本實用新型涉及一種機器人自動充電保護系統(tǒng)，屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當前，已經(jīng)有越來越多的機器人產(chǎn)品進入民用消費領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機器人系統(tǒng)中，供電部分是重要的組成部分。在當前的移動機器人中大部分采用自帶電池供電的方式，當電池電量低到一定程度時，需要進行充電操作，通過超聲波、紅外、激光等傳感器的探測引導(dǎo)，機器人自動移動至機器人充電座，機器人本體上的充電極片與充電座上的極片接觸相連，進行充電。

但是，如果機器人電池充電部分不加任何保護，機器人運行過程中發(fā)生任何意外的充電極片之間的短路，都將導(dǎo)致機器人電池乃至整個控制系統(tǒng)的損壞，引起安全事故；同時在機器人本體充電極片與充電座上的極片接觸過程中，如果機器人本體充電極片與本體電池直接相連，則會因為接觸時瞬間的大電流引起火花，從而引起安全事故。因此有必要針對機器人電池充電部分增加一種高效的自動充電保護系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種機器人自動充電保護系統(tǒng)，既保證了系統(tǒng)的安全性，又提高了充電效率。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種移動機器人自動充電保護系統(tǒng)，包括機器人充電極片的正極和負極，其特征是，還包括絕緣柵型場效應(yīng)管、隔離電源模塊、驅(qū)動電路、MCU控制模塊和隔離模塊，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為兩個，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極分別與機器人充電極片的正極和機器人本體電池的正極相連接，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的源極相連后與驅(qū)動電路的供電負端連接作為浮地等電勢點，所述絕緣柵型場效應(yīng)管的柵極相連后與驅(qū)動電路的輸出端連接；所述隔離電源模塊的輸入端連接機器人本體電池的正負端，所述隔離電源模塊的輸出端連接驅(qū)動電路，所述機器人本體電池的負極還與機器人充電極片的負極相連接；所述機器人充電極片的正極和負極之間串入第一分壓電阻和第二分壓電阻；所述MCU控制模塊通過隔離模塊連接驅(qū)動電路的輸入端，控制驅(qū)動電路的輸出。

進一步地，所述MCU控制模塊通過AD采集第一分壓電阻和第二分壓電阻連接點的電壓值。

進一步地，所述隔離模塊為光耦隔離、磁耦隔離或電容耦合隔離。

進一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為N溝道增強型絕緣柵型場效應(yīng)管。

進一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為N溝道耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管。

進一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為P溝道增強型絕緣柵型場效應(yīng)管。

進一步地，所述絕緣柵型場效應(yīng)管為P溝道耗盡型絕緣柵型場效應(yīng)管。

本實用新型所達到的有益效果：通過增加專用的由MCU控制器控制通斷的絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET)，一方面，當機器人與充電座接觸好后，開始充電時，MOSFET被打開，外部充電器通過機器人充電極片的正極和負極形成回路對機器人電池進行充電，當機器人完成充電，與充電座分離后，MOSFET被關(guān)斷，即使機器人充電極片的正極和負極存在短路時，機器人內(nèi)部電池無法形成短路回路，從而保證了安全性；另一方面，機器人與充電座接觸過程中，MOSFET處于關(guān)閉狀態(tài)，機器人本體極片與本體電池連接斷開，因此接觸過程中不會有電流流過極片，因此避免了火花的產(chǎn)生；第三方面，MOSFET內(nèi)阻很小，是毫歐級別的，因此，當大電流充電時譬如20A，自身功耗損失很小，充電效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型的邏輯電路圖。

圖中各主要附圖標記的含義為：

A——機器人充電極片正極；B——機器人充電極片負極；R1——第一分壓電阻；R2——第二分壓電阻；U1——隔離電源；U2——MCU控制模塊；U3——隔離模塊；U4——驅(qū)動電路；Q1、Q2——N溝道增強型絕緣柵型場效應(yīng)管；BT1——機器人本體電池；G1——浮地等電勢點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

由于MOSFET內(nèi)部D和S極存在一個等效二極管，當機器人處于工作狀態(tài)運行時，MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)下，機器人內(nèi)部電池依然會形成短路回路導(dǎo)致燒毀；因此采用Q1、Q2二個MOSFET，當A、B極存在短路時，機器人內(nèi)部電池無法形成短路回路，從而保證了安全性。

如圖1所示，附圖舉例所使用的Q1、Q2為N溝道增強型絕緣柵型場效應(yīng)管，Q1、Q2的漏極（D極）分別與機器人充電極片的正極和機器人本體電池的正極相連接，將Q1、Q2的源極(S極)相連后與驅(qū)動電路U4的供電負端連接作為浮地等電勢點G1，將Q1、Q2的柵極相連后與驅(qū)動電路的輸出端連接，隔離電源模塊U1的輸入端連接機器人本體電池BT1的正負端，輸出端連接驅(qū)動電路U4，作為驅(qū)動電路U4的供電，所述機器人本體電池的負極還與機器人充電極片的負極相連接; MCU控制模塊U2通過隔離模塊U3 (光耦隔離、磁耦隔離、電容耦合隔離等)連接驅(qū)動電路U4的輸入端，控制運算放大器U4的輸出，進而控制Q1、Q2的通斷。為了判斷機器人自動充電功能運行后，機器人充電極片是否已經(jīng)和充電座極片相連，極片A、B之間串入分壓電阻R1和分壓電阻R2，MCU控制模塊U2通過AD采集分壓電阻R1和分壓電阻R2連接點的電壓值，來判斷機器人是否處于充電準備狀態(tài)，判斷分壓電阻R1和分壓電阻R2之間點的電壓值為高后，打開Q1、Q2進行充電。

充電完成后，機器人本體脫離與充電座的接觸，充電極片A、B與充電座充電極片斷開。由于A、B斷開后，Q1、Q2還是處于導(dǎo)通狀態(tài)，R1、R2之間點的電壓值為高，MCU控制模塊U2通過AD采集電壓后無法做出判斷機器人是否仍處于正常充電狀態(tài)，因此機器人進入充電狀態(tài)并且Q1、Q2開啟后，需要判斷機器人是否仍處于正常充電狀態(tài)。因此，充電過程中，MCU控制模塊U2周期性主動關(guān)斷Q1和Q2，然后MCU控制模塊U2通過AD采集R1、R2之間點的電壓值是否為高，判斷機器人是否處于正常充電狀態(tài)，如果是高則打開Q1和Q2繼續(xù)充電，如果不是，則表明充電完成或者發(fā)生意外情況，機器人充電極片A、B離開充電座充電極片，因此關(guān)斷Q1、Q2，使得機器人電池系統(tǒng)處于保護狀態(tài)。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。