CN219779826U - 一种机器人接触式充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种机器人接触式充电控制系统，包括：动力电池、机器人控制器、电压检测模块、第一充电极片和第二充电极片。第一充电极片设置在机器人的充电插接端上，第二充电极片设置在充电桩的充电座上，在充电时，机器人向前移动使第一充电极片与第二充电极片贴合，导通机器人与充电桩之间的电连接。电压检测模块与机器人控制器信号连接，用于检测第一充电极片的电压值。机器人控制器在所述电压值大于第一设定阈值且小于第二设定阈值时控制机器人驱使所述第一充电极片持续压紧所述第二充电极片，并在所述电压值大于所述第二设定阈值或小于所述第一设定阈值时控制机器人停止前进。本实用新型能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及交互式机器人的充电技术领域，特别涉及一种机器人接触式充电控制系统。
背景技术
当前移动式机器人已经广泛应用到家庭、工厂等多种场景。移动式机器人大多依靠电能进行工作。在移动式机器人电量低时，需要对其进行充电。现阶段移动式机器人大多采用接触式自动回充方式进行充电，当充电桩出现掉电、无法输出电压等功能失效时，机器人无法识别充电桩的故障，导致机器人持续与充电桩进行充电口插接碰触，易造成机器人与充电桩碰撞事故，存在安全隐患。因此，如何提高移动式机器人的充电识别水平，提高充电的安全性，具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型提供一种机器人接触式充电控制系统，解决现有移动式机器人在充电时无法对充电桩的故障进行检测，易造成机器人与充电桩持续进行碰触的问题，能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种机器人接触式充电控制系统，包括：动力电池、机器人控制器、电压检测模块、第一充电极片和第二充电极片；
所述第一充电极片设置在机器人的充电插接端上，所述第二充电极片设置在充电桩的充电座上，在充电时，机器人向前移动使所述第一充电极片与所述第二充电极片贴合，导通机器人与充电桩之间的电连接；
所述第一充电极片的正极连接端分别与机器人动力电池的正极和电压检测模块的第一检测端信号连接；
所述第一充电极片的负极连接端分别与机器人动力电池的负极和电压检测模块的第二检测端信号连接；
所述电压检测模块与所述机器人控制器信号连接，用于检测所述第一充电极片的电压值；
所述机器人控制器在所述电压值大于第一设定阈值且小于第二设定阈值时控制机器人驱使所述第一充电极片持续压紧所述第二充电极片，并在所述电压值大于所述第二设定阈值或小于所述第一设定阈值时控制机器人停止前进。
优选的，还包括：第一继电器；
所述第一继电器串接在所述动力电池的正极与所述第一充电极片的正极连接端之间，所述第一继电器的控制端与所述机器人控制器信号连接；
所述机器人控制器在所述电压值大于所述第二设定阈值时控制所述第一继电器闭合，以导通所述动力电池与所述第一充电极片的电连接。
优选的，还包括：第二继电器；
所述第二继电器串接在所述第二充电极片的正极连接端与充电桩的充电正极之间，所述第二继电器的控制端与充电桩控制器信号连接。
优选的，还包括：光耦开关；
所述光耦开关与所述充电桩控制器信号连接，用于检测所述第二充电极片是否被所述第一充电极片压缩到设定位置；
所述充电桩控制器在所述第二充电极片被压缩到设定位置时控制所述第二继电器闭合，以导通充电桩的充电正极与所述第二充电极片的电连接。
优选的，所述机器人控制器在所述第二充电极片被压缩到所述设定位置时进行计时，当计时达到设定时间阈值时，如果所述电压值仍然处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内，则上报充电桩故障报警。
优选的，还包括：12V蓄电池；
所述12V蓄电池的正极与所述第二充电极片的正极连接端电连接，所述12V蓄电池的负极与所述第二充电极片的负极连接端电连接；
在所述第二继电器断开时，所述12V蓄电池对所述第二充电极片供电，使所述第二充电极片的电压处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内；
在所述第二继电器导通时，充电桩的直流充电端通过所述第二继电器对所述12V蓄电池进行充电。
优选的，还包括：二极管；
所述二极管的阳极与所述12V蓄电池的正极相连，所述二极管的阴极分别与所述第二充电极片的正极连接端和第二继电器的输出端相连接。
优选的，还包括：充电电路模块；
所述充电电路模块与所述12V蓄电池电连接，所述充电电路模块还与所述充电桩控制器信号连接；
所述充电桩控制器在所述12蓄电池的电量小于设定电量阈值时控制所述充电电路模块对所述12V蓄电池进行充电。
优选的，还包括：移动终端；
所述机器人控制器内设有无线通讯模块，并通过所述无线通讯模块与所述移动终端通讯连接；
所述机器人控制器在所述充电桩故障时向设定的所述移动终端推送报警信息。
优选的，所述移动终端至少包括以下任意一种：智能手机、平板电脑和智能穿戴。
本实用新型提供一种机器人接触式充电控制系统，在机器人侧设置电压检测模块，以在第一充电极片与第二充电极片贴合时检测第一充电极片的电压，并在电压值大于第二设定阈值或小于第一设定阈值时控制机器人停止前进。解决现有移动式机器人在充电时无法对充电桩的故障进行检测，易造成机器人与充电桩持续进行碰触的问题，能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本实用新型提供的种机器人接触式充电控制系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
针对当前移动式机器人自动与充电桩连接充电时，常因机器人无法识别充电桩的故障持续前进，造成与充电桩碰撞的问题。本实用新型提供一种机器人接触式充电控制电路，解决现有移动式机器人在充电时无法对充电桩的故障进行检测，易造成机器人与充电桩持续进行碰触的问题，能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
如图1所示，一种机器人接触式充电控制系统，包括：动力电池、机器人控制器、电压检测模块、第一充电极片J1和第二充电极片J2。所述第一充电极片设置在机器人的充电插接端上，所述第二充电极片J2设置在充电桩的充电座上，在充电时，机器人向前移动使所述第一充电极片J1与所述第二充电极片J2贴合，导通机器人与充电桩之间的电连接。所述第一充电极片J1的正极连接端分别与机器人动力电池的正极和电压检测模块的第一检测端信号连接。所述第一充电极片J1的负极连接端分别与机器人动力电池的负极和电压检测模块的第二检测端信号连接。所述电压检测模块与所述机器人控制器信号连接，用于检测所述第一充电极片J1的电压值。所述机器人控制器在所述电压值大于第一设定阈值且小于第二设定阈值时控制机器人驱使所述第一充电极片J1持续压紧所述第二充电极片J2，并在所述电压值大于所述第二设定阈值或小于所述第一设定阈值时控制机器人停止前进。
在实际应用中，云端下发自动充电任务或机器人低电量时机器人返回充电桩进行自动充电。在机器人移动到充电桩前方，通过控制机器人向前移动使充电插接端插入充电座，进而使第一充电极片J1与第二充电极片J2贴合并压紧，如果电压检测模块检测到的电压值处于第一设定阈值与第二设定阈值之间，则机器人持续向前移动，使第一充电极片J1持续压缩第二充电极片J2，直到充电插接端与充电座的插接到位。如果电压检测模块检测到的电压值处于小于所述第一设定阈值，则充电桩出现故障，需控制机器人停止前进，并上报故障报警。如果电压检测模块检测到的电压值大于第二设定阈值，则判断充电桩开始供电，此时需要控制机器人停止前进。该系统在机器人充电极片与充电桩充电极片对接时，通过检测机器人端充电极片电压并判断，下发机器人停止运行指令，完成充电对接，机器人开始充电。能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
该系统还包括：第一继电器K1；所述第一继电器K1串接在所述动力电池的正极与所述第一充电极片J1的正极连接端之间，所述第一继电器K1的控制端与所述机器人控制器信号连接。所述机器人控制器在所述电压值大于所述第二设定阈值时控制所述第一继电器K1闭合，以导通所述动力电池与所述第一充电极片J1的电连接。
该系统还包括：第二继电器K2；所述第二继电器K2串接在所述第二充电极片J2的正极连接端与充电桩的充电正极之间，所述第二继电器K2的控制端与充电桩控制器信号连接。
该系统还包括：光耦开关；所述光耦开关与所述充电桩控制器信号连接，用于检测所述第二充电极片J2是否被所述第一充电极片J1压缩到设定位置；所述充电桩控制器在所述第二充电极片J2被压缩到设定位置时控制所述第二继电器K2闭合，以导通充电桩的充电正极与所述第二充电极片J2的电连接。
进一步，所述机器人控制器在所述第二充电极片被压缩到所述设定位置时进行计时，当计时达到设定时间阈值时，如果所述电压值仍然处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内，则上报充电桩故障报警。
在实际应用中，如图1所示，在正常充电控制:当机器人的第一充电极片J1与充电桩的第二充电极片J2接触时，电压检测模块对第一充电极片J1两端电压,如果电压值大于9V小于20V，持续压缩充电桩的第二充电极片J2，当充电桩的第二充电极片J2压缩到被光耦开关识别或者延时100ms时，充电桩控制器触发第二继电器K2闭合指令，充电桩的第二充电极片J2两端输出电压(电压＞20V)，电压检测模块对第一充电极片J1两端电压，当电压＞20V时，机器人控制器触发第一继电器K1闭合指令同时下发机器人停止指令，充电桩给机器人动力电池充电。
在充电桩异常状态充电控制：云端下发自动充电任务或机器人低电量自动回充，当机器人的第一充电极片J1与充电桩的第二充电极片J2接触时，电压检测模块检测第一充电极片J1的两端电压,电压值大于9V且小于20V，持续压缩充电桩第二充电极片J2，在延时100ms后，电压检测模块检测的电压值范围仍在9V与13V之间，机器人控制器下发机器人停止指令，充电失败并上报充电桩充电极片电压输出故障至云端。
该系统还包括：12V蓄电池。所述12V蓄电池的正极与所述第二充电极片的正极连接端电连接，所述12V蓄电池的负极与所述第二充电极片的负极连接端电连接。在所述第二继电器断开时，所述12V蓄电池对所述第二充电极片供电，使所述第二充电极片的电压处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内。在所述第二继电器导通时，充电桩的直流充电端通过所述第二继电器对所述12V蓄电池进行充电。
该系统还包括：二极管。所述二极管的阳极与所述12V蓄电池的正极相连，所述二极管的阴极分别与所述第二充电极片的正极连接端和第二继电器的输出端相连接。
该系统还包括：充电电路模块。所述充电电路模块与所述12V蓄电池电连接，所述充电电路模块还与所述充电桩控制器信号连接。所述充电桩控制器在所述12蓄电池的电量小于设定电量阈值时控制所述充电电路模块对所述12V蓄电池进行充电。
该系统还包括：移动终端(图中未示出)。所述机器人控制器内设有无线通讯模块，并通过所述无线通讯模块与所述移动终端通讯连接。所述机器人控制器在所述充电桩故障时向设定的所述移动终端推送报警信息。
进一步，所述移动终端至少包括以下任意一种：智能手机、平板电脑和智能穿戴。
可见，本实用新型提供一种机器人接触式充电控制系统，在机器人侧设置电压检测模块，以在第一充电极片与第二充电极片贴合时检测第一充电极片的电压，并在电压值大于第二设定阈值或小于第一设定阈值时控制机器人停止前进。解决现有移动式机器人在充电时无法对充电桩的故障进行检测，易造成机器人与充电桩持续进行碰触的问题，能提高移动机器人充电的安全性和智能性。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种机器人接触式充电控制系统，其特征在于，包括：动力电池、机器人控制器、电压检测模块、第一充电极片和第二充电极片；
所述第一充电极片设置在机器人的充电插接端上，所述第二充电极片设置在充电桩的充电座上，在充电时，机器人向前移动使所述第一充电极片与所述第二充电极片贴合，导通机器人与充电桩之间的电连接；
所述第一充电极片的正极连接端分别与机器人动力电池的正极和电压检测模块的第一检测端信号连接；
所述第一充电极片的负极连接端分别与机器人动力电池的负极和电压检测模块的第二检测端信号连接；
所述电压检测模块与所述机器人控制器信号连接，用于检测所述第一充电极片的电压值；
所述机器人控制器在所述电压值大于第一设定阈值且小于第二设定阈值时控制机器人驱使所述第一充电极片持续压紧所述第二充电极片，并在所述电压值大于所述第二设定阈值或小于所述第一设定阈值时控制机器人停止前进。
2.根据权利要求1所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：第一继电器；
所述第一继电器串接在所述动力电池的正极与所述第一充电极片的正极连接端之间，所述第一继电器的控制端与所述机器人控制器信号连接；
所述机器人控制器在所述电压值大于所述第二设定阈值时控制所述第一继电器闭合，以导通所述动力电池与所述第一充电极片的电连接。
3.根据权利要求2所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：第二继电器；
所述第二继电器串接在所述第二充电极片的正极连接端与充电桩的充电正极之间，所述第二继电器的控制端与充电桩控制器信号连接。
4.根据权利要求3所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：光耦开关；
所述光耦开关与所述充电桩控制器信号连接，用于检测所述第二充电极片是否被所述第一充电极片压缩到设定位置；
所述充电桩控制器在所述第二充电极片被压缩到设定位置时控制所述第二继电器闭合，以导通充电桩的充电正极与所述第二充电极片的电连接。
5.根据权利要求4所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，所述机器人控制器在所述第二充电极片被压缩到所述设定位置时进行计时，当计时达到设定时间阈值时，如果所述电压值仍然处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内，则上报充电桩故障报警。
6.根据权利要求5所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：12V蓄电池；
所述12V蓄电池的正极与所述第二充电极片的正极连接端电连接，所述12V蓄电池的负极与所述第二充电极片的负极连接端电连接；
在所述第二继电器断开时，所述12V蓄电池对所述第二充电极片供电，使所述第二充电极片的电压处于大于第一设定阈值且小于第二设定阈值的范围内；
在所述第二继电器导通时，充电桩的直流充电端通过所述第二继电器对所述12V蓄电池进行充电。
7.根据权利要求6所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：二极管；
所述二极管的阳极与所述12V蓄电池的正极相连，所述二极管的阴极分别与所述第二充电极片的正极连接端和第二继电器的输出端相连接。
8.根据权利要求7所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：充电电路模块；
所述充电电路模块与所述12V蓄电池电连接，所述充电电路模块还与所述充电桩控制器信号连接；
所述充电桩控制器在所述12蓄电池的电量小于设定电量阈值时控制所述充电电路模块对所述12V蓄电池进行充电。
9.根据权利要求8所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，还包括：移动终端；
所述机器人控制器内设有无线通讯模块，并通过所述无线通讯模块与所述移动终端通讯连接；
所述机器人控制器在所述充电桩故障时向设定的所述移动终端推送报警信息。
10.根据权利要求9所述的机器人接触式充电控制系统，其特征在于，所述移动终端至少包括以下任意一种：智能手机、平板电脑和智能穿戴。
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