CN207625534U - 低功耗开关电路及移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗开关电路及移动机器人，通过人机交互模块接收供电电源的电能并接受触发操作而生成触发信号，光电耦合模块响应触发信号而导通电子开关模块并生成表征启动信号，主控模块在接收供电电源的电能时响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号，锁定模块响应导通状态锁定信号而将电子开关模块锁定为导通状态，电子开关模块在导通或关断时分别决定主控模块是否能够接收供电电源的电能，从而在待机或关机状态下，无需为主控模块持续供电来检测人机交互模块是否被触发，降低能耗，同时也能延长供电电源的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关控制技术领域，尤其涉及一种低功耗开关电路及移动机器人。
背景技术
为了触发机器设备的开/关机、待机、工作等状态，通常在机器设备上安装相应的人机交互模块，例如，触摸开关、薄膜开关、感应开关、触摸屏、无线控制接收电路等，通过人工操作人机交互模块来实现对机器设备的控制。
现有技术中，通常是将人机交互模块与主控芯片的I/O管脚连接，通过实时扫描主控芯片的I/O管脚来检测人机交互模块是否被触发。对于靠蓄电池供电的机器设备来说每一焦耳的电能都异常珍贵，采用这种方式，需要一直为主控芯片持续供电，才能及时检测人机交互模块是否被触发，消耗电能较多；另外，也容易因持续放电缩短蓄电池的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种低功耗开关电路及移动机器人，能够解决产品在待机、关机等低功耗状态下，因主控芯片需要持续供电来检测人机交互模块是否被触发而造成耗能过多的问题。
一种低功耗开关电路，包括：电子开关模块、主控模块、人机交互模块、光电耦合模块、以及锁定模块；
所述电子开关模块被配置为在导通时决定所述主控模块能够接收供电电源的电能，在关断时决定所述主控模块不能接收供电电源的电能；
所述人机交互模块被配置为接收供电电源的电能并接受触发操作而生成触发信号；
所述光电耦合模块被配置为响应所述触发信号而导通所述电子开关模块并生成表征启动信号；
所述主控模块被配置为在接收供电电源的电能时响应所述表征启动信号而生成导通状态锁定信号；
所述锁定模块被配置为响应所述导通状态锁定信号而将所述电子开关模块锁定为导通状态。
其中，所述电子开关模块包括：NPN三极管、PNP三极管、以及第一电阻；所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的集电极连接所述NPN三极管的基极，所述PNP三极管的发射极和所述NPN三极管的集电极均连接供电电源，所述NPN三极管的发射极连接所述主控模块。
其中，所述电子开关模块包括：NMOS管、PNP三极管、以及第一电阻；NMOS管、PNP三极管、以及第一电阻；所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的集电极连接所述NMOS管的栅极，所述PNP三极管的发射极和所述NMOS管的漏极均连接供电电源，所述NMOS管的源极连接所述主控模块。
其中，所述电子开关模块包括PNP三极管和第一电阻，所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的发射极连接供电电源，所述PNP三极管的集电极连接所述主控模块。
其中，还包括主控降压模块，所述电子开关模块通过所述主控降压模块连接所述主控模块。
其中，所述光电耦合模块包括光电耦合器和NPN三极管，所述光电耦合器的正输入端连接所述电子开关模块，所述光电耦合器的负输入端连接所述NPN三极管的集电极，所述光电耦合器的第一输出端连接所述主控模块，所述光电耦合器的第二输出端接地，所述NPN三极管的基极连接所述人机交互模块，所述NPN三极管的发射极接地。
其中，所述光电耦合模块包括光电耦合器和NMOS管，所述光电耦合器的正输入端连接所述电子开关模块，所述光电耦合器的负输入端连接所述NMOS管的漏极，所述光电耦合器的第一输出端连接所述主控模块，所述光电耦合器的第二输出端接地，所述NMOS管的栅极连接所述人机交互模块，所述NMOS管的源极接地。
其中，所述锁定模块包括NPN三极管和第二电阻，所述NPN三极管的集 电极通过所述第二电阻连接所述电子开关模块，所述NPN三极管的基极连接所述主控模块，所述NPN三极管的发射极接地。
其中，所述锁定模块包括NMOS管和第二电阻，所述NMOS管的漏极通过所述第二电阻连接所述电子开关模块，所述NMOS管的栅极连接所述主控模块，所述NMOS管的源极接地。
其中，所述人机交互模块包括按键开关、触摸开关、光电感应开关中的任意一种。
其中，还包括交互降压模块，所述人机交互模块通过交互降压模块连接供电电源。
一种移动机器人，包括上述任一项所述的低功耗开关电路。
本实用新型实施例提供的一种低功耗开关电路及移动机器人，通过人机交互模块接收供电电源的电能并接受触发操作而生成触发信号，光电耦合模块响应触发信号而导通电子开关模块并生成表征启动信号，主控模块在接收供电电源的电能时响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号，锁定模块响应导通状态锁定信号而将电子开关模块锁定为导通状态，电子开关模块在导通或关断时分别决定主控模块是否能够接收供电电源的电能，从而在待机或关机状态下，无需为主控模块持续供电来检测人机交互模块是否被触发，降低能耗，同时也能延长供电电源的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的变形形式。
图1是本实用新型实施例的一种低功耗开关电路的功能框图；
图2是本实用新型又一实施例的一种低功耗开关电路的功能框图；
图3是本实用新型实施例的一种低功耗开关电路的线路连接图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方 案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
图1是本实用新型实施例的一种低功耗开关电路的功能框图。如图1所示，低功耗开关电路100包括：电子开关模块20、主控模块30、人机交互模块40、光电耦合模块50、以及锁定模块60。其中，
电子开关模块20被配置为在导通时决定主控模块30能够接收供电电源200的电能，在关断时决定主控模块30不能接收供电电源200的电能。供电电源200可以是蓄电池，也可以是市交流电。
人机交互模块40被配置为接收供电电源200的电能并接受触发操作而生成触发信号。人机交互模块40可以是按键开关、触摸开关、光电感应开关、触摸屏、无线控制接收电路中的任一种，无线控制接收电路可以是蓝牙控制接收电路、红外控制接收电路等。在实际应用中，人机交互模块40可以接受人为的操控、接触、靠近、无线远程遥控等触发操作而生成触发信号。
光电耦合模块50被配置为响应触发信号而导通电子开关模块20并生成表征启动信号。光电耦合模块50受到触发信号的影响，使得电子开关模块20被导通，以便主控模块30能够接收供电电源200的电能；另外，光电耦合模块50响应触发信号还生成表征启动信号。
主控模块30被配置为在接收供电电源200的电能时响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号。主控模块30可以是单片机、FPGA、ASIC、DSP等微控制器。电子开关模块20被导通后，主控模块30能够接收供电电源200的电能，使得主控模块30上电启动，主控模块30接收并响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号。
锁定模块60被配置为响应导通状态锁定信号而将电子开关模块20锁定为导通状态。锁定模块60接收并响应导通状态锁定信号，以便将电子开关模块20锁定为导通状态，如此，电子开关模块20一直持续处于导通状态，主控模块30就可以一直持续接收供电电源200的电能而控制一些类型的负载工作。
启动过程：
在待机或关机状态下，电子开关模块20处于关断状态，使得主控模块30 不能接收供电电源200的电能，一些类型的负载也不工作。当人机交互模块40被触发时生成触发信号，光电耦合模块50响应触发信号而使得电子开关模块20被导通，以便主控模块30能够接收供电电源200的电能，另外，光电耦合模块50响应触发信号还生成表征启动信号，主控模块30在接收供电电源200的电能时响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号，锁定模块60响应导通状态锁定信号而将电子开关模块20锁定为导通状态，如此，主控模块30就可以一直持续接收供电电源200的电能而控制一些类型的负载工作，从而完成了启动过程。
静态待机或关机过程：
在启动状态下，主控模块30可以被配置为在满足预设条件下生成关断状态锁定信号，锁定模块60被配置为响应关断状态锁定信号而将电子开关模块20锁定为关断状态，由于电子开关模块20在关断时决定主控模块30不能接收供电电源200的电能，主控模块30无法控制一些类型的负载工作，从而完成了静态待机或关机过程。上述预设条件可以是预设时长内人机交互模块40没有被触发，也可以是到达预约时间点等。
动态待机或关机过程：
在启动状态下，当人机交互模块40被触发时生成触发指令，光电耦合模块50响应该触发指令而生成表征止息信号，主控模块30响应表征止息信号而生成关断状态锁定信号，锁定模块60被配置为响应关断状态锁定信号而将电子开关模块20锁定为关断状态，由于电子开关模块20在关断时决定主控模块30不能接收供电电源200的电能，主控模块30无法控制一些类型的负载工作，从而完成了动态待机或关机过程。需要说明的是，触发指令可以与触发信号相同，表征止息信号与表征启动信号相同，例如，触发指令和触发信号均为高电平信号，表征止息信号和表征启动信号均为低电平信号。主控模块30可以被配置为将在启动状态下将光电耦合模块50生成的低电平信号判定为表征止息信号，从而响应表征止息信号生成关断状态锁定信号；主控模块30还可以被配置为将光电耦合模块50再次生成的低电平信号判定为表征止息信号，从而响应表征止息信号生成关断状态锁定信号。
在待机或关机状态下，供电电源200只需为人机交互模块40中的触发电路供电即可，消耗电能极低。有些类型的人机交互模块40仅仅需要几微安的电流就可以满足工作要求。
本实用新型实施例提供的一种低功耗开关电路100，通过人机交互模块40接收供电电源200的电能并接受触发操作而生成触发信号，光电耦合模块50响应触发信号而导通电子开关模块20并生成表征启动信号，主控模块30在接收供电电源200的电能时响应表征启动信号而生成导通状态锁定信号，锁定模块60响应导通状态锁定信号而将电子开关模块20锁定为导通状态，电子开关模块20在导通或关断时分别决定主控模块30是否能够接收供电电源200的电能，从而在待机或关机状态下，无需为主控模块30持续供电来检测人机交互模块40是否被触发，降低能耗，同时也能延长供电电源200的使用寿命。
图2是本实用新型又一实施例的一种低功耗开关电路的功能框图。一般来讲，由于供电电源200的输出电压相对于主控模块30和人机交互模块40的额定工作电压太高，为此，如图2所示，低功耗开关电路300在低功耗开关电路100的基础上增加了主控降压模块70和交互降压模块80，电子开关模块20通过主控降压模块70连接主控模块30，人机交互模块40通过交互降压模块80连接供电电源200。主控降压模块70用于将供电电源200的电压转化为适于主控模块30正常工作的低电压，交互降压模块80用于将供电电源200的电压转化为适于交互降压模块80正常工作的低电压。
图3是本实用新型实施例的一种低功耗开关电路的线路连接图。如图3所示，在本实用新型实施例中，电子开关模块20包括：NPN三极管21、PNP三极管22、以及第一电阻23。PNP三极管22的基极通过第一电阻23连接光电耦合模块50和锁定模块60，PNP三极管22的集电极连接NPN三极管21的基极，PNP三极管22的发射极和NPN三极管21的集电极均连接供电电源200，NPN三极管21的发射极连接主控模块30。
在一可选实施例中，电子开关模块20还可以包括：NMOS管、PNP三极管、以及第一电阻23；PNP三极管的基极通过第一电阻23连接光电耦合模块50和锁定模块60，PNP三极管的集电极连接NMOS管的栅极，PNP三极管的发射极和NMOS管的漏极均连接供电电源200，NMOS管的源极连接主控模块30。
在一可选实施例中，电子开关模块20还可以包括：PNP三极管和第一电阻，PNP三极管的基极通过第一电阻连接光电耦合模块50和锁定模块60，PNP三 极管的发射极连接供电电源200，PNP三极管的集电极连接主控模块30。
在本实用新型实施例中，光电耦合模块50包括光电耦合器51和NPN三极管52，光电耦合器51的正输入端连接电子开关模块20，光电耦合器51的负输入端连接NPN三极管52的集电极，光电耦合器51的第一输出端连接主控模块30，光电耦合器51的第二输出端接地，NPN三极管52的基极连接人机交互模块40，NPN三极管52的发射极接地。
在一可选实施例中，光电耦合模块包括光电耦合器51和NMOS管，光电耦合器51的正输入端连接电子开关模块20，光电耦合器51的负输入端连接NMOS管的漏极，光电耦合器51的第一输出端连接主控模块30，光电耦合器51的第二输出端接地，NMOS管的栅极连接人机交互模块40，NMOS管的源极接地。
在本实用新型实施例中，锁定模块60包括NPN三极管61和第二电阻62，NPN三极管61的集电极通过第二电阻62连接电子开关模块20，NPN三极管61的基极连接主控模块30，NPN三极管61的发射极接地。
在一可选实施例中，锁定模块60包括NMOS管和第二电阻62，NMOS管的漏极通过第二电阻62连接电子开关模块20，NMOS管的栅极连接主控模块30，NMOS管的源极接地。
以图3中所示的线路连接图为例，如下对启动过程、静态待机或关机过程、动态待机或关机过程进行说明。
启动过程：
在待机或关机状态下，NPN三极管21处于关断状态，使得主控模块30不能接收供电电源200的电能，一些类型的负载也不工作。当人机交互模块40被触发时生成高电平信号，以使NPN三极管52导通，供电电源200、PNP三极管22、第一电阻23、光电耦合器51的发光管、NPN三极管52、地形成电流通路，NPN三极管21被导通，主控模块30能够接收供电电源200的电能，另外，光电耦合器51的光电接收管导通，使得光电耦合器51的第一输出端变成低电平，主控模块30响应该低电平信号而生成导通状态锁定信号，该导通状态锁定信号是使得NPN三极管61持续导通的高电平信号，供电电源200、PNP三极管22、第一电阻23、第二电阻62、NPN三极管61、地形成电流通路，NPN三极管21被锁定为导通状态，如此，主控模块30就可以一直持续接收供电电源200的电能而控制一些类型的负载工作，从而完成了启动过程。
静态待机或关机过程：
在启动状态下，主控模块30可以被配置为在满足预设条件下生成关断状态锁定信号，该关断状态锁定信号是使得NPN三极管61截止的低电平信号，供电电源200、PNP三极管22、第一电阻23、第二电阻62、NPN三极管61、地无法形成电流通路，NPN三极管21被锁定为关断状态，如此，主控模块30不能接收供电电源200的电能，而无法控制一些类型的负载工作，从而完成了静态待机或关机过程。上述预设条件可以是预设时长内人机交互模块40没有被触发，也可以是到达预约时间点等。
动态待机或关机过程：
在启动状态下，当人机交互模块40被触发时生成高电平信号，以使NPN三极管52导通，供电电源200、PNP三极管22、第一电阻23、光电耦合器51的发光管、NPN三极管52、地形成电流通路，光电耦合器51的光电接收管导通，使得光电耦合器51的第一输出端变成低电平，主控模块30响应该低电平信号而生成关断状态锁定信号，该关断状态锁定信号是使得NPN三极管61截止的低电平信号，供电电源200、PNP三极管22、第一电阻23、第二电阻62、NPN三极管61、地无法形成电流通路，NPN三极管21被锁定为关断状态，如此，主控模块30不能接收供电电源200的电能，而无法控制一些类型的负载工作，从而完成了动态待机或关机过程。
本实用新型实施例还提供一种应用低功耗开关电路100的移动机器人，该移动机器人可以是清洁机器人、陪护机器人、送餐机器人、迎宾机器人、遥控摄像机器人等。其中，清洁机器人包括但不限于吸尘器、扫地机、拖地机等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一可选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种低功耗开关电路，其特征在于，包括：电子开关模块、主控模块、人机交互模块、光电耦合模块、以及锁定模块；
所述电子开关模块被配置为在导通时决定所述主控模块能够接收供电电源的电能，在关断时决定所述主控模块不能接收供电电源的电能；
所述人机交互模块被配置为接收供电电源的电能并接受触发操作而生成触发信号；
所述光电耦合模块被配置为响应所述触发信号而导通所述电子开关模块并生成表征启动信号；
所述主控模块被配置为在接收供电电源的电能时响应所述表征启动信号而生成导通状态锁定信号；
所述锁定模块被配置为响应所述导通状态锁定信号而将所述电子开关模块锁定为导通状态。
2.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述电子开关模块包括：NPN三极管、PNP三极管、以及第一电阻；所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的集电极连接所述NPN三极管的基极，所述PNP三极管的发射极和所述NPN三极管的集电极均连接供电电源，所述NPN三极管的发射极连接所述主控模块。
3.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述电子开关模块包括：NMOS管、PNP三极管、以及第一电阻；NMOS管、PNP三极管、以及第一电阻；所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的集电极连接所述NMOS管的栅极，所述PNP三极管的发射极和所述NMOS管的漏极均连接供电电源，所述NMOS管的源极连接所述主控模块。
4.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述电子开关模块包括PNP三极管和第一电阻，所述PNP三极管的基极通过所述第一电阻连接所述光电耦合模块和所述锁定模块，所述PNP三极管的发射极连接供电电源，所述PNP三极管的集电极连接所述主控模块。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的低功耗开关电路，其特征在于，还包括主控降压模块，所述电子开关模块通过所述主控降压模块连接所述主控模块。
6.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述光电耦合模块包括光电耦合器和NPN三极管，所述光电耦合器的正输入端连接所述电子开关模块，所述光电耦合器的负输入端连接所述NPN三极管的集电极，所述光电耦合器的第一输出端连接所述主控模块，所述光电耦合器的第二输出端接地，所述NPN三极管的基极连接所述人机交互模块，所述NPN三极管的发射极接地。
7.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述光电耦合模块包括光电耦合器和NMOS管，所述光电耦合器的正输入端连接所述电子开关模块，所述光电耦合器的负输入端连接所述NMOS管的漏极，所述光电耦合器的第一输出端连接所述主控模块，所述光电耦合器的第二输出端接地，所述NMOS管的栅极连接所述人机交互模块，所述NMOS管的源极接地。
8.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述锁定模块包括NPN三极管和第二电阻，所述NPN三极管的集电极通过所述第二电阻连接所述电子开关模块，所述NPN三极管的基极连接所述主控模块，所述NPN三极管的发射极接地。
9.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述锁定模块包括NMOS管和第二电阻，所述NMOS管的漏极通过所述第二电阻连接所述电子开关模块，所述NMOS管的栅极连接所述主控模块，所述NMOS管的源极接地。
10.根据权利要求1所述的低功耗开关电路，其特征在于，所述人机交互模块包括按键开关、触摸开关、光电感应开关中的任意一种。
11.根据权利要求1或10所述的低功耗开关电路，其特征在于，还包括交互降压模块，所述人机交互模块通过交互降压模块连接供电电源。
12.一种移动机器人，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的低功耗开关电路。
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| CN201721511359.0U Withdrawn - After Issue CN207625534U (zh) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | 低功耗开关电路及移动机器人 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN207625534U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107769761A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-06 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 低功耗开关控制电路及移动机器人 |
-
2017
- 2017-11-14 CN CN201721511359.0U patent/CN207625534U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107769761A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-06 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 低功耗开关控制电路及移动机器人 |
| CN107769761B (zh) * | 2017-11-14 | 2024-03-26 | 深圳银星智能集团股份有限公司 | 低功耗开关控制电路及移动机器人 |
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Legal Events
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518110 1701, building 2, Yinxing Zhijie, No. 1301-72, sightseeing Road, Xinlan community, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Yinxing Intelligent Group Co.,Ltd. Address before: 518110 Building A1, Yinxing Hi-tech Industrial Park, Guanlan Street Sightseeing Road, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Granted publication date: 20180717 Effective date of abandoning: 20240326 |
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