專利名稱：礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種驅動裝置，特別涉及一種礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
目前國內外礦用救援或探測機器人本體體積大，其行走驅動電機的適配電源大多采用220V交流(拖線)或24V和48V直流鎳氫電源，其本安驅動電流容易受限，故一般采用隔爆/隔爆兼本安裝置或利用惰性氣體充填達到防爆目的，其隔爆箱體體積大和笨重。一方面，由于隔爆型電源裝置通常是非本質安全型設計，其安全防護等級不高，如果用于災區(qū)I類環(huán)境探測，一旦隔爆面受損或惰性氣體揮發(fā)遺失，容易失爆，導致次生事故、災害發(fā)生，另一方面，電源安全柵功耗大，電源的工作效率不高，從而限制了其適配探測機器人的應用范圍。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種無需笨重隔爆箱體，既達到了災區(qū)環(huán)境探測機器人本安防爆要求，同時又能滿足探測機器人負載的驅動電力和設備的便攜性要求的一種低功耗的礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，包括依次連接的本安電源和電機，所述本安電源包括依次連接的電池、第一開關、安全柵和雙重穩(wěn)壓電路，電池與第一開關的輸入端連接，第一開關的輸出端與安全柵的輸入端連接，安全柵的輸出端與雙重穩(wěn)壓電路的輸入端連接，雙重穩(wěn)壓電路的輸出端與電機連接，所述安全柵包括第一限流過壓保護電路和第二限流過壓保護電路，第一限流過壓保護電路的輸出端與第二限流過壓保護電路的輸出入連接，第一限流過壓保護電路的輸入端與第一開關的輸出端連接，第二限流過壓保護電路的輸出端與電機的輸出端連接，所述第一限流過壓保護電路包括第二開關、第一限流電阻、第一低壓低功耗比較電路和第一過壓保護電路，第二開關的輸入端連接第一開關的輸出端，第二開關的輸出端連接第一限流電阻的輸入端，第一限流電阻的輸出端和第一過壓保護電路的輸出端都與第一低壓低功耗比較電路的輸入端連接，第一低壓低功耗比較電路的輸出端與第二開關的輸入端連接；所述第二限流過壓保護電路包括第三開關、第二限流電阻、第二低壓低功耗比較電路和第二過壓保護電路，第一采樣電阻與第三開關的輸入端連接，第三開關的輸入端連接開關的輸出端，第三開關的輸出端連接第二限流電阻的輸入端，第二限流電阻的輸出端和第二過壓保護電路的輸出端都與和二低壓低功耗比較電路的輸入端連接，第二低壓低功耗比較電路的輸出端與第三開關的輸入端連接，第二限流電阻與雙重穩(wěn)壓電路的輸入端連接。

進一步，還包括電機匹配電路，所述電機匹配電路的輸出端與電機的輸入端連接，電機匹配電路的輸入端與雙重穩(wěn)壓電路的輸出端連接，所述電機匹配電路包括電阻、電解電容和二極管，所述二極管的陰極與雙重穩(wěn)壓電路的輸出端連接，電阻與二極管并聯(lián)，二極管的陽極連接對地的電解電容，二極管的陽極與電解電容的正極連接。進一步，所述本安電源還包括電池組保護電路，所述電池組保護電路的輸出端與錳酸鋰電池組的輸入端連接。進一步，所述第二開關和第三開關為能夠在幾十納秒的時間內斷開電路而達到限制短路處產(chǎn)生的火花能量的極速開關。進一步，所述本安電源為澆封型本安電源。進一步，所述第一開關為軟開關。進一步，所述電池為錳酸鋰電池串聯(lián)而成的電池組。本發(fā)明的有益效果在于:
1、本安電源采用低電壓和低耗安全柵技術，使負載在大電流工作的情況下安全柵功耗也比較低，從而提高電源工作效率。2、電機匹配電路可使電機負載啟動階段有足夠的功率，并且在電源關斷時電路的能量可在安全的回路上進行平緩釋放，采用大容量的本安電源，滿足探測機器人負載的驅動電力和設備便攜性要求。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
圖1為本發(fā)明實施例驅動裝置結構示意 圖2為本發(fā)明電機匹配電路的具體電路圖。
具體實施例方式下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。如圖1所示，礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，包括依次連接的本安電源9和電機7，所述本安電源9包括依次連接的電池1、第一開關2、安全柵10和雙重穩(wěn)壓電路5,所述第一開關2的輸出端與安全柵10的輸入端連接,安全柵10的輸出端與雙重穩(wěn)壓電路5的輸入端連接，雙重穩(wěn)壓電路5的輸出端與電機7連接，所述安全柵10包括第一限流過壓保護電路3和第二限流過壓保護電路4，第一限流過壓保護電路3的輸出端與第二限流過壓保護電路4的輸出端連接，第一限流過壓保護電路3的輸入端與第一開關2的輸出端連接，第二限流過壓保護電路4的輸出端與電機7的輸入端連接，第一限流過壓保護電路2包括第二開關31、第一限流電阻32、第一低壓低功耗比較電路33和第一過壓保護電路34,第二開關31的輸入端連接第一開關2的輸出端,第二開關31的輸出端連接第一限流電阻32的輸入端，第一限流電阻32的輸出端和第一過壓保護電路34的輸出端都與第一低壓低功耗比較電路33的輸入端連接，第一低壓低功耗比較電路33的輸出端與第二開關31的輸入端連接；所述第二限流過壓保護電路4包括第二極速開關41、第二限流電阻42、第二低壓低功耗比較電路43和第二過壓保護電路44，第一采樣電阻32與第三開關41的輸入端連接，第三開關41的輸出端連接第二限流電阻42的輸入端，第二限流電阻42的輸出端和第二過壓保護電路44的輸出端都與第二低壓低功耗比較電路43的輸入端連接，第二低壓低功耗比較電路43的輸出端與第三開關41的輸入端連接，第二限流電阻42與電機7連接。安全柵采用IV以下超低標準進行電壓采樣比較和超低功耗器件，即使負載在可達31的大電流工作情況下，安全柵功耗也顯著降低，從而提高電源工作效率。作為對本實施例的改進，還包括電機匹配電路6，所述電機匹配電路6的輸出端與電機7的輸入端連接，電機匹配電路6的輸入端與雙重穩(wěn)壓電路5的輸出端連接，所述電機匹配電路6包括電阻、電解電容和二極管，所述二極管的陰極與雙重穩(wěn)壓電路5的輸出端連接，電阻與二極管并聯(lián)，二極管的陽極連接對地的電解電容，二極管的陽極與電解電容的正極連接。圖2為電機匹配電路的具體電路圖。在本安設備的電路中，對儲能元件有嚴格的要求，圖2中的電容的容值越小越好，同時也要保證能夠啟動電機與在電容充電時保護電路正常工作。電路剛接通時電容處于充電狀態(tài)，由于電阻(合適的阻值)的存在，充電的時間被延緩，保證了前面安全柵電路的正常工作；電機啟動時電容處于放電狀態(tài)，電流會直接通過二極管迅速的放電以使電機有足夠的啟動電流。通過匹配電路既能使電機在本安電路下啟動，又能使儲能電容的容值降低，滿足GB3836.4-2010的本安要求。作為對本實施例的改進，所述本安電源9還包括電池組保護電路8，所述電池組保護電路8的輸出端與錳酸鋰電池組的輸入端連接。電池組保護電路具過壓、過放保護以及欠壓保護等功能，減少了設備的故障。作為對本實施例的改進，所述第一開關31和第二開關41為極速開關。此開關在電路發(fā)生短路時，能夠在幾十納秒的時間內斷開電路，從而限制了短路處產(chǎn)生的火花能量，使其符合GB3836.4-2010要求。作為對本實施例的改進，所述本安電源為澆封型本安電源，與隔爆型本安電源相比，澆封型本安電源體積小、重量輕。作為對本實施例的改進，所述第一開關2為軟開關，軟開關提高了開關頻率，降低了開關損耗。作為對本實施例的改進，所述電池I為若干大容量的錳酸鋰電池串聯(lián)而成，滿足機器人輕量化和便攜化的需求。下面介紹礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置的工作原理，軟開關2開啟后，整個電源通電，電路中的限流電阻上的取樣電壓和過壓保護電路上的取樣電壓均被低壓低功耗比較電路所讀取，與其內部的標準電壓進行比較，根據(jù)比較的結果進而控制極速開關的控制輸入端來實現(xiàn)對整個電路的通斷控制。最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。
權利要求
1.礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，包括依次連接的本安電源和電機，所述本安電源包括依次連接的電池、第一開關、安全柵和雙重穩(wěn)壓電路，電池與第一開關的輸入端連接，第一開關的輸出端與安全柵的輸入端連接安全柵的輸出端與雙重穩(wěn)壓電路的輸入端連接，雙重穩(wěn)壓電路的輸出端與電機連接，其特征在于:所述安全柵包括第一限流過壓保護電路和第二限流過壓保護電路，第一限流過壓保護電路的輸出端與第二限流過壓保護電路的輸出入連接，第一限流過壓保護電路的輸入端與第一開關的輸出端連接，第二限流過壓保護電路的輸出端與電機的輸出端連接，所述第一限流過壓保護電路包括第二開關、第一限流電阻、第一低壓低功耗比較電路和第一過壓保護電路，第二開關的輸入端連接第一開關的輸出端，第二開關的輸出端連接第一限流電阻的輸入端，第一限流電阻的輸出端和第一過壓保護電路的輸出端都與第一低壓低功耗比較電路的輸入端連接,第一低壓低功耗比較電路的輸出端與第二開關的輸入端連接；所述第二限流過壓保護電路包括第三開關、第二限流電阻、第二低壓低功耗比較電路和第二過壓保護電路，第一采樣電阻與第三開關的輸入端連接，第三開關的輸入端連接開關的輸出端，第三開關的輸出端連接第二限流電阻的輸入端，第二限流電阻的輸出端和第二過壓保護電路的輸出端都與和二低壓低功耗比較電路的輸入端連接，第二低壓低功耗比較電路的輸出端與第三開關的輸入端連接，第二限流電阻與雙重穩(wěn)壓電路的輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:還包括電機匹配電路，所述電機匹配電路的輸出端與電機的輸入端連接，電機匹配電路的輸入端與雙重穩(wěn)壓電路的輸出端連接，所述電機匹配電路包括電阻、電解電容和二極管，所述二極管的陰極與雙重穩(wěn)壓電路的輸出端連接，電阻與二極管并聯(lián)，二極管的陽極連接對地的電解電容，二極管的陽極與電解電容的正極連接。
3.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:所述本安電源還包括電池組保護電路，所述電池組保護電路的輸出端與錳酸鋰電池組的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:所述第二開關和第三開關為能夠在幾十納秒的時間內斷開電路而達到限制短路處產(chǎn)生的火花能量的極速開關。
5.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:所述本安電源為澆封型本安電源。
6.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:所述第一開關為軟開關。
7.根據(jù)權利要求1所述礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，其特征在于:所述電池為錳酸鋰電池串聯(lián)而成的電池組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置，包括依次連接的本安電源、負載匹配電路和礦井本安型便攜式探測機器人本體電機，所述本安電源包括依次串聯(lián)電池組保護電路、串聯(lián)電池組、軟開關、安全柵和雙重穩(wěn)壓電路。本發(fā)明采用低功耗極速反應安全柵技術，采用先進的電機負載匹配技術，采用大容量錳酸鋰電池組，提供一種無需笨重隔爆箱體，既達到了災區(qū)環(huán)境探測機器人本安防爆要求，同時又能滿足探測機器人負載的驅動電力和設備的便攜性要求的一種低功耗的礦井本安型便攜式探測機器人本體驅動裝置。
文檔編號H02H3/08GK103117529SQ201310079529
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權日2013年3月13日
發(fā)明者邢春超, 宋文, 王克全, 伯志革, 劉林, 王自亮, 唐述明, 李孝揆, 邸志強, 王吉龍, 高文昌, 薛春榮 申請人:中煤科工集團重慶研究院