面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路及其控制方法，包括供电单元，所述供电单元与按键单元相连，所述按键单元分别连接至第一开关单元、第二开关单元及按键检测单元，所述第二开关单元还与第三开关单元相连，所述按键检测单元及第三开关单元均连接至控制单元；本发明专利技术能够实现服务机器人系统对非自锁式开关电路抗干扰性、可靠性的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及家庭服务机器人高可靠，高安全性开关电路
，具体涉及面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路及其控制方法。
技术介绍
基于三极管和MOS管的开关电路应用广泛，但对于复杂的嵌入式控制系统来说，系统稳定可靠的开关机则至关重要。针对服务机器人系统对非自锁式开关电路抗干扰性、可靠性的要求，实验中基于三极管和MOS管的硬件开关电路存在不足，容易受外界干扰譬如触摸，影响开关状态，当系统产生复位操作时，整个系统就会掉电。现有的硬件开关电路只负责系统的上下电，没有任何的冗余空间，适合于较小的微处理系统。然而面向用户的服务机器人采用非自锁式开关的条件下，考虑到用户体验及系统复位的情况，传统硬件开关电路并不满足机器人系统稳定开关、可靠运行的要求，为此针对服务机器人的具体要求，将三极管与MOS管相结合改进并设计了此开关电路。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路及其控制方法，本专利技术的目的在于：该开关电路通过开关按键的信号获取，能够实现防止外界干扰，防止系统的复位掉电，保证了系统稳定可靠的开关机。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，包括供电单元，所述供电单元与按键单元及第一开关单元相连，所述按键单元分别连接至第二开关单元及按键检测单元，所述第二开关单元还与第三开关单元相连，所述按键检测单元及第三开关单元均连接至控制单元；所述按键单元用于实现机器人的开关机操作动作并将该动作产生的信息传输至按键检测单元，所述按键检测单元实现对按键单元动作的检测并将检测信息传输至控制单元，所述控制单元根据接收的检测信息判断按键单元的动作信息并根据该动作信息控制第三开关单元中开关管的工作状态，同时，按键单元将该动作产生的信息传输至第一开关单元、第二开关单元，所述第一开关单元及第二开关单元根据接收的信息改变开关管的工作状态。进一步的，所述按键检测单元包括与按键单元的一端相连的电阻R16，R21，R17以及电容C11，所述电容C11通过电阻R17连接至控制单元，所述电阻R16与电容C11串联后与电阻R21并联；电容C11接地，按键单元按键按下后，电池单元对电容C11进行充电，电阻R17的输出端GJJC端为高电平，高电平信息传输至控制单元。进一步的，所述第一开关单元包括MOS管，所述MOS管并联有电容C6及电阻R4，所述第一开关单元与第二开关单元相连。进一步的，所述第二开关单元包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极分别连接有电阻R18及电阻R15，所述电阻R15通过单向导通的二极管连接至按键单元，电阻R18接地。进一步的，所述第三开关单元包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极通过电阻R10连接至控制单元，所述三极管Q4的基极通过电阻R12接地，所述三极管Q4的集电极分别连接至电阻R6及电阻R8，所述电阻R8及电阻R58串联后连接至第二开关单元的三极管Q5的基极。进一步的，所述第一开关单元的MOS管还通过电阻与发光二极管相连。进一步的，所述供电单元包括电池及与之并联的电容。进一步的，所述供电单元与按键单元之间还串联有保护单元，所述保护单元为保险丝及与之串联的电阻。进一步的，所述按键单元为非自锁式按键。面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路的控制方法，包括开机控制步骤及关机控制步骤；所述开机控制步骤：按键单元中的按键按下开机后，控制单元会检测按键单元的输出端GJJC端的电平状态，当为高电平时，控制单元判断为机器人开机状态，控制单元将第三开关单元的输入端置低位，第三开关单元截止，按键松开，第一开关单元及第二开关单元持续处于饱和导通状态，机器人开机过程结束；所述关机控制步骤：开机情况下，控制单元通过检测按键单元的输出端GJJC端的电平状态，当为低电平时，进入关机检测，按键按下，控制单元通过按键检测单元的输出端GJJC端的电平状态，当为高电平时，指示灯灭，按键松开，控制单元将第三开关单元的输入端KG_C置高电平，第三开关单元处于饱和导通状态，第一开关单元及第二开关单元处于截止状态，机器人关机过程结束。进一步的，上述一种面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路的控制方法中还包括防复位掉电的操作步骤，具体为：当机器人系统复位时，此时并没有开关按键按下，控制单元重新上电运行并初始化，初始化IO端口KG_C输出为低电平，第三开关单元的三极管Q4基极为低电平，三极管Q4处于截止状态，此时稳压输出电源VCC3V3通过电阻R6、电阻R8、电阻R18分压，为三极管Q5基极提供开启电压，使得原先已经保持导通的三极管Q5继续保持导通。本专利技术的有益效果：本专利技术能够实现服务机器人系统对非自锁式开关电路抗干扰性、可靠性的要求，该开关电路具有防触摸干扰和防复位掉电的优势，电路中电阻R18尤为重要，它起到固定三极管Q5基极电平的作用，若没有电阻R18，三极管基极电平会不稳定，容易受干扰而导致开关机不稳定。本专利技术在系统运行过程中，因程序跑飞而导致的复位操作时，该开关电路中三极管Q4的作用能够防止系统因程序跑飞复位而掉电。当系统复位时(此时并没有开关按键按下)，原先已经保持导通的三极管Q5继续保持导通，不会因为复位而导致三极管Q5截止进而使得系统供电通路中断关机。附图说明图1本专利技术的具体开关电路示意图；图2本专利技术的具体开关电路工作流程示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进行详细说明：本专利技术的面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，包括供电单元，供电单元与按键单元以及第一开关单元相连，所述按键单元分别连接至第一开关单元、第二开关单元及按键检测单元，所述第二开关单元还与第三开关单元相连，所述按键检测单元及第三开关单元均连接至控制单元；按键单元用于实现机器人的开关机操作动作并将该动作产生的信息传输至按键检测单元，所述按键检测单元实现对按键单元的动作的检测并将检测信息传输至控制单元，所述控制单元根据接收的检测信息判断按键单元的动作信息并根据该动作信息控制第三开关单元中开关管的工作状态，同时，按键单元该动作产生的信息传输至第一开关单元、第二开关单元，所述第一开关单元及第二开关单元根据接收的信息改变开关管的工作状态。所述按键检测单元包括与按键单元的一端相连的电阻R16，R21，R17以及电容C11，所述电容C11通过电阻R17连接至控制单元，所述电阻R16与电容C11串联后与电阻R21并联，电容C11接地，按键单元按键按下后，电池单元对电容C11进行充电，电阻R17的输出端GJJC端为高电平，高电平信息传输至控制单元。第一开关单元包括MOS管，所述MOS管并联有电容C6及电阻R4，所述第一开关单元与第二开关单元相连。第二开关单元包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极分别连接有电阻R18及电阻R15，所述电阻R15通过单向导通的二极管连接至按键单元，电阻R18接地。第三开关单元包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极通过电阻R10连接至控制单元，所述三极管Q4的基极通过电阻R12接地，所述三极管Q4的集电极分别连接至电阻R6及电阻R8，所述电阻R8及电阻R58串联后连接至第二开关单元的三极管Q5的基极。第一开关单元的MOS管还通过电阻与发光二极管相连。供电单元包括电池及与之并联的电容。供电单元与按键本文档来自技高网...

【技术保护点】
面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，包括供电单元，所述供电单元与按键单元以及第一开关单元相连，所述按键单元分别连接至第二开关单元及按键检测单元，所述第二开关单元还与第三开关单元相连，所述按键检测单元及第三开关单元均连接至控制单元；所述按键单元用于实现机器人的开关机操作动作并将该动作产生的信息传输至按键检测单元，所述按键检测单元实现对按键单元动作的检测并将检测信息传输至控制单元，所述控制单元根据接收的检测信息判断按键单元的动作信息并根据该动作信息控制第三开关单元中开关管的工作状态，同时，按键单元将该动作产生的信息传输至第一开关单元、第二开关单元，所述第一开关单元及第二开关单元根据接收的信息改变开关管的工作状态。

【技术特征摘要】
1.面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，包括供电单元，所述供电单元与按键单元以及第一开关单元相连，所述按键单元分别连接至第二开关单元及按键检测单元，所述第二开关单元还与第三开关单元相连，所述按键检测单元及第三开关单元均连接至控制单元；所述按键单元用于实现机器人的开关机操作动作并将该动作产生的信息传输至按键检测单元，所述按键检测单元实现对按键单元动作的检测并将检测信息传输至控制单元，所述控制单元根据接收的检测信息判断按键单元的动作信息并根据该动作信息控制第三开关单元中开关管的工作状态，同时，按键单元将该动作产生的信息传输至第一开关单元、第二开关单元，所述第一开关单元及第二开关单元根据接收的信息改变开关管的工作状态。2.如权利要求1所述的面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，所述按键检测单元包括与按键单元的一端相连的电阻R16，R21，R17以及电容C11，所述电容C11通过电阻R17连接至控制单元，所述电阻R16与电容C11串联后与电阻R21并联，电容C11接地，按键单元按键按下后，电池单元对电容C11进行充电，电阻R17的输出端GJJC端为高电平，高电平信息传输至控制单元。3.如权利要求1所述的面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，所述第一开关单元包括MOS管，所述MOS管并联有电容C6及电阻R4，所述第一开关单元与第二开关单元相连。4.如权利要求1或3所述的面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，所述第二开关单元包括三极管Q5，所述三极管Q5的基极分别连接有电阻R18及电阻R15，所述电阻R15通过单向导通的二极管连接至按键单元，电阻R18接地。5.如权利要求4所述的面向家庭服务机器人的防误开关机开关电路，其特征是，所述第三开关单元包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极通过电阻R10连接至控制单元，所述三极管Q4的基极通过电阻R12接地，所述三极管Q4的集电极分别连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周风余，杨中欣，焦建成，田天，梁业彬，郭仁和，唐相猛，李富民，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37