CN212935504U

CN212935504U - 一种电机电源管理系统

Info

Publication number: CN212935504U
Application number: CN202020616111.6U
Authority: CN
Inventors: 赵保平; 魏初舜
Original assignee: Beijing Kuangshi Robot Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Kuangshi Robot Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2030-04-22

Abstract

本实用新型提供了一种电机电源管理系统，包括：主控单元、电机和电机电源管理单元；所述主控单元与所述电机相连，以发送针对所述电机的控制指令至所述电机；所述电机电源管理单元分别与所述电机的电机驱动和所述主控单元相连，以分别从所述主控单元获取所述控制指令，从所述电机的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号；其中，在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，所述电机电源管理单元切断所述电机的电源。从而可以在设备运行出错的情况下及时给电机断电，取得有效减少因非正常运动造成的损失的有益效果。

Description

一种电机电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及智能运输车技术领域，尤其涉及一种电机电源管理系统。

背景技术

自动导引运输车(AGV，Automated Guided Vehicles)是指能够沿自动导引装置行驶，具有运输功能的移动机器人。AGV运输速度快，自动化程度高，安全可靠，性价比好，因此在流通物流和电子制造等领域扮演着越来越重要的角色。

现有的AGV中常用的电机电源管理方法一般采用按下AGV急停按钮或BUMPER(保险杠)信号告知MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，通过软件逻辑和通信总线控制电机停转，如果出现单边行走电机坏造成原地旋转，两边行走电机速度不一致使AGV行走偏移等运动故障时，不能马上切断电机电源，使其停止运动，实时性较差且出错概率较大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电机电源管理系统，以解决现有的方案中AGV出现行走偏移等运动故障时，不能马上切断电机电源，使其停止运动，电源控制过程的实时性较差且出错概率较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电机电源管理系统，包括：主控单元、电机和电机电源管理单元；

所述主控单元与所述电机相连，以发送针对所述电机的控制指令至所述电机；

所述电机电源管理单元分别与所述电机的电机驱动和所述主控单元相连，以分别从所述主控单元获取所述控制指令，从所述电机的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号；

其中，在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，所述电机电源管理单元切断所述电机的电源。

可选地，所述电机电源管理单元中包括监听单元和电子开关电路；

其中，所述监听单元分别与所述电机的电机驱动和所述主控单元相连，以分别从所述主控单元获取所述控制指令，以及从所述电机的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号，并检测所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令是否适配；

所述电子开关电路与所述监听单元相连，以在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，切断所述电机的电源。

可选地，在所述电子开关电路中通过第一逻辑电路连接两个MOS管；两个所述MOS管串联形成双冗余回路；所述第一逻辑电路还与所述监听单元相连，以在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，通过控制两个所述MOS管，切断所述电机的电源；

其中，两个所述MOS管中的至少一个断开，所述电子开关电路即断开，从而切断所述电机的电源。

可选地，所述电子开关电路中还包括用以检测两个所述MOS管是否存在故障的第二逻辑电路，所述第二逻辑电路与每个所述MOS管相连，所述第二逻辑电路的输出包括每个所述MOS管的故障检测结果；

其中，响应于所述故障检测结果为至少一个所述MOS管短路，所述电机电源管理单元将所述故障检测结果上报至所述主控单元。

可选地，所述系统还包括急停控件、保险杠；

其中，所述急停控件和所述保险杠分别与所述电子开关电路中的所述第一逻辑电路相连，以通过所述第一逻辑电路控制所述电机断电或通电。

可选地，所述系统还包括第一软件控制装置，所述第一软件控制装置通过发送第一软件控制信号至所述电子开关电路中的所述第一逻辑电路，以控制所述电机断电或通电。

可选地，所述电机的电机驱动中包括第三逻辑电路和抱闸控制电路，所述第三逻辑电路用以检测电机电源，所述第三逻辑电路与所述抱闸控制电路相连，所述抱闸控制电路与所述电机相连；

其中，所述第三逻辑电路根据电机电源检测结果，通过所述抱闸控制电路控制所述电机抱闸或者松闸。

可选地，所述系统还包括点动控件，所述点动控件与所述第三逻辑电路相连，以通过所述抱闸控制电路控制所述电机抱闸或者松闸。

可选地，所述系统还包括第二软件控制装置，所述第二软件控制装置通过发送第二软件控制信号至所述电子开关电路中的所述第一逻辑电路，以控制所述电机抱闸或松闸。

可选地，所述电机包括行走电机、顶举电机、旋转电机中的至少一种。

在本实用新型实施例中，所述电机电源管理单元包括：主控单元、电机和电机电源管理单元；所述主控单元与所述电机相连，以发送针对所述电机的控制指令至所述电机；所述电机电源管理单元分别与所述电机的电机驱动和所述主控单元相连，以分别从所述主控单元获取所述控制指令，从所述电机的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号；其中，在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，所述电机电源管理单元切断所述电机的电源。从而可以在设备运行出错的情况下及时给电机断电，取得有效减少因非正常运动造成的损失的有益效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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附图。

图1是本实用新型实施例中的一种电机电源管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的一种电子开关电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的一种第三逻辑电路和抱闸控制电路的结构示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

参照图1，示出了本实用新型实施例中一种电机电源管理系统的结构示意图。

本实用新型实施例的电机电源管理系统包括：主控单元110、电机120和电机电源管理单元130。

下面分别详细介绍各模块的功能以及各模块之间的交互关系。

所述主控单元110与所述电机120相连，以发送针对所述电机120的控制指令至所述电机120；

所述电机电源管理单元130分别与所述电机120的电机驱动和所述主控单元110相连，以分别从所述主控单元110获取所述控制指令，从所述电机120的电机驱动170获取表征电机运动状态的编码器信号；

其中，在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，所述电机电源管理单元130切断所述电机120的电源。

在本实用新型实施例中，为了能够在电机的运动状态发生故障时及时切换电机电源，可以建立电机的运动状态和安全电源管理之间的关联。

可以通过电机电源管理单元130监听主控单元110发出的控制电机(例如控制电机进行行走、顶举、旋转等运动)的控制指令，同时监听电机120的电机驱动170发出的表征电机运动状态，也即体现电机120实际动作状态的编码器信号，进而通过比较控制指令和编码器信号判断电机120是否按照控制指令执行了正确的运动，如果有错则可以立即切断电机电源，以使相应的电机停转，从而减少因非正常运动造成的损失。

例如，行走时单边行走电机发生故障造成AGV原地旋转，或者行走时两边行走电机速度不一致使AGV行走偏移等情况。此时电机电源管理单元都能通过比较控制指令和电机驱动的编码器信号不适配后及时使电机断电停止运行。

可选地，在本实用新型实施例中，电机电源管理单元130中包括监听单元131和电子开关电路132；其中，所述监听单元131分别与所述电机120的电机驱动和所述主控单元110相连，以分别从所述主控单元110获取所述控制指令，以及从所述电机120的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号，并检测所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令是否适配；所述电子开关电路132与所述监听单元131相连，以在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，切断所述电机120的电源。那么则可以通过电机电源管理单元130中的监听单元131，从主控单元110获取用以控制电机的控制指令，同时通过监听单元131，从电机120的电机驱动获取表征电机运动状态的编码器信号，进而则可以比较控制指令和编码器信号判断电机120是否按照控制指令执行了正确的运动，而如果编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配，也即电机120未按照控制指令执行正确的运动，那么则可以通过电机电源管理单元130中的电子开关电路132，切断相应电机的电源。

其中，电子开关电路132可以为任意一种具有具有开关功能的电路，对此本实用新型实施例不加以限定。而且为了方便通过电机电源管理单元130直接切断电机的电源，可以设置电机电源管理单元130与相应电机120的供电电源、以及相应的电机120存在连接关系，如果编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配，则可以直接通过电机电源管理单元130控制供电电源停止给相应的电机供电，从而切断其电源。

例如，对于AGV而言，可以包含行走电机，顶举电机，旋转电机，等电机。正常状态下，AGV行走时，顶举电机和旋转电机不工作；在顶举电机工作执行顶举货架的过程中，行走电机和旋转电机不工作；在旋转电机工作使得AGV旋转时，行走电机和顶举电机不工作，在原地旋转。

参照图2，在本实用新型实施例中，为了提高安全性，可以在电子开关电路132中通过第一逻辑电路1321控制两个MOS管1322(如图2中Q1和Q2)，以控制电机电源，两个MOS管1322串联形成双冗余回路；所述第一逻辑电路1321还与所述监听单元131相连，以在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，通过控制两个所述MOS管1322，切断所述电机120的电源。

那么此时如果两个所述MOS管1322中的至少一个断开，所述电子开关电路132即断开，则可以切断电机120的电源。

参照图2，在本实用新型实施例中，为了避免由于MOS管1322损坏导致无法及时切断或者连通电源，所述电子开关电路132中还可以包括用以检测两个所述MOS管1322是否存在故障的第二逻辑电路1323，所述第二逻辑电路1323与每个所述MOS管1322相连，以检测每个所述MOS管1322的状态，所述第二逻辑电路1323的输出包括每个所述MOS管1322的故障检测结果；其中，响应于所述故障检测结果为至少一个所述MOS管1322短路，所述电机电源管理单元130将所述故障检测结果上报至所述主控单元110。这样可以方便相关技术人员进行故障判断和维修处理等操作。

如图2所示，Q1和Q2为MOS管，且Q1和Q2串联形成双冗余回路，Q1和Q2中的一个断开，则可以输出控制电机驱动断开的信号，以切断电机电源。其中，S1为表征Q1状态的值，S2为表征Q2状态的值，OUT1为Q1的故障检测输出，OUT2为Q2的故障检测输出。S1和S2为第二逻辑电路1323的输入，OUT1和OUT2为第二逻辑电路1323的输出。

另外，在本实用新型实施例中，可以直接切断电机电源，也可以通过切断电机驱动的电源，从而停止驱动电机，相当于切断电机电源，对此本实用新型实施例不加以限定。

其中，第一逻辑电路1321和第二逻辑电路1323的运算逻辑可以根据需求进行自定义设置，对此本实用新型实施例不加以限定。而且S1与OUT1，以及S2与OUT2之间的对应关系均可以根据第一逻辑电路1321和第二逻辑电路1323的运算逻辑进行相应调整。

例如，可以设置检测真值表如下表所示：

在本实用新型实施例中，通过第二逻辑电路1323检测电子开关电路132中的MOS管1322是否损坏，如果出现损坏将结果上报，方便及时进行故障判断和维修处理，进而进一步降低MOS管损坏导致电机断电延迟的可能性，减少因非正常运动造成的损失。

参照图1和图2，在本实用新型实施例中，所述电机电源管理系统还可以包括急停控件140、保险杠150；其中，所述急停控件140和所述保险杠150分别与所述电子开关电路中的所述第一逻辑电路1321相连，以通过所述第一逻辑电路1321控制所述电机120断电或通电。

在实际应用中，也可以通过急停控件140、BUMPER150(保险杠/缓冲器)等方式控制电机电源的切断、连通等。例如AGV等碰到故障之后，BUMPER150会触发一个信号控制AGV停下来。因此在本实用新型实施例中，第一逻辑电路1321的输入可以包括但不限于急停控件140发出的急停信号、保险杠150发出的保险杠信号、所述电机电源管理单元130中的监控单元131发出的电源控制信号中的至少一种。

在本实用新型实施例中，通过监听单元和采用了双回路冗余设计的电子开关电路提供和控制电机电源，通过电子开关电路根据监听单元的检测结果控制MOS管是否给后级的电机供电，如出现异常情况，此时强制断开后级电机电源，避免出现意外，进一步提高安全性。

参照图2，在本实用新型实施例中，所述电机电源管理系统还可以包括第一软件控制装置160，所述第一软件控制装置160通过发送第一软件控制信号至所述电子开关电路132中的所述第一逻辑电路1321，以控制所述电机120断电或通电。其中的第一软件控制装置160可以为一固定装置，在电机电源管理系统中的固定位置，例如第一软件控制装置160可以为与电机电源管理单元130固定连接的且安装有预设控制软件的操控平台；或者，也可以设置第一软件控制装置160为可移动的控制装置，以方便用户通过第一软件控制装置160远程控制电机断电或通电。

另外，在本实用新型实施例中，为了在切断电机电源之后能够及时控制电机停止运动，进一步降低损失，可以在所述电机120的电机驱动170中设置如图3所示的第三逻辑电路171和抱闸控制电路172，所述第三逻辑电路171可以与所述电机120相连，以检测电机120电源，所述第三逻辑电路171与所述抱闸控制电路172相连，所述抱闸控制电路172与所述电机120相连；其中，所述第三逻辑电路171根据电机电源检测结果，通过所述抱闸控制电路172控制所述电机120抱闸或者松闸。例如，在电机电源掉电的情况下，第三逻辑电路171可以检测到电机电源为低电平，那么则可以进一步触发抱闸控制电路172，使电机抱闸。而如果第三逻辑电路171检测到电机电源为高电平，则可以进一步触发抱闸控制电路172，使电机松闸。

可选地，在本实用新型实施例中，所述电机电源管理系统还可以包括点动控件180，所述点动控件180与所述第三逻辑电路171相连，以通过所述抱闸控制电路172控制所述电机抱闸或者松闸。

参照图3，在本实用新型实施例中，所述电机电源管理系统还可以包括第二软件控制装置190，所述第二软件控制装置190通过发送第二软件控制信号至所述电子开关电路132中的所述第一逻辑电路1321，以控制所述电机120抱闸或松闸。

在本实用新型实施例中，为了方便控制电机进行抱闸，且在抱闸之后可以根据需求随时松闸，可以通过预设的点动控件180触发控制信号控制电机抱闸或者松闸。例如，可以使用系统中的点动控件180来触发电机驱动170中的第三逻辑电路171和抱闸控制电路172，按钮按下电机120松闸，按钮松开电机120抱闸。另外，也可以通过预设的用以控制抱闸和松闸的第二软件控制装置190下发第二软件控制信号控制电机抱闸和松闸。而且，在通过上述的急停信号、保险杠信号、第一软件控制信号等使电机电源掉电的情况下，同样可以触发电机驱动中的第三逻辑电路171和抱闸控制电路172，使电机抱闸。

例如，如果通过预设的点动控件触发的控制信号和通过第二软件控制装置190下发的第二软件控制信号为抱闸控制信号，则可以控制相应电机抱闸，相反地，如果为松闸控制信号，则可以控制相应电机松闸。

而且，与第一软件控制装置160类似，第二软件控制装置190也可以为一固定装置或者是可移动的装置，对此本实用新型实施例不加以限定。而且第二软件控制装置190中预先安装的用于下发第二软件控制信号的软件可以与前述的用以下发第一软件控制信号的软件为同一个应用程序，也可以为两个不同的应用程序，对此本实用新型实施例不加以限定。而且，第一软件控制装置160与第二软件控制装置190也可以为同一装置，或者是不同的装置，对此本实用新型实施例也不加以限定。

另外，在本实用新型实施例中，在AGV应用场景中，所述电机可以包括但不限于行走电机、顶举电机、旋转电机中的至少一种。其中，行走电机即为控制AGV进行行走运动的电机，顶举电机即为控制AGV进行顶举运动的电机，旋转电机中即为控制AGV进行旋转运动的电机。当然，在本实用新型实施例中的电机也可以其他任何一种电机，可以也可以应用于其他任何包含电机的应用场景，对此本实用新型实施例不加以限定。

在本实用新型实施例中，通过根据电机电源的断开和连通的不同情况，控制电机及时进行抱闸和松闸，以控制电机停止运行，进一步减少因非正常运动造成的损失。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本实用新型实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电机电源管理系统，其特征在于，包括：主控单元、电机和电机电源管理单元；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机电源管理单元中包括监听单元和电子开关电路；

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述电子开关电路中通过第一逻辑电路连接两个MOS管；两个所述MOS管串联形成双冗余回路；所述第一逻辑电路还与所述监听单元相连，以在所述编码器信号表征的运动状态与所述控制指令不适配的情况下，通过控制两个所述MOS管，切断所述电机的电源；

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电子开关电路中还包括用以检测两个所述MOS管是否存在故障的第二逻辑电路，所述第二逻辑电路与每个所述MOS管相连，所述第二逻辑电路的输出包括每个所述MOS管的故障检测结果；

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括急停控件、保险杠；

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一软件控制装置，所述第一软件控制装置通过发送第一软件控制信号至所述电子开关电路中的所述第一逻辑电路，以控制所述电机断电或通电。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述电机的电机驱动中包括第三逻辑电路和抱闸控制电路，所述第三逻辑电路用以检测电机电源，所述第三逻辑电路与所述抱闸控制电路相连，所述抱闸控制电路与所述电机相连；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括点动控件，所述点动控件与所述第三逻辑电路相连，以通过所述抱闸控制电路控制所述电机抱闸或者松闸。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二软件控制装置，所述第二软件控制装置通过发送第二软件控制信号至所述第三逻辑电路，以通过所述抱闸控制电路控制所述电机抱闸或者松闸。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机包括行走电机、顶举电机、旋转电机中的至少一种。