自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统的制作方法

本发明涉及电动控制技术领域，特别是涉及一种自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统。

背景技术：

随着科技的发展和社会的进步，电动设备的自动化和智能化要求越来越高。通过在电动设备的工作场地设置信标规划电动设备的工作范围，实现控制电动设备在工作范围内自动化作业。

传统的电动设备信标供电方式是通过布设线缆连接独立电源和所有信标，利用独立电源对各个信标进行整体供电。由于是利用同一个独立电源对所有信标进行供电，从而导致布线繁琐，使得传统的电动设备信标供电方式存在使用成本高的缺点。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种使用成本低的自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统。

一种自移动设备信标供电装置，其特征在于，包括太阳能板和供电控制装置，所述供电控制装置包括充电模块、储能元件和放电控制模块，所述太阳能板连接所述充电模块，所述充电模块连接所述储能元件，所述储能元件连接所述放电控制模块，所述放电控制模块用于连接自移动设备的信标装置，

所述充电模块用于接收所述太阳能板输出的直流电，对接收的直流电进行稳压处理后输出至所述储能元件进行充电；所述放电控制模块用于对所述储能元件输出的直流电进行稳压处理后输送至所述信标装置。

一种自移动设备信标系统，包括信标装置以及上述自移动设备信标供电装置，所述放电控制模块连接所述信标装置。

上述自移动设备信标供电装置及自移动设备信标系统，充电模块接收太阳能板输出的直流电，对接收的直流电进行稳压处理后输出至储能元件进行充电。放电控制模块对储能元件输出的直流电进行稳压处理后输送至信标装置。通过对储能元件的充放电控制，实现利用太阳能对信标进行供电，且相对于传统的信标供电方式简化了线缆布置，降低了使用成本。通过对储能元件进行充放电控制，实现电能的存储和释放，当处于阴天等无法利用太阳能发电的情况下时，利用储能元件存储的电能仍然可持续对信标装置供电，提高了供电可靠性。

附图说明

图1为一实施例中自移动设备信标供电装置的结构图；

图2为另一实施例中自移动设备信标供电装置的结构图。

具体实施方式

在一个实施例中，一种自移动设备信标供电装置，自移动设备可以是自动割草机、自动扫雪机等设备。如图1所示，该装置包括太阳能板110和供电控制装置120，供电控制装置120包括充电模块122、储能元件124和放电控制模块126，太阳能板110连接充电模块122，充电模块122连接储能元件124，储能元件124连接放电控制模块126，放电控制模块126用于连接自移动设备的信标装置beacon。充电模块122用于接收太阳能板110输出的直流电，对接收的直流电进行稳压处理后输出至储能元件124进行充电；放电控制模块126用于对储能元件124输出的直流电进行稳压处理后输送至信标装置beacon。

具体地，信标装置beacon的数量为多个，通过在工作场地布设信标装置beacon确定自移动设备的工作范围。以自动割草机为例，可以在草地上布置四个信标装置beacon形成矩形区域，控制自动割草机在该矩形区域内进行自动除草操作。供电控制装置120的数量与信标装置beacon的数量对应，太阳能板110的数量可以是一个或多个，当太阳能板110为一个时，太阳能板110分别通过各供电控制装置120连接对应的信标装置beacon，利用一个太阳能板110带动多个信标装置beacon，通过独立储能元件来单独控制每个信标装置beacon；当太阳能板110为多个时，可将各太阳能板110分别通过对应的供电控制装置120连接一信标装置beacon。一块太阳能板110带动一个信标装置beacon，通过单独的太阳能板110来控制每个信标装置beacon。

充电模块122作为充电稳压控制模块，对太阳能板110输出的直流电进行稳压处理，提供稳定的直流电对储能元件124进行充电，避免充电时不稳定的电流对储能元件124造成损坏，提高了充电可靠性。放电控制模块126作为放电稳压控制模块，对储能元件124输出的直流电进行稳压处理后输送至信标装置beacon，避免在对信标装置beacon供电时由于电流不稳定而损坏信标装置beacon，提高了信标供电可靠性。在一个实施例中，充电模块122和/或放电控制模块126为dc-dc(直流-直流)转换模块。以充电模块122和放电控制模块126均采用dc-dc转换模块为例，通过对接入的直流电进行直流-直流转换，得到稳定的直流电输出，稳压控制简便可靠。

储能元件124用于存储太阳能板110利用太阳能转换得到的电能，并给信标装置beacon供能。对储能元件124进行充放电控制实现电能的存储和释放，当处于阴天等无法利用太阳能发电的情况下时，利用储能元件124存储的电能仍然可持续对信标装置beacon供电，提高了供电可靠性。储能元件124的具体类型并不唯一，可以是电池、电容等可存储电能的元件。在一个实施例中，储能元件124为电池，具体可以是锂电池等。通过对电池进行充放电控制，利用电池负责给信标装置beacon提供电力，操作简便可靠。

上述自移动设备信标供电装置，通过对储能元件124的充放电控制，实现利用太阳能对信标进行供电，且相对于传统的信标供电方式简化了线缆布置，降低了使用成本。通过对储能元件124进行充放电控制，实现电能的存储和释放，当处于阴天等无法利用太阳能发电的情况下时，利用储能元件124存储的电能仍然可持续对信标装置beacon供电，提高了供电可靠性。

在一个实施例中，充电模块122还检测储能元件124的电量，根据预设的电量等级与充电速度等级的对应关系，获取储能元件124的电量对应的充电速度等级对储能元件124进行充电调整。

具体地，可将储能元件124的剩余电量划分成不同的等级，对不同电量等级设置对应的充电速度等级，不同电量等级所对应的充电速度等级可相同也可不同。充电模块122在检测到储能元件124的剩余电量后，根据对应充电速度等级自动调整充电模式。举例说明，将剩余电量划分为低、中、高三个等级，对应充电速度等级分别为快速充电、快速充电和低速充电，当剩余电量的等级为低和中时，对储能元件124进行快速充电；当剩余电量的等级为高时，则降低对储能元件124的充电速度。可以理解，根据储能元件124的电量对储能元件124进行充电调整的具体方式包括但并不限于上述方式。

本实施例中，充电模块122根据储能元件124的电量调整对储能元件124的充电模式，在提高充电速度的同时还可避免损坏储能元件124。

在一个实施例中，充电模块122还用于在储能元件124的电量大于预设的充电饱和阈值时，停止输出直流电至储能元件124。

充电饱和阈值的具体取值并不唯一，可根据储能元件124的电能容量决定。若储能元件124的电量大于充电饱和阈值，则可认为储能元件124的电量充满或接近充满。本实施例中充电模块122即是还具有过冲保护功能，当储能元件124充满时候自动停止充电，进一步提高充电可靠性。

在一个实施例中，该装置还包括连接充电模块122和储能元件124的第一温度传感器，第一温度传感器检测储能元件124的温度，充电模块122还用于在储能元件124的温度大于预设的温度阈值时，停止输出直流电至储能元件124。

具体地，温度阈值的取值可根据实际情况进行选择。通过第一温度传感器检测储能元件124的温度，充电模块122在储能元件124的温度大于温度阈值时断开充电回路，避免储能元件124温度过高而损坏，提高充电安全性。

可以理解，充电模块122也可以是同时具有根据储能元件124的电量对储能元件124进行充电调整、在储能元件124的电量大于预设的充电饱和阈值时停止输出直流电以及在储能元件124的温度大于预设的温度阈值时停止输出直流电的功能。

在一个实施例中，该装置还包括连接放电控制模块126和信标装置beacon的电流传感器，电流传感器检测信标装置beacon的工作电流，放电控制模块126还用于在信标装置beacon的工作电流大于预设的短路保护阈值时，停止输出直流电至信标装置beacon。

短路保护阈值的具体取值也可根据信标装置beacon的实际情况进行调整。信标装置beacon出现短路时其工作电流会增大，当检测到信标装置beacon的工作电流大于短路保护阈值时，可认为信标装置beacon发生短路，放电控制模块126停止输出直流电至信标装置，对信标装置beacon进行短路保护，提高了信标供电保护可靠性。

在一个实施例中，该装置还包括连接放电控制模块126和信标装置beacon的第二温度传感器，第二温度传感器检测信标装置beacon的温度，放电控制模块126还用于在信标装置beacon的温度大于预设的温度保护阈值时，停止输出直流电至信标装置beacon。

温度保护阈值的具体取值同样并不是唯一的，可以根据实际情况进行选择。通过第二温度传感器检测信标装置beacon的温度，放电控制模块126在信标装置beacon的温度大于温度保护阈值时断开充电回路，避免储能元件124温度过高而损坏，提高充电安全性。

可以理解，放电控制模块126也可以是同时具有在信标装置beacon的工作电流大于预设的短路保护阈值时停止输出直流电和在信标装置beacon的温度大于预设的温度保护阈值时停止输出直流电的功能。

在一个实施例中，如图2所示，供电控制装置120还包括控制器128和第一控制开关k1，控制器128连接太阳能板110和第一控制开关k1的控制端，第一控制开关k1的输入端连接太阳能板110，第一控制开关k1的输出端连接充电模块122。控制器128用于检测太阳能板110输出的直流电的电压，并在太阳能板110输出的直流电的电压大于预设的充电电压阈值时，控制第一控制开关k1闭合。

控制器128具体可以采用mcu(microcontrollerunit，微控制单元)，第一控制开关k1可以采用mos管或三极管，充电电压阈值的取值也不唯一。利用控制器128采样侦测太阳能板上的电压，当太阳能板110输出的直流电的电压大于充电电压阈值时，则可认为太阳能板110的输出电压满足充电要求，控制第一控制开关k1闭合，将太阳能板110和充电模块122相连接进行充电操作。

在太阳能板110的输出电压满足充电要求时，控制第一控制开关k1闭合进行充电操作。若太阳能板110的输出电压不满足充电要求，则控制器128控制第一控制开关k1断开，避免储能元件124存储的电能倒流回太阳能板110，提高了充电可靠性。

进一步地，在一个实施例中，继续参照图2，供电控制装120还包括第二控制开关k2，第二控制开关k2的输入端连接储能元件124，第二控制开关k2的输出端连接放电控制模块126。控制器128连接储能元件124和第二控制开关k2的控制端，或充电模块122连接第二控制开关k2的控制端。

第二控制开关k2同样可以采用mos管或三极管，利用控制器128或充电模块122控制第二控制开关k2的通断。以控制器128控制第二控制开关k2通断为例，控制器128侦测储能元件124的电量，在储能元件124的电量大于放电电压阈值时控制第二控制开关k2导通，在储能元件124的电量小于放电保护阈值时控制第二控制开关k2断开。放电电压阈值大于放电保护阈值，且具体取值并不唯一。在储能元件124的电量充足时打开储能元件124与放电控制模块126的连接进行放电操作，对信标装置beacon进行供电，以及在储能元件124的电量过低时断开与放电控制模块126的连接停止放电操作。通过控制器128的过放保护功能避免储能元件124过度放电而受损，同样可提高信标供电可靠性。可以理解，也可以是利用充电模块122执行过放保护功能，侦测储能元件124的电量控制第二控制开关k2的打开与关断。

在一个实施例中，一种自移动设备信标系统，自移动设备可以是自动割草机、自动扫雪机等设备。该设备包括信标装置以及上述自移动设备信标供电装置，放电控制模块连接信标装置。

信标装置的数量为多个，通过在工作场地布设信标装置确定自移动设备的工作范围。在一个实施例中，信标装置与供电控制装置的数量相同且为多个，太阳能板分别通过各供电控制装置连接对应的信标装置，利用一个太阳能板带动多个信标装置，通过独立储能元件来单独控制每个信标装置。在另一个实施例中，信标装置、太阳能板与供电控制装置的数量相同且为多个，各太阳能板分别通过对应的供电控制装置连接一信标装置。一块太阳能板带动一个信标装置，通过单独的太阳能板来控制每个信标装置。

上述自移动设备信标系统，通过对储能元件的充放电控制，可以满足使用太阳能板对信标供电，且可以单独进行控制达到整体供电效果，且相对于传统的信标供电方式简化了线缆布置，降低了使用成本。通过对储能元件进行充放电控制，实现电能的存储和释放，当处于阴天等无法利用太阳能发电的情况下时，利用储能元件存储的电能仍然可持续对信标装置供电，提高了供电可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。