Agv的無線充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種AGV的無線充電系統(tǒng)，具體地說是一種能自動(dòng)充電并智能調(diào) 節(jié)的無線充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，移動(dòng)機(jī)器人都是使用高質(zhì)量的機(jī)載可充電蓄電池組來給自身供電，但是一 般只能維持幾個(gè)小時(shí)，一旦電能耗盡，必須采用人工干預(yù)的方式來給機(jī)器人充電。如果采用 人工充電，那么機(jī)器人就處于一種非連續(xù)的任務(wù)環(huán)，運(yùn)阻礙了機(jī)器人的長期自動(dòng)工作。如果 要實(shí)現(xiàn)真正意義上的長期自動(dòng)工作，機(jī)器人必須能在所處的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自我支持，實(shí)現(xiàn)連 續(xù)任務(wù)環(huán)。機(jī)器人連續(xù)任務(wù)環(huán)被簡單地定義為使機(jī)器人W自主充電的方式來繼續(xù)完成它所 分配到的任務(wù)。一旦開始運(yùn)行，機(jī)器人便進(jìn)入連續(xù)任務(wù)環(huán)，即不再需要人的幫助，在此系統(tǒng) 中，啟動(dòng)和停止是由機(jī)器人自動(dòng)完成的。
[0003] 總之，隨著移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，人們對(duì)移動(dòng)機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)長期值守、延 長自治時(shí)間W及增加活動(dòng)范圍等功能的要求越來越高，故而其補(bǔ)充動(dòng)力能源成為了一個(gè)亟 待解決的問題。由于常見的移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力能源的無纜化主要依賴高品質(zhì)的機(jī)載蓄電池 組，如何讓機(jī)器人在無人工干預(yù)環(huán)境下安全可靠、快速高效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人 長期自治的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是，克服【背景技術(shù)】的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合 理，應(yīng)用簡單且可靠的AGV自動(dòng)充電系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:AGV的無線充電系統(tǒng)，包括充電 發(fā)射電路和充電接收電路;所述充電發(fā)射電路包含發(fā)射線圈，所述發(fā)射線圈設(shè)于地面上;所 述充電接收電路包含感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈設(shè)于移動(dòng)機(jī)器人底部。
[0006] 所述充電發(fā)射電路包括第一單片機(jī)W及與其連接的中頻發(fā)射電路、第一邸PROM、 串口忍片和第一無線傳輸忍片。
[0007] 所述中頻發(fā)射電路采用M0S管和發(fā)射線圈；第一 M0S管的G極與第一單片機(jī)連接，S 極接地，D極與第二M0S管的討及、第SM0S管的D極連接;第二M0S管的G極、第SM0S管的G極間 連有兩個(gè)電阻，兩個(gè)電阻中間的結(jié)點(diǎn)與電源連接、該結(jié)點(diǎn)還通過電容與第一M0S管的D極連 接;所述第二M0S管的G極與第SM0S管的S極之間連有二極管;第二M0S管的G極、第SM0S管 的G極之間連有保護(hù)電路;第二M0S管的D極、第ΞΜ05管的討及之間連有IX諧振回路。
[000引所述第二M0S管的G極與D極之間依次連有兩個(gè)電阻和一個(gè)二極管，電阻和二極管 連接的結(jié)點(diǎn)與第ΞΜ05管的G極連接。
[0009] 所述保護(hù)電路為兩個(gè)正極相互連接的二極管。
[0010] 所述LC諧振回路包括電容和發(fā)射線圈；兩個(gè)發(fā)射線圈串聯(lián)后與電容并聯(lián);所述兩 個(gè)發(fā)射線圈連接的結(jié)點(diǎn)通過電感與電源連接。
[0011] 所述充電接收電路包括第二單片機(jī)W及與其連接的中頻接收電路、第二邸PROM和 第二無線傳輸忍片。
[0012] 所述中頻接收電路包括感應(yīng)線圈電路W及與其連接的兩個(gè)儀表運(yùn)算放大器;所述 兩個(gè)儀表運(yùn)算放大器均與第二單片機(jī)連接。
[0013] 所述感應(yīng)線圈電路包括順序連接的感應(yīng)線圈、全波整流電路、電容;所述電容的一 端接地，另一端通過依次連接的電池、采樣電阻、第四M0S管接地；電池的正、負(fù)極與第一儀 表運(yùn)算放大器的正、負(fù)輸入端連接;采樣電阻的兩端與第二儀表運(yùn)算放大器的正、負(fù)輸入端 連接;第四M0S管的G極與第二單片機(jī)連接，S極接地;第一儀表運(yùn)算放大器的輸出端、第二儀 表運(yùn)算放大器的輸出端與第二單片機(jī)連接。
[0014] 所述第二儀表運(yùn)算放大器的輸出端還連有電容、電阻、二極管的并聯(lián)電路
[0015] 本實(shí)用新型具有W下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1.本實(shí)用新型采用充電發(fā)射電路和充電接收電路的結(jié)合，當(dāng)機(jī)器人電池儲(chǔ)能即將 耗盡時(shí)，不需要人工干預(yù)，可W等待調(diào)度自動(dòng)進(jìn)行充電。
[0017] 2.充電發(fā)射電路通過其無線通信忍片和AGV充電接收電路有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信，能 夠?qū)崟r(shí)反饋充電狀況W便做出調(diào)整。
[0018] 3.充電發(fā)射電路與服務(wù)器、AGV充電接收電路與服務(wù)器有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，用戶可 W再客戶端監(jiān)控所有設(shè)備的實(shí)時(shí)情況。
[0019 ] 4.通過中頻接收電路對(duì)AGV充電電流實(shí)時(shí)監(jiān)控，在電池不同電量階段對(duì)充電電流 進(jìn)行調(diào)整，此舉將會(huì)大大延長電池使用壽命。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型的AGV和充電器的充電概括圖。
[0021] 圖2是AGV無線充電的過程流程圖。
[0022] 圖3是無線充電器的中頻發(fā)射電路圖。
[0023] 圖4是無線充電器的主控忍片的原理圖。
[0024] 圖5a是AGV無線接收器的中頻接收電路圖一。
[0025] 圖化是AGV無線接收器的中頻接收電路圖二。
[0026] 圖5c是AGV無線接收器的中頻接收電路圖Ξ。
[0027] 圖6是AGV接收器的主控忍片的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029] 本實(shí)用新型通過無線感應(yīng)，將充電器的電能通過自激回路禪合到AGV的感應(yīng)線圈 內(nèi)，再通過充電電路對(duì)電池儲(chǔ)能。
[0030] 在圖1中，移動(dòng)機(jī)器人AGV(自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車)通過自主判斷或服務(wù)器調(diào)度移動(dòng)至充 電器(發(fā)射線圈）上方，使得AGV的感應(yīng)區(qū)（接收線圈）與充電器發(fā)射區(qū)粗略對(duì)接，此時(shí)進(jìn)入充 電準(zhǔn)備階段。
[0031 ]圖2所示的為程序流程圖。
[0032]圖3所示的是中頻產(chǎn)生并發(fā)射的原理圖。輸入電壓范圍為12-36V，均在安全電壓范 圍之內(nèi)。LI為鐵忍電感，其作用為電源濾波，防止中頻駐波返回到電源系統(tǒng)中，對(duì)電網(wǎng)無公 害。其中C2、C3電容與發(fā)射線圈構(gòu)成的LC諧振回路，使得電路振蕩并保持最大的工作效率。 其中兩個(gè)RF為發(fā)射線圈，共20圈，在中間有抽頭，其作用為給LC振蕩回路提供電能。在空載 情況下，20T的總電感量設(shè)為L、C2、C3并聯(lián)等效電容C = C2+C3;則空載諧振頻率：
[0033]
[0034] 當(dāng)AGV移動(dòng)至充電線圈上方時(shí)，電感量改變，設(shè)此時(shí)電感增加為化，諧振頻率發(fā)生 改變：
[0035]
[0036] Q2、Q3為N溝道的可控娃，為諧振線圈提供能量。發(fā)射控制引腳為CT化，該引腳連接 到Q1的柵極，起作用相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，當(dāng)該引腳電平為高時(shí)，該管導(dǎo)通，電路工作；當(dāng)該引腳 電平為低時(shí)，該管截止，系統(tǒng)停止工作。
[0037] 圖4所示的是主控電路。主控忍片采用的是意法半導(dǎo)體公司的STM3 2F10 3RBT6，其 具有高達(dá)72M的主頻，具有豐富的接口。U3為AT24C02，是一個(gè)邸PR0M，通過IIC通信來存儲(chǔ)和 讀取一些必要的參數(shù)。U2為SP485,其作用是將處理器的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平，作用是 與遠(yuǎn)程的服務(wù)器進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)報(bào)告充電狀態(tài)和接收指令。U4為北