[實用新型]一種帶有電源管理系統(tǒng)的機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420862608.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN204334048U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李庭亮;于學(xué)鴻;李震
• 申請（專利權(quán)）人: 南京阿凡達機器人科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種帶有電源管理系統(tǒng)的機器人。

背景技術(shù)

電極間鋰離子的擴散速度決定了鋰離子電池的充電速度，緩慢的鋰離子擴散運動不可避免會導(dǎo)致鋰離子的濃度極化，特別在大電流充電的過程中，濃度極化會導(dǎo)致蓄電池端電壓迅速上升到充電終止電壓。為了克服這些困難，將脈沖充電技術(shù)應(yīng)用于鋰離子電池，即在充電過程中插入空閑時間和放電脈沖，短暫的空閑時間和放電脈沖能夠有效地消除濃度極化，增加功率的傳輸速度，因而能夠提高活性材料的利用率和加速充電過程，延長鋰離子電池的循環(huán)壽命。目前移動的機器人一般都自帶電源管理系統(tǒng)，其電源一般為鋰電池，鎳鎘電池，鉛酸蓄電池，鎳氫蓄電池等，但當(dāng)電池出現(xiàn)低電故障，或處于放死，深放電狀態(tài)時，通過常規(guī)的恒壓或恒流充電方法無法對其進行激活，使其恢復(fù)正常的工作電壓之上，此時電池就等同于報廢了，只能更換電池。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是提供一種帶有可自我激活或修復(fù)電池故障的電源管理系統(tǒng)的機器人，該機器人的電源管理系統(tǒng)可以能根據(jù)電池的類型，對處于放死的電池進行激活修復(fù)，使其恢復(fù)為正常的工作狀態(tài)。

一種帶有電源管理系統(tǒng)的機器人，包括電源管理系統(tǒng)，所述電源管理系統(tǒng)包括脈沖激活模塊、充電器和蓄電池。

進一步的，所述帶有電源管理系統(tǒng)的機器人還包括機器人主控系統(tǒng)和通信模塊；所述電源管理系統(tǒng)通過通信模塊連接到機器人主控系統(tǒng)；所述電源管理系統(tǒng)包括若干傳感器；所述機器人主控系統(tǒng)通過脈沖激活模塊控制充電器向蓄電池充電。

另一種改進，所述充電器輸入電源為民用AC110V～380V，經(jīng)過充電器內(nèi)部的AC/DC變換后，輸出直流電至蓄電池。

另一種改進，所述充電器外置或者內(nèi)置于機器人。

另一種改進，所述脈沖激活模塊外置于充電器，或者不單獨設(shè)置脈沖激活模塊，直接使用自帶脈沖激活功能的充電器。有的充電器自帶脈沖激活功能，如果使用此類充電器就無需再設(shè)置單獨的脈沖激活模塊。

本實用新型的帶有電源管理系統(tǒng)的機器人采用特定的脈沖充電的方式，對處于深放電或放死狀態(tài)的蓄電池進行激活，使其恢復(fù)到正常的工作電壓之上，延長其工作壽命。

附圖說明

圖1為電源管理系統(tǒng)框圖；

圖2為脈沖充電電路圖；

圖3為脈沖充電流程圖；

圖4為脈沖激活蓄電池流程圖；

圖5為脈沖充電原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型提出的帶有電源管理系統(tǒng)的機器人進行詳細說明。

如圖1所示，一種帶有電源管理系統(tǒng)的機器人，包括電源管理系統(tǒng)，所述電源管理系統(tǒng)包括脈沖激活模塊、充電器、蓄電池、機器人主控系統(tǒng)和通信模塊。

如圖2至5所示，所述機器人主控系統(tǒng)通過脈沖激活模塊控制充電器向蓄電池充電。電源管理系統(tǒng)通過外接各種傳感器，獲得機器人電源輸入，蓄電池，以及電源輸出的各種狀態(tài)，并控制機器人電源的輸出電流和輸出電壓，當(dāng)檢測到蓄電池處于深放電或放死狀態(tài)時，采用特定的脈沖將恒定的直流電斬波成正脈沖或變換成正負脈沖的方式用以激活電池或給電池充電，對蓄電池進行激活，脈沖的頻率、占空比、幅度可根據(jù)電池的特性和所處的狀態(tài)進行設(shè)置，脈沖的周期可以實時調(diào)節(jié)。

脈沖充電有3種控制方式:1.信號的開關(guān)頻率固定不變,脈沖占空比可變,即PWM方式；2.脈沖占空比固定不變,開關(guān)頻率是可變的,即PFM方式；3.混合調(diào)制式,即可調(diào)頻也可調(diào)占空比的方式。本系統(tǒng)中脈沖的頻率，占空比，幅度可根據(jù)電池的特性和所處的狀態(tài)進行設(shè)置，其中脈沖的頻率可以在50Hz~50kHz，或者更寬的脈沖范圍不停改變其頻率脈沖的頻率，脈沖的占空比可以在整個脈沖周期內(nèi)進行設(shè)置，也就是說，處于0-100%之間。脈沖的幅度是充電器的輸出電壓，根據(jù)不同電池的最高充電電壓，脈沖的幅度也不是固定的，處于4.2V-26V之間。

所述電源管理系統(tǒng)通過通信模塊連接到機器人主控系統(tǒng)，通信模塊包括有線和/或無線通訊方式。電源管理系統(tǒng)向機器人主控系統(tǒng)上報各模塊的工作狀態(tài)，包括電壓，電流，溫度等，同時接收主控系統(tǒng)的控制指令，控制各模塊的工作狀態(tài)。

所述充電器輸入電源為民用AC110V～380V，經(jīng)過充電器內(nèi)部的AC/DC變換后，輸出直流電至蓄電池。

所述脈沖激活模塊外置于充電器，或者不單獨設(shè)置脈沖激活模塊，直接使用自帶脈沖激活功能的充電器。所述充電器外置或者內(nèi)置于機器人。