本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人自動(dòng)充電保護(hù)系統(tǒng)，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，已經(jīng)有越來越多的機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)入民用消費(fèi)領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)器人系統(tǒng)中，供電部分是重要的組成部分。在當(dāng)前的移動(dòng)機(jī)器人中大部分采用自帶電池供電的方式，當(dāng)電池電量低到一定程度時(shí)，需要進(jìn)行充電操作，通過超聲波、紅外、激光等傳感器的探測引導(dǎo)，機(jī)器人自動(dòng)移動(dòng)至機(jī)器人充電座，機(jī)器人本體上的充電極片與充電座上的極片接觸相連，進(jìn)行充電。
但是，如果機(jī)器人電池充電部分不加任何保護(hù)，機(jī)器人運(yùn)行過程中發(fā)生任何意外的充電極片之間的短路，都將導(dǎo)致機(jī)器人電池乃至整個(gè)控制系統(tǒng)的損壞，引起安全事故；同時(shí)在機(jī)器人本體充電極片與充電座上的極片接觸過程中，如果機(jī)器人本體充電極片與本體電池直接相連，則會(huì)因?yàn)榻佑|時(shí)瞬間的大電流引起火花，從而引起安全事故。因此有必要針對機(jī)器人電池充電部分增加一種高效的自動(dòng)充電保護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種機(jī)器人自動(dòng)充電保護(hù)系統(tǒng)，既保證了系統(tǒng)的安全性，又提高了充電效率。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電保護(hù)系統(tǒng)，包括機(jī)器人充電極片的正極和負(fù)極，其特征是，還包括絕緣柵型場效應(yīng)管、隔離電源模塊、驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制模塊和隔離模塊，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為兩個(gè)，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極分別與機(jī)器人充電極片的正極和機(jī)器人本體電池的正極相連接，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的源極相連后與驅(qū)動(dòng)電路的供電負(fù)端連接作為浮地等電勢點(diǎn)，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的柵極相連后與驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接；所述隔離電源模塊的輸入端連接機(jī)器人本體電池的正負(fù)端，所述隔離電源模塊的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路，所述機(jī)器人本體電池的負(fù)極還與機(jī)器人充電極片的負(fù)極相連接；所述機(jī)器人充電極片的正極和負(fù)極之間串入第一分壓電阻和第二分壓電阻；所述MCU控制模塊通過隔離模塊連接驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出。
進(jìn)一步地，所述MCU控制模塊通過AD采集第一分壓電阻和第二分壓電阻連接點(diǎn)的電壓值。
進(jìn)一步地，所述隔離模塊為光耦隔離、磁耦隔離或電容耦合隔離。
進(jìn)一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為N溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管。
進(jìn)一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為N溝道耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管。
進(jìn)一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為P溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管。
進(jìn)一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為P溝道耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管。
本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果：通過增加專用的由MCU控制器控制通斷的絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET)，一方面，當(dāng)機(jī)器人與充電座接觸好后，開始充電時(shí)，MOSFET被打開，外部充電器通過機(jī)器人充電極片的正極和負(fù)極形成回路對機(jī)器人電池進(jìn)行充電，當(dāng)機(jī)器人完成充電，與充電座分離后，MOSFET被關(guān)斷，即使機(jī)器人充電極片的正極和負(fù)極存在短路時(shí)，機(jī)器人內(nèi)部電池?zé)o法形成短路回路，從而保證了安全性；另一方面，機(jī)器人與充電座接觸過程中，MOSFET處于關(guān)閉狀態(tài)，機(jī)器人本體極片與本體電池連接斷開，因此接觸過程中不會(huì)有電流流過極片，因此避免了火花的產(chǎn)生；第三方面，MOSFET內(nèi)阻很小，是毫歐級別的，因此，當(dāng)大電流充電時(shí)譬如20A，自身功耗損失很小，充電效率高。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的邏輯電路圖。
圖中各主要附圖標(biāo)記的含義為：
A——機(jī)器人充電極片正極；B——機(jī)器人充電極片負(fù)極；R1——第一分壓電阻；R2——第二分壓電阻；U1——隔離電源；U2——MCU控制模塊；U3——隔離模塊；U4——驅(qū)動(dòng)電路；Q1、Q2——N溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管；BT1——機(jī)器人本體電池；G1——浮地等電勢點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
由于MOSFET內(nèi)部D和S極存在一個(gè)等效二極管，當(dāng)機(jī)器人處于工作狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)下，機(jī)器人內(nèi)部電池依然會(huì)形成短路回路導(dǎo)致燒毀；因此采用Q1、Q2二個(gè)MOSFET，當(dāng)A、B極存在短路時(shí)，機(jī)器人內(nèi)部電池?zé)o法形成短路回路，從而保證了安全性。
如圖1所示，附圖舉例所使用的Q1、Q2為N溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場效應(yīng)管，Q1、Q2的漏極（D極）分別與機(jī)器人充電極片的正極和機(jī)器人本體電池的正極相連接，將Q1、Q2的源極(S極)相連后與驅(qū)動(dòng)電路U4的供電負(fù)端連接作為浮地等電勢點(diǎn)G1，將Q1、Q2的柵極相連后與驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，隔離電源模塊U1的輸入端連接機(jī)器人本體電池BT1的正負(fù)端，輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路U4，作為驅(qū)動(dòng)電路U4的供電，所述機(jī)器人本體電池的負(fù)極還與機(jī)器人充電極片的負(fù)極相連接; MCU控制模塊U2通過隔離模塊U3 (光耦隔離、磁耦隔離、電容耦合隔離等)連接驅(qū)動(dòng)電路U4的輸入端，控制運(yùn)算放大器U4的輸出，進(jìn)而控制Q1、Q2的通斷。為了判斷機(jī)器人自動(dòng)充電功能運(yùn)行后，機(jī)器人充電極片是否已經(jīng)和充電座極片相連，極片A、B之間串入分壓電阻R1和分壓電阻R2，MCU控制模塊U2通過AD采集分壓電阻R1和分壓電阻R2連接點(diǎn)的電壓值，來判斷機(jī)器人是否處于充電準(zhǔn)備狀態(tài)，判斷分壓電阻R1和分壓電阻R2之間點(diǎn)的電壓值為高后，打開Q1、Q2進(jìn)行充電。
充電完成后，機(jī)器人本體脫離與充電座的接觸，充電極片A、B與充電座充電極片斷開。由于A、B斷開后，Q1、Q2還是處于導(dǎo)通狀態(tài)，R1、R2之間點(diǎn)的電壓值為高，MCU控制模塊U2通過AD采集電壓后無法做出判斷機(jī)器人是否仍處于正常充電狀態(tài)，因此機(jī)器人進(jìn)入充電狀態(tài)并且Q1、Q2開啟后，需要判斷機(jī)器人是否仍處于正常充電狀態(tài)。因此，充電過程中，MCU控制模塊U2周期性主動(dòng)關(guān)斷Q1和Q2，然后MCU控制模塊U2通過AD采集R1、R2之間點(diǎn)的電壓值是否為高，判斷機(jī)器人是否處于正常充電狀態(tài)，如果是高則打開Q1和Q2繼續(xù)充電，如果不是，則表明充電完成或者發(fā)生意外情況，機(jī)器人充電極片A、B離開充電座充電極片，因此關(guān)斷Q1、Q2，使得機(jī)器人電池系統(tǒng)處于保護(hù)狀態(tài)。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。