巡检机器人及其控制电路的制作方法

1.本技术涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种巡检机器人及其控制电路。


背景技术：

2.巡检机器人是一种可以自主越障和自主巡检的机器人系统，在安防排爆、机房维护、电网监护等领域被广泛应用。在相关技术中，巡检机器人在进行手动充电时，容易发生意外窜动而对充电线进行拉扯，造成充电装置和巡检机器人的结构破坏，严重时还会引起安全事故。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种巡检机器人及其控制电路，可以在巡检机器人进行手动充电时，杜绝巡检机器人意外窜动而引发结构破坏和安全事故的风险。
4.一方面，本技术实施例提供一种巡检机器人控制电路，包括手动充电插头、可充电电池、常闭继电器、行走电机驱动器、单片机和工控机，所述手动充电插头、所述可充电电池、所述常闭继电器、所述行走电机驱动器依次电性连接，所述常闭继电器被配置为在所述手动充电插头被插入且接收到充电电流时断开，所述行走电机驱动器被配置为控制行走电机，所述单片机和所述工控机电性连接且分别连接所述可充电电池，所述单片机、所述工控机分别通过控制器局域网络总线和所述行走电机驱动器电性连接。
5.在一些实施例中，所述巡检机器人控制电路还包括多个降压变压器，所述多个降压变压器分别和所述可充电电池的不同输出端电性连接，以将所述可充电电池的输出电压转换为不同数值的工作电压。
6.在一些实施例中，所述行走电机驱动器、所述单片机和所述工控机分别通过所述降压变压器电性连接于所述可充电电池。
7.在一些实施例中，所述可充电电池的输出电压为48v，所述多个降压变压器被配置为将所述可充电电池的输出电压转换为24v、12v和5v。
8.在一些实施例中，所述单片机和所述工控机通过rs232总线或控制器局域网络总线电性连接。
9.在一些实施例中，所述巡检机器人控制电路还包括和所述工控机电性连接的输入单元，所述输入单元包括拾音器、云台相机和摄像头。
10.在一些实施例中，所述巡检机器人控制电路还包括和所述工控机电性连接的输出单元，所述输出单元包括语音播放器、显示屏和指示灯。
11.在一些实施例中，所述巡检机器人控制电路还包括传感单元，所述传感单元包括激光雷达、惯性传感器、温湿度二氧化碳氧气四合一传感器，所述激光雷达、所述惯性传感器分别和所述工控机电性连接，所述温湿度二氧化碳氧气四合一传感器和所述单片机电性连接。
12.在一些实施例中，所述手动充电插头为航空插头。
13.另一方面，本技术实施例提供一种巡检机器人，包括以上任一实施例所述的巡检机器人控制电路。
14.本技术实施例通过设置依次电性连接的手动充电插头、可充电电池、常闭继电器和行走电机驱动器，行走电机驱动器被配置为控制行走电机，常闭继电器被配置为在手动充电插头被插入且接收到充电电流时断开；这样，在巡检机器人进行手动充电时，手动充电插头被插入且接收到充电电流，常闭继电器受激而断开，使得可充电电池和行走电机驱动器之间断开供电，行走电机驱动器断电而使受之控制的行走电机不能继续运转、使得巡检机器人真正停止运动，避免行走电机意外运转而导致的巡检机器人窜动，杜绝巡检机器人意外窜动而引发结构破坏和安全事故的风险；此外，单片机、工控机分别通过控制器局域网络总线和行走电机驱动器电性连接，具有数据通信实时性强、快速稳定和分散仲裁的优点，可以增加单片机、工控机和行走电机驱动器之间的通信稳定性，提高系统可靠性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本技术一些实施例提供的巡检机器人控制电路的总体结构图；
17.图2是本技术一些实施例提供的巡检机器人控制电路的局部结构图。
18.主要元件符号说明：
19.1-巡检机器人控制电路，10-手动充电插头，20-可充电电池，30-常闭继电器，40-行走电机驱动器，50-降压变压器，61-单片机，62-工控机，71-拾音器，72-云台相机，73-摄像头，81-语音播放器，82-显示屏，83-指示灯，91-激光雷达，92-惯性传感器，93-温湿度二氧化碳氧气四合一传感器。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]“a和/或b”，包括以下三种组合：仅a，仅b，及a和b的组合。
[0023]
本技术中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0024]
在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
[0025]
如图1所示，一方面，本技术实施例提供一种巡检机器人控制电路1，可以在巡检机器人进行手动充电时，杜绝巡检机器人意外窜动而引发结构破坏和安全事故的风险。该巡检机器人控制电路1包括依次电性连接的手动充电插头10、可充电电池20、常闭继电器30和行走电机驱动器40，常闭继电器30被配置为在手动充电插头10被插入且接收到充电电流时断开，行走电机驱动器40被配置为控制行走电机。
[0026]
在未对巡检机器人进行手动充电时，手动充电插头10未被插入且未接收到充电电流，常闭继电器30保持闭合状态，使得可充电电池20可以对行走电机驱动器40进行供电；相应地，行走电机驱动器40可以控制行走电机运转，由行走电机驱动巡检机器人的行走机构(例如行走轮或履带)行走移动，实现巡检机器人的正常运动。
[0027]
而在巡检机器人进行手动充电时，手动充电插头10被插入且接收到充电电流，常闭继电器30受激而断开，使得可充电电池20和行走电机驱动器40之间断开供电，行走电机驱动器40断电而使受之控制的行走电机不能继续运转、使得巡检机器人真正停止运动，避免行走电机意外运转而导致的巡检机器人窜动，杜绝巡检机器人意外窜动而引发结构破坏和安全事故的风险。
[0028]
这里，巡检机器人控制电路1还可以包括相互电性连接的单片机61和工控机62，单片机61、工控机62分别通过控制器局域网络总线和行走电机驱动器40电性连接，且单片机61、工控机62分别电性连接于可充电电池20。这里，单片机61可以作为巡检机器人中的下位机，而工控机62可以作为巡检机器人中的上位机。控制器局域网络总线即controller area network总线(简称can总线)，具有数据通信实时性强、快速稳定和分散仲裁的优点，可以增加单片机61、工控机62和行走电机驱动器40之间的通信稳定性，提高系统可靠性。在一些示例中，单片机61和工控机62可以通过rs232总线或控制器局域网络总线电性连接。
[0029]
在一些实施例中，巡检机器人控制电路1还可以包括多个降压变压器50，多个降压变压器50分别和可充电电池20的不同输出端电性连接，以将可充电电池20的输出电压转换为不同数值的工作电压，使得具有不同工作电压的用电器可以获得相应的驱动电压。这样，可充电电池20可以为具有不同工作电压的多个用电器进行供电，满足巡检机器人上不同电气功能器件的用电需要，保证巡检机器人的正常工作。
[0030]
可充电电池20的输出电压可以根据实际需要决定，本技术实施例对此不作限定。在一些实施例中，可充电电池20的输出电压可以为48v，多个降压变压器50被配置为将可充
电电池20的输出电压转换为24v、12v和5v。换言之，其中至少一个降压变压器50被配置为可将可充电电池20输出的48v电压转换为24v电压，满足工作电压为24v的用电器的用电需要；其中至少另一个降压变压器50被配置为可将可充电电池20输出的48v电压转换为12v电压，满足工作电压为12v的用电器的用电需要；至少又一个降压变压器50被配置为可将可充电电池20输出的48v电压转换为5v电压，满足工作电压为5v的用电器的用电需要。在一些示例中，行走电机驱动器40、单片机61和工控机62分别通过降压变压器50电性连接于可充电电池20，获得相应的工作电压。
[0031]
如图2所示，在一些示例中，巡检机器人控制电路1还可以包括和工控机62电性连接的输入单元，输入单元包括拾音器71、云台相机72和摄像头73。拾音器71用于拾取周围环境的声音和用户输入的语音指令，云台相机72和摄像头73用于对周围环境进行视频图像采集，提供自主越障、自主移动和自主工作所需的定位信息。工控机62可以根据输入单元输入的信息进行分析运算，进而对相应的执行部件进行控制。
[0032]
在一些示例中，巡检机器人控制电路1还可以包括和工控机62电性连接的输出单元，输出单元可以包括语音播放器81、显示屏82和指示灯83。在工控机62的控制下，语音播放器81可以用于播放语音信息或报警信息，显示屏82可以用于进行图像信息显示，指示灯83可以用于显示巡检机器人的运行状态。
[0033]
在一些示例中，巡检机器人控制电路1还可以包括传感单元，传感单元包括激光雷达91、惯性传感器92、温湿度二氧化碳氧气四合一传感器93，激光雷达91、惯性传感器92分别和工控机62电性连接，温湿度二氧化碳氧气四合一传感器93和单片机61电性连接。激光雷达91可以进行测距，提供自主越障、自主移动和自主工作所需的定位信息；惯性传感器92可以用于检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动，是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件；温湿度二氧化碳氧气四合一传感器93可以通过一体结构，对温度、湿度、二氧化碳浓度和氧气浓度进行测量。
[0034]
手动充电插头10的类型可以根据实际需要决定，本技术实施例对此不作限定。在一些实施例中，手动充电插头10可以为航空插头，具有较佳的连接可靠性。行走电机驱动器40的类型可以根据实际需要决定，可以采用诸如步进电机驱动器、伺服驱动器等类型，本技术实施例对此不作限定。
[0035]
另一方面，本技术实施例提供一种巡检机器人，包括以上任一实施例的巡检机器人控制电路1。具有上述巡检机器人控制电路1的巡检机器人，可以在进行手动充电时真正停止运动，杜绝巡检机器人意外窜动而引发结构破坏和安全事故的风险，安全性较高。
[0036]
以上对本技术实施例所提供的巡检机器人及其控制电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。