一种玻璃幕墙机器人的无线充电器的制造方法
【专利摘要】一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，玻璃幕墙清洗机器人和玻璃幕墙，电能变化发射装置安装在玻璃幕墙内，电能变化接收装置安装在玻璃幕墙清洗机器人上，电能变化发射装置包括AC接入端、整流器与逆变器单元、第一控制器单元以及第一通信与定位单元，整流器与逆变器单元的输出端与初级线圈连接，电能变化接收装置包括机载蓄电池、蓄电池监测电路、第二控制器单元、第二通信及定位单元，机载蓄电池与整流及滤波电路连接，整流与滤波电路与次级线圈连接，初级线圈和次级线圈耦合。本实用新型提供了一种能够实现对幕墙清洗机器人的无线充电，保证了幕墙清洗机器人有足够的电量来持续的进行幕墙的清洗工作的无线充电器。
【专利说明】
一种玻璃幕墙机器人的无线充电器
技术领域
[0001]本实用新型属于玻璃清洗装置领域，具体涉及一种玻璃幕墙机器人的无线充电器。
【背景技术】
[0002]目前大部分高楼玻璃幕墙的清洗工作由人工完成，这种清洗的方式不仅效率低下，而且因工作环境恶劣极易发生事故，对清洗工人的生命安全造成了极大的威胁。玻璃幕墙清洗机器人代替了清洗工人的工作，不仅在清洗的效率上有所提高，也让人员从危险的工作环境中解脱出来。但幕墙清洗机器人受到了机载电池电量的限制，同时隔着玻璃进行有线充电的方式对于室外工作的机器人来说显得尤为的不便与繁琐，机器人在低电量时撤回充电也同样影响到了其工作的连续性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的一种能够实现对幕墙清洗机器人的无线充电，保证了幕墙清洗机器人有足够的电量来持续的进行幕墙的清洗工作的无线充电器。
[0004]实用新型的目的是这样实现的:
[0005]—种玻璃幕墙机器人的无线充电器，玻璃幕墙清洗机器人和玻璃幕墙，电能变化发射装置安装在玻璃幕墙内，电能变化接收装置安装在玻璃幕墙清洗机器人上，电能变化发射装置包括AC接入端、与AC接入端连接的整流器与逆变器单元、与整流器与逆变器单元连接的第一控制器单元以及与控制器单元连接的第一通信与定位单元，整流器与逆变器单元的输出端与初级线圈连接，电能变化接收装置包括机载蓄电池、与机载蓄电池输出端连接的蓄电池监测电路、与蓄电池监测电路连接的第二控制器单元、与第二控制器单元输出端连接的第二通信及定位单元，机载蓄电池与整流及滤波电路连接，整流与滤波电路与次级线圈连接，初级线圈和次级线圈耦合，第二控制器单元通过驱动电路与玻璃幕墙清洗机器人的驱动口连接。
[0006]上述第一控制器单元和第二控制器单元为单片机，第一通信及定位单元和第二通信及定位单元包括无线通信模块以及GPS定位模块;第二控制器单元的输出口分别与第二通信及定位单元中的GPS定位模块与无线通信模块连接，第一控制器单元的输入口与第一通信及定位单元中的无线通信模块连接，第一控制器单元的输出口与第一通信及定位单元中的GPS定位模块连接。
[0007]上述无线通信模块包括无线收发芯片nRF2401。
[0008]上述单片机的型号为MSP430F2274。
[0009]上述整流器与逆变器单元包括全桥逆变器。
[0010]上述蓄电池监测电路包括DS2438芯片，DS2438芯片的引脚分别与第一电阻R4、第二电阻R5、第一电容C14、第二电容C15、第三电容C16连接。
[0011]上述GPS定位模块包括SIRF芯片组。
[0012]上述玻璃幕墙清洗机器人包括底座，电能变化接收装置安装在玻璃幕墙清洗机器人的底座底端。
[0013]采用上述结构，蓄电池监测电路监测到机载蓄电池没电后，给第二控制器单元发送脉冲信号，然后第二控制器单元在收到脉冲信号后，给GPS定位模块发送激活信号，使GPS定位模块将激活信号发送给无线通信模块，无线通信模块将机器人的定位信息以及需要充电的信息发送给控制中心，控制中心工作人员将机器人置于指定的设有电能变化发射的玻璃幕墙上后，控制中心给第一通信及定位单元中的无线通信模块发送控制信号，然后无线通信模块给第一控制器单元发送脉冲信号，第一控制器单元激活整流器与逆变器单元，开始对机器人充电，同时，第一通信及定位单元中的GPS定位模块将此时的位置信息反馈给控制中心。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0015]图1为本实用新型的结构不意图；
[0016]图2为图1中整流器与逆变器单元的电路原理图；
[0017]图3为图1中整流及滤波电路的电路原理图；
[0018]图4为图1中单片机与无线通信模块的电路原理图；
[0019 ]图5为图1中蓄电池监测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，玻璃幕墙清洗机器人和玻璃幕墙，电能变化发射装置I安装在玻璃幕墙内，电能变化接收装置2安装在玻璃幕墙清洗机器人上，电能变化发射装置I包括AC接入端4、与AC接入端4连接的整流器与逆变器单元5、与整流器与逆变器单元5连接的第一控制器单元6以及与控制器单元6连接的第一通信与定位单元7，整流器与逆变器单元5的输出端与初级线圈8连接，电能变化接收装置2包括机载蓄电池
9、与机载蓄电池9输出端连接的蓄电池监测电路10、与蓄电池监测电路10连接的第二控制器单元11、与第二控制器单元11输出端连接的第二通信及定位单元12，机载蓄电池9与整流及滤波电路13连接，整流与滤波电路13与次级线圈14连接，初级线圈8和次级线圈14耦合，第二控制器单元11通过驱动电路15与玻璃幕墙清洗机器人的驱动口连接。
[0021]如图2所示，该图为电能发送部分的整流与全桥逆变电路原理图。AC接入端I引入220V交流电网电压，AC接入端与整流器与逆变器单元相连，整流器与逆变器单元中的逆变电路选用的是全桥逆变电路，全桥逆变电路可以看成是由两个半桥逆变电路组合而成，其电路的功耗元件是半桥逆变电路的两倍，整个电路的功耗也近似是半桥逆变电路功耗的二倍，同时全桥逆变电路的电压等级比半桥逆变电路要高。
[0022]如图3和图4所示，图3为电能接收部分的整流及滤波电路的原理图；图4为单片机控制单元与无线通信模块的接口电路图。电能接收部分的次级线圈与整流滤波电路的两个桥臂相连，一个桥臂由D9、D10组成，另一个桥臂由D11、D12组成；
[0023]如图4所示，单片机控制单元MSP430F2274的引脚RCO与nRF2401的PWR—UP引脚相连；引脚RCl与nRF2401的CE引脚相连；引脚RC2与nRF2401的CS引脚相连；引脚SCK与nRF2401的CLKl引脚相连；引脚INTO与nRF2401的DRl引脚相连；引脚SDO与SDl与nRF2401的DATA引脚相连;单片机单片机控制单元MSP430F2274通过对nRF2401的PWR—UP、CE和CS管脚状态组合设置，控制nRF2401的主要工作模式。当单片机控制单元MSP430F2274有数据要发送时，通过连接线把无线通信模块nRF2401的CE引脚置高，使nRF2401工作；单片机控制单元将地址信息与要发送的数据按时序送入nRF2401中后把CE引脚置低，触发nRF2401进行信息的发送。无线通信模块开始预定的发送任务前需要进行以下几步:射频前端供电；射频数据打包;高速发射数据包。最终完成数据的发送并进入空闲状态。
[0024]无线通信模块的信息接收流程同样需要单片机控制单元控制接口CE、DR1、CLK1和DATA来实现。接收数据信息前需要配置本机地址和要接收的数据包大小，完成配置后由单片机控制单元把CE引脚置高；当接收到正确的数据包时，无线接收模块nRF2401将自动移除字头、地址和CRC校验位;并通过把DRl置高来通知单片机控制单元。随后单片机控制单元移出nRF2401中所有的数据，并把DRl置低。此时如果CE引脚为高，则等待下一个数据包，如果CE为低，则无线通信模块开始其它工作流程。
[0025]如图5所示，蓄电池电量监测电路选用的是芯片DS2438，该芯片的DQ引脚引脚与单片机控制单元相连，VSEN+与VSEN-引脚分别与R4、R5、C14相连。该蓄电池监测电路自身也需要电池为其供电以完成监测任务。蓄电池监测电路的VAD引脚与机载蓄电池相连用于测量待测的电压。
[0026]所述第一控制器单元6和第二控制器单元11为单片机，第一通信及定位单元7和第二通信及定位单元12包括无线通信模块以及GPS定位模块;第二控制器单元11的输出口分别与第二通信及定位单元12中的GPS定位模块与无线通信模块连接，第一控制器单元6的输入口与第一通信及定位单元7中的无线通信模块连接，第一控制器单元6的输出口与第一通信及定位单元7中的GPS定位模块连接。
[0027]所述无线通信模块包括无线收发芯片nRF2401。
[0028]所述单片机的型号为MSP430F2274。
[0029]所述整流器与逆变器单元5包括全桥逆变器。
[0030]所述蓄电池监测电路10包括DS2438芯片，DS2438芯片的引脚分别与第一电阻R4、第二电阻R5、第一电容C14、第二电容C15、第三电容C16连接。
[0031]所述GPS定位模块包括SIRF芯片组。
[0032]所述玻璃幕墙清洗机器人包括底座，电能变化接收装置2安装在玻璃幕墙清洗机器人的底座3底端。
[0033]采用上述结构，使用时，蓄电池监测电路监测到机载蓄电池没电后，给第二控制器单元发送脉冲信号，然后第二控制器单元在收到脉冲信号后，给GPS定位模块发送激活信号，使GPS定位模块将激活信号发送给无线通信模块，无线通信模块将机器人的定位信息以及需要充电的信息发送给控制中心，控制中心工作人员将机器人置于指定的设有电能变化发射的玻璃幕墙上后，控制中心给第一通信及定位单元中的无线通信模块发送控制信号，然后无线通信模块给第一控制器单元发送脉冲信号，第一控制器单元激活整流器与逆变器单元，开始对机器人充电，同时，第一通信及定位单元中的GPS定位模块将此时的位置信息反馈给控制中心。
【主权项】
1.一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，玻璃幕墙清洗机器人和玻璃幕墙，其特征在于:电能变化发射装置(I)安装在玻璃幕墙内，电能变化接收装置(2)安装在玻璃幕墙清洗机器人上，电能变化发射装置(I)包括AC接入端(4)、与AC接入端(4)连接的整流器与逆变器单元(5)、与整流器与逆变器单元(5)连接的第一控制器单元(6)以及与控制器单元(6)连接的第一通信及定位单元(7)，整流器与逆变器单元(5)的输出端与初级线圈(8)连接，电能变化接收装置(2)包括机载蓄电池(9)、与机载蓄电池(9)输出端连接的蓄电池监测电路(10)、与蓄电池监测电路(10)连接的第二控制器单元(11)、与第二控制器单元(11)输出端连接的第二通信及定位单元(12)，机载蓄电池(9)与整流及滤波电路(13)连接，整流与滤波电路(13)与次级线圈(14)连接，初级线圈(8)和次级线圈(14)耦合，第二控制器单元(11)通过驱动电路(15)与玻璃幕墙清洗机器人的驱动口连接。2.根据权利要求1所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述第一控制器单元(6)和第二控制器单元(11)为单片机，第一通信及定位单元(7)和第二通信及定位单元(12)包括无线通信模块以及GPS定位模块;第二控制器单元(11)的输出口分别与第二通信及定位单元(12)中的GPS定位模块与无线通信模块连接，第一控制器单元(6)的输入口与第一通信及定位单元(7)中的无线通信模块连接，第一控制器单元(6)的输出口与第一通信及定位单元(7 )中的GPS定位模块连接。3.根据权利要求2所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述无线通信模块包括无线收发芯片nRF2401。4.根据权利要求2所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述单片机的型号为 MSP430F2274。5.根据权利要求1所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述整流器与逆变器单元(5)包括全桥逆变器。6.根据权利要求1所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述蓄电池监测电路(10)包括DS2438芯片，DS2438芯片的引脚分别与第一电阻R4、第二电阻R5、第一电容C14、第二电容C15、第三电容C16连接。7.根据权利要求2所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述GPS定位模块包括SIRF芯片组。8.根据权利要求1所述一种玻璃幕墙机器人的无线充电器，其特征在于:所述玻璃幕墙清洗机器人包括底座，电能变化接收装置(2)安装在玻璃幕墙清洗机器人的底座(3)底端。
【文档编号】H02J7/02GK205489727SQ201620288119
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】黄景光, 申涛, 翁汉琍, 罗亭然, 赵娇娇
【申请人】三峡大学