面向服务机器人的充电控制装置及其控制方法，该装置包括：主控模块用于识别采集到的接触电极信号是否为有效信号，如果为有效信号，则开启恒流控制模块；所述恒流控制模块，用于控制充电站电极是否输出电能，当输出电能使，则保证在额定功率下以恒定电流值给机器人充电；所述缓冲模块，连接在充电电极与恒流控制模块中间，通过控制MOS管的栅极电压使输出的电流渐变上升，最终达到恒定的输出。本方案可保证电极未接触时自动关闭充电功能；在电极接触时充电站能够识别到电极，使输出电流在一段时间内成渐变式上升最终达到稳定输出，防止瞬间火花和短路的现象发生，保证了系统的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人自主充电领域，尤其涉及。
技术介绍
移动机器人自主充电功能可以延长机器人的自治时间，增加其活动范围，实现连续任务动作。自动充电技术要求机器人能快速寻找充电站，机器人与充电站之间有较高的传输电能效率并且充电安全、快速。机器人自主自充电过程中主要分为三个阶段:机器人定位充电站位置，路径规划，充电站给机器人充电。一个完善的充电站不仅仅只具备给机器人充电的功能，还包括对机器人的电极的识别、判断电极接触是否良好、充电过程的监测以及相应保护措施等。现有的自主充电技术主要分为接触式充电和非接触式感应充电。传统的接触式充电方式存在以下问题:对于非接触式感应充电:虽然实现了机器人停靠在充电站感应区域内即可完成充电的过程，有效避免接触式充电带来的诸多不便，但是对于传输电能效率高，传输性能稳定的充电模块，其成本也相当高，会大大增加机器人的制造成本。对于接触式供电:传统充电站开启后，正负电极直接输出电压，与机器人接触时直接给机器人充电，机器人充满电后自行离去。这种接触式充电站存在两个问题:一是充电站上电后电极一直存在电压，如果正负电极发生意外短路，则会损坏充电站的内部器件；二是由于充电站电极向外输出电压，机器人与充电站电极接触过程中，特别是电极距离很近但仍未接触时，二者之间的感应电势差会导致电火花的产生，造成安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种支持热插拔，具有电极识别功能的充电控制装置及控制方法，其可克服现有技术的缺陷，保证电极未接触时自动关闭充电功能，确保了充电的安全。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:该装置包括主控模块、恒流控制模块及缓冲模块；主控模块用于识别采集到的接触电极信号是否为有效信号，如果为有效信号，则开启恒流控制模块；所述恒流控制模块，用于控制充电站电极是否输出电能，当输出电能使，则保证在额定功率下以恒定电流值给机器人充电；所述缓冲模块，连接在充电电极与恒流控制模块中间，通过控制MOS管的栅极电压使输出的电流渐变上升，最终达到恒定的输出。优选的，所述主控模块还包括判断模块和报警模块，所述主控模块实时检测充电电流及充电电压，并与事先存储在判断模块中的阈值相比较，如果超出了阈值，则关闭恒流控制模块，报警模块发出报警信息。优选的，若电极接触正确，则所述缓冲模块输出1信号给主控模块；若电极出现短路或反接的情况，则1信号失效，主控模块切断恒流控制模块的输出。优选的，所述主控模块采用TI公司的TMS320F28035芯片实现。优选的，所述缓冲模块用MICREL的MIC2586芯片来实现。一种面向服务机器人的充电控制方法，包括如下步骤:主控模块检测充电电流及充电电压是否有效，如无效，则发出报警信号；如果判断有效，则继续判断接触电极信号是否为有效信号，如有效，则开启恒流控制丰旲块;缓冲模块缓冲恒流控制模块开启瞬间的阶跃电压电流，控制充电电流逐渐增大到额定值；10ms后主控模块判断缓冲模块返回的信号是否为正常信号，若否，则关闭恒流控制模块；若判断缓冲模块返回的信号为正常信号，主控模块根据电流电压值判断电池是否充满，若未充满，则继续充电；如达到充满要求，关闭恒流控制模块停止充电，机器人离开充电站。优选的，在充电上电初始时，恒流控制模块呈关闭状态。优选的，所述缓冲模块通过控制MOS管的栅极电压控制充电电流逐渐增大到额定值。本专利技术设计了一种支持热插拔功能、具有电极识别功能的充电站控制装置。和现有技术相比，本方案可保证电极未接触时自动关闭充电功能；在电极接触时充电站能够识别到电极，使输出电流在一段时间内成渐变式上升最终达到稳定输出，防止瞬间火花和短路的现象发生，保证了系统的安全性。【附图说明】图1是本专利技术充电控制装置结构示意图。图2是本专利技术充电控制方法的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种面向服务机器人的充电控制装置结构图，该装置10包括:主控模块20、恒流控制模块30及缓冲模块40，其中，主控模块20用于识别采集到的电极接触信号是否为有效信号，如果为有效信号，则开启恒流控制模块30 ;所述恒流控制模块30，用于控制充电站电极是否输出电能，当输出电能使，则保证在额定功率下以恒定电流值给机器人充电；所述缓冲模块40，连接在充电电极100与恒流控制模块30中间，通过控制MOS管90的栅极电压使输出的电流渐变上升，最终达到恒定的输出。参考附图1所示，为本专利技术实施例充电控制装置结构图，该充电控制装置10包括主控模块20、恒流控制模块30、缓冲模块40、电压采集模块50、电流采集模块60、电源输入接口 70及电池充电接口 80。主控模块20采用TI公司的TMS320F28035芯片实现，该充电控制装置10的控制算法和各个模块的协调工作都在主控制器模块中完成。具体的，主控模块20用于当采集到的信号为有效信号(即充电电压、充电电流不为O)时，开启恒流控制模块30。所述恒流控制模块30，用于控制充电站电极输出电能，并保证在额定功率下以恒定电流值给机器人充电。恒流控制模块30可选用Linear的LT3741芯片及外围电路实现恒流功能。缓冲模块40，连接在充电电极100与恒流控制模块30中间，用于使输出的电流及电压经过10ms的缓变上升过程，最终达到恒定的输出。若电极接触正确，则所述缓冲模块输出一个1信号给主控模块20，说明当前情况下电极接触稳定；若电极出现短路或反接的情况，则1信号失效，主控模块20切断恒流控制模块的输出。所述缓冲模块40可以选择MICREL的MIC2586芯片实现。优选的，所述主控模块20还包当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种面向服务机器人的充电控制装置，其特征在于，包括主控模块、恒流控制模块及缓冲模块；主控模块用于识别采集到的接触电极信号是否为有效信号，如果为有效信号，则开启恒流控制模块；所述恒流控制模块，用于控制充电站电极是否输出电能，当输出电能使，则保证在额定功率下以恒定电流值给机器人充电；所述缓冲模块，连接在充电电极与恒流控制模块中间，通过控制MOS管的栅极电压使输出的电流渐变上升，最终达到恒定的输出。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘世昌，曲道奎，徐方，王宇卓，杨奇峰，褚明杰，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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