专利摘要

本实用新型公开了一种带有制动电路的爬壁机器人无线控制系统。本实用新型包括直流电机、电机驱动器、制动器、电机制动电路、下位机无线接收系统、真空泵系统、高压泵系统、上位机无线发射系统、万向摇杆、巡航按键、复位按键、上位机无线发射系统电源开关、真空泵启停按键和高压泵启停按键。本实用新型可实现无线控制爬壁机器人灵活转弯、自动巡航、快速制动，无线控制高压泵以及真空泵的启停，并且具有功耗低、续航时间长、安装简单和易维修等优点。

权利要求

1.一种带有制动电路的爬壁机器人无线控制系统，包括直流电机、电机驱动器、制动器、电机制动电路、下位机无线接收系统、真空泵系统、高压泵系统、上位机无线发射系统、万向摇杆、巡航按键、复位按键、上位机无线发射系统电源开关、真空泵启停按键和高压泵启停按键；

所述直流电机、电机驱动器、制动器、电机制动电路有两套，每套的直流电机尾部安装制动器；下位机无线接收系统经过电机制动电路与电机驱动器相连；

所述下位机无线接收系统与真空泵系统和高压泵系统相连，通过串口通讯与内部的无线接收模块通讯，实现与所述上位机无线发射系统无线连接；

所述上位无线发射系统通过内部单片机的模拟信号接收端口与所述万向摇杆相连，通过I/O口与所述巡航按键以及所述复位按键相连，通过串口通讯与内部的无线发射模块通讯，实现与所述下位无线接收系统无线连接；

其中所述的电机制动电路包括第一继电器、第二继电器，下位机无线接收系统中的单片机的EN端口与第一继电器的电磁线圈相连，该单片机的PWM端口直接与电机驱动器的PWM端口相连；电机驱动器的EN端口与第二继电器的电磁线圈相连，第二继电器的电磁线圈再连到第一继电器常开触点的一端，第一继电器常开触点的另一端则连到电机驱动器的+5V辅助电源端口；24V电源与第二继电器常开触点的一端相连，第二继电器常开触点的另一端则连到电机制动器正极电源端口；24V电源直接与无线接收系统的电源端口相连，48V电源直接与电机驱动器的电源接口相连；直流电机三条动力线分别与电机驱动器的Motor1、Motor2和Motor3相连。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人控制电路，用于爬壁机器人运动控制，高压泵及真空泵启停的控制。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，机器人的应用也变得越来越广泛。爬壁机器人作为一种特种机器人，主要在船舶、核工厂以及高楼外壁清洗等领域有所应用。爬壁机器人无线控制系统主要是要控制爬壁机器人完成指定的位移，到达工作区间完成任务，因而爬壁机器人运动的灵活性以及工作范围都受到控制系统设计优劣的影响，所以设计一个能实现爬壁机器人灵活转弯的控制系统具有十分重要的意义。除此之外，爬壁机器人的控制要求还要保证系统稳定可靠，电机在不工作的状态下不能有任何意外的运动。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供了一种可实现无线控制爬壁机器人灵活转弯，断电电机自动抱死或给出停止命令时电机抱死等功能的爬壁机器人无线控制系统，该系统扩大了爬壁机器人的工作区间，提升了其避障能力，还避免了爬壁机器人悬停时电机的意外动作，使得系统更加稳定可靠。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括直流电机、电机驱动器、制动器、电机制动电路、下位机无线接收系统、真空泵系统、高压泵系统、上位机无线发射系统、万向摇杆、巡航按键、复位按键、上位机无线发射系统电源开关、真空泵启停按键和高压泵启停按键。

所述直流电机、电机驱动器、制动器、电机制动电路有两套，每套的直流电机尾部安装制动器；下位机无线接收系统经过电机制动电路与电机驱动器相连。

所述下位机无线接收系统与真空泵系统和高压泵系统相连，通过串口通讯与内部的无线接收模块通讯，实现与所述上位机无线发射系统无线连接。

所述上位无线发射系统通过内部单片机的模拟信号接收端口与所述万向摇杆相连，通过I/O口与所述巡航按键以及所述复位按键相连，通过串口通讯与内部的无线发射模块通讯，实现与所述下位无线接收系统无线连接。

其中所述的电机制动电路包括第一继电器、第二继电器，下位机无线接收系统中的单片机的EN端口与第一继电器的电磁线圈相连，该单片机的PWM端口直接与电机驱动器的PWM端口相连；电机驱动器的EN端口与第二继电器的电磁线圈相连，第二继电器的电磁线圈再连到第一继电器常开触点的一端，第一继电器常开触点的另一端则连到电机驱动器的+5V辅助电源端口；24V电源与第二继电器常开触点的一端相连，第二继电器常开触点的另一端则连到电机制动器正极电源端口；24V电源直接与无线接收系统的电源端口相连，48V电源直接与电机驱动器的电源接口相连；直流电机三条动力线分别与电机驱动器的Motor1、Motor2和Motor3相连。

本实用新型的有益效果是：提供了一种用于爬壁机器人的无线控制系统，可以实现在一个摇杆上对爬壁机器人速度和转弯半径进行无级控制，运动控制灵活、操作简单。而且可以实现下位机无线接收系统中的单片机的EN端口没有信号输出时，24 V电源与制动器断开连接，制动器抱死，电机轴无法运动。最后还可以实现无论48V电源与24V电源任意一个意外断电或者同时断电，制动器都会立即抱死，且电机停止转动，系统稳定可靠。

附图说明

图1 是本实用新型控制系统总体框图；

图2 是本实用新型电机制动电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括第一直流电机1-14和第二直流电机1-18，电机输出轴一端分别安装第一制动器1-13和第二制动器1-17。第一直流电机1-14三条动力线分别与第一驱动器1-12的Motor1、Motor2和Motor3端口相连。第二直流电机1-18三条动力线分别与第二驱动器1-16的Motor1、Motor2和Motor3端口相连。第一驱动器1-12的EN端口经过第一电机制动电路1-11后与下位机无线接收系统1-8中的单片机EN1端口相连，PWM端口与单片机的PWM1端口直接相连。第二驱动器1-16的EN端口经过第二电机制动电路1-15后与下位机无线接收系统中的单片机EN2端口相连，PWM端口与单片机的PWM2端口直接相连。下位机无线接收系统1-8中单片机输出两个24V开关量分别到高压泵系统1-9和真空泵系统1-10，当单片机输出24V则控制真空泵或高压泵中的继电器电磁线圈吸合，高压泵或真空泵系统启动，反之则停止。下位机无线接收系统1-8中的单片机通过串口与无线接收模块通信，接收来自上位机无线发射系统1-1的信号。

上位机无线发射系统1-1中的单片机的两个模拟接收信号口与万向摇杆1-2相连，万向摇杆1-2的改变偏转角以及偏转深度都会产生连续的电压信号并通过接口输入到单片机中，单片机根据输入的电压信号的到不同的速度命令信号以及转弯半径信号同过无线发射模块发送给下位机无线接收模块。上位机无线发射系统1-1中的单片机也是通过串口与无线发射模块通信。巡航按键1-6、复位按键1-7分别与上拉电源、上位机无线发射系统1-1的单片机的两个I/O口相连，每个按键按下是都会输入高电平信号到单片机中，单片机获得高电平信号后分别做保持状态、清除所有状态处理，上位机无线发射系统带有电源开关1-5。而高压泵启停按键1-3和真空泵启停按键1-4是两个二挡拨动开关，拨动开关打到开的档位时，其对应的I/O口同样得到高电平信号，使得上位机给下位机发送输出24V开关量的命令；拨动到关的档位时，其对应的I/O口同样得到高电平信号，使得上位机1-1给下位机1-8发送无输出电压的命令。

两个电机的制动电路是一样的，其中单个电机的制动电路如图2所示，下位机无线接收系统中的单片机2-7的EN端口13与第一继电器的电磁线圈2-8相连，其PWM端口6直接与驱动器的PWM端口15相连。而驱动器的EN端口2-1与第二继电器的电磁线圈2-10相连，然后第二继电器的电磁线圈2-10再连到第一继电器常开触点2-9的一端，第一继电器常开触点2-9的另一端则连到驱动器2-14的+5V辅助电源端口11。24V电源3与第二继电器常开触点2-4的一端相连，第二继电器常开触点2-4的另一端则连到制动器2-5正极电源端口。24V电源2-3直接与无线接收系统的电源端口相连，48V电源2-2直接与驱动器的电源接口相连。电机2-12三条动力线分别与驱动器的Motor1、Motor2和Motor3相连。

当系统在正常工作状态下，即48V电源2和24V电源3正常供电，下位机接收系统的单片机2-7的EN端口2-13输出电压信号，使得第一继电器的电磁线圈2-8通电，通电后第一继电器的常开触点2-9就会闭合，此时驱动器2-14的+5V辅助电源2-11与EN端口2-1形成闭合回路，这就使得驱动器的EN端口2-1接收到高电平使能信号同时第二继电器电磁线圈2-10通电，通电的同时第二继电器常开触点2-4闭合，24V电源2-3给制动器2-5供电，制动器2-5做松开动作且电机2-12开始转动。若电源正常供电，而EN端口2-13不输出电压，则驱动器2-14的+5V辅助电源2-11与其EN端口2-1无法形成闭合回路，则驱动器EN端口2-1无法接受到高电平使得信号以及24V电源2-3无法给制动器2-5供电，实现了电机2-12若不转则制动器2-5就抱死的功能。

如果遇到48V电源2-2意外掉电，则驱动器14停止工作，其+5V辅助电源2-11无法输出电压，这就使得驱动器2-14的+5V辅助电源2-11与EN端口2-1无法形成闭合回路，此时电机2-12停止转动且制动器2-5抱死。如果遇到24V电源2-3意外掉电，同样驱动器2-14的+5V辅助电源2-11与EN端口2-1无法形成闭合回路，此时电机2-12停止转动且制动器2-5抱死。同时掉电也是同理。这就说明该电路无需控制就能够实现随机掉电情况下电机2-12停止转动且制动器2-5抱死的功能，系统安全可靠。

一种带有制动电路的爬壁机器人无线控制系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。