机器人电源管理系统技术方案

本申请提供了一种机器人电源管理系统，其包括控制模块以及与控制模块连接的前级处理保护模块、采集模块、通讯模块和后级处理保护模块；前级处理保护模块用于对输入的电源进行滤波与干扰抑制以及限流与防反接；采集模块用于采集电压、电流和温度，并将采集结果发送给控制模块，控制模块根据采集结果进行过压、欠压、过流和过温保护；控制模块通过通讯模块与外部主控制器连接；后级处理保护模块用于对机器人电源管理系统的输出端进行过压或过流保护。不同电压等级的电源通过本申请机器人电源管理系统分配到各受电单元，本申请机器人电源管理系统能够对机器人产品中各受电单元的上下电逻辑进行控制，对供电进行监控和分配。

【技术实现步骤摘要】
机器人电源管理系统
本申请属于电源管理
，具体涉及一种机器人电源管理系统。
技术介绍
随着科学技术的进步，工业自动化领域受市场变化、技术更替影响的程度越来越显著，机器人产品也在朝着智能化、集成化、高安全性方向飞速发展。目前，机器人产品通常包括动力设备、动力控制单元、主控制单元、辅助控制单元和外设单元等，这些设备和单元的供电往往来自一个或多个不同电压等级的电源模块。当需要监测各单元的用电情况时，就必须在各电源模块的内部设置供电检测电路。如果系统要求掌握这些用电情况数据，还需要配备一条用于上报检测数据的通讯链路。一旦系统要求单独控制某一个单元的供电，特别是包含有机器人上、下电逻辑的场合，就需要从系统层级设计更为复杂的电路。因此，如何把多个电源整合在一起组成一个管理系统，让它安全、高效地管理机器人产品中所有的用电单元，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种机器人电源管理系统。根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种机器人电源管理系统，其包括控制模块以及与所述控制模块连接的前级处理保护模块、采集模块、通讯模块和后级处理保护模块；所述前级处理保护模块用于对输入的电源进行滤波与干扰抑制以及限流与防反接；所述采集模块用于采集电压、电流和温度，并将采集结果发送给所述控制模块，所述控制模块根据采集结果进行过压、欠压、过流和过温保护；所述控制模块通过通讯模块与外部主控制器连接；所述后级处理保护模块用于对机器人电源管理系统的输出端进行过压或过流保护。上述机器人电源管理系统中，所述控制模块包括MCU逻辑控制器、外控及反馈电路、输出缓启动电路和风扇调速控制接口；所述MCU逻辑控制器与外部主控制器连接，主控制器通过外控单元控制外控及反馈电路的通断；MCU逻辑控制器与输出缓启动电路连接，MCU逻辑控制器通过风扇调速控制接口连接风扇，对风扇进行调速控制。进一步地，所述输出缓启动电路包括水泥电阻和功率开关管，其中，水泥电阻与功率开关管并联；MCU逻辑控制器根据采集模块采集到的电压和电流计算得到经过水泥电阻的电流减小到0所用的时间t，MCU逻辑控制器控制功率开关管在时间t后启动。上述机器人电源管理系统中，所述前级处理保护模块包括滤波与干扰抑制电路以及限流与防反接电路；所述滤波与干扰抑制电路包括瞬态二极管、安规电容和共模电感；所述限流与防反接电路包括保险丝、OR-ingFET控制器和MOSFET；所述保险丝与MOSFET连接，所述OR-ingFET控制器的输入端与MOSFET的源极连接，所述OR-ingFET控制器的输出端与MOSFET的漏极连接，所述OR-ingFET控制器的门级与MOSFET的栅极连接。上述机器人电源管理系统中，所述后级处理保护模块包括输出电压防护电路，所述输出电压防护电路包括MOS管、理想二极管LM5050、电解电容和发光二极管；所述MOS管的源极输入48V电压，所述MOS管的源极与理想二极管LM5050的输入端连接，其漏极与理想二极管LM5050的输出端连接，其栅极与理想二极管LM5050的门级连接，所述MOS管的源极与栅极之间连接有第一电阻；所述理想二极管LM5050的OFF端和GND端均接地，其VS端通过第二电阻与所述MOS管的源极连接，其VS端通过电容接地；所述MOS管的漏极与所述电解电容的正极连接，所述电解电容的负极接地；第三电阻的一端和第四电阻的一端均与所述MOS管的漏极连接，所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的另一端均与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地；所述MOS管的漏极输出48V电压。根据本申请实施例的第一方面，本申请还提供了另一种机器人电源管理系统，其包括MCU逻辑控制器、动力电回路、控制电回路和外设电回路；所述MCU逻辑控制器控制所述动力电回路、控制电回路和外设电回路的通断；所述MCU逻辑控制器与外部主控制器连接，外部所述主控制器通过外控单元控制所述动力电回路的通断；动力电源通过所述动力电回路连接动力设备，为动力设备供电；控制电源通过所述控制电回路连接外部主控制器、外控单元和示教器，为外部主控制器、外控单元和示教器供电；外设电源通过外设电回路连接外设单元，为外设单元供电。上述机器人电源管理系统中，所述动力电回路包括滤波与干扰抑制电路、限流防反接电路、电流采样电路、外控及反馈电路、电压采样电路、输出缓启动电路和输出电压防护电路；所述动力电源与滤波与干扰抑制电路并联，所述滤波与干扰抑制电路依次与所述限流防反接电路、电流采样电路、外控及反馈电路、输出缓启动电路和输出电压防护电路连接，所述电压采样电路的一端与所述输出缓启动电路的输入端连接，其另一端和所述滤波与干扰抑制电路接地端连接；外部动力设备的一端与所述输出电压防护电路的输出端连接，其另一端和所述滤波与干扰抑制电路的接地端连接。上述机器人电源管理系统中，所述控制电回路包括滤波与干扰抑制电路、限流防反接电路、电压采样电路、锂电池、电流采样电路、第一开关、第二开关和第三开关；所述控制电源与所述滤波与干扰抑制电路并联，所述滤波与干扰抑制电路与所述限流防反接电路连接，所述限流防反接电路连接与锂电池连接；所述锂电池的第一输出端通过所述电流采样电路与所述第一开关的进线端连接，所述第一开关的出线端与主控制器连接，所述第一开关的控制端与所述MCU逻辑控制器连接；所述锂电池的第二输出端通过所述电流采样电路与所述第二开关的进线端连接，所述第二开关的出线端与外控单元连接，所述第二开关的控制端与所述MCU逻辑控制器连接；所述锂电池的第三输出端通过所述电流采样电路与所述第三开关的进线端连接，所述第三开关的出线端与示教器连接，所述第三开关的控制端与所述MCU逻辑控制器连接；主控制器、外设单元和示教器还与所述锂电池的负极连接；所述锂电池通过DCDC电源与所述MCU逻辑控制器连接，所述DCDC电源将所述锂电池的输出电压转换成所述MCU逻辑控制器所需的工作电压。上述机器人电源管理系统中，所述外设电回路包括滤波与干扰抑制电路、限流防反接电路、电压采样电路、电流采样电路、第四开关和第五开关；所述外设电源与滤波与干扰抑制电路并联，所述滤波与干扰抑制电路与限流防反接电路连接，所述限流防反接电路通过所述电流采样电路与所述第四开关的进线端连接，所述第四开关的出线端与第一外设单元连接，所述第四开关的控制端与所述MCU逻辑控制器连接；所述限流防反接电路还通过另一所述电流采样电路与所述第五开关的进线端连接，所述第五开关的出线端与第二外设单元连接，所述第五开关的控制端与所述MCU逻辑控制器连接；所述电压采样电路的一端与所述限流防反接电路的输出端连接，其另一端和所述滤波与干扰抑制电路的接地端连接；所述第一外设单元和第二外设单元均和所述滤波与干扰抑制电路的接地端连接。上述机器人电源管理系统中，所述MCU逻辑控制器通过ADC-DMA方式采集电压、电流和温度信号。根据本申请的上述具体实施方式可知，至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人电源管理系统，其特征在于，包括控制模块以及与所述控制模块连接的前级处理保护模块、采集模块、通讯模块和后级处理保护模块；/n所述前级处理保护模块用于对输入的电源进行滤波与干扰抑制以及限流与防反接；所述采集模块用于采集电压、电流和温度，并将采集结果发送给所述控制模块，所述控制模块根据采集结果进行过压、欠压、过流和过温保护；所述控制模块通过通讯模块与外部主控制器连接；所述后级处理保护模块用于对机器人电源管理系统的输出端进行过压或过流保护。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人电源管理系统，其特征在于，包括控制模块以及与所述控制模块连接的前级处理保护模块、采集模块、通讯模块和后级处理保护模块；
所述前级处理保护模块用于对输入的电源进行滤波与干扰抑制以及限流与防反接；所述采集模块用于采集电压、电流和温度，并将采集结果发送给所述控制模块，所述控制模块根据采集结果进行过压、欠压、过流和过温保护；所述控制模块通过通讯模块与外部主控制器连接；所述后级处理保护模块用于对机器人电源管理系统的输出端进行过压或过流保护。


2.根据权利要求1所述的机器人电源管理系统，其特征在于，所述控制模块包括MCU逻辑控制器、外控及反馈电路、输出缓启动电路和风扇调速控制接口；所述MCU逻辑控制器与外部主控制器连接，主控制器通过外控单元控制外控及反馈电路的通断；MCU逻辑控制器与输出缓启动电路连接，MCU逻辑控制器通过风扇调速控制接口连接风扇，对风扇进行调速控制。


3.根据权利要求2所述的机器人电源管理系统，其特征在于，所述输出缓启动电路包括水泥电阻和功率开关管，其中，水泥电阻与功率开关管并联；MCU逻辑控制器根据采集模块采集到的电压和电流计算得到经过水泥电阻的电流减小到0所用的时间t，MCU逻辑控制器控制功率开关管在时间t后启动。


4.根据权利要求1所述的机器人电源管理系统，其特征在于，所述前级处理保护模块包括滤波与干扰抑制电路以及限流与防反接电路；所述滤波与干扰抑制电路包括瞬态二极管、安规电容和共模电感；所述限流与防反接电路包括保险丝、OR-ingFET控制器和MOSFET；所述保险丝与MOSFET连接，所述OR-ingFET控制器的输入端与MOSFET的源极连接，所述OR-ingFET控制器的输出端与MOSFET的漏极连接，所述OR-ingFET控制器的门级与MOSFET的栅极连接。


5.根据权利要求1所述的机器人电源管理系统，其特征在于，所述后级处理保护模块包括输出电压防护电路，所述输出电压防护电路包括MOS管、理想二极管LM5050、电解电容和发光二极管；
所述MOS管的源极输入48V电压，所述MOS管的源极与理想二极管LM5050的输入端连接，其漏极与理想二极管LM5050的输出端连接，其栅极与理想二极管LM5050的门级连接，所述MOS管的源极与栅极之间连接有第一电阻；所述理想二极管LM5050的OFF端和GND端均接地，其VS端通过第二电阻与所述MOS管的源极连接，其VS端通过电容接地；所述MOS管的漏极与所述电解电容的正极连接，所述电解电容的负极接地；第三电阻的一端和第四电阻的一端均与所述MOS管的漏极连接，所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的另一端均与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极接地；所述MOS管的漏极输出48V电压。


6.一种机器人电源管理系统，其特征在于，包括MCU逻辑控制器、动力电回路、控制电回路和外设电回路；所述MCU逻辑控制器控制所述动力电回路、控制电回路和外设电回路的通断；所述MCU逻辑控制器与外部主控制器连接，外部所述主控制器通过外控单元控制所述动力电回路的通断；动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨跞，杨涛，陈宏伟，许楠，
申请(专利权)人：中科新松有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31