[發明專利]一種水下機器人智能型電池組檢測與控制裝置及其方法

在審

• 申請號: 201310640030.4
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN104678931A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉大勇;石凱;許以軍;張寶華;郭濤;王曉飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

技術領域

本發明涉及一種水下機器人智能型電池組檢測與控制裝置，具體地說是一種利用單片機、傳感器、熔斷器和繼電器實現水下機器人電池組工作控制的裝置及其控制方法。

背景技術

目前，進行電池組檢測、控制的裝置較多，但針對水下機器人的檢測、控制裝置卻較少見，當前的電池組檢測與控制裝置用于水下機器人用電池組檢測、控制，存在以下問題：不具備智能控制功能，不能通過檢測信息對電池組的工作情況進行綜合評估，根據水下機器人的特點，進而控制電池組的工作情況，提高電池組和水下機器人的安全性。水下機器人一般為無人系統，且上浮一般需要一至幾個小時，上浮后還應留有一定的電量用于水下機器人的回收。因此判斷電池組的工作情況，根據電池組SOC和溫度對電池組的輸出進行控制，具有非常重要的意義。

發明內容

為解決目前電池組檢測與控制裝置無法在下工作的缺點，本發明提供一種水下機器人智能型電池組檢測與控制裝置及其方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種水下機器人智能型電池組檢測與控制裝置，底座設置有電池組輸入固定裝置、底座上底面設有漏水傳感器，下底面固定有熔斷器、繼電器和水密接插件，還通過螺栓連接有電池組檢測電路板。

所述底座上設有多個穿線孔和導向孔。

所述電池組輸入固定裝置包括固定盤和電池組輸入插座；固定盤上設有孔，用于插設并固定電池組輸入插座；電池組輸入固定裝置和導向孔共同用于固定電池組。

所述漏水傳感器為圓片狀，直徑大于或等于底座直徑；其邊緣布置有互不接觸的雙路圓環狀金手指，雙路圓環狀金手指分別與電池組檢測電路板連接；所述漏水傳感器有一圓形豁口，豁口直徑大于電池組輸入插座直徑，用于露出水密插座使其與電池電連接；所述漏水傳感器的非金手指區域設有導向孔，與底座上的導向孔對應。

所述電池組檢測電路板包括CPU以及與其連接的電源、存儲器，CPU通過I/O接口與漏水傳感器的雙路圓環狀金手指連接，還通過I/O接口與熔斷器、繼電器連接，還通過CAN接口經水密接插件與上位機連接。

所述電池組檢測電路板通過電池組輸入插座與電池組、電流傳感器、溫度傳感器連接。

所述熔斷器和繼電器均經電池組輸入插座與電池組連接。

一種水下機器人智能型電池組檢測控制方法，包括以下步驟：

電池組檢測控制板實時監測電池組電壓、電流、電池艙內溫度、漏水傳感器，并根據電池組電壓、電流得到消耗能量進而得出電池組的SOC即剩余能量占電池組滿電能量的百分比；

當電池組SOC小于閾值A1或電池艙內溫度高于閾值B1時，電池組檢測控制板向水下機器人上位機發出報警信息，并關閉水下機器人的探測設備；

當電池組SOC繼續下降至閾值A2或者電池艙內溫度繼續升高至閾值B2時，電池組檢測控制板通過控制繼電器切斷水下機器人航行推進設備，水下機器人自動上浮至水面；

當電池組SOC繼續下降至0或者電池艙內溫度繼續升高至閾值B3或者電池艙漏水時，電池組檢測控制板（3）通過控制繼電器（6）切斷水下機器人控制設備，即電池組停止供電。

本發明具有以下有益效果及優點：

1、具備智能控制功能，電池組檢測控制板實時檢測電池組電壓、電流、溫度和電池艙漏水情況，通過內置程序對電池的工作情況進行判斷，從而控制電池組是否工作。

2、根據水下機器人的工作特點和電池組的檢測信息，控制電池組的工作情況，既可防止電池組在過放電、過熱或電池艙漏水情況下工作，又可以在水下電池組剩余容量較少的情況下，結束水下機器人的某些工作，提高電池組的使用壽命和安全性，也提高水下機器人的安全性能。

3、具有電池艙漏水檢測功能。水下機器人可能工作在幾千米水域，電池艙可能發生漏水。根據電池艙具備電池艙漏水檢測功能，可以盡快發現電池艙漏水情況，如電池艙漏水停止電池組工作，提高電池組安全性。

4、電池組輸入固定裝置由對接插座和固定盤組成。電池組輸入固定裝置固定在底座上，對接端口向上，電池組底部相應位置安裝對接插頭和導向銷，電池組從上方向下裝入，電池組的導向銷穿過底座的導向孔，緊密配合使得電池組插頭與電池組輸入固定裝置的插座對接，完成電氣聯結。安裝方便、可靠。

5、電池組檢測控制板結構簡單，體積小。本發明的內部電路構簡單，電路板直徑為42mm，電路板正面元器件（平面）高度僅5mm，反面元器件最高僅有4mm高。