机器人备用安全刹车电路及其机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机器人备用安全刹车电路，包括主电源、备用电源、总线电路模块、控制器电路模块、延时断电电路模块和主备电源切换电路模块；总线电路模块通信；控制器电路模块根据总线电路模块的工作状态或在主电源断开时发出刹车指令控制机器人刹车；延时断电电路模块在主电源断电后延时输出控制信号到主备电源切换电路模块；主备电源切换电路模块用于机器人的正常供电，并在接收到延时断电电路模块输出的控制信号后断开机器人的供电。本实用新型专利技术还提供了包括所述机器人备用安全刹车电路的机器人。本实用新型专利技术不仅能够保证机器人在主电源故障时的紧急刹车，而且可靠性高，实用性好，能耗较低。

【技术实现步骤摘要】
机器人备用安全刹车电路及其机器人
本技术属于机器人领域，具体涉及一种机器人备用安全刹车电路及其机器人。
技术介绍
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，机器人已经广泛应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而在机器人的应用中，轮式机器人的应用量也逐年增大。由于轮式机器人搭载载荷设备增多，使得机器人的重量增大，机器人的使用安全性也愈发重要。目前的应用中，机器人动力系统能源几乎都来源于储能电池的电能。因此，机器人如果在户外坡度较大等复杂场景运行时，一旦主电源失效，机器人的执行机构将不再可控，从而使得机器人存在溜坡等风险。目前，为了防止机器人的主电源故障而可能导致的机器人溜坡等情况发生，市场上的主要措施是采用带减速器的电机作为机器人的行走机构驱动。该种方式虽然通过增加电磁刹车的形式实现机器人的断电刹车功能，但采用电磁刹车的技术方案会增加机器人的正常运行功耗，已经不适用于目前使用轮毂电机作为动力的轮式机器人。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供一种可靠性高、实用性好且能耗较低的机器人备用安全刹车电路。本技术的目的之二在于提供一种包括了所述机器人备用安全刹车电路的机器人。本技术提供的这种机器人备用安全刹车电路，包括主电源、备用电源、总线电路模块、控制器电路模块、延时断电电路模块和主备电源切换电路模块；总线电路模块与控制器电路模块连接；延时断电电路模块的输入端连接主电源和备用电源；延时断电电路模块的输出端与主备电源切换电路模块的控制端连接；主备电源切换电路模块的输入端连接主电源和备用电源，主备电源切换电路模块的的输出端连接机器人的供电端口；总线电路模块用于控制器电路模块与机器人剩余模块进行总线通信；控制器电路模块用于监测总线电路模块的工作状态，并在总线电路模块工作异常或者主电源断开时发出刹车指令控制机器人刹车；延时断电电路模块用于在主电源断电后，延时输出控制信号到主备电源切换电路模块；主备电源切换电路模块用于机器人的正常供电，并在接收到延时断电电路模块输出的控制信号后断开机器人的供电。所述的总线电路模块为由型号为TJA1050的CAN总线收发器芯片构成的电路。所述的控制器电路模块为由型号为STM32F407VGT6_LQFP100的处理器芯片构成的电路。所述的延时断电电路模块包括运算放大器、运放输入正极电阻、延时电容、输入正极第一分压电阻、输入正极第二分压电阻、输入负极第一分压电阻、输入负极第二分压电阻和输入负极滤波电容；运算放大器的输出端为延时断电电路模块的输出端，并输出控制信号到主备电源切换电路模块；运算放大器的输入正极串接运放输入正极电阻；主电源的输出端通过串接的输入正极第一分压电阻和输入正极第二分压电阻接地；延时电容与输入正极第二分压电阻并联；延时电容的输出端连接运放输入正极电阻；备用电源的输出端通过串接的输入负极第一分压电阻和输入负极第二分压电阻接地；输入负极滤波电容与输入负极第二分压电阻并联；运算放大器的输入负极连接在输入负极第一分压电阻和输入负极第二分压电阻之间。所述的主备电源切换电路模块包括主电源保护二极管、备用电源保护二极管、备用电源充电保护二极管、备用电源充电电阻、5V供电电路、3.3V供电电路、第一开关管电路、第二开关管电路和开关管启动电路；主电源通过主电源保护二极管连接第一开关管电路的输入端；备用电源通过备用电源保护二极管连接第一开关管电路的输入端；第二开关管电路与第一开关管电路并联；第一开关管电路的的输出端为供电接口并为后续器件供电；第一开关管电路的控制端和第二开关管电路的控制端短接，并直接连接开关管启动电路的输出端；开关管启动电路的输入端连接延时断电电路模块的输出端；主电源还通过串接的备用电源充电保护二极管和备用电源充电电阻连接备用电源并提供充电电能；主电源保护二极管的输出端还连接5V供电电路的输入端，5V供电电路的的输出端连接3.3V供电电路的输入端，3.3V供电电路的输出端连接控制器电路模块并供电。所述的第一开关管电路包括第一开关管、第一开关管电阻、第一开关管限流电阻和第一开关管保护二极管；第一开关管的控制端为第一开关管电路的控制端，并通过串接的第一开关管限流电阻连接开关管启动电路的输出端；第一开关管的活动端一端连接主电源保护二极管的输出端，第一开关管的活动端的另一端为第一开关管电路的输出端；第一开关管电阻和第一开关管保护二极管均并联在第一开关管的活动端一端和第一开关管的控制端之间。所述的第二开关管电路包括第二开关管、第二开关管电阻、第二开关管限流电阻和第二开关管保护二极管；第二开关管的控制端为第二开关管电路的控制端，并通过串接的第二开关管限流电阻连接开关管启动电路的输出端；第二开关管的活动端一端连接主电源保护二极管的输出端，第二开关管的活动端的另一端为第二开关管电路的输出端；第二开关管电阻和第二开关管保护二极管均并联在第二开关管的活动端一端和第二开关管的控制端之间。所述的开关管启动电路包括启动开关管、启动开关管限流电阻、启动开关管滤波电阻和启动开关管滤波电容；启动开关管的控制端为开关管启动电路的输入端，并通过串接的启动开关管限流电阻连接延时断电电路模块的输出端；延时断电电路模块的输出端和地之间并接启动开关管滤波电阻和启动开关管滤波电容；启动开关管的活动端一端接地，启动开关管的活动端另一端为开关管启动电路的输出端并连接主备电源切换电路模块的控制端。所述的5V供电电路为由型号为78M05的稳压器芯片构成的电路；3.3V供电电路为由型号为AMS1117-3.3的稳压器芯片构成的电路。本技术还提供了一种机器人，所述机器人包括了上述的机器人备用安全刹车电路。本技术提供的这种机器人备用安全刹车电路及其机器人，通过主电源和备用电源的双电源设计，以及延时断电电路模块和主备电源切换电路模块的设计，实现了在主电源断电后控制器模块采用有备用电源控制机器人紧急刹车的技术方案，同时还采用延时断电电路模块的设计兼顾了备用电源的电源性能；因此本技术不仅能够保证机器人在主电源故障时的紧急刹车，而且可靠性高，实用性好，能耗较低。附图说明图1为本技术电路的功能模块图。图2为本技术电路的总线电路模块的电路原理示意图。图3为本技术电路的控制器电路模块的电路原理示意图。图4为本技术电路的延时断电电路模块和主备电源切换电路模块的电路原理示意图。具体实施方式如图1所示为本技术电路的功能模块图：本技术提供的这种机器人备用安全刹车电路，包括主电源、备用电源、总线电路模块、控制器电路模块、延时断电电路模块和主备电源切换电路模块；总线电路模块与控制器电路模块连接；延时断电电路模块的输入端连接主电源和备用电源；延时断电电路模块的输出端与主备电源切换电路模块的控制端连接；主备电源切换电路模块的输入端连接主电源和备用电源，主备电源切换电路模块的的输出端连接机器人的供电端口；总线电路模块用于控制器电路模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人备用安全刹车电路，其特征在于包括主电源、备用电源、总线电路模块、控制器电路模块、延时断电电路模块和主备电源切换电路模块；总线电路模块与控制器电路模块连接；延时断电电路模块的输入端连接主电源和备用电源；延时断电电路模块的输出端与主备电源切换电路模块的控制端连接；主备电源切换电路模块的输入端连接主电源和备用电源，主备电源切换电路模块的输出端连接机器人的供电端口；总线电路模块用于控制器电路模块与机器人剩余模块进行总线通信；控制器电路模块用于监测总线电路模块的工作状态，并在总线电路模块工作异常或者主电源断开时发出刹车指令控制机器人刹车；延时断电电路模块用于在主电源断电后，延时输出控制信号到主备电源切换电路模块；主备电源切换电路模块用于机器人的正常供电，并在接收到延时断电电路模块输出的控制信号后断开机器人的供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人备用安全刹车电路，其特征在于包括主电源、备用电源、总线电路模块、控制器电路模块、延时断电电路模块和主备电源切换电路模块；总线电路模块与控制器电路模块连接；延时断电电路模块的输入端连接主电源和备用电源；延时断电电路模块的输出端与主备电源切换电路模块的控制端连接；主备电源切换电路模块的输入端连接主电源和备用电源，主备电源切换电路模块的输出端连接机器人的供电端口；总线电路模块用于控制器电路模块与机器人剩余模块进行总线通信；控制器电路模块用于监测总线电路模块的工作状态，并在总线电路模块工作异常或者主电源断开时发出刹车指令控制机器人刹车；延时断电电路模块用于在主电源断电后，延时输出控制信号到主备电源切换电路模块；主备电源切换电路模块用于机器人的正常供电，并在接收到延时断电电路模块输出的控制信号后断开机器人的供电。


2.根据权利要求1所述的机器人备用安全刹车电路，其特征在于所述的总线电路模块为由型号为TJA1050的CAN总线收发器芯片构成的电路。


3.根据权利要求1所述的机器人备用安全刹车电路，其特征在于所述的控制器电路模块为由型号为STM32F407VGT6_LQFP100的处理器芯片构成的电路。


4.根据权利要求1～3之一所述的机器人备用安全刹车电路，其特征在于所述的延时断电电路模块包括运算放大器、运放输入正极电阻、延时电容、输入正极第一分压电阻、输入正极第二分压电阻、输入负极第一分压电阻、输入负极第二分压电阻和输入负极滤波电容；运算放大器的输出端为延时断电电路模块的输出端，并输出控制信号到主备电源切换电路模块；运算放大器的输入正极串接运放输入正极电阻；主电源的输出端通过串接的输入正极第一分压电阻和输入正极第二分压电阻接地；延时电容与输入正极第二分压电阻并联；延时电容的输出端连接运放输入正极电阻；备用电源的输出端通过串接的输入负极第一分压电阻和输入负极第二分压电阻接地；输入负极滤波电容与输入负极第二分压电阻并联；运算放大器的输入负极连接在输入负极第一分压电阻和输入负极第二分压电阻之间。


5.根据权利要求4所述的机器人备用安全刹车电路，其特征在于所述的主备电源切换电路模块包括主电源保护二极管、备用电源保护二极管、备用电源充电保护二极管、备用电源充电电阻、5V供电电路、3.3V供电电路、第一开关管电路、第二开关管电路和开关管启动电路；主电源通过主电源保护二极管连接第一开关管电路的输入端；备用电源通过备用电源保护二极管连接第一开关管电路的输入端；第二开关管电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文楷，明振，陈鲁奇，余京效，
申请(专利权)人：长沙万为机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43