巡线机器人电源系统研究
机器人巡线教程
传感器融合技术可以将多个传感器数据进行融合，从而获得更准确的环境信息。在机器人 巡线过程中，我们可以使用传感器融合技术来提高线路识别的可靠性和稳定性，从而提高 机器人的感知能力。
无线通信技术
随着无线通信技术的不断发展，我们可以利用它来实现机器人之间的信息交互和协同工作 。通过无线通信技术，我们可以实现多个机器人之间的信息共享和任务分配，从而提高机 器人的协作能力和效率。
算法分类
根据不同的巡线需求，可以采用不同的算法，如基于 路径规划、基于视觉、基于超声波等。
算法实现
通过编程语言和算法库实现巡线算法，并进行调试和 优化。
机器人的传感器与感知技术
传感器类型
包括摄像头、激光雷达、超声波传感器等，用 于感知环境信息。
感知技术
通过传感器获取环境信息，并进行处理和分析 ，以实现机器人的自主导航和巡线。
挑战与应对
复杂环境下可能存在多种未知因 素，需要机器人具备感知和理解 环境的能力，以及决策和规划能 力。
05
机器人巡线的挑战与解决方案
挑战一：环境变化对巡线的影响
光照变化
光照变化可能导致巡线机器人误判，影响巡 人对黑 线的识别和跟踪。
障碍物遮挡
障碍物遮挡可能使机器人失去目标，导致巡 线失败。
总结：机器人巡线教程的收获与感悟
提高自主性
通过学习机器人巡线技术，我们可以提高机器人的自主性和适应性，使其能够更好地适应不同的环境和任务。
掌握核心技术
机器人巡线技术是机器人自主导航的核心技术之一，通过学习它，我们可以掌握机器人的核心技术，从而更好地理解 机器人的工作原理和实现方法。
培养创新思维
学习机器人巡线技术不仅需要掌握理论知识，还需要具备实践能力和创新思维。通过实践和学习，我们 可以培养自己的创新思维和解决问题的能力，为未来的科技创新做好准备。
巡线小车供电方案
巡线小车供电方案引言巡线小车是一种通过感应线进行自动导航的智能机器人。
为了确保其正常运行，稳定的供电方案是十分重要的。
本文将介绍巡线小车的供电需求，并提出一种可行的供电方案。
供电需求巡线小车通常需要同时提供电源给以下几个部分： 1. 控制主板：用于运行巡线算法和控制小车的动作； 2. 电机驱动模块：用于控制小车的电机，使其前进、后退、转弯等； 3. 传感器模块：用于感应地面的线条，传输数据给控制主板； 4. LED指示灯：用于显示小车的工作状态。
为了满足以上需求，我们需要一个稳定、可靠的供电方案。
供电方案设计本文提出一种常用的供电方案，如下：电源选择巡线小车的供电方案可以选择使用电池或者直流电源适配器。
电池具有移动性和灵活性的优势，但容量有限，需要不时更换或充电。
直流电源适配器则可以提供稳定的电源，但需要连接到电源插座。
根据实际需求，我们选择使用直流电源适配器作为巡线小车的供电。
电源分配巡线小车需要同时为多个组件供电，因此我们需要将电源进行合理分配。
以下是我们的建议分配方案：1.控制主板和传感器模块使用同一个电源线路，以确保它们之间的稳定通信。
2.电机驱动模块使用独立的电源线路，以避免电机产生的干扰对其他模块的影响。
3.LED指示灯可以和控制主板共用电源线路。
电源线路设计为了确保电源的稳定性和安全性，我们需要设计合适的电源线路。
以下是一个示例的电源线路设计：1.使用直流电源适配器提供稳定的电压和电流。
根据组件的需求确定合适的输出电压和电流。
2.为控制主板和传感器模块设计一个电源线路。
选择合适的电源线规格，例如22AWG，确保足够的电流传输和较小的电压下降。
3.为电机驱动模块设计一个独立的电源线路。
由于电机需要较大的电流，选择一个较粗的电源线规格，例如18AWG，以确保足够的电流传输。
4.控制主板和传感器模块之间的电源线路可以使用插头连接，方便维修和更换。
5.使用合适的连接器连接电源线路和各个组件，确保电源稳定无松动。
机器人巡线教程
机器人巡线教程机器人巡线是一种在机器人技术中常见的任务，它涉及到使用机器视觉、图像处理和运动控制等领域的知识。
本教程将指导您完成机器人巡线的任务，包括硬件和软件的设置和调试。
机器人平台：为了进行巡线，您需要一个具有轮子的机器人平台。
将控制器连接到计算机，以便您可以在计算机上远程控制机器人。
安装传感器并连接到控制器。
确保传感器能够正确地检测到线条。
安装并配置您的机器人控制软件，例如ROS（Robot Operating System）。
编写或使用现有的巡线算法。
这些算法通常会利用传感器数据来控制机器人的移动，使其保持在线条上。
将算法集成到您的控制软件中，以便实时控制机器人的移动。
测试您的巡线算法，确保它能够正确地检测到线条并控制机器人沿其移动。
根据测试结果调整算法的参数，优化机器人的巡线性能。
例如，调整机器人的速度、转向灵敏度等。
如果需要，您还可以使用更高级的图像处理技术，例如特征检测或深度学习，以提高巡线的准确性和鲁棒性。
本教程提供了关于机器人巡线的基本指导，包括硬件和软件的设置以及调试过程。
完成本教程后，大家将能够掌握机器人巡线的基本技能，并可以根据需要进行进一步的优化和改进。
请注意，这只是一个基本的教程，具体的实现细节可能因大家的硬件和软件环境而异。
机器人巡线比赛是一项基于机器人技术的竞技比赛，旨在培养参赛者对自动化控制理论的理解，检测其编程和操作技能。
在这个比赛中，参赛者需要设计和操作一台机器人，使其能够在规定的赛道上自动巡航。
赛道设定：比赛采用单赛道模式，赛道由黑白相间的直线和曲线组成，复杂程度视参赛队伍的等级而定。
机器人规格：机器人必须是自主设计、编程和制造的，且不能使用任何形式的遥控或人工干预。
机器人必须能够在赛道上稳定运行，并按照规定的路线进行巡航。
操作限制：参赛者只能使用预先安装在机器人上的传感器和执行器进行操作。
在比赛过程中，参赛者不能对传感器和执行器进行任何形式的修改或更换。
巡线机器人
巡线机器人1. 简介巡线机器人是一种用于自动检测和跟踪线路的机器人。
它能够根据预先设定的轨迹沿着线路行进，并通过感应器检测线路上的信号，从而实现自动导航和定位。
巡线机器人广泛应用于工业生产、物流仓储、智能家居等领域，可以大大提高工作效率和减少人力成本。
2. 工作原理巡线机器人主要由以下几个组件组成：•轮子和驱动系统：用于机器人的行进和转向控制，使其能够沿着线路行进。
•感应器：通常采用光电传感器或红外传感器，用于检测线路上的信号。
•控制系统：根据感应器的信号，控制机器人的行进、转向和停止等动作。
•电源系统：提供机器人所需的电力供应。
当巡线机器人开始工作时，它会首先通过感应器检测线路上的信号。
在典型的情况下，巡线机器人会跟踪黑线或者其他颜色对比鲜明的线路。
感应器会收集到的信号传送给控制系统，控制系统会根据信号做出相应的控制动作。
例如，当感应器检测到线路上的信号较强时，控制系统会调节机器人的转向角度，使其维持在线路上行进；当感应器检测到线路的信号较弱或者不存在时，控制系统会使机器人停止行进或者采取其他动作。
3. 应用巡线机器人在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 工业生产巡线机器人可以用于工业生产线上的物料运输和搬运。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动从仓库中将物料运送到生产线上，提高生产效率和减少人力成本。
在一些特定的生产环境中，巡线机器人还可以通过感应器检测到环境中的障碍物，并及时避开，确保安全生产。
3.2 物流仓储巡线机器人也可以用于物流仓储环境中的货物搬运和库存管理。
通过感应器和控制系统的配合，巡线机器人可以自动导航到指定的货架或货物位置，将货物送到指定的目的地或者完成库存盘点。
这为物流仓储业提供了一种更高效和智能的解决方案。
3.3 智能家居在智能家居领域，巡线机器人可以用于室内环境的清扫和维护。
通过预先设定的轨迹，巡线机器人可以自动在室内行走并清扫地面。
一些高端型号的巡线机器人还可以通过感应器检测到地面的脏污程度，并在需要的时候自动清洗。
自主移动机器人巡线控制研究
制系统 ， 而且此控制策略有效解决 了机器人在遇到大信号 时传统 Ｐ Ｄ控制响应时间长 、系统 不稳定 的问题 。 Ｉ
关键 词 ： 自主移动机器 人； 巡线 ； Ｉ Ｐ Ｄ控制器 ； 模糊控制器 中图分类 号： Ｐ ４ ． Ｔ ２２ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ３ ２ １ ０ １ ７ ０ ７ ０ １０ ７４ （ １ ） ０ １ ～ ５ ２ ０
．
Ｔ． ｝ Ｉ 应 用 业 空韦Ｊ 与
自 化 术 应 》 ０１ 第 ０ 第７ 动 技 与 用 ２１年 ３卷 期
ｎ ｓ ｒ ｎｔｏ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｓ ｄｕ ｔｙ Ｃｏ ｒ ｌ ａｎ ｐ ｉ ｔ ｃ ｏｎ
自主 移 动 机 器 人 巡 线 控 制 研 究
王金 波 ， 姜 华， 徐 鹏
Ｋｅ ｒ ： ｕ ｏ ｏ ｕ ｂ ｌ ｏ ｏ ； ｉｅ ｔａ ｋ ｎ ； Ｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｆ ｚ ｙｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｙｗｏ ｄｓ ａ ｔ ｎ ｍｏ ｓｍｏ ｉ ｒ ｂ ｔ ｌｎ — ｃ ｉ ｇ Ｐ Ｄ ｏ ｔｏ ｌ ； ｕ ｚ ｏ ｔｏ ｌ ｅ ｒ ｅ ｅ
（ 黑龙江科技学 院 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ０ ２ ） ０ ７ ５
摘
要： 针对 自主移动机器 人传统巡 线控 制中存在 的不足 ， 在使用 灰度 传感器 采集地 面轨迹信息的同时 ， 引入 角度 传感 器对 行进 方向 的角度信息进行采集 ， 由此克服了传统巡线控 制中单一传感器采集信息不全 的缺点 ； 设计 了ＰＤ Ｉ 控制加模糊控制的复合控制器 ， 并给出复合控制器算法。 在此基础上建立实验系统 ， 通过对其进行仿真 ， 结果证明该控制策略ｅ ｒｈｏ ｉｅ・ｒｃ ｉｇＣｏ ｔ ｌ ｆ ｔｎ ｍｏ ｓＭｏ ｉ ｂ ｔ ｓ ａｃ ｎＬｎ － ａ ｋｎ ｎｒ ｏ ｏ ｕ ｂｌ Ｒｏ ｏ Ｔ ｏ ｏ Ａｕ ｅ
探究变电站无人值守智能巡检机器人的构建与设计
TECHNOLOGY AND INFORMATION68 科学与信息化2023年3月上探究变电站无人值守智能巡检机器人的构建与设计张伟 淦克亮国电南瑞科技股份有限公司 江苏 南京 210000摘 要 作为我国电网体系中的重要枢纽，变电站起着变换与分配电能的作用，对变电站设备进行巡检是保障电网运行安全的有效途径。
本文通过变电站智能巡检机器人应用的必要性、系统设计与功能构建，巡检模式与自主充电设计几个方面进行相关研究与构建，希望为我国变电站智能巡线发展提供借鉴。
关键词 变电站；无人值守；智能巡检；机器人Exploration of Construction and Design of Unattended Intelligent Inspection Robot in Substations Zhang Wei, Gan Ke-liangNARI Technology Co., Ltd., Nanjing 210000, Jiangsu Province, ChinaAbstract As an important hub in China’s power grid system, substations play the role of converting and distributing electric energy, and patrol inspection of substation equipment is an effective way to ensure the safety of power grid operation. This paper investigates the necessity of substation intelligent inspection robot application, system design and function construction, inspection mode and autonomous charging design, hoping to provide reference for the development of intelligent inspection line in substations in China.Keywords substation; unattended; intelligent inspection; robot1 在变电站中推广智能巡检机器人的必要性在变电站中，设备巡检具有多种形式，例如全面巡检、例行巡检与熄灯巡检等，在巡检的内容上，包括声音异响、消防安全与设备渗漏等。
变电站智能巡检机器人系统的设计
通 过 实 时 采 集 电池 组 及 设 备 的 电压 、 电流 、 温 度 等 重 要 参
数， 及 时 预警 电量 不 足等 异 常状 态 ， 调 整 电源 管 理 策 略 。根 据 设 备 电压 、 电 流及 功 率 需 求 ， 电源 管 理 系 统 转 换 分 配 电
池 组 电能 ， 保 证 机 器人 全 自主运 行 的能源 供 应 ［ ６ － ７ ］ 。
监测 。
［ ６ ］毛立 民， 吕勤． 移 动 机 器人 多功 能 电 源 的设 计 及 应 用 … ． 制 造
技 术 与 机床 ， ２ ０ ０ ９ （ ３ ） ： ６ ６ — ６ ９ ．
［ ７ ］杨 墨 ， 王仕 荣 ， 孙大庆， 等． 变 电站设 备 巡 检 机 器人 电源 系统 研
究『 Ｊ １ 机 电信 息 ２ ０ １ ３ （ ６ ） ： １ ２ ７ — １ ２ ９ ．
［ ４］高玉 苹 ， 渠 慎丰 ， 郑静． 无 线 射 频 识别 在 机 器 人 导 航 中 的应 用 ［ Ｊ ］电子 测 量技 术 ， ２ ０ ０ ６ ， ２ ９ （ ３） ： １ １ ４ 一 ｌ １ ５ ．
［ ５ ］鲁 守银 ， 钱庆林， 张斌， 等． 变电站设备巡检机器人的研制… ．
（ ２ ） 由于 环境 的不 确 定 性 因 素 ， 难 免会 影 响智 能 巡 检 机 器 人 和 固 定 监 测 设 备 的 可 靠 性 ， 因 此 利 用 双 方 各 自 的
优 势 实现 交叉 监 控是 十 分 必要 的 。
４ 总 结
在 变 电 站 内 设 有 巡 检 机 器 人 停 靠 站 ，用 于 巡 检 机 器
Ｔｈ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｏ ｂ ｏ ｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
基于输电线路带电作业巡检清障机器人的研讨
基于输电线路带电作业巡检清障机器人的研讨摘要：近年来，受大风、雨雪等恶劣天气的影响，因刮到高压线路上的异物造成的放电、短路等电力线路故障时有发生，严重影响电网安全运行和供电可靠性。
传统的清障方法是停电检修或带电作业，不仅工作效率低，而且危及人身安全。
因而高压输电线路的清障问题一直是一个难以解决的问题。
架空输电线路清障机器人可以携带专用工具，快速准确地清除悬挂在输电线路上的风筝、塑料大棚棚布、塑料地膜等危及输电线路运行安全的异物。
本文主要针对输电线路带电作业巡检清障机器人进行了相关研讨。
关键词：输电线路；带电作业；巡检；清障机器人架空高压输电线路是输送电力的重要设备，尤其是500kV超高压输电线路。
传送容量大，输电距离长，其运行的安全可靠性必须得到足够重视。
架空输电线路上非金属异物的悬挂一直是影响电网运行安全的重要隐患之一，故需对架空输电线路上非金属异物进行清理。
然而传统的停电或用绝缘操作杆、绝缘绳来清理输电线路上异物的方式存在安全风险大、管理成本高、作业周期长、效率低等问题，难以满足智能电网的需求，因而迫切需要发展新的异物清除方式。
1研究现状国外对于这方面已有较成熟的研究，如东京电力公司的Sawada等人研制了光纤复合架空地线巡检移动机器人，美国TRC公司研制了悬臂自治巡检机器人的样机系统，加拿大魁北克水电研究院的研究人员开发了HQLineRover遥控小车等。
总体而言，这些解决方案的基本思路是：人工背带设备上到输电杆塔上，用绝缘杆把设备放置于输电线路上，让设备顺着线路爬运清除导、地线上的导物。
而这些方案基本都存在以下缺点：需要人员上塔安装；设备下线时，也需要人员上塔取带；无视频与夹持异物装置，易误操作；作业风险较大；设备的保护性较差，抗干扰性弱；自主跨越障碍物的能力较差。
研发输电线路带电作业巡检清障机器人可以很好地解决上述问题，此设备可在带电情况下作业，且能有效避免人工上线操作清除异物的危险，防止引发地线损伤、断裂等重大问题，有效加强输电线路巡检力度，提高运行检修效率，减少停电带来的经济效益上的损失和社会效益上的不良影响，为生产单位、应用单位和社会各界创造可观的经济和社会效益。
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相关技术作者简介:祝鲁金(1971),男,山东诸城
人,武汉大学动力与机械学院硕士研究生,主要从事机器制造及其自动化方面的研究。
巡线机器人电源系统研究3祝鲁金1,程志勇2(1.武汉大学动力与机械学院,湖北武汉 430072;
2.武汉军械士官学校,湖北武汉 430075)
摘 要:从电磁场基本理论出发,本文讨论了铁芯、感应线圈、负载等参数与输出功率之间的关系,为巡线机器人能最大限度地从输电线路中取得能量得出了匹配公式;设计了相应的充电电路、控制电路、保护电路及铁芯开合机构,对输电线路作业自动装置是一个较好的能源解决方案。关键词:巡线机器人;电源中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:100324250(2006)0120039204
1 引言机器人巡线是指用机器人携带检测通信仪器沿全线路行驶作业,并由机器人完成对线路运行故障的检测和对安全事故隐患的巡视,并将所检测的信息实时向地面传送,由地面进行分析处理。在常规地面运作时,一般采用小型蓄电池定时更换方式。但是,高压输电线路分布在野外,跨越山川湖泊,巡线机器人作业时,能量消耗大,而现场没有可供充电的电源,并且在巡线过程中频繁的更换蓄电池会造成诸多不便,该因素会极大的限制巡线机器人的广泛应用。为此,本文研究了通过感应取电的方式为机器人提供电源的供电系统。2 系统结构为实现上述目的,设计铁芯和线圈从高压线路上获取电能,获取的电能通过开关电源转换为稳流源,并通过充电使能电路向镍氢电池充电,同时,充电控制电路对电池电压监控以控制充电方式、是否充电、是否停机,并将信息传送给巡线机器人主控制系统。3 工作原理按照电磁场理论,环绕工作状态的高压输电线路存在着交变磁场,根据电磁感应定律,磁场中的回路将产生感应电流。在近似认为输电线路为无限长的前提下,输电线路所产生的磁场的磁通线为围绕它的同心圆。如,输电线路中的电流为I1,根据安培环路定理可以推出距输电线距离为r的空间任一点磁场强度的大小为:
H=I/2πr
(A/m)(1)
磁感应强度为:
B=μI/2πr
(T)(2)
B的方面与中心位于导线上的圆相切,并垂直于导线的平面。如果将机器人等为一个电阻R,则由感应线圈与机器人组成的回路中将产生电流I
2,
等效图见图1。
图1 取电装置电路等效图机器人电源系统研究的核心内容是如何高效率地从输电线路四周的磁场能量转换为电能,其中关键部分是铁芯和线圈的设计。
4 电源系统的构成4.1 铁芯及线圈铁芯的特性及身体尺寸对感应装置输出功率的影响很大,如图2所示,高压输电线路可视为只有一匝的初始绕组,按电磁感应定律,R两端的感应电
93 2006年 第1期 移 动 电 源 与 车 辆 3基金项目:国家高新技术研究发展(863)计划,项目编号:2002AA420110。
收稿日期:2005211214动势的有效值为:E=2πNfBS (3) R的功率为:P1=E2R=2π2N2f2B2S2R(4) 忽略励磁电流,I1与流经R的电流I2满足I1≈NI2,按感应电流计算,R的功率为:P2=I22R=I12N2R (5) 由式(4)可知,由于受机器人体积的限制,在S一定的情况下,应选择合适的铁芯材料以提高磁感应强度是提高输出功率的途径。高压输电线路中的电流受负载的影响而不断变化,峰值电流是谷值电流的数百倍。在如此大的变化范围之内,为保证能为机器人连续供电,取电装置必须在较小的电流时便能取得较高的能量,并且随着电流不断增加而增大。对应于铁芯,则要求其应具有较高的初始磁导率及较高的饱和磁感应强度。在目前使用的软磁材料中,由于硅钢片具有较大的饱和磁感应强度及叠片系数,能取得较大的功率,故取其作为铁芯材料。为了避免磁场损耗,铁芯应是一个整体,以保证磁路中无气隙。但由于高压输电线路无断点,同时,机器人在行进过程中需悬垂子、平衡锤等障碍。铁芯必须设计成可以分合的两部分,在正常工作时两部分合为一体,跨越障碍时需通过机械手将其分开。图2 铁芯结构示意图从式(1)、(2)中同样可知,取电装置所取功率同时受线圈匝数的影响。取能装置若要取得最大能量,则P1及P2应同时达到最大值,此时应满足P1=P2,由此可推出:N=I1R2πfBS (6) 此时,取电装置能取得最大功率。此关系是在忽略漏磁、气隙、励磁电流的情况下推出的,为了验证其准确性,我们单独对线圈匝数进行了试验。实验时,输电线路电流I
1=210A,此时,
根据硅钢的磁
化曲线可查得,B≈1.8T,负载等效电阻R=800Ω,
电流频率f=50Hz,理论计算值为N=738。试验数据见表1。
表1 线圈匝数实验数据匝数二次电流(A)负载有效电压(V)功率(W)
2000.108130.414.083000.156164.125.594000.189180.234.065000.190201.038.196000.212233.349.467000.233231.153.848000.219229.850.33 可以看出,在700匝左右时,功率达到最大值,
与理论值相近。4.2 充电及控制电路铁芯和线圈从高压线路上获取的电能通过开关电源转换为稳流源,并通过充电使能电路向镍氢电池充电,同时,充电控制电路对电池电压监控以控制充电方式、是否充电、是否停机,并将信息传送给巡线机器人主控制系统,图3是系统控制流程图。4.2.1 开关电源电路开关电源中采用半桥变换电路进行降压,如图4所示。为方便说明,场效应管的开关控制用两个开关代替(swdip22),开关S1和S2交替导通,当S1
导通时,S2断开,然后反之。稳态条件下,在C1=
C2时,S1导通时,C1上的1/2VS加在原边线圈上,副边绕组电压使D2导通。经占空比所定时间后,
S1关断,S2导通,副边绕组电压使D1导通。场效应管的开关控制是由KA7500B芯片9,10,12脚来控制的,控制电路利用变压器耦合,驱动MOSFET,
驱动BG3、BG4和BG7、BG8组成了桥式推挽功率放大电路。通过9脚输出高电平时,10脚为低电平,
BG4、BG7导通。变压器TF1流过正向电流。变压器TF1一次绕组上的电压为反向,大小为从整流桥过来的总电压的一半,如图5所示。10脚输出高电平时,9脚为低电平,BG8、BG3导通。变压器TF1流过反向电流。变压器TF1一次绕组上的电压为正向,大小同样为从整流桥过来的总电压的一半。
04 Movable Power Station & Vehicle No.1 2006 图3 系统控制流程图图4 半桥变换电路图5 场效应管的开关控制4.2.2 充电控制电路设计的充电电路须在电压至峰值电压时,停止充电,以防电池过充电;并且在充电快完成时,应使用C/102C/15进行补充充电,以防止由于电池的弱极化。充电使能电路如图6所示,SR24是继电器,
CTL+,CTL-连接到线圈的输出端,78L15为运放提供稳定的15V电源。使能电路的核心是CA3140,本电路不能采用开环比较器电路,因为,镍
氢电池在充电时也要工作,其dvdt的特性可能变化很大,ca3140接成schmitt触发器的形式。
图6 充电使能电路图7是充电控制电路,由CA3140组成schmitt
触发器,稳压管的主要作用是稳定输出电压的幅值,
为三极管提供合适工作点。R5是保护电阻,起限流作用。两个光隔,分别用于强制快充使能端和快速充电检测,为机器人提供充电信息。
图7 充电控制电路
14 2006年 第1期 移 动 电 源 与 车 辆 机器人过障时电机提供的功率较大,充电电流可能小于放电电流,为避免电池的过放电而损坏电池,设计的保护电路,如图8所示。图8 低压保护电路 当蓄电池两端电压低于24V时,由于稳压管的非线性,三级管Q1基极的电位趋于0,Q1反相截止,电流经R5,D2流入光隔D3,产生LOW信号,提示机器人停机充电。当蓄电池电压高于24V时,则Q1导通,电流由R5流入三极管Q1。机器人需要输出32V,7A;24V,4A;12V,3A;5V,2A四路电压,选用DC/DC模块电源,把电池输出端的电压转换成以上四种电压。
5 结论本文对机器人电源系统进行了理论分析和实际设计,主要阐述了感应取电装置各参数(铁芯磁性参数、几何尺寸、线圈匝数等)对取电功率的影响,
从理论上推出他们之间的关系,根据理论分析结果,
进行了相应的试验;同时,对电源系统的控制电路及充电电路工作原理进行详细的介绍。本系统研制,
对于高压作业设备的电能供给问题,是一个很好的解决方案。参考文献:
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〔2〕 张 曦,张庆伟,张源斌.混合式OTC高压侧电路的供电方式〔J〕.高电压技术,2002,12.
〔3〕 王可亮,瞿世尊,等.开关电源的设计〔J〕.电子元器件应用,2004,(3).
StudyofpowersystemforrobotZHULu2jin1,CHENZhi2yong2(1.WuhanUniversityandMechincalCollege,HubeiProv.,Wuhan430075
,China;
2.WuhanOrdnanceN.C.OAcademyofPLA,HubeiProv.,Wuhan430075,China)
Abstract:Discussedtherelationshipoftheparametersasmagneticcore,inductioncoilandloadbasedonthetheoryofelectromagnetism.Deducedthebasicformulaofenergysupplydeviceinordertoacquirethemaximalen2ergyfromthetransmissionlinefortherobot.Designthecorrespondingcircuittochargebattery,systemcontrolandsystemsafeguard,andthemechanismtoopenorclosethemagneticcore.Thisisagoodsolutiontotheautodeviceonthetransmissionline.Keywords:robot;transmissionlineinspection;powersupply
(上接第2页)ResearchofaircraftDCgroundpowersupply
HUOLian2feng(SouthwestJiaotongUniversityofCollegeofElectricalandEngineering,SichuanProv.,Chengdu610031,China)