面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在電量監(jiān)控領(lǐng)域，一般采用電壓監(jiān)測法或電壓電流參數(shù)辨識法。
[0003]單純采用電壓進行電池剩余電量監(jiān)控時，由于工作電流的變化會造成工作電壓的波動，這給監(jiān)測結(jié)果造成了較大的影響。單純采用電壓法雖然設(shè)計與實現(xiàn)方法都比較簡單，但監(jiān)測效果普遍較差，精度較低。
[0004]采用電壓電流參數(shù)辨識法時，根據(jù)電池放電時的電壓、電流、電量曲線，在線辨識出電壓、電流穩(wěn)定在一個數(shù)值時的電池電量。參數(shù)辨識法對電池供電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性要求較高，不能出現(xiàn)大的負(fù)載波動。參數(shù)辨識法在實現(xiàn)上也較為困難，首先要測得電池的多組放電曲線，這一過程需要耗費大量的人力、物力，其次要進行參數(shù)辨識的計算，實時檢測算法的實現(xiàn)也較為困難。因此，該方法在理論可以實現(xiàn)高精度的電量監(jiān)測，但在實際使用時很難實現(xiàn)。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置。
[0006]本發(fā)明提出的面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置用于與服務(wù)機器人控制器進行數(shù)據(jù)交互，所述電量監(jiān)控裝置包括主控模塊、存儲模塊、電流采集模塊、電壓采集模塊、電池輸入接口、電池充電接口、電池輸出接口、上下電控制模塊，其中，所述存儲模塊存儲剩余電量，所述電壓采集模塊采集充電電壓值，所述電流采集模塊采集工作電流值；所述主控模塊接收來自所述服務(wù)機器人控制器的第一指令以及第二指令；所述主控模塊根據(jù)所述電流值基于安時法獲取第一電量值，并根據(jù)所述電壓值與剩余電量基于開路電壓法對第一電量值進行校正，得到第二電量值；所述主控模塊根據(jù)所述第一指令向服務(wù)機器人控制器反饋第二電量值；所述上下電控制模塊根據(jù)所述第二指令控制所述電量監(jiān)控裝置上下電。
[0007]本發(fā)明提出的面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置通過正常工作時采用安時法，充滿時采用開路電壓法的方式，解決了服務(wù)機器人由于負(fù)載經(jīng)常變化而導(dǎo)致的電量監(jiān)控困，精度更高，對負(fù)載穩(wěn)定的要求更低，可以滿足變負(fù)載情況下的高精度電量監(jiān)控。此外，相比與電壓電流參數(shù)辨識法，本發(fā)明省去了擬合電壓、電流、電量曲線的繁瑣步驟，節(jié)約了開發(fā)時間。省去了參數(shù)辨識的復(fù)雜算法，降低了開發(fā)難度。
【【附圖說明】】
[0008]圖1為本發(fā)明一實施例的面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2為本發(fā)明一實施例的面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控模塊軟件部分體系結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖3為本發(fā)明一實施例的采用開路電壓法校正安時法計算電量值的方法流程圖。【【具體實施方式】】
[0011]下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0012]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0013]本發(fā)明提供一種面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置，所述電量監(jiān)控裝置與服務(wù)機器人控制器進行數(shù)據(jù)交互，所述電量監(jiān)控裝置包括主控模塊、存儲模塊、電流采集模塊、電壓采集模塊、電池輸入接口、電池充電接口、電池輸出接口、上下電控制模塊，其中，所述存儲模塊存儲剩余電量，所述電壓采集模塊采集充電電壓值，所述電流采集模塊采集工作電流值；所述主控模塊接收來自所述服務(wù)機器人控制器的第一指令以及第二指令；所述主控模塊根據(jù)所述電流值基于安時法獲取第一電量值，并根據(jù)所述電壓值與剩余電量基于開路電壓法對第一電量值進行校正，得到第二電量值；所述主控模塊根據(jù)所述第一指令向服務(wù)機器人控制器反饋第二電量值；所述上下電控制模塊根據(jù)所述第二指令控制所述電量監(jiān)控裝置上下電。
[0014]本發(fā)明提供一種面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置的實現(xiàn)可以分為:硬件、軟件、算法三部分。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一實施例的面向服務(wù)機器人的電量監(jiān)控裝置10包括主控模塊100、存儲模塊200、電流采集模塊300、電壓采集模塊400、電池輸入接口 500、電池充電接口600、電池輸出接口 700、上下電控制模塊800。
[0016]硬件方案可優(yōu)選采用TI公司的TMS320F28035作為其主控器模塊，整個電量監(jiān)控控制算法和各個模塊的協(xié)調(diào)工作都在主控制器模塊中完成。
[0017]存儲模塊200可優(yōu)選采用外擴EEPROM模塊，EEPROM存儲器模塊用于存儲控制參數(shù)，主控模塊100通過SPI接口與EEPROM通信。EEPROM芯片可進一步優(yōu)選采用AT25640AN實現(xiàn)。二者通過EEPROM自身定義的通信協(xié)議進行通信。EERPM中存儲上次掉電時的剩余電量，電池總電量等信息。這些信息在控制器再次上電后被讀取，作為電量監(jiān)控裝置的初始參數(shù)。
[0018]電流采集模塊300優(yōu)選采用霍爾傳感器與主控模塊100上的AD接口連接實現(xiàn)。霍爾傳感器可優(yōu)選采用Allegro公司的ACS712ELCTR-30A-T實現(xiàn)。
[0019]電壓采集模塊400優(yōu)選采用隔離放大器與主控模塊100上的AD接口上的AD接口連接實現(xiàn)。隔離放大器可優(yōu)選采用AVAGO公司的ACPL-C78A實現(xiàn)。
[0020]電池輸入接口 500是主控模塊100板卡與蓄電池30的接口，也是板卡與外部的唯一接口，其保證蓄電電池充放的所有電量都能夠被板卡監(jiān)測。
[0021]電池充電接口 600與外界充電電源連接。充入蓄電池的電量只能通過電量監(jiān)控裝置進入蓄電池，保證了充電時電量監(jiān)測準(zhǔn)確。
[0022]電池輸出接口 700用于連接外接服務(wù)機器人用電設(shè)備，為用電設(shè)備供電。蓄電池輸出到用電設(shè)備的電量都要經(jīng)過電量監(jiān)控裝置輸出，保證了放電時的電量檢測準(zhǔn)確。
[0023]主控模塊100與服務(wù)機器人控制器20通信通過CAN總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，以完成電量監(jiān)測裝置與服務(wù)機器人控制器20之間的通信。服務(wù)機器人控制器20向電量監(jiān)測裝置發(fā)送上下電、查詢電壓、電流、電量信息等命令。電量監(jiān)測裝置向服務(wù)機器人控制器20發(fā)送系統(tǒng)狀態(tài)、電壓值、電流值、電量信息、1狀態(tài)等信息。
[0024]上下電控制模塊800用于控制系統(tǒng)動力電的上下電控制，通過CAN接口獲得上、下電命令后完成上、下電操作。當(dāng)電量監(jiān)控裝置接收到服務(wù)機器人控制器20的上下電命令后，通過改變主控模塊100的輸出GP1狀態(tài)，進而改變MOSFET的狀態(tài)，控制系統(tǒng)上下電狀態(tài)。MOS