CN116995678B - 供电装置及水下缆控机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种供电装置及水下缆控机器人。供电装置包括：供电单元；耗电单元，与所述供电单元连接，用于接收所述供电单元的供电电压；所述耗电单元包括第一电容组，所述供电单元包括第二电容组，所述第一电容组与所述第二电容组通过第一连线和第二连线连接，用于将所述供电电压的信号分离为直流信号和交流信号，所述直流信号用于给所述耗电单元的负载供电。水下缆控机器人本体内部的供电电源通过载波传输至手柄上，通过电容组将载波的直流信号与交流信号分离，以实现手柄供电方案的简易化，用户无需再为手柄充电烦恼，增加水下缆控机器人的易用性和可维护性。
Description
技术领域
本申请涉及水下机器人领域，具体而言，涉及一种供电装置及水下缆控机器人。
背景技术
目前水下缆控机器人（Remote Operated Vehicle， ROV）在使用过程中，均需要为操作手柄准备额外的电源或者电池以进行供电。但是若采用岸上的交流电为手柄供电的方案，会使得ROV在没有交流电的场所无法使用；而若使用在手柄内放置锂电池以为手柄供电的方案，则需要对ROV手柄的电量进行管理，并为锂电池进行充电，若锂电池没电并且忘记充电，则仍会出现无法使用ROV的情况。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出一种供电装置及水下缆控机器人。
根据本申请的第一方面，提出一种供电装置，用于水下缆控机器人，所述供电装置包括：供电单元；耗电单元，与所述供电单元连接，用于接收所述供电单元的供电电压；所述耗电单元包括第一电容组，所述供电单元包括第二电容组，所述第一电容组与所述第二电容组通过第一连线和第二连线连接，用于将所述供电电压的信号分离为直流信号和交流信号，所述直流信号用于给所述耗电单元的负载供电。
例如，在本申请的一些实施例中，所述供电单元还包括第一载波模块和供电电源，所述第一载波模块与所述第二电容组串联连接；
所述耗电单元包括第二载波模块，所述第二载波模块与所述第一电容组串联连接；所述供电电源的正极连接所述第一连线，负极连接所述第二连线，以给所述耗电单元提供供电电压；所述第二载波模块用于接收所述交流信号。
例如，在本申请的一些实施例中，所述耗电单元还包括：开关；第一电阻，所述开关的一端连接所述第一连线，另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地。
例如，在本申请的一些实施例中，所述供电单元还包括采样电阻和主控芯片，所述主控芯片包括检测模块，其中：所述采样电阻串联连接于所述第一连线，用于采集所述第一连线的电流；所述检测模块与所述采样电阻并联，用于检测所述采样电阻上流过的电流。
例如，在本申请的一些实施例中，所述供电单元还包括MOS管，所述MOS管的第一端与所述供电电源连接、第二端与所述主控芯片连接、第三端与所述供电单元的芯片连接。
例如，在本申请的一些实施例中，在所述开关闭合的情况下，所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流增加，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；在所述开关断开的情况下，所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流减小，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作。
例如，在本申请的一些实施例中，所述开关为非自锁按键；所述耗电单元还包括计数器，用于统计所述开关的按压次数。
例如，在本申请的一些实施例中，在所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流变化的情况下：在所述开关的按压次数为奇数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；在所述开关的按压次数为偶数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作；或者在所述开关的按压次数为偶数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；在所述开关的按压次数为奇数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作。
例如，在本申请的一些实施例中，所述耗电单元还包括第一电池，所述第一电池的正极连接所述第一连线，所述第一电池的负极连接所述第二连线。
根据本申请的第二方面，提出一种水下缆控机器人，包括如第一方面中任一项所述的供电装置；所述供电单元放置于水底，并向所述耗电单元供电；所述耗电单元用于输出指令，以控制所述水下缆控机器人。
本申请提供的一种用于水下缆控机器人的供电装置，水下缆控机器人本体内部的供电电源通过载波传输至手柄上，通过电容组将载波的直流信号与交流信号分离：交流信号是网络控制和视频信号，进入第二载波模块；被分离出来的直流信号则分配给手柄的负载，为各负载提供电源。以此实现手柄供电方案的简易化，用户无需再为手柄充电烦恼，增加水下缆控机器人的易用性和可维护性。并且手柄侧无需增加额外的供电电池，可以降低手柄的成本，减轻手柄重量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，而不是对本申请的限制。
图1示出一示例性实施例的用于水下缆控机器人的供电装置示意图；
图2示出示例性的用于水下缆控机器人的供电装置的第二实施例；
图3示出示例性的用于水下缆控机器人的供电装置的第三实施例。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。
图1示出一示例性实施例的用于水下缆控机器人的供电装置示意图。
如图1所示，供电装置包括供电单元101和耗电单元102。供电单元101即水下缆控机器人本体。耗电单元102即操纵水下缆控机器人的手柄。供电单元101与耗电单元102连接，供电单元101向耗电单元102提供供电电压。
根据示例实施例，耗电单元102包括第一电容组1021。供电单元101包括第二电容组1011。第一电容组1021和第二电容组1011通过第一连线和第二连线连接，用于将供电电压的信号分离为直流信号和交流信号，直流信号用于给耗电单元102的负载供电。
第一电容组1021和第二电容组1011分别包括两个电容，分别串联连接于第一连线和第二连线。
根据示例实施例，供电单元101包括第一载波模块1012和供电电源1013。第一载波模块1012与第二电容组1011串联连接。耗电单元102包括第二载波模块1022。第一电容组1021与第二载波模块1022串联连接。供电电源1013的正极连接第一连线，负极连接第二连线并且接地，以给耗电单元102提供供电电压。第二载波模块1022用于接收交流信号，以通过交流信号实现耗电单元102对供电单元101的网络控制。
根据一些实施例，供电单元101还包括第一网络变压器1014、第一电压转换单元1015和外部信号接口的第一芯片1016。其中，第一网络变压器1014一端与第一载波模块1012连接，另一端与外部信号接口的第一芯片1016连接，用于给第一芯片1016提供合适的电压与电流。第一载波模块1012的12V电压端与供电电源1013的正极连接，并与第一电压转换单元1015连接。第一电压转换单元1015还与第一芯片1016的3.3V电压端连接，用于接收供电电源1013提供的供电电压给第一芯片1016。
根据一些实施例，耗电单元102还包括第二网络变压器1023、第二电压转换单元1024和外部信号接口的第二芯片1025。其中，第二网络变压器1023一端与第二载波模块1022连接，另一端与外部信号接口的第二芯片1025连接，用于给第二芯片1025提供合适的电压与电流。第二载波模块1022的12V电压端与第一连线连接，且与第二电压转换单元1024连接。第二载波模块1022的接地端接地。第二电压转换单元1024的接地端接地。第二电压转换单元1024还与第二芯片1025的3.3V电压端连接，用于接收供电电源1013提供的供电电压给第二芯片1025。
本申请提供的一种用于水下缆控机器人的供电装置，水下缆控机器人本体内部的供电电源通过载波传输至手柄上，通过电容组将载波的直流信号与交流信号分离：交流信号是网络控制和视频信号，进入第二载波模块；被分离出来的直流信号则分配给手柄的负载，为各负载提供电源。以实现手柄供电方案的简易化，用户无需再为手柄充电烦恼，增加水下缆控机器人的易用性和可维护性。并且手柄侧无需增加额外的供电电池，可以降低手柄的成本，减轻手柄重量。
图2示出示例性的用于水下缆控机器人的供电装置的第二实施例。
如图2所示，图2所示的电路与图1所示的电路基本相同，区别仅在于：耗电单元还包括第一电池1026。第一电池1026的正极连接第一连线，第一电池的负极连接第二连线。第一电池1026由供电电源1013通过电力载波方式为其充电。
在水下缆控机器人本体侧供电不稳定时，手柄侧的第一电池可以作为备用继续为手柄充电。
图3示出示例性的用于水下缆控机器人的供电装置的第三实施例。
如图3所示，供电装置包括供电单元101和耗电单元102。供电单元101即水下缆控机器人本体。耗电单元102即操纵水下缆控机器人的手柄。供电单元101与耗电单元102连接，供电单元101向耗电单元102提供供电电压。
根据示例实施例，耗电单元102包括第一电容组1021。供电单元101包括第二电容组1011。第一电容组1021和第二电容组1011通过第一连线和第二连线连接，用于将供电电压的信号分离为直流信号和交流信号，直流信号用于给耗电单元102的负载供电。
根据示例实施例，供电单元101包括第一载波模块1012和供电电源1013。第一载波模块1012与第二电容组1011串联连接。耗电单元102包括第二载波模块1022。第一电容组1021与第二载波模块1022串联连接。供电电源1013的正极连接第一连线，负极连接第二连线并且接地，以给耗电单元102提供供电电压。第二载波模块用于接收交流信号，以实现耗电单元102对供电单元101的网络控制。
根据示例实施例，耗电单元102还包括开关1027和第一电阻1028。开关1027的一端连接第一连线，另一端连接第一电阻1028的一端，第一电阻1028的另一端接地。供电单元101还包括采样电阻1017和主控芯片1018。主控芯片1018包括检测模块10181。采样电阻1017串联连接于第一连线，用于采集第一连线的电流。检测模块10181与采样电阻1017并联，用于检测采样电阻1017上流过的电流。
根据一些实施例，供电单元101还包括第一网络变压器1014、第一电压转换单元1015和外部信号接口的第一芯片1016。其中，第一网络变压器1014一端与第一载波模块1012连接，另一端与外部信号接口的第一芯片1016连接，用于给第一芯片1016提供合适的电压与电流。第一载波模块1012的12V电压端与供电电源1013的正极连接，并与第一电压转换单元1015连接。第一电压转换单元1015还与第一芯片1016的3.3V电压端连接，用于接收供电电源1013提供的供电电压给第一芯片1016。
根据一些实施例，耗电单元102还包括第二网络变压器1023、第二电压转换单元1024和外部信号接口的第二芯片1025。其中，第二网络变压器1023一端与第二载波模块1022连接，另一端与外部信号接口的第二芯片1025连接，用于给第二芯片1025提供合适的电压与电流。第二载波模块1022的12V电压端与第二电压转换单元1024连接。第二电压转换单元1024还与第二芯片1025的3.3V电压端连接，用于接收供电电源1013提供的供电电压给第二芯片1025。
根据示例实施例，供电单元101还包括MOS管1019。MOS管1019的第一端与供电电源1013连接、第二端与主控芯片1018连接、第三端第一电压转换单元1015连接。
根据示例实施例，在开关1027闭合的情况下，因为增加了第一电阻1028的负载，所以检测模块10181确定流经采样电阻1017的电流增加，主控芯片1018控制MOS管1019闭合，供电电源1013通过MOS管1019给供电单元的第一芯片1016供电，供电单元101工作。
根据示例实施例，在开关1027断开的情况下，检测模块10181确定流经采样电阻1017的电流减小，主控芯片1018控制MOS管1019断开，供电电源1013不给第一芯片1016供电，供电单元101停止工作。
根据一些实施例，开关1027为非自锁按键。即开关在被按下后会被释放，而不是在按下后即处于闭合状态。耗电单元102还包括计数器（图中未示出），用于统计开关1027的按压次数。
根据一些实施例，在检测模块10181确定流经采样电阻的电流变化的情况下，主控芯片1018再确定计数器的统计次数。
例如，在开关的按压次数为奇数的情况下，主控芯片控制MOS管闭合，供电电源通过MOS管给供电单元的负载供电，供电单元工作；在开关的按压次数为偶数的情况下，主控芯片控制MOS管断开，供电单元停止工作。
又如，在开关的按压次数为偶数的情况下，主控芯片控制MOS管闭合，供电电源通过MOS管给供电单元的负载供电，供电单元工作；在开关的按压次数为奇数的情况下，主控芯片控制MOS管断开，供电单元停止工作。
本申请提出一种用于水下缆控机器人的供电装置，通过在手柄内设置开关，并将开关设置为非自锁按键，在主控芯片确定采样电阻的电流信号发生变化时，再根据开关被按压的次数确定水下缆控机器人是否满足开关机要求，并控制MOS管的开闭，使得本体的整体系统开始工作或者停止工作。使得水下缆控机器人在停止工作的时候，不存在第一电阻持续耗电的情况，可以节约能源。
根据本申请的另一方面，提供了一种水下缆控机器人。该水下缆控机器人包括如前文任意一个实施例中的供电装置。其中：供电单元放置于水底，并向耗电单元供电。耗电单元用于输出指令，以控制水下缆控机器人。
应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。
此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。
Claims (4)
1.一种供电装置，用于水下缆控机器人，其特征在于，所述供电装置包括：
供电单元；
耗电单元，与所述供电单元连接，用于接收所述供电单元的供电电压；所述耗电单元包括第一电容组，所述供电单元包括第二电容组，所述第一电容组与所述第二电容组通过第一连线和第二连线连接，用于将所述供电电压的信号分离为直流信号和交流信号，所述直流信号用于给所述耗电单元的负载供电；
所述耗电单元包括第一电池、第一电阻、开关和第二载波模块，其中：
所述第一电池的正极连接所述第一连线，所述第一电池的负极连接所述第二连线，所述第一电池用于在所述供电单元供电不稳定时，作为备用电池向所述耗电单元的负载供电；
所述开关的一端连接所述第一连线，另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；
所述第二载波模块与所述第一电容组串联连接；
所述供电单元包括采样电阻、主控芯片、MOS管、检测模块、供电电源和第一载波模块，其中：
所述采样电阻串联连接于所述第一连线，用于采集所述第一连线的电流；
所述检测模块与所述采样电阻并联，用于检测所述采样电阻上流过的电流；
所述MOS管的第一端与所述供电电源连接、第二端与所述主控芯片连接、第三端与所述供电单元的电压转换单元连接；
所述第一载波模块与所述第二电容组串联连接；
所述供电电源的正极连接所述第一连线，负极连接所述第二连线，以给所述耗电单元提供供电电压；
所述第二载波模块用于接收所述交流信号；
在所述开关闭合的情况下，所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流增加，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；
在所述开关断开的情况下，所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流减小，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作，以使得所述水下缆控机器人在停止工作的时候，不存在所述第一电阻持续耗电的情况。
2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述开关为非自锁按键；
所述耗电单元还包括计数器，用于统计所述开关的按压次数。
3.如权利要求2所述的供电装置，其特征在于，在所述检测模块确定流经所述采样电阻的电流变化的情况下：
在所述开关的按压次数为奇数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；在所述开关的按压次数为偶数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作；
或者在所述开关的按压次数为偶数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管闭合，所述供电电源通过所述MOS管给所述供电单元的负载供电，所述供电单元工作；在所述开关的按压次数为奇数的情况下，所述主控芯片控制所述MOS管断开，所述供电单元停止工作。
4.一种水下缆控机器人，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的供电装置；
所述供电单元放置于水底，并向所述耗电单元供电；
所述耗电单元用于输出指令，以控制所述水下缆控机器人。
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