[發明專利]一種電機驅動四足機器人的電源管理系統及方法

有效

• 申請號: 201810635569.3
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108683243B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 程洪;廖章祥;況逸群;王矗;肖立超;郝家勝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種電機驅動四足機器人的電源管理系統及方法，該系統包括依次連接的電池組、電池管理板和穩壓板；電池組用于為電機驅動四足機器人提供動力；電池管理板用于檢測電池組的供電參數以及接收穩壓板的供電輸出參數，并根據供電參數與供電輸出參數對電池組進行管理；穩壓板用于對電池管理板輸出的電壓進行穩壓處理并監控供電輸出參數，同時將供電輸出參數反饋給電池管理板。因此，本發明在提供工作狀態監控功能以及完善的保護機制的基礎上，供電輸出參數穩定，降低了電池管理板運算負荷，減少了數據出錯或系統死機的幾率。

技術領域

本發明屬于電源管理領域，更為具體地講，涉及一種電機驅動四足機器人的電源管理系統及方法。

背景技術

腿足式機器人的形式可分為單足、雙足、四足和多足，其中四足機器人被認為是目前最佳的腿足式機器人形式。四足機器人根據動力系統的不同可分為液壓驅動四足機器人、電機驅動四足機器人以及電液混合驅動四足機器人。

電機驅動四足機器人一般采用充電鋰電池給機器人作為動力源，根據步態算法驅動機器人腿部各個關節處的電機進而實現機器人靜步態(walk)、對角小跑(trot)、奔跑(gallop)等運動步態。

現有技術中，電機驅動四足機器人一般使用充電鋰電池電壓直接或將經過簡單預處理后作為電機的供電電壓。電機正常工作時的電壓為一額定值，而充電鋰電池在放電過程中電壓會逐漸降低，這種電壓波動會對電機的性能產生巨大差異，上述處理方法將對電機控制產生不利的影響，導致系統的不穩定。

此外，由于電機驅動四足機器人配置的電機數量導致所需供電通道較多，若由單一電池管理板處理所有供電通道的數據會造成電池管理板的運算負荷較大，可能會導致數據出錯或系統死機等情況。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種電機驅動四足機器人的電源管理系統及方法，解決現有技術中電機供電電壓不穩定，且由單一電池管理板對所有供電參數進行處理，增加電池管理板運算負荷，導致數據出錯或系統死機的問題。

為實現上述發明目的，本發明提供了的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種電機驅動四足機器人的電源管理系統，包括電池組、電池管理板和穩壓板；

所述電池組，包括充電鋰電池A和充電鋰電池B，用于為電機驅動四足機器人提供動力，其作為電源輸出供電到電池管理板；

所述電池管理板，接收電池組供電，并輸出到穩壓板，用于監控所述電池組的供電參數以及接收穩壓板反饋的供電輸出參數，并根據所述供電參數和供電輸出參數對所述電池組的充電鋰電池A和充電鋰電池B進行管理；

所述穩壓板接收來自電池管理板輸出的供電，并對所述電池管理板輸出的供電進行穩壓處理并作為供電輸出輸出到后續電機驅動電路，以驅動電機驅動四足機器人，同時監控供電輸出參數，同時將供電輸出參數反饋給電池管理板；

所述電池組的供電參數包括各電池的端電壓和放電電流，所述供電輸出參數包括輸出電壓和輸出電流。

另一方面，本發明還提供一種電機驅動四足機器人的電源管理方法，該方法基于上述電源管理系統，包括系統上電初始化階段和供電階段，具體包括以下步驟：

系統上電初始化階段：

(1)、電池管理板檢測充電鋰電A、充電鋰電池B的電壓并選擇電壓高者作為主電源輸出供電到電池管理板，另一個為輔電源；

(2)、電池管理板向穩壓板發送查詢指令，確認穩壓板接入情況，若穩壓板接入到電池管理板則發送響應指令，電池管理板根據響應情況控制供電是否輸出到穩壓板；

供電階段：