一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法技术

本发明专利技术提供了一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法，涉及电机能量回馈控制技术领域。控制方法涉及以下步骤：开发板实时，但不同时获取独立供电的旋翼电机母线和行走电机当前工作电压，确定电机工作状态，根据回馈能量不同电压值，控制电路切换装置切换电路到相应的回馈能量控制电路。其中若回馈能量电压低于设定值，则通过高阻值电阻消耗，产生的热量供驱动器辅助加热；否则两种电机产生的回馈能量相互反馈到供电电池中。若电池满电，回馈能量供传感器使用。本发明专利技术提出了多电机能量回馈控制方法，解决了飞走巡检机器人多个电机在飞走模式频繁切换时，电机制动而产生能量回馈，对电机驱动器造成损害的问题，提高了机器人能量利用率和安全性。量利用率和安全性。量利用率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法


[0001]本专利技术涉及一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法，属于高压输电线巡检机器人电机能量回馈控制


技术介绍

[0002]高压输电线作为电力高质量传输媒介，有着十分重要的作用。而由于其具有一定的危险性，按照国家规定，在野外常采用铁塔承载高空架线的方式，极易受到外界环境影响而产生损坏，威胁人民生命财产安全，阻碍正常用电需求。因此需要对输电线路进行定期的巡检工作，目前更多的采用人工和巡检机器人巡检。
[0003]由于野外环境的不确定性以及高空线路巡检的不便性，人工巡检危险性很大，随着机器人技术的发展，巡检机器人巡检逐渐取代人工。而巡检机器人的安全性和续航能力是巡检工作能否顺利高效开展的关键。由于巡检线路上存在多种障碍，主要为塔头、防震锤等，飞走巡检机器人需要频繁切换沿线行走和飞行越障的模式。在模式切换时，行走电机和旋翼电机快速减速运行，由于频繁快速制动，电机短时间内有很大的能量回馈，会产生很高的泵升电压。由于驱动器和电机之间基本以线路直接相连，如果此时系统没有配备消耗电阻或者能量回馈单元，能量就没有消耗的地方，产生的回馈能量就有可能冲高驱动器实时工作电压，超出驱动器允许的最大电压值，导致驱动器损坏，威胁巡检机器人安全，不符合电力线巡检工作的安全要求。
[0004]对于具有多个电机工作的飞走巡检机器人，回馈的能量将更为复杂，用于处理回馈能量的线路将更为复杂，电机产生的回馈能量电压有时无法达到锂电池的充电电压，若以过低电压对锂电池进行充电，则会造成锂电池损坏。因此不同的回馈能量需要进行相应不同处理。而目前采用的处理方式较为单一，且效率不高。单纯利用电阻对回馈能量进行消耗，会使系统整体能量利用效率降低，机器热量增加，且热量得不到有效的利用，而单纯增加能量回馈电路无法对复杂的回馈能量进行高效利用，还会对锂电池产生危害，严重制约了机器的实际使用时长，威胁机器安全性能。
[0005]对于共用一个驱动器的多个电机同时制动时，可能处于不同工作状态，部分电机处于电动机工作状态，需要进行正常供电，而部分电机处于发电运行状态，会产生回馈能量，无法进行有效的均衡；
[0006]传统巡检机器人多采用一套锂电池供电系统，而由于锂电池不可同时处于充电和放电状态，阻碍回馈能量的回收；
[0007]对电机能量回馈状态的判断需要对电机工作电压进行检测，而检测方法多采用额外的电压检测器，增加了机器成本；
[0008]因此为提高飞走巡检机器人安全性能和续航能力，降低飞走巡检机器人成本，需要对其产生的回馈能量采用更适合的控制方法，更合理的供电系统和电压检测方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的是提出一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法，旨在解决飞走巡检机器人频繁切换行走和飞行两种模式时，电机短时间内有很大的能量回馈，产生很高的泵升电压，损害电机驱动器的问题。同时优化供电系统和电压检测方法。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]提出一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法：飞走巡检机器人正常运行，当飞行至正确位置降落到电力线后，飞走巡检机器人采用旋翼电机能量回馈控制方法对回馈能量进行处理；之后飞走巡检机器人正常沿线行走过程中，需要飞行跃过电力线塔架时，飞走巡检机器人采用行走电机能量回馈控制方法对回馈能量进行处理；
[0012]所述旋翼电机能量回馈控制方法，包括以下步骤：
[0013]S1：飞走巡检机器人处于正常运行状态，当降落到电力线后，开发板(317)发送控制信号，六个旋翼电机制动，行走电机(315)待启动；
[0014]S2：开发板(317)实时检测并获取当前六个旋翼电机共用母线工作电压，并判断当前工作电压方向，通过工作电压方向确定六个旋翼电机总体是否处于能量回馈状态。当确定共用母线工作电压方向为负即六个旋翼电机总体处于发电运行状态，开发板(317)对共用母线上回馈能量电压进行检测，并判断当前电压值是否等于或高于行走电机供电锂电池(311)充电电压，若否则执行步骤S3，若是则执行步骤S4；
[0015]S3：开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至高阻值消耗电路，将回馈能量通过高阻值电阻(322)进行完全消耗。温度传感器(323)对预启动的行走电机驱动器(312)的温度进行检测，若行走电机驱动器(312)温度低于设定温度，启动加热系统对行走电机驱动器(312)进行加热，由高阻值消耗电路中高阻值电阻(322)产生的热量供行走电机驱动器(312)辅助加热使用；若行走电机驱动器(312)温度等于或高于设定温度，则加热系统不启动，高阻值电阻(322)所产生的热量通过导热铜管散热；
[0016]S4：开发板(317)实时检测并判断行走电机供电锂电池(311)电压是否为满电电压。若否，开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至行走电机供电电池充电控制电路，旋翼电机回馈能量先经过共享母线，剩余能量过稳压器3(313)、稳流器3(314)后，回馈到行走电机供电锂电池(311)中，对行走电机供电锂电池(311)进行充电，之后执行S6；若是，则执行步骤S5；
[0017]S5：开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至传感器供电电路，经稳压器2(318)、稳流器2(319)后，用于多种传感器(320)供电使用；
[0018]S6：开发板(317)实时检测并获取当前六个旋翼电机共用母线工作电压，并判断当前工作电压方向，通过工作电压方向确定六个旋翼电机总体是否处于能量回馈状态。当确定工作电压值为0即旋翼电机处于停止工作状态，或电压方向为正即六个旋翼电机总体处于电动机工作状态时，能量回馈控制停止；
[0019]所述的行走电机能量回馈控制方法包括以下步骤：
[0020]S7：飞走巡检机器人处于正常运行状态，飞走巡检机器人沿线行走过程中，需要飞行跃过电力线塔架时，开发板(317)发送控制信号，行走电机(315)制动，六个旋翼电机待启动；
[0021]S8：开发板(317)实时检测并获取当前行走电机(315)工作电压，并判断行走电机
(315)当前工作电压方向，通过当前工作电压方向确定行走电机(315)工作状态。当确定电压方向为负即行走电机(315)处于发电运行状态，开发板(317)对回馈能量电压进行检测，并判断当前电压值是否等于或高于旋翼电机供电锂电池(301)充电电压，若否则执行步骤S9，若是则执行步骤S10；
[0022]S9、开发板(317)控制电路切换装置(321)将行走电机供电电路切换至高阻值消耗电路，将回馈能量通过高阻值电阻(322)进行完全消耗。温度传感器(323)对预启动的旋翼电机驱动器(302)的温度进行检测，若旋翼电机驱动器(302)温度低于设定温度，则启动加热系统对旋翼电机驱动器(302)进行加热，由高阻值消耗电路中的高阻值电阻(322)产生的热量供旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞走巡检机器人多电机能量回馈控制方法，其特征在于，飞走巡检机器人正常运行，当飞行至正确位置降落到电力线后，飞走巡检机器人采用旋翼电机能量回馈控制方法对回馈能量进行处理；之后飞走巡检机器人正常沿线行走过程中，需要飞行跃过电力线塔架时，飞走巡检机器人采用行走电机能量回馈控制方法对回馈能量进行处理；所述旋翼电机能量回馈控制方法包含以下步骤：S1：开发板(317)发送控制信号，六个旋翼电机制动，行走电机(315)待启动；开发板(317)实时检测并获取当前六个旋翼电机共用母线工作电压，并判断当前工作电压方向，通过工作电压方向确定六个旋翼电机总体是否处于能量回馈状态；当确定共用母线工作电压方向为负即六个旋翼电机总体处于发电运行状态，开发板(317)对共用母线上回馈能量电压进行检测，并判断当前电压值是否等于或高于行走电机供电锂电池(311)充电电压，若否则执行步骤S2，若是则执行步骤S3；S2：开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至高阻值消耗电路，将回馈能量通过高阻值电阻(322)进行完全消耗；温度传感器(323)对预启动的行走电机驱动器(312)的温度进行检测，若行走电机驱动器(312)温度低于设定温度值，启动加热系统对行走电机驱动器(312)进行加热，由高阻值消耗电路中的高阻值电阻(322)产生的热量供行走电机驱动器(312)辅助加热使用；若行走电机驱动器(312)温度等于或高于设定温度，则加热系统不启动，高阻值电阻(322)所产生的热量通过导热铜管散热；S3：开发板(317)实时检测并判断行走电机供电锂电池(311)电压是否为满电电压；若否，开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至行走电机供电锂电池充电控制电路，旋翼电机回馈能量先经过共享母线，再经过稳压器3(313)、稳流器3(314)后，回馈到行走电机供电锂电池(311)中，对行走电机供电锂电池(311)进行充电，之后执行S5；若是，则执行步骤S4；S4：开发板(317)控制电路切换装置(321)将旋翼电机供电电路切换至传感器供电电路，经稳压器2(318)、稳流器2(319)后，用于多种传感器(320)供电使用；S5：开发板(317)实时检测并获取当前六个旋翼电机共用母线工作电压，并判断当前工作电压方向，通过工作电压方向确定六个旋翼电机总体是否处于能量回馈状态；当确定工作电压值为0即旋翼电机处于停止工作状态，或电压方向为正即六个旋翼电机总体处于电动机工作状态时，能量回馈控制停止；所述行走电机能量回馈控制方法包含以下步骤：S6：开发板(317)发送控制信号，行走电机(315)制动，六个旋翼电机待启动；开发板(317)实时检测并获取当前行走电机(315)工作电压，并判断行走电机(315)当前工作电压方向，通过当前工作电压方向确定行走电机(315)工作状态；当确定电压方向为负即行走电机(315)处于发电运行状态，开发板(317)对回馈能量电压进行检测，并判断当前电压值是否等于或高于旋翼电机供电锂电池(301)充电电压，若否则执行步骤S7，若是则执行步骤S8；S7：开发板(317)控制电路切换装置(321)将行走电机供电电路切换至高阻值消耗电路，将回馈能量通过高阻值电阻(322)进行完全消耗；温度传感器(323)对预启动的旋翼电机驱动器(302)的温度进行检测，若旋翼电机驱动器(302)温度低于设定温度，则启动加热系统对旋翼电机驱动器(302)进行加热，由高阻值消耗电路中的高阻值电阻(322)产生的热
量供旋翼电机驱动器(302)辅助加热使用；若旋翼电机驱动器(302)温度等于或高于设定温度，则加热系统不启动，高阻值电阻(322)所产生的热量通过导热铜管散热；S8：开发板(317)实时检测并判断旋翼电机供电锂电池(301)电压是否为满电电压；若否，开发板(317)控制电路切换装置(321)将行走电机供电电路切换至旋翼电机供电锂电池充电控制电路，回馈能量先经过稳压器1(303)、稳流器1(304)后，回馈到旋翼电机供电锂电池(301)中，对旋翼电机供电锂电池(301)进行充电，之后执行步骤S10；若是，则执行步骤S9；S9：开发板(317)控制电路切换装置(321)将行走电机供电电路切换至传感器供电电路，经稳压器3(313)、稳流器3(314)后，用于多种传感器(320)供电使用；S10：开发板(317)实时检测并获取当前行走电机(315)工作电压，并判断行走电机(315)当前工作电压方向，通过工作电压方...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷金，王艳琦，秦新燕，贾博，李惠东，李博，张杰，李兆钧，王德新，曾钰婕，冯天明，宋杰，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：