一种微网机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于微电网监测控制技术领域，尤其是涉及一种微网机器人。包括高级感知模块和传感器模组，所述的高级感知模块和传感器模组分别与中央处理器相连接，所述的中央处理器通过机械控制模块与动力模块相连接，所述的传感器模组通过电池管理模块与电池模块相连接，所述的电池模块和电池管理模块之间还设有光伏发电模块。优点在于：具备对微电网的控制能力，能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题，包括当前设备用电情况监测、视频监测、周边环境温湿度监测等，家庭及企业用电更为安全，利于节能减排，整体设计合理。
【专利说明】
一种微网机器人
技术领域
[0001]本实用新型属于微电网监测控制技术领域，尤其是涉及一种微网机器人。
【背景技术】
[0002]目前，公知的家用及电力工业使用机器人都是具备电力设备监测功能，不具备对微电网的控制能力，不能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，不能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题，即不能对家庭或企业微电网所在环境进行监测，包括当前设备用电情况监测、视频监测、周边环境温湿度监测等，家庭及企业用电不够安全。
[0003]为了对现有技术进行改进，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种微电网监测与能量管理装置[申请号:CN201320394312.6]，包括主控制器模块和微气象信息监测模块，主控制器模块包括中央处理器模块、储存模块、通信模块和辅助模块，微气象信息监测模块包括中转模块和现场监测模块。
[0004]上述方案虽然在一定程度上解决了现有技术的不足，但是不具备对微电网的控制能力，不能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，不能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，能够对微电网的监测与控制的微网机器人。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:本微网机器人，其特征在于，包括高级感知模块和传感器模组，所述的高级感知模块和传感器模组分别与中央处理器相连接，所述的中央处理器通过机械控制模块与动力模块相连接，所述的传感器模组通过电池管理模块与电池模块相连接，所述的电池模块和电池管理模块之间还设有光伏发电模块。电池模块用于对机器人自身的电力系统进行干预，使其能够有效平衡利用太阳能与传统电能，达到节电及长期稳定运行的目的，机械控制模块用于控制机器人运动，包括底盘驱动电机与摄像机云台，其受中央处理器的控制，中央处理器为机器人的数据处理核心，具备对微电网的控制能力，能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题，包括当前设备用电情况监测、视频监测、周边环境温湿度监测等，家庭及企业用电更为安全，利于节能减排，整体设计合理。
[0007]在上述的微网机器人中，所述的动力模块包括车体驱动电机和云台模块，所述的车体驱动电机包括两台微型直流减速电机，所述的云台模块包括两台舵机。车体驱动电机进行转速与正反转控制，从而完成机器人的前后多角度运动，云台模块用角度控制，能够分别在水平与垂直角度进行180度旋转。
[0008]在上述的微网机器人中，所述的机械控制模块包括RoMeoBLE控制器和BlunoRomeo控制器，所述的RoMeo BLE控制器和Bluno Romeo控制器上均设有能够兼容DFRobot全线模块的3PIN 1扩展接口。控制器为携带了蓝牙4.0又兼容Arduino的专为机器人应用而设计的控制主板，受益Arduino开源平台，集成2路直流L298P电动机驱动器和无线插座。
[0009]在上述的微网机器人中，所述的传感器模组包括传感器群组和能够接处理传感器群组返回的数据信号的传感器控制板，所述的传感器群组包括温度传感器、湿度传感器、超声波测距仪、红外探测仪、环境光传感器、红外接收器、红外发射器。温度传感器:返回机器人所在环境温度数据，当低于设定值后，机器人自动启动空调，并告知用户当前环境温度；湿度传感器:返回机器人所在环境湿度数据，并告知用户；超声波测距仪:用于指引机器人在行进过程中躲避障碍，超声波测距仪安装在机器人前端，实时返回机器人前端与障碍物的距离;红外探测仪:用于探测机器人周围的生命体，配合超声波测距仪完成机器人蔽障动作;环境光传感器:用于监测机器人所在环境光照强度，当环境光低于200时，机器人在感知到所在环境中有物体在移动时，其会启动自身灯光系统，并对移动物体进行录像;红外接收器:用于机器人学习电器的红外遥控信号，为后期机器人控制电器做基础;红外发射器:用于机器人控制家用电器。
[0010]在上述的微网机器人中，所述的高级感知模块包括图像采集模块和定位模块，所述的定位模块包括RPLIDAR激光测距仪。图像采集模块用来向用户发送机器人当前所处位置的图像信息，图像采集模块直接向中央处理器发送信息，并由云台模块控制其转动方向，激光测距仪用于向中央处理器以5Hz的频率提供机器人与周围水平360度的障碍物之间的距离，并将距离数据传输给中央处理器，中央处理器根据距离数据绘制出周围障碍物的点阵数据，形成环境模型，之后与预设置的环境模型进行比对，从而确定其所在位置信息，达到室内定位目的。
[0011]在上述的微网机器人中，所述的电池模块包括两组串联的锂电池，所述的电池管理模块包括大电流供电稳压模块、大电流降压模块、电压监测模块和光伏充电控制器，所述的大电流供电稳压模块与大电流降压模块相连接，所述的电压监测模块和光伏充电控制器分别与电池模块相连接。电压监测模块用于对电池模块电压进行监测，在电压值低于3V时，机器人将自动返回充电港进行充电，大电流供电稳压模块用于对串联电池组进行降压，将14.8V供电电压降低至9V，分别对机器人车体驱动电机与传感器模组进行供电，大电流降压模块用于对机器人的中央处理器与云台模块进行供电，其将大电流供电稳压模块输出的9V电压转换为5V电压输出，光伏充电控制器用于控制光伏电池板对电池模块进行充电，在光伏电池板达到15V输出电压后，对电池模块进行充电。
[0012]在上述的微网机器人中，所述的光伏发电模块包括两块并联的光伏电池板。
[0013]在上述的微网机器人中，所述的中央处理器包括Raspberry Pi Model 3B。
[0014]与现有的技术相比，本微网机器人的优点在于:电池模块用于对机器人自身的电力系统进行干预，使其能够有效平衡利用太阳能与传统电能，达到节电及长期稳定运行的目的，机械控制模块用于控制机器人运动，包括底盘驱动电机与摄像机云台，其受中央处理器的控制，中央处理器为机器人的数据处理核心，具备对微电网的控制能力，能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题，包括当前设备用电情况监测、视频监测、周边环境温湿度监测等，家庭及企业用电更为安全，利于节能减排，整体设计合理。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本实用新型提供的结构框图。
[0017]图2是本实用新型提供的电池管理模块的结构框图。
[0018]图中，高级感知模块1、传感器模组2、中央处理器3、机械控制模块4、动力模块5、电池管理模块6、电池模块7、光伏发电模块8、大电流供电稳压模块9、大电流降压模块10、光伏充电控制器11。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]如图1-2所示，本微网机器人包括高级感知模块I和传感器模组2，高级感知模块I和传感器模组2分别与中央处理器3相连接，中央处理器3通过机械控制模块4与动力模块5相连接，传感器模组2通过电池管理模块6与电池模块7相连接，电池模块7和电池管理模块6之间还设有光伏发电模块8。电池模块7用于对机器人自身的电力系统进行干预，使其能够有效平衡利用太阳能与传统电能，达到节电及长期稳定运行的目的，机械控制模块4用于控制机器人运动，包括底盘驱动电机与摄像机云台，其受中央处理器3的控制，中央处理器3为机器人的数据处理核心，具备对微电网的控制能力，能有效帮助使用者完成对微电网的监测与控制，能有效帮助用户管理家庭或企业微电网的问题，包括当前设备用电情况监测、视频监测、周边环境温湿度监测等，家庭及企业用电更为安全，利于节能减排，整体设计合理。
[0021]其中，动力模块5包括车体驱动电机和云台模块，车体驱动电机包括两台微型直流减速电机，云台模块包括两台舵机。车体驱动电机进行转速与正反转控制，从而完成机器人的前后多角度运动，云台模块用角度控制，能够分别在水平与垂直角度进行180度旋转。机械控制模块4包括RoMeo BLE控制器和Bluno Romeo控制器，RoMeo BLE控制器和BlunoRomeo控制器上均设有能够兼容DFRobot全线模块的3PIN 1扩展接口。控制器为携带了蓝牙4.0又兼容Arduino的专为机器人应用而设计的控制主板，受益Arduino开源平台，集成2路直流L298P电动机驱动器和无线插座。传感器模组2包括传感器群组和能够接处理传感器群组返回的数据信号的传感器控制板，传感器群组包括温度传感器、湿度传感器、超声波测距仪、红外探测仪、环境光传感器、红外接收器、红外发射器。温度传感器:返回机器人所在环境温度数据，当低于设定值后，机器人自动启动空调，并告知用户当前环境温度;湿度传感器:返回机器人所在环境湿度数据，并告知用户；超声波测距仪:用于指引机器人在行进过程中躲避障碍，超声波测距仪安装在机器人前端，实时返回机器人前端与障碍物的距离；红外探测仪:用于探测机器人周围的生命体，配合超声波测距仪完成机器人蔽障动作;环境光传感器:用于监测机器人所在环境光照强度，当环境光低于200时，机器人在感知到所在环境中有物体在移动时，其会启动自身灯光系统，并对移动物体进行录像;红外接收器:用于机器人学习电器的红外遥控信号，为后期机器人控制电器做基础;红外发射器:用于机器人控制家用电器。
[0022]其中，高级感知模块I包括图像采集模块和定位模块，定位模块包括RPLIDAR激光测距仪。图像采集模块用来向用户发送机器人当前所处位置的图像信息，图像采集模块直接向中央处理器3发送信息，并由云台模块控制其转动方向，激光测距仪用于向中央处理器3以5Hz的频率提供机器人与周围水平360度的障碍物之间的距离，并将距离数据传输给中央处理器3，中央处理器3根据距离数据绘制出周围障碍物的点阵数据，形成环境模型，之后与预设置的环境模型进行比对，从而确定其所在位置信息，达到室内定位目的。
[0023]其中，电池模块7包括两组串联的锂电池，电池管理模块6包括大电流供电稳压模块9、大电流降压模块10、电压监测模块和光伏充电控制器11，大电流供电稳压模块9与大电流降压模块10相连接，电压监测模块和光伏充电控制器11分别与电池模块7相连接。电压监测模块用于对电池模块电压进行监测，在电压值低于3V时，机器人将自动返回充电港进行充电，大电流供电稳压模块9用于对串联电池组进行降压，将14.8V供电电压降低至9V，分别对机器人车体驱动电机与传感器模组2进行供电，大电流降压模块10用于对机器人的中央处理器3与云台模块进行供电，其将大电流供电稳压模块9输出的9V电压转换为5V电压输出，光伏充电控制器11用于控制光伏电池板对电池模块7进行充电，在光伏电池板达到15V输出电压后，对电池模块7进行充电。光伏发电模块8包括两块并联的光伏电池板。中央处理器3包括Raspberry Pi Model 3B。
[0024]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微网机器人，其特征在于，包括高级感知模块(I)和传感器模组(2)，所述的高级感知模块(I)和传感器模组(2)分别与中央处理器(3)相连接，所述的中央处理器(3)通过机械控制模块(4 )与动力模块(5 )相连接，所述的传感器模组(2 )通过电池管理模块(6 )与电池模块(7)相连接，所述的电池模块(7)和电池管理模块(6)之间还设有光伏发电模块(8)。2.根据权利要求1所述的微网机器人，其特征在于，所述的动力模块(5)包括车体驱动电机和云台模块，所述的车体驱动电机包括两台微型直流减速电机，所述的云台模块包括两台舵机。3.根据权利要求2所述的微网机器人，其特征在于，所述的机械控制模块(4)包括RoMeoBLE控制器和Bluno Romeo控制器，所述的RoMeo BLE控制器和Bluno Romeo控制器上均设有能够兼容DFRobot全线模块的3PIN 1扩展接口。4.根据权利要求3所述的微网机器人，其特征在于，所述的传感器模组(2)包括传感器群组和能够接处理传感器群组返回的数据信号的传感器控制板，所述的传感器群组包括温度传感器、湿度传感器、超声波测距仪、红外探测仪、环境光传感器、红外接收器、红外发射器。5.根据权利要求4所述的微网机器人，其特征在于，所述的高级感知模块(I)包括图像采集模块和定位模块，所述的定位模块包括RPLIDAR激光测距仪。6.根据权利要求5所述的微网机器人，其特征在于，所述的电池模块(7)包括两组串联的锂电池，所述的电池管理模块(6 )包括大电流供电稳压模块(9 )、大电流降压模块(1 )、电压监测模块和光伏充电控制器(11)，所述的大电流供电稳压模块(9)与大电流降压模块(10)相连接，所述的电压监测模块和光伏充电控制器(11)分别与电池模块(7)相连接。7.根据权利要求6所述的微网机器人，其特征在于，所述的光伏发电模块(8)包括两块并联的光伏电池板。8.根据权利要求7所述的微网机器人，其特征在于，所述的中央处理器(3)包括Raspberry Pi Model 3B。
【文档编号】G05B19/042GK205485513SQ201620294077
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】刘悦悦, 孙冠男, 周维宏
【申请人】天津天大求实电力新技术股份有限公司