CN209593084U - 电源控制系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种电源控制系统及机器人，涉及自动化技术领域，该系统包括：主电池，用于在机器人正常工作时为所述机器人供电，所述主电池的输入端连接第一充电口，输出端连接控制模块的输入端，控制端连接所述控制模块的控制端；辅助电池，用于在所述主电池的温度达到预设值，且所述主电池停止输出时为所述机器人供电，所述辅助电池的输入端连接第二充电口，输出端连接所述控制模块的输入端；所述控制模块，用于实时监控所述主电池的温度，以控制所述主电池和所述辅助电池的开启。本公开可以通过辅助电池为机器人供电，避免主电池的温度达到预设值时导致机器人停止工作的情况，延长机器人的工作时长。

Description

电源控制系统及机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，具体而言，涉及一种电源控制系统及机器人。

背景技术

随着智能机器人的发展，可采用巡检机器人在仓库内进行巡检，实现多种自动化控制操作。

当巡检机器人用于消防巡检时，可为巡检机器人装备便携式灭火器，当巡检机器人检测到巡检区域内的火源时，能够自动行驶到着火处，打开灭火器，从而实现自主的消防灭火功能。然而，巡检机器人在自动行驶至着火处进行自主灭火时，由于机器人离火源的距离比较近，机器人的温度会升高，同时机器人内部的元器件温度都会相应的升高，当机器人电池温度达到60摄氏度时就会停止对外输出，此时机器人失去电源就无法继续进行正常工作，因此对机器人的工作时长存在限制。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此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。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种电源控制系统及机器人，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的电池温度影响机器人工作时长的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种电源控制系统，包括：主电池，用于在机器人正常工作时为所述机器人供电，所述主电池的输入端连接第一充电口，输出端连接控制模块的输入端，控制端连接所述控制模块的控制端；辅助电池，用于在所述主电池的温度达到预设值，且所述主电池停止输出时为所述机器人供电，所述辅助电池的输入端连接第二充电口，输出端连接所述控制模块的输入端；所述控制模块，用于实时监控所述主电池的温度，以控制所述主电池和所述辅助电池的开启，所述控制模块的输入端连接所述主电池或所述辅助电池的输出端，控制端连接所述主电池的控制端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：电源调整模块，用于为所述控制模块供电，以通过所述控制模块对所述机器人进行控制，所述电源调整模块的输入端连接所述主电池的输出端和所述辅助电池的输出端，输出端连接所述控制模块的输入端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助电池包括：接触器，设置于所述辅助电池的输出端，用于在闭合时控制所述辅助电池为所述机器人供电，并在所述辅助电池的作用下使所述机器人在所述主电池停止输出时继续工作。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制模块包括：继电器，设置于所述控制模块的输出端，用于控制设置于所述辅助电池的输出端的接触器的闭合，以使所述辅助电池为所述机器人供电。

在本公开的一种示例性实施例中，设置于所述辅助电池输出端的接触器在所述控制模块的输出端接收预设电压且所述继电器得电时闭合。

在本公开的一种示例性实施例中，所述主电池在所述控制模块的输出端接收所述预设电压的时间达到预设时长时停止输出。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助电池的工作温度大于100度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助电池包括锂-亚硫酰氯电池。

根据本公开的一个方面，提供一种机器人，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行命令；如上述任意一项所述的电源控制系统。

本公开示例性实施例中提供的一种电源控制系统及机器人中，在机器人的主电池的温度大于预设值时，触发一辅助电池为控制模块供电，从而控制机器人工作，以使所述机器人在辅助电池供电的情况下能够继续工作，避免了由于主电池温度过高而导致机器人无法工作的问题，延长了机器人正常工作的时间。

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和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中电源控制系统的框图。

图2示意性示出本公开示例性实施例中电源控制系统的具体结构图。

图3示意性示出本公开示例性实施例中一种机器人的框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。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方式中。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方式的充分理解。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省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的组元、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。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。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本示例性实施例中，首先提供了一种电源控制系统，参考图1所示，该电源控制系统100主要包括以下模块：

主电池101，用于在机器人正常工作时为所述机器人供电，所述主电池的输入端连接第一充电口，输出端连接控制模块的输入端，控制端连接所述控制模块的控制端；

辅助电池102，用于在所述主电池的温度达到预设值，且所述主电池停止输出时为所述机器人供电，所述辅助电池的输入端连接第二充电口，输出端连接所述控制模块的输入端；

所述控制模块103，用于实时监控所述主电池的温度，以控制所述主电池和所述辅助电池的开启，所述控制模块的输入端连接所述主电池或所述辅助电池的输出端，控制端连接所述主电池的控制端。

本示例性实施例中的电源控制系统，在机器人的主电池温度大于预设值时，触发一辅助电池为所述机器人供电，以使所述机器人在辅助电池供电的情况下能够继续工作，延长机器人正常工作的时间。

接下来，结合图2对本示例性实施例中电源控制系统的各个模块进行说明。

主电池101，用于在机器人正常工作时为所述机器人供电，所述主电池的输入端连接第一充电口，输出端连接控制模块的输入端，控制端连接所述控制模块的控制端。

本示例性实施例中，机器人可以为各种功能的机器人，例如仓库内或者是某一区域内的巡检机器人或者传输机器人等等，本示例性实施例中以巡检机器人为例进行说明。可为巡检机器人装备便携式灭火器，当其检测到巡检区域内的火源时，能够自动行驶到着火处，打开灭火器，从而实现自主的消防灭火功能。正常工作指的是机器人处于正常状态，只在主电池的作用下工作。机器人的主电池一般为锂电池，主电池的电压例如可以为24V。主电池的最高温度一般为60度。也就是说，当主电池温度达到60度时，机器人则无法正常工作。第一充电口指的是专门对主电池进行充电的充电口。

主电池的开关线路上还包括一个开关S1，如果该开关S1闭合，主电池由于存在输出信号而开始对外进行输出，从而使得机器人正常工作。若开关S1断开，主电池由于不存在输出信号，因此不能对外进行输出，使得机器人停止正常工作。

辅助电池102，用于在所述主电池的温度达到预设值，且所述主电池停止输出时为所述机器人供电，所述辅助电池的输入端连接第二充电口，输出端连接所述控制模块的输入端。

本示例性实施例中，第二充电口指的是专门对辅助电池充电的充电口。预设值可以为事先设置的一个值，用于表示主电池的最高工作温度，例如60度；也可以为接近主电池的最高工作温度，但比主电池的最高工作温度低的数值，例如55度。通过判断机器人的主电池温度是否大于预设值，可及时得知主电池是否可以继续使用，便于提前做好准备工作。判断机器人主电池温度是否大于预设值可以由控制模块执行，以通过实时监测主电池温度来实现。

如果判断主电池温度达到设置的预设值，则可以触发提前装备在机器人上的辅助电池来为机器人供电，以延长机器人工作的时间。其中，辅助电池可以为高温电池，以使机器人可以在100度或者是更高的温度下正常工作一段时间。本示例性实施例中，考虑到成本价格，为机器人提供一小块辅助电池，以使得机器人在高温下能够持续工作几分钟。举例而言，辅助电池可以为锂-亚硫酰氯电池，此处的锂-亚硫酰氯电池电池具体可以为高温锂-亚硫酰氯电池，其工作温度高达145度。当然，辅助电池还可以为其他类型高温电池。本示例性实施例中，通过工作温度较高的辅助电池为机器人供电，从而可以使机器人在高温下继续工作一段时间。

参考图2中所示，辅助电池是为了避免主电池由于高温导致机器人停止工作而增加的。辅助电池也可以为锂电池，其电压可以等于主电池的电压，例如可以为24V。参考图2中所示，辅助电池102可以包括输入端以及输出端，其中：输入端连接第二充电口，输出端连接控制模块的输入端，用于在所述主电池停止输出时为控制模块供电，从而使控制模块控制机器人继续工作。

除此之外，辅助电池102还可以包括一个接触器KM1，该接触器设置于所述辅助电池的输出端，用于控制所述辅助电池通过电源调整模块为控制模块供电。若接触器闭合，则辅助电池可为电源调整模块供电；若接触器断开，则辅助电池不能为电源调整模块供电，也不能为控制模块供电，从而不能控制机器人继续工作几分钟。

控制模块103，用于实时监控所述主电池的温度，以控制所述主电池和所述辅助电池的开启，所述控制模块的输入端连接所述主电池或所述辅助电池的输出端，控制端连接所述主电池的控制端。

本示例性实施例中，控制模块103例如可以为嵌入式控制板，其输入端间接连接主电池或者是辅助电池的输出端，控制端连接所述主电池控制端。由此可知，控制模块是通过控制端接收主电池温度是否达到预设值的信息，从而实现实时监控主电池的温度。主电池或者是辅助电池的输出端间接连接到控制模块的输入端，以向控制模块供电，保证系统运行。若控制模块无输入，则机器人不能正常工作。

实时监测主电池的温度具体可以为：机器人实时监测环境中的指标参数，并在所述指标参数大于预设阈值时，生成任务指令；在所述机器人处理所述任务指令对应的任务时，所述控制模块实时监测所述机器人的所述主电池温度。本步骤中，环境指的是机器人巡检区域的环境，例如仓库内。指标参数可以为表示着火的指标，例如烟雾浓度、热值等等，此处以指标参数为热值为例进行说明，具体可根据机器人中配置的热成像传感器获取热值图像，将热值图像中的热值信息作为环境的指标参数，并根据预设阈值判断是否着火；当判断热值图像中热值信息大于预设阈值时，可生成任务指令。此处的任务指令中可包括移动指令和灭火指令，机器人可以根据移动指令自动向着火点移动，并根据灭火指令对着火点使用装备的便携灭火器执行灭火任务。应该理解的是，本实用新型的技术方案并不以热成像传感器为限，例如，还可以通过烟雾传感器检测到的烟雾浓度作为环境的指标参数。

在所述机器人处理所述任务指令对应的任务时，由于机器人靠近火源时，机器人的温度会升高，同时机器人内部的元器件，例如主电池温度都会相应升高。当机器人主电池温度达到60度时就会停止对外输出，导致机器人无法正常工作。为了避免机器人主电池温度升高导致机器人出现异常情况的问题，所述控制模块可通过温度传感器等实时监测所述机器人的主电池温度，以及时得知机器人主电池温度，能够及时得知主电池是否可以继续使用，便于提前做好准备工作。

由图2可知，控制模块103的输出端上设有一个继电器，该继电器用于控制设置于所述辅助电池的输出端上的接触器。需要说明的是，在机器人正常工作情况下，该接触器处于断开状态。继电器可以为控制接触器的线圈，接触器还存在输入输出触点。由于输入触点接的是电源，而输出触点接的是负载，在继电器线圈不通电时接触器的输入输出触点是不接通的，叫常开触点；当继电器的线圈得电，那么输入输出触点接通，电源给负载供电，负载得电(就是所说的KM得电)。

继续参考图2所示，预设电压例如可以为12V，也可以为其他值。主电池的通信CAN线告知控制模块，以使控制模块为其输出端下发12V的电压。在为输出端下发12V的电压的情况下，可控制辅助电池为机器人供电。具体地，为所述控制模块的输出端提供所述预设电压，控制所述输出端的继电器得电，以使设置于所述辅助电池输出端的接触器闭合；在所述接触器闭合时，将所述辅助电池的输出信号传输至控制模块的输入端，通过所述辅助电池为控制模块提供输入，以使所述辅助电池为所述机器人供电。

继续参考图1中所示，电源控制系统还可以包括电源调整模块104，用于为所述控制模块供电，以通过所述控制模块对所述机器人进行控制，所述电源调整模块的输入端连接所述主电池的输出端和所述辅助电池的输出端，输出端连接所述控制模块的输入端。

本示例性实施例中，电源调整模块104例如可以为DCDC模块，其电压可以为24V至12V。其输入端连接所述主电池的输出端以及辅助电池的输出端，输出端连接所述控制模块的输入端以及负载，用于为所述控制模块供电。若主电池无输出，则不能为电源调整模块供电，电源调整模块无输出，则不能向控制模块供电，系统则无法运行，机器人不能正常工作。

也就是说，在为所述控制模块的输出端提供的预设电压的作用下，与控制模块输出端连接的继电器得电。由于输出端连接的继电器得电，使得设置在辅助电池输出端上的接触器KM1常开触点闭合。通过接触器KM1闭合，联通了辅助电池的输出端和电源调整模块的输入端，从而使辅助电池为电源调整模块提供输入信号，即触发了辅助电池给电源调整模块供电，以使机器人在辅助电池的触发下通过控制模块继续工作几分钟。

如果控制模块的输出端接收预设电压的时间达到预设时长，所述主电池停止输出。具体地，判断给输出端提供预设电压的时间是否达到预设时长，若达到预设时长，则可控制主电池停止输出。详细而言，嵌入式控制板可以通过控制端，即通过通信CAN总线告诉主电池的BMS(Battery Management System，电池管理系统)，让主电池的电池管理系统BMS在主电池失效前，主动关闭主电池的输出。其中，电池管理系统BMS是电池与用户之间的纽带，为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控主电池的状态。如此一来，主电池停止输出，使得DCDC模块输入端没电，可停止通过主电池给电源调整模块供电。预设时长可以根据实际需求进行设置，例如0.5秒等等。

基于以上模块，在主电池停止工作时，通过向控制模块输出端下发预设电压，控制输出端的继电器得电，以使设置于所述辅助电池输出端的接触器闭合，控制所述辅助电池为电源调整模块供电。如此一来，可使得辅助电池对电源调整模块供电，而控制主电池停止对电源调整模块供电，从而使开关内电源模块为控制模块供电，使得机器人在控制模块的作用下工作。能够避免主电池温度较高导致的机器人无法工作的问题，延长了机器人工作时长，避免了对机器人执行任务的影响，保证了机器人可靠执行任务。

参考图2所示对整个过程进行说明。本方案采用一块高温备用电源，即辅助电池。该辅助电池能工作在高于100℃，例如高温锂-亚硫酰氯电池工作温度高达145℃，但是目前的价格比较贵，所以设置一小块电池作为辅助电池，能满足机器人工作几分钟时间。

辅助电池工作由控制模块中的一个继电器控制，当机器人正常状态时，此继电器不吸合，辅助电池不工作。机器人正常工作就是按下主电池的开关S1，主电池开始对外进行输出，机器人正常工作。当遇到火情时，机器人靠近火源开始灭火，机器人体内温度开始上升，同时主电池的温度也开始上升，当主电池的温度达到55℃时，嵌入式控制板通过CAN通信实时监控主电池的温度，当知道主电池温度达到55℃，并且主电池即将停止输出时，嵌入式控制板先给OUT1下发12V的信号，继电器KMI线圈得电，接在辅助电池输出正极线路上的常开触点由打开变成关闭，开始对机器人进行供电，在下发OUT1信号0.5秒后，嵌入式控制板通过CAN告诉主电池BMS，让BMS在电池失效前，主动关闭主电池的输出。

本示例性实施例中还提供了一种机器人，如图3所示，该机器人300可以包括控制器301以及处理器302，还可以包括如图1中所述的电源控制系统100。

需要说明的是，上述所有模块和子模块均可以通过硬件实现，并且各个模块和子模块均可以通过本示例中描述的方法实现对应的功能，以实现在主电池停止输出时，通过辅助电池让机器人继续工作几分钟的目的。

上述所描述的特征、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方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

本说明书中使用“约”“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”“大约”“大致”“大概”的含义。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本实用新型的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。

Claims (9)

1.一种电源控制系统，其特征在于，包括：

主电池，用于在机器人正常工作时为所述机器人供电，所述主电池的输入端连接第一充电口，输出端连接控制模块的输入端，控制端连接所述控制模块的控制端；

辅助电池，用于在所述主电池的温度达到预设值，且所述主电池停止输出时为所述机器人供电，所述辅助电池的输入端连接第二充电口，输出端连接所述控制模块的输入端；

所述控制模块，用于实时监控所述主电池的温度，以控制所述主电池和所述辅助电池的开启，所述控制模块的输入端连接所述主电池或所述辅助电池的输出端，控制端连接所述主电池的控制端。

2.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

电源调整模块，用于为所述控制模块供电，以通过所述控制模块对所述机器人进行控制，所述电源调整模块的输入端连接所述主电池的输出端和所述辅助电池的输出端，输出端连接所述控制模块的输入端。

3.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，所述辅助电池包括：

接触器，设置于所述辅助电池的输出端，用于在闭合时控制所述辅助电池为所述机器人供电，并在所述辅助电池的作用下使所述机器人在所述主电池停止输出时继续工作。

4.根据权利要求3所述的电源控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：

继电器，设置于所述控制模块的输出端，用于控制设置于所述辅助电池的输出端的接触器的闭合，以使所述辅助电池为所述机器人供电。

5.根据权利要求4所述的电源控制系统，其特征在于，设置于所述辅助电池输出端的接触器在所述控制模块的输出端接收预设电压且所述继电器得电时闭合。

6.根据权利要求5所述的电源控制系统，其特征在于，所述主电池在所述控制模块的输出端接收所述预设电压的时间达到预设时长时停止输出。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的电源控制系统，其特征在于，所述辅助电池的工作温度大于100度。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的电源控制系统，其特征在于，所述辅助电池包括锂-亚硫酰氯电池。

9.一种机器人，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行命令；

如权利要求1-8任意一项所述的电源控制系统。