CAN总线机器人电源管理硬件电路模块的制作方法

文档序号:14921056发布日期:2018-07-11 03:54阅读:177来源:国知局

本实用新型涉及一种机器人,尤其是涉及一种用在机器人电源管理硬件电路模块。



背景技术:

机器人的电路系统是复杂的,若按照常规的电路布局直接将蓄电池经过降压后链接到各个电路之路中的电路系统方式,则存在着线路复杂,安装维护麻烦,也很容易造成电路出现隐患故障,并且难以寻找故障根源。



技术实现要素:

本实用新型为解决现有机器人电路布局存在易出现隐患故障,不利于查找故障根源等现状而提供的一种可对电源电路进行实时电流电压监控,具有自我断电保护功能,提高使用安全性,降低隐患故障现象出现的CAN总线机器人电源管理硬件电路模块。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为:一种CAN总线机器人电源管理硬件电路模块,包括与蓄电池电能相连接的蓄电池接口,其特征在于:还包括电流传感器单元、MCU单片机单元、机器人总电通断控制单元、降压单元、稳压单元、分压单元、总线解析单元和机器人总线电源接口,电流传感器单元在电流传感器的电流输入端电连接检测蓄电池电压的分压单元,电流传感器单元在电流传感器的电流输出端电连接机器人总电通断控制单元,机器人总电通断控制单元包括第一场效应管和第二场效应管,降压单元包括24V降压模块和7.5V降压模块,分压单元与蓄电池接口接入的蓄电池电压相分压连接后接入电流传感器的电流输入端,机器人总线电源接口通过总线解析单元与MCU单片机单元相通讯连接。通过CAN总线管理可对电源电路进行实时电流电压监控,具有自我断电保护功能,提高使用安全性,降低隐患故障现象出现使用场效应管管做电流总输入口数字开关,MCU收到主机发送下来的断电指令后,MCU改变场效应管的栅级,从而实现自我断电保护。

作为优选,所述的MCU单片机单元采用型号为STM32F103C8T6的MCU单片机。提高主控效率。

作为优选,所述的第一场效应管在栅极处电连接有第四光耦隔离器,第四光耦隔离器另一端串联第十四电阻后与MCU单片机单元的第21引脚相电连接;第二场效应管在栅极处电连接有第三光耦隔离器,第三光耦隔离器另一端串联第十电阻后与MCU单片机单元的第22引脚相电连接。提高对MCU单片机单元隔离防护作用,提高防止强电击坏MCU单片机单元的保护作用。

作为优选,所述的24V降压模块包括24V降压接入接口和24V滤波电路,7.5V降压模块包括7.5V降压接入接口和7.5V滤波电路。提高降压接入与滤波可靠有效性,降低对模块的干扰影响。

作为优选,所述的稳压单元包括稳压二极和7805直流稳压芯片,稳压二极管阴极与7805直流稳压芯片的输入端相电连接。提高电压稳定作用。

作为优选,所述的总线解析单元包括总线解析芯片,总线解析芯片的CAN-T功能引脚和CAN-R功能引脚分别与MCU单片机单元的CAN-T功能引脚和CAN-R功能引脚相电连接。提高总线解析通讯管理作用。

作为优选,所述的电流传感器单元与机器人总电通断控制单元之间电连接有防止电路短路的熔断保护器。提高短路安全防护作用。

作为优选,所述的第一场效应管和第二场效应管在电源管理硬件电路模块PCB板上成并行分布设置,且在第一场效应管和第二场效应管的同一侧边分别并联分布有两个高压大容量电解电容器,四个高压大容量电解电容器采用4700uf/100V,在四个高压大容量电解电容器的外侧靠PCB板边缘位置处分别24V降压接入接口和7.5V降压接入接口。提高电源降压接入稳定可靠性,降低对电源管理模块的干扰影响性。

本实用新型的有益效果是:通过CAN总线管理可对电源电路进行实时电流电压监控,具有自我断电保护功能,提高使用安全性,降低隐患故障现象出现使用场效应管管做电流总输入口数字开关,MCU收到主机发送下来的断电指令后,MCU改变场效应管的栅级,从而实现自我断电保护。本实用新型电路则实现了“CAN总线管理”,“实时电流电压监控”,“自我断电保护”等功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型CAN总线机器人电源管理硬件电路模块的电路结构示意图。

图2是本实用新型CAN总线机器人电源管理硬件电路模块中MCU单片机单元的电路结构示意图。

图3是是本实用新型CAN总线机器人电源管理硬件电路模块中机器人总线解析单元的电路结构示意图。

图4是是本实用新型CAN总线机器人电源管理硬件电路模块中机器人总线电源接口的电路结构示意图。

图5是是本实用新型CAN总线机器人电源管理硬件电路模块的PCB布板器件分布结构示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例中,一种CAN总线机器人电源管理硬件电路模块,包括总开关接口P2、与蓄电池电能相连接的蓄电池接口P1,还包括电流传感器单元10、MCU单片机单元60、机器人总电通断控制单元20、降压单元30、稳压单元40、分压单元50、总线解析单元70和机器人总线电源接口,机器人总线电源接口包括第一机器人总线电源接口P5和第二机器人总线电源接口P6,电流传感器单元10在电流传感器的电流输入端电连接检测蓄电池电压的分压单元50,分压单元50由串联的第二分压电阻R2和第三分压电阻R3构成,第二分压电阻R2和第三分压电阻R3的串联节点与MCU单片机单元60的V-S功能引脚第13引脚相电连接,电流传感器单元10在电流传感器的电流输出端电连接机器人总电通断控制单元20,机器人总电通断控制单元20包括第一场效应管Q1和第二场效应管Q2,降压单元30包括24V降压模块和7.5V降压模块,分压单元30与蓄电池接口接入的蓄电池电压相分压连接后接入电流传感器U1的电流输入端,机器人总线电源接口通过总线解析单元70与MCU单片机单元60相通讯连接。MCU单片机单元60(见图2)采用型号为STM32F103C8T6的MCU单片机U7。第一场效应管Q1在栅极处电连接有第四光耦隔离器U4,第四光耦隔离器U4另一端串联第十四电阻R14后与MCU单片机60的第21引脚KG-24相电连接;第二场效应管Q2在栅极处电连接有第三光耦隔离器U3,第三光耦隔离器U3另一端串联第十电阻R10后与MCU单片机U7的第22引脚KG-7.5相电连接。24V降压模块包括24V降压接入接口DC2和24V滤波电路,7.5V降压模块包括7.5V降压接入接口DC1和7.5V滤波电路。稳压单元40包括稳压二极D1和7805直流稳压芯片U2,稳压二极管D1阴极与7805直流稳压芯片U2的输入端相电连接。总线解析单元70包括总线解析芯片U6,总线解析芯片U6的CAN-T功能引脚和CAN-R功能引脚分别与MCU单片机单元的CAN-T功能引脚和CAN-R功能引脚相电连接。电流传感器单元10与机器人总电通断控制单元20之间电连接有防止电路短路的熔断保护器P4。第一场效应管Q1和第二场效应管Q2在电源管理硬件电路模块PCB板上成并行分布设置(见图5),且在第一场效应管和第二场效应管的同一侧边分别并联分布有两个高压大容量电解电容器,四个高压大容量电解电容器(见图5中所是C3、C4 、C9、C10)采用4700uf/100V,在四个高压大容量电解电容器的外侧靠PCB板边缘位置处分别24V降压接入接口DC2和7.5V降压接入接口DC1。

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