行走时会有转弯的动作要求，现有的轨道行走装置无法达到该使用要求。另外，上述主动轮组和从动轮组仅支撑在轨道的翼板上，行走装置本体如果突然受到猛烈的横向力，会使机器人左右摆动而损坏机器人，其难以保持运行的稳定。

因此，现阶段需要提供一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其应用于轨道巡检机器人上，能适用于各种类型的弯道轨道的行走要求，即使受到横向力也不会脱离轨道，相比于现有的巡检机器人行走小车，其适用范围广，运行更为稳定。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，包括轨道和行走小车，还包括光电检测式充电电路；所述光电检测式充电电路包括控制板、光电检测模块、继电器、电池组和充电端口；

所述继电器的输入控制端与所述控制板的驱动输出端连接；

所述光电检测模块用于检测外接充电电源的充电器是否接入所述充电端口，所述光电检测模块的输出端与所述控制板的输入端连接；

所述继电器的输入端与所述充电端口的输出端连接，所述继电器的输出端与所述电池组的输入端连接；

所述光电检测模块包括控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模块，所述信号输入模块用于接收输入信号，所述信号输入模块的输出端与所述信号放大模块的输入端连接，所述信号放大模块的输出端与所述控制单元的一个输入端连接，所述信号输出模块的输入端与所述控制单元的一个输出端连接，所述信号输出模块的输出端与所述控制板的驱动输入端连接，且所述控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模均集成于ASIC芯片中；

所述轨道包括翼板和立板，所述立板固定设置于所述翼板的顶面中部使所述轨道的截面成T字型；

所述行走小车包括车身、驱动装置和压紧装置，所述车身的底部可转动的设置有两个第一支撑轮和两个第二支撑轮，两个所述第一支撑轮对称设置于所述立板两侧，两个所述第二支撑轮对称设置于所述立板两侧，所述第一支撑轮和第二支撑轮用于支撑所述车身在所述翼板上行走；

所述驱动装置包括电机和主动轮，所述电机固定安装在所述车身上，所述主动轮固定套接在所述电机的输出轴上；

所述压紧装置包括支架、浮动座、压紧轮和弹性件，所述支架固定安装在所述车身上，所述浮动座与支架通过所述弹性件连接，所述压紧轮与所述浮动座可转动的连接；

所述压紧轮与所述主动轮对称设置于所述立板的两侧，所述弹性件用于使所述压紧轮和所述主动轮夹紧所述立板；

所述电池组用于给真个直驱式轨道行走装置供电。

优选的，所述浮动座靠近所述立板的一端的四角位置均设置有限位通孔，所述弹性件有四个，

所述弹性件包括螺钉、限位螺帽和弹簧，所述螺钉的螺纹端穿设于所述限位通孔内，所述限位螺帽与所述螺钉通过螺纹连接，所述限位螺帽与所述浮动座靠近所述立板的一端接触设置，所述弹簧套设在所述螺钉外，所述弹簧的两端分别与所述浮动座和所述支架接触设置。

优选的，所述主动轮外套接有橡胶套。

优选的，还包括两个浮动装置，两个所述浮动装置对称设置于所述立板的两侧，

所述浮动装置包括U型支架，所述第一支撑轮可转动的设置在所述U型支架上，所述U型支架的中部与所述车身可转动的连接，所述U型支架的两端均可转动的设置有导向轮，所述导向轮的旋转轴垂直于所述翼板设置，所述导向轮均与所述立板接触设置。

优选的，所述浮动装置还包括复位弹性件，所述复位弹性件用于使所述U型支架与所述车身发生相对转动后复位。

优选的，所述光检测模块还包括一个单独的电源模块，所述电源模块与所述控制单元电连接，所述电源模块也集成于所述ASIC芯片中，且所述电源模块的型号包括L。

优选的，所述光电检测模块还包括过流保护模块，所述过流保护模块集成于所述ASIC芯片中，且所述过流保护模块与所述控制单元电连接。

优选的，所述信号输入模块为光耦或光照强度传感器。

本发明的有益技术效果是：(1)该直驱式轨道行走装置由车身和截面呈T字形的轨道组成，车身底部安装有两组支撑轮，支撑其在轨道的翼板上行走，车身上安装有压紧装置和电机，压紧装置上设有压紧轮，电机输出轴上设有主动轮，压紧轮和主动轮时刻夹紧轨道中部的立板。该行走装置改变了轨道巡检机器人中传统的行走小车结构，利用电机直接驱动主动轮实现行走装置的行走，取消了减速机等部件，其结构更为简单、轻便，更适用于管廊巡检的应用场景。因主动轮和压紧轮可在直线轨道以及任意弯道情况下均压紧立板，在实现夹紧驱动的同时，根据弯道的情况调节行走装置的行进方向，可以适应不同弯道情况下的使用，即使巡检机器人意外受到横向力的冲击，也可保持车身不脱离轨道，确保巡检机器人的稳定运行。压紧装置包括浮动座和支架，支架安装在行走装置的车身上，压紧轮安装在浮动座上，浮动座的四角位置均与支架之间设置有弹簧，该行走装置在经过弯道时，压紧轮可在一定角度范围内浮动，以适应弯道内侧以及外侧的不同的曲率要求，保证该装置的可靠的驱动和调整行进方向的功能。车身上可转动的设置浮动装置，远离主动轮的一组支撑轮安装在浮动装置上，并设置复位弹性件使浮动装置复位。该浮动装置可有效的对本发明一种直驱式轨道行走装置起到导向作用，保证车身沿着轨道的方向行进，也使该行走装置具备了双向行走的功能。

(2)实现待充电电池组的充电端口与外接充电电源的充电器先接触后导通，进而避免充电时瞬间火花的产生。

(3)通过设置电压调节模块和电压调节控制模块，以使得DC稳压模块具备输出较低的直流电压的能力。电压调节控制模块接收标准稳压电源输出的参考电压并获取电压调节模块的输出电压。电压调节控制模块根据接收到的参考电压和获取到的输出电压输出相应的控制信号至电压调节模块，使得电压调节模块输出约等于参考电压的直流电压。参考电压的大小可以根据实际情况进行设置，当参考电压的值设置得很低时，电压调节模块也输出约等于参考电压的直流电压，从而使得DC稳压模块能够输出电压值较低的直流电压。

(4)由于本申请将多个模块集成于ASIC芯片中，避免了将不同模块相互分离，因此整个光电检测模块的占用空间较小，可靠性较高。

附图说明

图1显示为本发明的实施例2的光电检测式充电电路结构示意图。

图2显示为本发明的实施例2的光电检测式充电电路机械结构示意图。

其中，控制板1、DC稳压模块2、继电器3、电池组4、充电端口5、基板6。

图3显示为本发明的实施例2的光电检测式充电电路中DC稳压模块的电路结构示意图。

图4显示为本发明的实施例1的光电检测式充电电路结构示意图。

图5显示为本发明的整体结构示意图；

图6显示为本发明的行走小车底部结构示意图；

图7显示为本发明中压紧装置的结构示意图；

图8显示为本发明中浮动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图1-8，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1：

如图4所示，一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，包括光电检测式充电电路，光电检测式充电电路包括控制板、光电检测模块、继电器、电池组和充电端口；

所述继电器的输入控制端与所述控制板的驱动输出端连接；

所述光电检测模块用于检测外接充电电源的充电器是否接入所述充电端口，所述光电检测模块的输出端与所述控制板的输入端连接；

所述继电器的输入端与所述充电端口的输出端连接，所述继电器的输出端与所述电池组的输入端连接；

所述光电检测模块包括控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模块，所述信号输入模块用于接收输入信号，所述信号输入模块的输出端与所述信号放大模块的输入端连接，所述信号放大模块的输出端与所述控制单元的一个输入端连接，所述信号输出模块的输入端与所述控制单元的一个输出端连接，所述信号输出模块的输出端与所述控制板的驱动输入端连接，且所述控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模均集成于ASIC芯片中。

通过上述方案，ASIC芯片被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。因此，通过将控制单元、信号放大模块、信号输出模块等集成于ASIC芯片中的方式，能够使整个光电检测模块的体积更小，性能更好。同时，便于批量生成，成本得到降低。信号输入模块用于接收一输入信号，该信号输入模块可以为光耦或光照强度传感器等其他器件。其中，以信号输入模块为光照强度传感器为例，当待充电设备的充电头插到充电端口时，会将光信号遮蔽，从而使得设置在充电端口的光照强度传感器获得一输入信号，光照强度传感器将该输入信号通过信号放大模块发送至控制单元，其中，为了是控制单元在接收到输入信号的电压足够，光电检测模块还包括的信号放大模块，该信号放大模块可以为模拟运放电路，模拟运放电路中主要包括放大器，利用放大器将输入的电压信号放大，控制单元接收到输入信号后，控制单元即控制信号输出模块动作，其中，本实施例提供的控制单元为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)，又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(CentralProcessUnit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口整合在单一芯片上，例如，采用STM32系列的MCU。其中，信号输出模块用于与控制板连接，并向该控制板发送控制信号，控制板接收到该控制信号时向继电器发送导通控制信号，使得该继电器导通，进而完成外接充电电源的充电器通过充电端口向待充电电池组的充电过程。进而实现充电端口与充电器先接触后导通，进而避免充电时瞬间火花的产生。

优选的，所述光检测模块还包括一个单独的电源模块，所述电源模块与所述控制单元电连接，所述电源模块也集成于所述ASIC芯片中，且所述电源模块的型号包括78L05。

通过上述方案，为了使控制单元正常运行，光电检测模块还包括一个单独的电源模块，电源模块与控制单元电连接，电源模块也集成于ASIC芯片中。其中，本实施例提供的电源模块的型号包括78L05等。其中，78L05是一种固定电压(5V)三端集成稳压器，可适用于很多应用场合。其卓越的内部电流限制和热关断特性使之特别适用于过载的情况，当用于替代传统的齐纳二极管-电阻组的时候，其输出阻抗得到有效的改善，但偏置电流大大减少。

优选的，所述光电检测模块还包括过流保护模块，所述过流保护模块集成于所述ASIC芯片中，且所述过流保护模块与所述控制单元电连接。

通过上述方案，为了起到保护控制单元的目的，光电检测模块还包括过流保护模块，过流保护模块集成于ASIC芯片中，且过流保护模块与控制单元电连接。其中，过流包括模块可以为电阻等具有限流功能的器件或电路，本申请对此并不做任何限定。且，控制单元分别信号放大模块与信号输出模块电连接，信号放大模块与信号输入模块电连接，控制单元、信号放大模块以及信号输出模块均集成于一ASIC芯片中，信号输入模块用于传输输入信号，并经过信号放大模块后传输至控制单元，控制单元用于依据输入信号后控制信号输出模块动作，信号输出模块用于与控制板的控制信号端连接，用于向控制板发送控制信号。由于本申请将多个模块集成于ASIC芯片中，避免了将不同模块相互分离，因此整个光电检测模块的占用空间较小，可靠性较高。

如图5-8所示，上述基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置还包括包括轨道和行走小车。轨道包括翼板11和立板12，立板12固定设置于翼板11的顶面中部使轨道的截面成T字型。行走小车包括车身21、驱动装置和压紧装置25。

在车身21的底部后端可转动的设置有两个第一支撑轮22，其底部的中前段可转动的设置有两个第二支撑轮23，两个第一支撑轮22对称设置于立板12两侧，两个第二支撑轮23对称设置于立板12两侧。上述第一支撑轮22和第二支撑轮23起支撑承载作用，用于支撑车身21在翼板11上行走。

上述驱动装置包括电机241和主动轮242，电机241固定安装在车身21的前端，主动轮242固定套接在电机241的输出轴上。上述压紧装置25包括支架251、浮动座252、压紧轮253和弹性件，支架251固定安装在车身21上，浮动座252与支架251通过弹性件连接，压紧轮253与浮动座252可转动的连接。压紧轮253与主动轮242对称设置于立板12的两侧，弹性件用于使压紧轮253和主动轮242夹紧立板12。当电机241工作时，其输出轴带动主动轮242转动，因在弹性件的作用下，压紧轮253与主动轮242一起夹紧立板12，主动轮242与立板12之间形成有摩擦力，可驱动行走小车在轨道上行走。

现实中，管廊的铺设通常会根据实际空间环境出现转弯的情况，现有技术中的巡检机器人因采用传统的行走小车结构，其在转弯时难免会出现横向偏移的情况，尤其是在连续小弯时，难以保证稳定的行走路径，而整个巡检机器人在行走时若意外受到较大的横向力，整个装置会出现较大的横向偏移，甚至于出现脱轨事故。上述设置中，在弹性件的作用下，主动轮242和压紧轮253可在直线轨道以及任意弯道情况下均压紧立板12，在实现夹紧驱动的同时，根据弯道的情况调节行走装置的行进方向，可以适应不同弯道情况下的使用，同时，即使受到横向力的冲击，主动轮242或压紧轮253与立板12之间会产生支撑力，保持车身不脱离轨道。另外，传统的巡检机器人小车结构的驱动装置为电机和减速机的组合，其本身结构复杂，搭载在车身上增加了巡检机器人的总重，而管廊巡检轨道通常靠近管廊架设，其本身的承载能力有限，本实施例中采用电机直接驱动的形式，其结构更为简单、轻便，更适用于管廊巡检场景。

具体实施时，浮动座252靠近立板12的一端的四角位置均设置有限位通孔，上述弹性件有四个，该弹性件包括螺钉254、限位螺帽255和弹簧256，螺钉254的螺纹端穿设于限位通孔内，限位螺帽255与螺钉254通过螺纹连接，限位螺帽255与浮动座252靠近立板12的一端接触设置，弹簧256套设在螺钉254外，弹簧256的两端分别与浮动座252和支架251接触设置。上述设置中，通过调节支架251与车身21的安装位置，并通过拧紧或拧松螺钉254可以调节弹簧256的压缩程度，以根据巡检机器人的重量调节压紧轮253与主动轮242夹紧立板12的夹紧力，保证有效的驱动。同时，该行走装置在经过弯道时，弯道内侧以及外侧的曲率半径会有所不同，设置使限位通孔直径大于螺钉254的外径，在转弯时压紧轮253可在一定角度范围内浮动，以适应不同的曲率要求，保证该装置的可靠的驱动和调整行进方向的功能。

优选的，主动轮242外套接有橡胶套243，可以提供足够的摩擦力保证可靠稳定的驱动，同时橡胶套243为软性元件，在行走装置转弯时其允许出现一定的形变，可有效避免压紧轮253和主动轮242对立板12的刚性挤压。

进一步的，该行走装置还包括两个浮动装置，两个浮动装置对称设置于立板12的两侧。该浮动装置包括U型支架261，第一支撑轮22可转动的设置在U型支架261上，U型支架261的中部与车身21可转动的连接，U型支架261的两端均可转动的设置有导向轮262，导向轮262的旋转轴垂直于翼板11设置，导向轮262均与立板12接触设置。该浮动装置可有效对行走装置在轨道上行走时进行导向，当经过弯道时，U型支架261与车身21之间进行适应性转动，使得两个浮动装置上的导向轮262均抵在立板12上，保证车身沿着轨道的方向行进。因设置浮动装置，该种直驱式行走装置在轨道上行走时路径更为稳定，也使其具备了双向行走的功能。

优选的，浮动装置还包括复位弹性件263，复位弹性件263用于使U型支架261与车身21发生相对转动后复位。在实施时，该复位弹性件263可使用扭转弹簧等，当行走装置经过弯道进入直线轨道，在复位弹性件263的作用下，U型支架261完成复位，使两个浮动装置的导向轮262均与立板12接触，恢复其直线轨道上的导向作用，确保行走装置按轨道铺设方向行走。

值得注意的是，所述电池组用于给整个直驱式轨道行走装置供电。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1所示，一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其中的光电检测式充电电路可替换为稳压检测式充电电路，所述稳压检测式充电电路包括控制板、DC稳压模块、继电器、电池组和充电端口；

所述继电器的输入控制端与所述控制板的一个输出端连接；

所述DC稳压模块的输入端与所述充电端口的输出端连接，所述DC稳压模块的一个输出端与所述控制板的输入端连接，所述DC稳压模块的一个输出端与所述继电器的输入端连接；

所述继电器的输出端与所述电池组的输出端连接；

其中，如图3所示，所述DC稳压模块包括电压调节模块和电压调节控制模块；其中，所述电压调节模块包括电压输入端、电压输出端以及受控端；所述电压调节控制模块包括输出电压获取端、参考电压输入端以及控制信号输出端；所述电压调节模块的电压输入端与所述充电端口的输出端连接，所述电压调节模块的电压输出端作为DC稳压模块的电压输出端；所述电压调节控制模块的输出电压获取端与所述电压调节模块的电压输出端连接，所述电压调节控制模块的控制信号输出端与所述电压调节模块的受控端连接，所述电压调节控制模块的参考电压输入端与标准稳压电源连接。

如图2所示，上述的分压检测式充电电路安装与基板6上，控制板1、DC稳压模块2、继电器3、电池组4和充电端口5均固定安装与基板6上。

通过上述方案，电压调节模块的电压输入端与充电端口的输出端进行连接。外接充电电源输出电压至电压调节模块。电压调节模块通过调节其电压输入端流向其电压输出端的电流的大小，以实现调整输出电压的大小。具体地，电压调节模块根据其受控端所接收到的电压信号进而调节其电压输入端流向其电压输出端的电流大小，从而实现调节DC稳压模块输出电压的大小。电压调节控制模块用于控制电压调节模块进行电流调节操作。具体地，电压调节控制模块接收标准稳压电源输出的稳定的参考电压，并获取电压调节模块的输出电压。当电压调节控制模块获取到的输出电压大于或等于参考电压时，输出相应的控制信号控制电压调节模块减小其电压输入端流向其电压输出端的电流，以减少电压调节模块电压输出端输出电压的值，从而使得DC稳压模块输出约等于参考电压的直流电压。当电压调节控制模块获取到的输出电压小于参考电压时，输出相应的控制信号控制电压调节模块增大其电压输入端流向其电压输出端的电流，以提高电压调节模块电压输出端输出电压的值，从而使得DC稳压模块输出约等于参考电压的直流电压。参考电压可根据实际的情况进行设置，若需要得到电压较低的稳定的直流电压时，可相应地降低参考电压，电压调节控制模块则将电压调节模块的输出电压与参考电压比较，输出约等于参考电压的直流电压，从而实现输出电压较低的直流电压。例如，通过标准稳压电源将参考电压值设置为5V，电压调节模块将5V的电压信号传输至控制板，控制板接受到该5V的电压信号时，控制板向继电器发送控制信号，使继电器导通，从而使得外接充电电源通过充电器和充电端口对待电池组进行充电。进而实现充电端口与充电器先接触后导通，进而避免充电时瞬间火花的产生。并且通过设置电压调节模块和电压调节控制模块，以使得DC稳压模块具备输出较低的直流电压的能力。电压调节控制模块接收标准稳压电源输出的参考电压并获取电压调节模块的输出电压。电压调节控制模块根据接收到的参考电压和获取到的输出电压输出相应的控制信号至电压调节模块，使得电压调节模块输出约等于参考电压的直流电压。参考电压的大小可以根据实际情况进行设置，当参考电压的值设置得很低时，电压调节模块也输出约等于参考电压的直流电压，从而使得DC稳压模块能够输出电压值较低的直流电压。

优选的，所述电压调节模块包括第一电阻，以及用于控制所述电压调节模块的电压输入端流向其电压输出端的电流大小的第一开关元件，所述第一电阻的第一端与所述第一开关元件的第一端连接并作为所述电压调节模块的电压输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一开关元件的第二端连接并作为所述电压调节模块的受控端，所述第一开关元件的第三端作为所述电压调节模块的电压输出端；

其中，所述第一开关元件为场效应管，所述场效应管的源极作为所述第一开关元件的第一端，所述场效应管的栅极作为所述第一开关元件的第二端，所述场效应管的漏极作为所述第一开关元件的第三端。

通过上述方案，第一电阻用于为第一开关元件提供偏置电压的作用，第一电阻也可由其他的能够为第一开关元件提供偏置电压的方案替代。第一开关元件主要用于控制电压调节模块的电压输入端流向电压输出端的电流大小。第一开关元件可以为场效应管或者三极管。在本实施例中，第一开关元件为N沟道场效应管。其中，场效应管的源极作为第一开关元件的第一端与外部电源连接。场效应管的栅极作为第一开关元件的第二端与电压调节控制模块的控制信号输出端连接。场效应管的漏极作为第一开关元件的第三端并作为电压调节模块电压输出端。当场效应管的栅极电压变小时，场效应管的源极流向其漏极的电流增大，电压调节模块的输出电压增大。当场效应管的栅极电压变大时，场效应管的源极流向其漏极的电流减小，电压调节模块的输出电压减小。因此，电压调节控制模块可通过控制场效应管的栅极电压，实现调节电压调节模块的输出电压。

优选的，所述电压调节控制模块包括第二开关元件、第三开关元件、第二电阻以及第三电阻，所述第二开关元件的第一端作为所述参考电压输入端，所述第二开关元件的第二端与第三开关元件的第二端连接并经第二电阻接地，所述第二开关元件的第三端作为所述控制信号输出端，所述第三开关元件的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端作为所述输出电压获取端，所述第三开关元件的第三端与所述电压调节模块的电压输出端连接。

通过上述方案，第二开关元件和第三开关元件主要起开关的作用。在本实施例中，第二开关元件和第三开关元件为NPN三极管(以下简称三极管)。具体地，第二开关元件为第一三极管，第三开关元件为第二三极管，第一三极管基极为第二开关元件的第一端，第一三极管的发射极为第二开关元件的第二端，第一三极管的集电极为第二开关元件的第三端。第二三极管基极为第三开关元件的第一端，第二三极管的发射极为第三开关元件的第二端，第二三极管的集电极为第三开关元件的第三端。第一三极管的基极与电池组连接。应当说明的是，电池组可以根据实际需要进行设置，只要该电池组能够使得第一三极管始终处于放大状态即可。第二三极管的基极经第三电阻与电压调节模块的电压输出端连接。电压输出端的电压使得第二三极管处于放大状态，从而使得第一三极管的发射极与电压调节模块的电压输出端连接，并形成强烈的负反馈。当电压调节模块输出电压增大，第一三极管发射极的电压也随之增大。当第一三极管发射极的电压小于第一三极管基极的电压(参考电压)时，第一三极管集电极的电压随着输出电压的增大而增大，从而使得输出至电压调节模块受控端的电压也增大。电压调节模块受控端的电压增大，进而减小电压输入端流向电压输出端的电流，从而起到降低电压调节模块的输出电压的作用。当电压调节模块输出电压减小，第一三极管发射极的电压也随之减小。当第一三极管发射极的电压小于第一三极管基极的电压(参考电压)时，第一三极管集电极的电压随着输出电压的减小而减小，从而使得输出至电压调节模块受控端的电压也减小。电压调节模块受控端的电压减小，进而增大电压输入端流向电压输出端的电流，从而起到增大电压调节模块的输出电压的作用。电压调节控制模块使得电压调节模块能够输出稳定的直流电压，使得输出电压约为参考电压的大小。当需要输出低电压时，可通过降低标准稳压电源的电压值，从而实现输出低电压的目的。

优选的，所述DC稳压模块还包括用于调节所述参考电压大小的参考电压调节模块，所述参考电压调节模块的输入端与所述标准稳压电源连接，所述参考电压调节模块的输出端与所述电压调节控制模块的参考电压输入端连接；所述参考电压调节模块包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的第一端与标准稳压电源连接，所述第四电阻的第二端经所述第五电阻接地，所述第四电阻与所述第五电阻之间的节点与所述电压调节控制模块的参考电压输入端连接；所述第四电阻和/或第五电阻为可调电阻。

通过上述方案，标准稳压电源经参考电压调节模块输出直流稳定的参考电压至电压调节控制模块。由上述可知，DC稳压模块的输出电压约等于参考电压。若需要增大或者减小DC稳压模块的输出电压，可通过调整参考电压的大小即可。当需要增大DC稳压模块的输出电压时，调整参考电压调节模块，以增大参考电压。当需要减小DC稳压模块的输出电压时，调整参考电压调节模块，以减小参考电压，从而实现DC稳压模块的可控制性。

优选的，所述DC稳压模块还包括用于对输入至所述电压调节控制模块的参考电压进行滤波的第一滤波模块和用于对所述电压调节模块输出的电压进行滤波的第二滤波模块。

通过上述方案，为了保证输入至电压调节控制模块的参考电压时直流稳定的电压，DC稳压模块还包括第一滤波模块。具体地，第一滤波模块包括第一滤波电容。第一滤波电容的第一端与电压调节控制模块的参考电压输入端连接，第一滤波电容的第二端接地。标准稳压电源输出的杂波信号通过第一滤波电容流向地，从而避免了杂波信号流入至电压调节控制模块，保证了DC稳压模块工作的稳定性。为了保证DC稳压模块的输出电源更加稳定，DC稳压模块还包括第二滤波模块。具体地，第二滤波模块包括第二滤波电容。第二滤波电容的第一端与电压调节模块的电压输出端连接，第二滤波电容的第二端接地。电压调节模块的电压输出端的杂波信号经第二滤波电容C2流向地，从而保证了DC稳压模块输出稳定的直流电压。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

Claims (8)

1.一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，包括轨道和行走小车，其特征在于，还包括光电检测式充电电路；所述光电检测式充电电路包括控制板、光电检测模块、继电器、电池组和充电端口；

所述继电器的输入控制端与所述控制板的驱动输出端连接；

所述光电检测模块用于检测外接充电电源的充电器是否接入所述充电端口，所述光电检测模块的输出端与所述控制板的输入端连接；

所述继电器的输入端与所述充电端口的输出端连接，所述继电器的输出端与所述电池组的输入端连接；

所述光电检测模块包括控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模块，所述信号输入模块用于接收输入信号，所述信号输入模块的输出端与所述信号放大模块的输入端连接，所述信号放大模块的输出端与所述控制单元的一个输入端连接，所述信号输出模块的输入端与所述控制单元的一个输出端连接，所述信号输出模块的输出端与所述控制板的驱动输入端连接，且所述控制单元、信号放大模块、信号输出模块和信号输入模均集成于ASIC芯片中；

所述轨道包括翼板(11)和立板(12)，所述立板(12)固定设置于所述翼板(11)的顶面中部使所述轨道的截面成T字型；

所述行走小车包括车身(21)、驱动装置和压紧装置(25)，所述车身(21)的底部可转动的设置有两个第一支撑轮(22)和两个第二支撑轮(23)，两个所述第一支撑轮(22)对称设置于所述立板(12)两侧，两个所述第二支撑轮(23)对称设置于所述立板(12)两侧，所述第一支撑轮(22)和第二支撑轮(23)用于支撑所述车身(21)在所述翼板(11)上行走；

所述驱动装置包括电机(241)和主动轮(242)，所述电机(241)固定安装在所述车身(21)上，所述主动轮(242)固定套接在所述电机(241)的输出轴上；

所述压紧装置(25)包括支架(251)、浮动座(252)、压紧轮(253)和弹性件，所述支架(251)固定安装在所述车身(21)上，所述浮动座(252)与支架(251)通过所述弹性件连接，所述压紧轮(253)与所述浮动座(252)可转动的连接；

所述压紧轮(253)与所述主动轮(242)对称设置于所述立板(12)的两侧，所述弹性件用于使所述压紧轮(253)和所述主动轮(242)夹紧所述立板(12)；

所述电池组用于给真个直驱式轨道行走装置供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述浮动座(252)靠近所述立板(12)的一端的四角位置均设置有限位通孔，所述弹性件有四个，

所述弹性件包括螺钉(254)、限位螺帽(255)和弹簧(256)，所述螺钉(254)的螺纹端穿设于所述限位通孔内，所述限位螺帽(255)与所述螺钉(254)通过螺纹连接，所述限位螺帽(255)与所述浮动座(252)靠近所述立板(12)的一端接触设置，所述弹簧(256)套设在所述螺钉(254)外，所述弹簧(256)的两端分别与所述浮动座(252)和所述支架(251)接触设置。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述主动轮(242)外套接有橡胶套(243)。

4.根据权利要求1所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，还包括两个浮动装置，两个所述浮动装置对称设置于所述立板(12)的两侧，

所述浮动装置包括U型支架(261)，所述第一支撑轮(22)可转动的设置在所述U型支架(261)上，所述U型支架(261)的中部与所述车身(21)可转动的连接，所述U型支架(261)的两端均可转动的设置有导向轮(262)，所述导向轮(262)的旋转轴垂直于所述翼板(11)设置，所述导向轮(262)均与所述立板(12)接触设置。

5.根据权利要求4所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述浮动装置还包括复位弹性件(263)，所述复位弹性件(263)用于使所述U型支架(261)与所述车身(21)发生相对转动后复位。

6.根据权利要求1所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述光检测模块还包括一个单独的电源模块，所述电源模块与所述控制单元电连接，所述电源模块也集成于所述ASIC芯片中，且所述电源模块的型号包括78L05。

7.根据权利要求1所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述光电检测模块还包括过流保护模块，所述过流保护模块集成于所述ASIC芯片中，且所述过流保护模块与所述控制单元电连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于光电检测式充电电路的直驱式轨道行走装置，其特征在于，所述信号输入模块为光耦或光照强度传感器。

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