一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统技术方案

一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，包括太阳能板和便携式低温电源箱；便携式低温电源箱包括壳体、支撑框架、保温内衬、蓄电池组、加温器、控制器及脚轮；壳体固定设置在支撑框架上；保温内衬固定设置在壳体内表面；蓄电池组、加温器及控制器均设置在壳体内部，蓄电池组与加温器并列设置，控制器位于加温器正上方；蓄电池组与控制器进行电连接；加温器与控制器进行电连接；太阳能板通过充电线与控制器进行电连接；脚轮固定设置在壳体底部。本发明专利技术的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，能够在

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统


[0001]本专利技术属于低温光伏发电
，特别是涉及一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统。

技术介绍

[0002]针对户外作业机器人来说，如果户外环境属于寒冷低温环境时，由于机器人通常以锂电池作为供电电源，而随着温度的降低，锂电池内部的电解液会愈发粘稠，从而导致电池活性下降，并且电池的容量也会快速衰减，甚至无法进行充电，进而严重影响机器人的正常工作。
[0003]为了应对传统锂电池低温性能变差的问题，行业内也提出了利用自然能源为机器人提供电能的设想，例如采用太阳能发电方式为机器人的锂电池进行充电，但传统的太阳能发电设备在
‑
40℃的极寒环境下也无法为锂电池进行正常充电，从而使极寒环境下的机器人充电问题成为了待解的难题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，能够在
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40℃的极寒环境下实现锂电池的正常充电，在户外寒冷低温环境下满足机器人的供电需求，大幅度提高了机器人在户外寒冷低温环境下的续航时间。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，包括太阳能板和便携式低温电源箱；所述便携式低温电源箱包括壳体、支撑框架、保温内衬、蓄电池组、加温器、控制器及脚轮；所述壳体固定设置在支撑框架上；所述保温内衬固定设置在壳体内表面；所述蓄电池组、加温器及控制器均设置在壳体内部，蓄电池组与加温器并列设置，所述控制器位于加温器正上方；所述蓄电池组与控制器进行电连接；所述加温器与控制器进行电连接；所述太阳能板通过充电线与控制器进行电连接；所述脚轮固定设置在壳体底部。
[0006]所述壳体包括顶板、底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板；所述底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板均通过螺栓固定安装在支撑框架上；所述顶板通过合页铰接在支撑框架上；所述顶板、底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板均采用碳纤维板；所述支撑框架采用铝合金框架。
[0007]所述蓄电池组封装在电池仓内。
[0008]所述加温器设置在加温导热仓内，在加温导热仓的顶部开设有测温通孔。
[0009]所述控制器采用板式结构，控制器固定架设在测温通孔正上方，在控制器正上方还固定架设有防护板。
[0010]所述控制器上集成有微处理器、温度监测模块、电量监测模块、充电控制模块、通信模块及负载供电模块；所述微处理器作为控制器的控制模块；所述温度监测模块用于监测壳体内部的环境温度，环境温度数据由微处理器接收，所述加温器的启闭控制指令由微
处理器发出；所述电量监测模块用于监测蓄电池组的电量、电压及电量，电量、电压及电量数据由微处理器接收；所述充电控制模块用于控制太阳能板对蓄电池组进行充电的过程，充电控制指令由微处理器发出；所述通信模块用于微处理器与上位机的通信连接，通信模块采用无线通信模式；所述负载供电模块用于控制蓄电池组对机器人进行供电，负载供电指令由微处理器发出。
[0011]在所述壳体的后侧板上分别设置有启动按钮、紧急按钮、太阳能供电接口、24V负载输出接口、5V负载输出接口、USB供电接口、RS485通信接口及显示器接口；所述启动按钮、紧急按钮、太阳能供电接口、24V负载输出接口、5V负载输出接口、USB供电接口、RS485通信接口及显示器接口均与控制器进行电连接。
[0012]在所述壳体的顶板、左侧板和右侧板上均开设有若干工艺减重孔，在壳体的左侧板或右侧板上设置有无线通信信号发射口。
[0013]所述用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统设定有以下五种充电模式：
[0014]①
、性能模式：由太阳能板对蓄电池组进行充电，由蓄电池组对机器人进行供电，由太阳能板对板上外设进行供电，由太阳能板对加温器进行供电；
[0015]②
、稳定模式：由太阳能板对蓄电池组进行充电，由蓄电池组对机器人进行供电，由蓄电池组对板上外设进行供电，由太阳能板对加温器进行供电；
[0016]③
、等待充电模式：当蓄电池组处于电量过低状态且温度满足充电要求时，负载输出关闭，仅由太阳能板对蓄电池组进行充电，直到蓄电池组的电量达到阈值后，恢复负载输出；
[0017]④
、睡眠模式：当蓄电池组处于电量过低状态且温度不满足充电要求时，负载输出关闭，暂停太阳能板对蓄电池组的充电，直到温度达到充电要求时，恢复太阳能板对蓄电池组的充电；
[0018]⑤
、紧急模式：暂停太阳能板对蓄电池组的充电，仅由蓄电池组对机器人进行供电。
[0019]所述用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统的工作流程如下：
[0020]在系统运行过程中，由控制器的温度监测模块实时获取壳体内部环境温度数据，由控制器的电量监测模块实时获取蓄电池组的电量、电压和电流数据，且微处理器每间隔1秒接收一次所获取的温度、电量、电压和电流数据；当微处理器获取了温度、电量、电压和电流数据后，再依据获取的数据进行条件判别，并根据条件判别结果决定切换充电模式或维持当前充电模式。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术的用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，能够在
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40℃的极寒环境下实现锂电池的正常充电，在户外寒冷低温环境下满足机器人的供电需求，大幅度提高了机器人在户外寒冷低温环境下的续航时间。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的便携式低温电源箱的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术的便携式低温电源箱的剖视图；
[0026]图4为本专利技术的控制器的原理框图；
[0027]图中，1—太阳能板，2—便携式低温电源箱，3—壳体，4—支撑框架，5—保温内衬，6—蓄电池组，7—加温器，8—控制器，9—脚轮，10—充电线，11—电池仓，12—加温导热仓，13—测温通孔，14—防护板，15—微处理器，16—温度监测模块，17—电量监测模块，18—充电控制模块，19—通信模块，20—负载供电模块，21—上位机，22—机器人，23—启动按钮，24—紧急按钮，25—太阳能供电接口，26—24V负载输出接口，27—5V负载输出接口，28—USB供电接口，29—RS485通信接口，30—显示器接口，31—工艺减重孔，32—无线通信信号发射口。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0029]如图1～4所示，一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，包括太阳能板1和便携式低温电源箱2；所述便携式低温电源箱2包括壳体3、支撑框架4、保温内衬5、蓄电池组6、加温器7、控制器8及脚轮9；所述壳体3固定设置在支撑框架4上；所述保温内衬5固定设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：包括太阳能板和便携式低温电源箱；所述便携式低温电源箱包括壳体、支撑框架、保温内衬、蓄电池组、加温器、控制器及脚轮；所述壳体固定设置在支撑框架上；所述保温内衬固定设置在壳体内表面；所述蓄电池组、加温器及控制器均设置在壳体内部，蓄电池组与加温器并列设置，所述控制器位于加温器正上方；所述蓄电池组与控制器进行电连接；所述加温器与控制器进行电连接；所述太阳能板通过充电线与控制器进行电连接；所述脚轮固定设置在壳体底部。2.根据权利要求1所述的一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：所述壳体包括顶板、底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板；所述底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板均通过螺栓固定安装在支撑框架上；所述顶板通过合页铰接在支撑框架上；所述顶板、底板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板均采用碳纤维板；所述支撑框架采用铝合金框架。3.根据权利要求1所述的一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：所述蓄电池组封装在电池仓内。4.根据权利要求1所述的一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：所述加温器设置在加温导热仓内，在加温导热仓的顶部开设有测温通孔。5.根据权利要求1所述的一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：所述控制器采用板式结构，控制器固定架设在测温通孔正上方，在控制器正上方还固定架设有防护板。6.根据权利要求1所述的一种用于机器人的便携式寒冷低温环境太阳能供电系统，其特征在于：所述控制器上集成有微处理器、温度监测模块、电量监测模块、充电控制模块、通信模块及负载供电模块；所述微处理器作为控制器的控制模块；所述温度监测模块用于监测壳体内部的环境温度，环境温度数据由微处理器接收，所述加温器的启闭控制指令由微处理器发出；所述电量监测模块用于监测蓄电池组的电量、电压及电量，电量、电压及电量数据由微处理器接收；所述充电控制模块用于控制太阳能板对蓄电池组进行充电的过程，充电控制指令由微处理器发出；所述通信模块用于微处理器与上位机的通信连接，通信模块采用无线通信模式；所述负载供电模块用于控制蓄电池组对机器人进行供电，负载供电指令由微处理器发出。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，金博丕，陈浩楠，李俊彬，金枫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：