一種玻璃幕墻機器人的無線充電器的制造方法
【專利摘要】一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，玻璃幕墻清洗機器人和玻璃幕墻，電能變化發(fā)射裝置安裝在玻璃幕墻內(nèi)，電能變化接收裝置安裝在玻璃幕墻清洗機器人上，電能變化發(fā)射裝置包括AC接入端、整流器與逆變器單元、第一控制器單元以及第一通信與定位單元，整流器與逆變器單元的輸出端與初級線圈連接，電能變化接收裝置包括機載蓄電池、蓄電池監(jiān)測電路、第二控制器單元、第二通信及定位單元，機載蓄電池與整流及濾波電路連接，整流與濾波電路與次級線圈連接，初級線圈和次級線圈耦合。本實用新型提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對幕墻清洗機器人的無線充電，保證了幕墻清洗機器人有足夠的電量來持續(xù)的進行幕墻的清洗工作的無線充電器。
【專利說明】
一種玻璃幕墻機器人的無線充電器
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于玻璃清洗裝置領域，具體涉及一種玻璃幕墻機器人的無線充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大部分高樓玻璃幕墻的清洗工作由人工完成，這種清洗的方式不僅效率低下，而且因工作環(huán)境惡劣極易發(fā)生事故，對清洗工人的生命安全造成了極大的威脅。玻璃幕墻清洗機器人代替了清洗工人的工作，不僅在清洗的效率上有所提高，也讓人員從危險的工作環(huán)境中解脫出來。但幕墻清洗機器人受到了機載電池電量的限制，同時隔著玻璃進行有線充電的方式對于室外工作的機器人來說顯得尤為的不便與繁瑣，機器人在低電量時撤回充電也同樣影響到了其工作的連續(xù)性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種能夠?qū)崿F(xiàn)對幕墻清洗機器人的無線充電，保證了幕墻清洗機器人有足夠的電量來持續(xù)的進行幕墻的清洗工作的無線充電器。
[0004]實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種玻璃幕墻機器人的無線充電器，玻璃幕墻清洗機器人和玻璃幕墻，電能變化發(fā)射裝置安裝在玻璃幕墻內(nèi)，電能變化接收裝置安裝在玻璃幕墻清洗機器人上，電能變化發(fā)射裝置包括AC接入端、與AC接入端連接的整流器與逆變器單元、與整流器與逆變器單元連接的第一控制器單元以及與控制器單元連接的第一通信與定位單元，整流器與逆變器單元的輸出端與初級線圈連接，電能變化接收裝置包括機載蓄電池、與機載蓄電池輸出端連接的蓄電池監(jiān)測電路、與蓄電池監(jiān)測電路連接的第二控制器單元、與第二控制器單元輸出端連接的第二通信及定位單元，機載蓄電池與整流及濾波電路連接，整流與濾波電路與次級線圈連接，初級線圈和次級線圈耦合，第二控制器單元通過驅(qū)動電路與玻璃幕墻清洗機器人的驅(qū)動口連接。
[0006]上述第一控制器單元和第二控制器單元為單片機，第一通信及定位單元和第二通信及定位單元包括無線通信模塊以及GPS定位模塊;第二控制器單元的輸出口分別與第二通信及定位單元中的GPS定位模塊與無線通信模塊連接，第一控制器單元的輸入口與第一通信及定位單元中的無線通信模塊連接，第一控制器單元的輸出口與第一通信及定位單元中的GPS定位模塊連接。
[0007]上述無線通信模塊包括無線收發(fā)芯片nRF2401。
[0008]上述單片機的型號為MSP430F2274。
[0009]上述整流器與逆變器單元包括全橋逆變器。
[0010]上述蓄電池監(jiān)測電路包括DS2438芯片，DS2438芯片的引腳分別與第一電阻R4、第二電阻R5、第一電容C14、第二電容C15、第三電容C16連接。
[0011]上述GPS定位模塊包括SIRF芯片組。
[0012]上述玻璃幕墻清洗機器人包括底座，電能變化接收裝置安裝在玻璃幕墻清洗機器人的底座底端。
[0013]采用上述結(jié)構(gòu)，蓄電池監(jiān)測電路監(jiān)測到機載蓄電池沒電后，給第二控制器單元發(fā)送脈沖信號，然后第二控制器單元在收到脈沖信號后，給GPS定位模塊發(fā)送激活信號，使GPS定位模塊將激活信號發(fā)送給無線通信模塊，無線通信模塊將機器人的定位信息以及需要充電的信息發(fā)送給控制中心，控制中心工作人員將機器人置于指定的設有電能變化發(fā)射的玻璃幕墻上后，控制中心給第一通信及定位單元中的無線通信模塊發(fā)送控制信號，然后無線通信模塊給第一控制器單元發(fā)送脈沖信號，第一控制器單元激活整流器與逆變器單元，開始對機器人充電，同時，第一通信及定位單元中的GPS定位模塊將此時的位置信息反饋給控制中心。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為圖1中整流器與逆變器單元的電路原理圖；
[0017]圖3為圖1中整流及濾波電路的電路原理圖；
[0018]圖4為圖1中單片機與無線通信模塊的電路原理圖；
[0019 ]圖5為圖1中蓄電池監(jiān)測電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，玻璃幕墻清洗機器人和玻璃幕墻，電能變化發(fā)射裝置I安裝在玻璃幕墻內(nèi)，電能變化接收裝置2安裝在玻璃幕墻清洗機器人上，電能變化發(fā)射裝置I包括AC接入端4、與AC接入端4連接的整流器與逆變器單元5、與整流器與逆變器單元5連接的第一控制器單元6以及與控制器單元6連接的第一通信與定位單元7，整流器與逆變器單元5的輸出端與初級線圈8連接，電能變化接收裝置2包括機載蓄電池
9、與機載蓄電池9輸出端連接的蓄電池監(jiān)測電路10、與蓄電池監(jiān)測電路10連接的第二控制器單元11、與第二控制器單元11輸出端連接的第二通信及定位單元12，機載蓄電池9與整流及濾波電路13連接，整流與濾波電路13與次級線圈14連接，初級線圈8和次級線圈14耦合，第二控制器單元11通過驅(qū)動電路15與玻璃幕墻清洗機器人的驅(qū)動口連接。
[0021]如圖2所示，該圖為電能發(fā)送部分的整流與全橋逆變電路原理圖。AC接入端I引入220V交流電網(wǎng)電壓，AC接入端與整流器與逆變器單元相連，整流器與逆變器單元中的逆變電路選用的是全橋逆變電路，全橋逆變電路可以看成是由兩個半橋逆變電路組合而成，其電路的功耗元件是半橋逆變電路的兩倍，整個電路的功耗也近似是半橋逆變電路功耗的二倍，同時全橋逆變電路的電壓等級比半橋逆變電路要高。
[0022]如圖3和圖4所示，圖3為電能接收部分的整流及濾波電路的原理圖；圖4為單片機控制單元與無線通信模塊的接口電路圖。電能接收部分的次級線圈與整流濾波電路的兩個橋臂相連，一個橋臂由D9、D10組成，另一個橋臂由D11、D12組成；
[0023]如圖4所示，單片機控制單元MSP430F2274的引腳RCO與nRF2401的PWR—UP引腳相連；引腳RCl與nRF2401的CE引腳相連；引腳RC2與nRF2401的CS引腳相連；引腳SCK與nRF2401的CLKl引腳相連；引腳INTO與nRF2401的DRl引腳相連；引腳SDO與SDl與nRF2401的DATA引腳相連;單片機單片機控制單元MSP430F2274通過對nRF2401的PWR—UP、CE和CS管腳狀態(tài)組合設置，控制nRF2401的主要工作模式。當單片機控制單元MSP430F2274有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，通過連接線把無線通信模塊nRF2401的CE引腳置高，使nRF2401工作；單片機控制單元將地址信息與要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時序送入nRF2401中后把CE引腳置低，觸發(fā)nRF2401進行信息的發(fā)送。無線通信模塊開始預定的發(fā)送任務前需要進行以下幾步:射頻前端供電；射頻數(shù)據(jù)打包;高速發(fā)射數(shù)據(jù)包。最終完成數(shù)據(jù)的發(fā)送并進入空閑狀態(tài)。
[0024]無線通信模塊的信息接收流程同樣需要單片機控制單元控制接口CE、DR1、CLK1和DATA來實現(xiàn)。接收數(shù)據(jù)信息前需要配置本機地址和要接收的數(shù)據(jù)包大小，完成配置后由單片機控制單元把CE引腳置高；當接收到正確的數(shù)據(jù)包時，無線接收模塊nRF2401將自動移除字頭、地址和CRC校驗位;并通過把DRl置高來通知單片機控制單元。隨后單片機控制單元移出nRF2401中所有的數(shù)據(jù)，并把DRl置低。此時如果CE引腳為高，則等待下一個數(shù)據(jù)包，如果CE為低，則無線通信模塊開始其它工作流程。
[0025]如圖5所示，蓄電池電量監(jiān)測電路選用的是芯片DS2438，該芯片的DQ引腳引腳與單片機控制單元相連，VSEN+與VSEN-引腳分別與R4、R5、C14相連。該蓄電池監(jiān)測電路自身也需要電池為其供電以完成監(jiān)測任務。蓄電池監(jiān)測電路的VAD引腳與機載蓄電池相連用于測量待測的電壓。
[0026]所述第一控制器單元6和第二控制器單元11為單片機，第一通信及定位單元7和第二通信及定位單元12包括無線通信模塊以及GPS定位模塊;第二控制器單元11的輸出口分別與第二通信及定位單元12中的GPS定位模塊與無線通信模塊連接，第一控制器單元6的輸入口與第一通信及定位單元7中的無線通信模塊連接，第一控制器單元6的輸出口與第一通信及定位單元7中的GPS定位模塊連接。
[0027]所述無線通信模塊包括無線收發(fā)芯片nRF2401。
[0028]所述單片機的型號為MSP430F2274。
[0029]所述整流器與逆變器單元5包括全橋逆變器。
[0030]所述蓄電池監(jiān)測電路10包括DS2438芯片，DS2438芯片的引腳分別與第一電阻R4、第二電阻R5、第一電容C14、第二電容C15、第三電容C16連接。
[0031]所述GPS定位模塊包括SIRF芯片組。
[0032]所述玻璃幕墻清洗機器人包括底座，電能變化接收裝置2安裝在玻璃幕墻清洗機器人的底座3底端。
[0033]采用上述結(jié)構(gòu)，使用時，蓄電池監(jiān)測電路監(jiān)測到機載蓄電池沒電后，給第二控制器單元發(fā)送脈沖信號，然后第二控制器單元在收到脈沖信號后，給GPS定位模塊發(fā)送激活信號，使GPS定位模塊將激活信號發(fā)送給無線通信模塊，無線通信模塊將機器人的定位信息以及需要充電的信息發(fā)送給控制中心，控制中心工作人員將機器人置于指定的設有電能變化發(fā)射的玻璃幕墻上后，控制中心給第一通信及定位單元中的無線通信模塊發(fā)送控制信號，然后無線通信模塊給第一控制器單元發(fā)送脈沖信號，第一控制器單元激活整流器與逆變器單元，開始對機器人充電，同時，第一通信及定位單元中的GPS定位模塊將此時的位置信息反饋給控制中心。
【主權(quán)項】
1.一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，玻璃幕墻清洗機器人和玻璃幕墻，其特征在于:電能變化發(fā)射裝置(I)安裝在玻璃幕墻內(nèi)，電能變化接收裝置(2)安裝在玻璃幕墻清洗機器人上，電能變化發(fā)射裝置(I)包括AC接入端(4)、與AC接入端(4)連接的整流器與逆變器單元(5)、與整流器與逆變器單元(5)連接的第一控制器單元(6)以及與控制器單元(6)連接的第一通信及定位單元(7)，整流器與逆變器單元(5)的輸出端與初級線圈(8)連接，電能變化接收裝置(2)包括機載蓄電池(9)、與機載蓄電池(9)輸出端連接的蓄電池監(jiān)測電路(10)、與蓄電池監(jiān)測電路(10)連接的第二控制器單元(11)、與第二控制器單元(11)輸出端連接的第二通信及定位單元(12)，機載蓄電池(9)與整流及濾波電路(13)連接，整流與濾波電路(13)與次級線圈(14)連接，初級線圈(8)和次級線圈(14)耦合，第二控制器單元(11)通過驅(qū)動電路(15)與玻璃幕墻清洗機器人的驅(qū)動口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述第一控制器單元(6)和第二控制器單元(11)為單片機，第一通信及定位單元(7)和第二通信及定位單元(12)包括無線通信模塊以及GPS定位模塊;第二控制器單元(11)的輸出口分別與第二通信及定位單元(12)中的GPS定位模塊與無線通信模塊連接，第一控制器單元(6)的輸入口與第一通信及定位單元(7)中的無線通信模塊連接，第一控制器單元(6)的輸出口與第一通信及定位單元(7 )中的GPS定位模塊連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述無線通信模塊包括無線收發(fā)芯片nRF2401。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述單片機的型號為 MSP430F2274。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述整流器與逆變器單元(5)包括全橋逆變器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述蓄電池監(jiān)測電路(10)包括DS2438芯片，DS2438芯片的引腳分別與第一電阻R4、第二電阻R5、第一電容C14、第二電容C15、第三電容C16連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述GPS定位模塊包括SIRF芯片組。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種玻璃幕墻機器人的無線充電器，其特征在于:所述玻璃幕墻清洗機器人包括底座，電能變化接收裝置(2)安裝在玻璃幕墻清洗機器人的底座(3)底端。
【文檔編號】H02J7/02GK205489727SQ201620288119
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】黃景光, 申濤, 翁漢琍, 羅亭然, 趙嬌嬌
【申請人】三峽大學