工业巡线机器人自动控制系统的制作方法

本发明涉及工业机器人控制领域，特别涉及一种工业巡线机器人自动控制系统。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。有些传统工业巡线机器人控制系统具有结构简单、控制方便、可靠性高、维修方便等优点。传统工业巡线机器人控制系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统工业巡线机器人控制系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的工业巡线机器人自动控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种工业巡线机器人自动控制系统，包括控制器、红外传感器、超声发射接收模块、激光扫描模块、行走电机驱动模块、编码定位模块、多自由度机械手操控模块、机械手夹持控制模块和电源模块，所述控制器分别与所述红外传感器、超声发射接收模块、激光扫描模块、行走电机驱动模块、编码定位模块、多自由度机械手操控模块、机械手夹持控制模块和电源模块连接；

所述电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电感、第一电容、第二电容、第一电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电阻、第三电容、第三电阻、第四电阻和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个输入端连接，所述整流桥的另一个输入端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述整流桥的一个输出端分别与所述第一电感的一端、第二电容的一端和第一电容的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的另一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端和第一运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的另一端连接并接地，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第三电容的一端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第三电阻接地，所述第二电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第三电容的另一端、第二运算放大器的输出端和第四电阻的一端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述电压输出端的一端和第四电阻的另一端连接，所述整流桥的另一个输出端分别与所述第一电容的另一端和电压输出端的另一端连接，所述第一二极管的型号为l-2733。

在本发明所述的工业巡线机器人自动控制系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第五电阻的阻值为53kω。

在本发明所述的工业巡线机器人自动控制系统中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三电容的另一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电容的电容值为430pf。

在本发明所述的工业巡线机器人自动控制系统中，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述整流桥的另一个输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端连接，所述第二二极管的型号为s-202t。

在本发明所述的工业巡线机器人自动控制系统中，所述第一运算放大器的型号为ca3130。

在本发明所述的工业巡线机器人自动控制系统中，所述第二运算放大器的型号为ca3140。

实施本发明的工业巡线机器人自动控制系统，具有以下有益效果：由于设有控制器、红外传感器、超声发射接收模块、激光扫描模块、行走电机驱动模块、编码定位模块、多自由度机械手操控模块、机械手夹持控制模块和电源模块，电源模块包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一电感、第一电容、第二电容、第一电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第二电阻、第三电容、第三电阻、第四电阻和电压输出端，该电源模块与传统工业巡线机器人控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工业巡线机器人自动控制系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明工业巡线机器人自动控制系统实施例中，该工业巡线机器人自动控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该工业巡线机器人自动控制系统包括控制器1、红外传感器2、超声发射接收模块3、激光扫描模块4、行走电机驱动模块5、编码定位模块6、多自由度机械手操控模块7、机械手夹持控制模块8和电源模块9，控制器1分别与红外传感器2、超声发射接收模块3、激光扫描模块4、行走电机驱动模块5、编码定位模块6、多自由度机械手操控模块7、机械手夹持控制模块8和电源模块9连接。采用一个控制器1代替传统技术中的两个dsp控制器，其不仅可以减小体积，还可以降低硬件成本。、

值得一提的是，红外传感器2、超声发射接收模块3、激光扫描模块4、行走电机驱动模块5、编码定位模块6、多自由度机械手操控模块7和机械手夹持控制模块8均采用现有技术中的结构。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块9包括电压输入端vin、变压器t、整流桥z、第一电容c1、第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1、第一运算放大器a1、第二运算放大器a2、第二电阻r2、第三电容c3、第三电阻r3、第四电阻r4和电压输出端vo，其中，电压输入端vin的一端与变压器t的初级线圈的一端连接，电压输入端vin的另一端与变压器t的初级线圈的另一端连接，变压器t的次级线圈的一端与整流桥z的一个输入端连接，整流桥z的另一个输入端与变压器t的初级线圈的另一端连接，整流桥z的一个输出端分别与第一电感l1的一端、第二电容c2的一端和第一电容c1的一端连接，第一电感l1的另一端分别与第二电容c2的另一端、第一电阻r1的一端、第二电阻r2的一端和第一运算放大器a1的同相输入端连接，第一运算放大器a1的反相输入端与第一电阻r1的另一端连接并接地，第一运算放大器a1的输出端分别与第三电容c3的一端和第二运算放大器a2的反相输入端连接，第二运算放大器a2的同相输入端通过第三电阻r3接地，第二电阻r2的另一端分别与第一二极管d1的阳极、第三电容c3的另一端、第二运算放大器a2的输出端和第四电阻r4的一端连接，第一二极管d1的阴极分别与电压输出端vo的一端和第四电阻r4的另一端连接，整流桥z的另一个输出端分别与第一电容c1的另一端和电压输出端vo的另一端连接。

该电源模块9与传统工业巡线机器人控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管d1为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。当第一二极管d1所在的支路电流较大时，通过该第一二极管d1可以降低第一二极管d1所在的支路电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件。值得一提的是，本实施例中，第一二极管d1的型号为l-2733，当然，在实际应用中，第一二极管d1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。该电源模块9利用第一电容c1、第二电容c2和第一电感l1构成的滤波电路进行滤波，减少供电电压中的微小波动。

本实施例中，第一运算放大器a1的型号为ca3130。第二运算放大器a2的型号为ca3140。当然，在实际应用中，第一运算放大器a1和第二运算放大器a2也可以采用其他型号具有类似功能的运算放大器。

本实施例中，该电源模块9还包括第五电阻r5，第五电阻r5的一端与第二电阻r2的一端连接，第五电阻r5的另一端与第一运算放大器a1的同相输入端连接。第五电阻r5为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路安全性和可靠性。第五电阻r5可以对电压的大幅度增大进行分流缓冲，第一运算放大器a1通过对分流量的采集，利用第二运算放大器a2的反馈作用对输出端的电压进行反馈补偿。值得一提的是，本实施例中，第五电阻r5的阻值为53kω，当然，在实际应用中，第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块9还包括第四电容c4，第四电容c4的一端与第一运算放大器a1的输出端连接，第三电容c3的另一端与第二运算放大器a2的反相输入端连接。第四电容c4为耦合电容，用于防止第一运算放大器a1与第二运算放大器a2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容c4的电容值为430pf，当然，在实际应用中，第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块9还包括第二二极管d2，第二二极管d2的阳极与整流桥z的另一个输出端连接，第二二极管d2的阴极与第一电容c1的另一端连接。第二二极管d2为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第二二极管d2的型号为s-202t，当然，在实际应用中，第二二极管d2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

总之，本实施例中，该电源模块9与传统工业巡线机器人控制系统的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块9中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。