一种适用于服务机器人的安全充电接口及保护算法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种适用于服务机器人的安全充电接口及保护算法。

背景技术

服务机器人随着科技和社会的发展，应用越来越广泛。目前服务机器人的充电方式有两种：手动充电和自动充电。自动充电的方式现在逐渐向无接口的无线充电方式演变，更加的方便和快捷。但是手动充电方式依旧是机器人不可缺少的。手动充电作为最可靠，最直接的充电方式，依旧存在一些问题。首先为了安全问题，避免不同规格充电器交叉充电，往往采用定制化接口，成本高。第二如何做到可靠性连接往往只靠结构进行保障，存在一定误差。第三充电接口往往直连电池，造成充电接口带电，有安全隐患。

本专利综合考虑目前充电接口的问题，提出了设计一种兼容12V-48V的通用低压充电接口，具备电压自判断、可靠连接检测以及多种保护功能。实现这种设想首先要保证充电环节的安全性，为此又提出了一种充电保护算法，让整体更加可靠。本发明的目的就是针对以上需求，提出一种适用于服务机器人的安全充电接口及保护算法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种机器人方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种适用于服务机器人的安全充电接口，其特征在于，包括防呆插座、硬件电路板和壳体，所述硬件电路板上设有电压检测单元、开关单元、理想二极管单元、电流检测单元、接入检测、状态指示、温度检测、输入输出单元，所述开关单元一端与所述理想二极管单元电性连接，所述理想二极管单元与电流检测单元电性连接，所述开关单元另一端电压检测单元电性连接。

优选的，所述电压检测单元对充电线路上的电压进行实时检测。

优选的，所述开关单元用于充电线路的总体开关，所述开关单元采用大功率MOS管。

优选的，所述理想二极管单元采用大功率MOS管。

优选的，所述电流检测单元对充电线路上的电流实时检测。

优选的，所述接入检测用于判断充电头是否完全接入。

优选的，所述状态指示包含：正在充电状态、充满状态和异常状态。

优选的，所述温度检测对充电接口的温度进行检测，。

优选的，输入输出单元对充电接口进行参数配置和状态读取。

一种适用于服务机器人的安全充电接口的保护算法，包括以上所述的一种适用于服务机器人的安全充电接口，还包括电压异常检测和电流异常检测，电压异常检测包括用于检测电压超过允许的最大充电电压或者小于最低充电电压和电压在1秒时间内波动超过10％，所述电流异常检测包括检测超过允许最大的充电电流、检测在电池未充满前低于涓流充电电流、检测在1秒时间内波动超过10％和检测过程中电流存在突然变为0的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在结构方面设计了一种三孔防呆插头，第三个插头一方面是接地，另外一方面可以用来做可靠接入的检测。虽然结构方面可以做到12V-48V兼容，但是实际使用中每个电池的电压是不一样的，本次设计的充电接头可以对接入的充电电压进行判断，符合后端电池的充电参数才允许接入。同时利用大功率的MOS和控制IC组成理想二极管电路，支持大电流充电，同时防止电池的电流反向外流。

同时电路上增加了电流检测电路，在充电的整个过程中对电流进行检测和电量统计。同时还支持温度传感器，可以对充电时的温度进行检测。

本发明做到了结构的统一，节省了物料和适配的成本，其次本专利设计的充电接头具有过压保护、电流异常保护、电流防反和温度保护功能，最大程度上保证了充电环节的安全性和稳定性。

附图说明

图1为充电接口结构示意图。

图2为防呆插头结构示意图。

图3为充电接口硬件框图。

图中：1、壳体；2、硬件电路板；3、防呆插座；4、防呆插头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种适用于服务机器人的安全充电接口，包括防呆插座3、硬件电路板2和壳体1，所述硬件电路板2上设有电压检测单元、开关单元、理想二极管单元、电流检测单元、接入检测、状态指示、温度检测、输入输出单元，所述开关单元一端与所述理想二极管单元电性连接，所述理想二极管单元与电流检测单元电性连接，所述开关单元另一端电压检测单元电性连接。

本实施方式中，所述电压检测单元对充电线路上的电压进行实时检测。

本实施方式中，所述开关单元用于充电线路的总体开关，所述开关单元采用大功率MOS管。

本实施方式中，所述理想二极管单元采用大功率MOS管。

本实施方式中，所述电流检测单元对充电线路上的电流实时检测。

本实施方式中，所述接入检测用于判断充电头是否完全接入。

本实施方式中，所述状态指示包含：正在充电状态、充满状态和异常状态。

本实施方式中，所述温度检测对充电接口的温度进行检测，。

本实施方式中，输入输出单元对充电接口进行参数配置和状态读取。

一种适用于服务机器人的安全充电接口的保护算法，包括以上所述的一种适用于服务机器人的安全充电接口，还包括电压异常检测和电流异常检测，电压异常检测包括用于检测电压超过允许的最大充电电压或者小于最低充电电压和电压在1秒时间内波动超过10％，所述电流异常检测包括检测超过允许最大的充电电流、检测在电池未充满前低于涓流充电电流、检测在1秒时间内波动超过10％和检测过程中电流存在突然变为0的情况。

本发明在结构方面设计了一种三孔防呆插头，第三个插头一方面是接地，另外一方面可以用来做可靠接入的检测。虽然结构方面可以做到12V-48V兼容，但是实际使用中每个电池的电压是不一样的，本次设计的充电接头可以对接入的充电电压进行判断，符合后端电池的充电参数才允许接入。同时利用大功率的MOS和控制IC组成理想二极管电路，支持大电流充电，同时防止电池的电流反向外流。同时电路上增加了电流检测电路，在充电的整个过程中对电流进行检测和电量统计。同时还支持温度传感器，可以对充电时的温度进行检测。本发明做到了结构的统一，节省了物料和适配的成本，其次本专利设计的充电接头具有过压保护、电流异常保护、电流防反和温度保护功能，最大程度上保证了充电环节的安全性和稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。