[发明专利]一种工业机器人自主充电电池装置及方法

说明书

本发明公开了一种工业机器人自主充电电池装置，包括主控制器和充电模块，所述主控制器包括开关电源模块、单片机模块、电压检测模块和LED指示灯模块，所述充电模块包括继电器驱动模块、充电电路模块、充电电池模块。本发明采用单片机实时监控，无需人工监测和更换电池，更可靠且节省人力。

技术领域

本发明涉及机器人自动充电技术，具体涉及一种机器人自动充电电池装置及方法。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。以FANUC工业机器人为例，工业机器人需要定期更换两种电池：控制器主板上的电池和机器人本体上的电池。对于控制器主板上的电池，程序和系统变量存储在主板上的SRAM中，由一节位于主板上的锂电池供电，以保存数据。当该节电池的电压不足时，则会在TP上显示报警。当电压变得更低时，SRAM中的内容将不能备份，这时需要更换旧电池，并将原先备份的数据重新加载。因此，平时注意用存储卡或软盘定期备份数据。对于机器人本体上的电池，本体电池用于给编码器供电，以保存每根轴编码器的数据，因此电池每年都需更换，在电池电压下降报警出现时，允许用户更换电池。若不及时更换，则会出现报警，此时机器人将不能动作，遇到这种情况再更换电池，还需要做Mastering，才能使机器人正常运行，过程繁琐。工业机器人两种电池共同特点：用于给存储数据模块提供电能。不同之处在于主板上的电池更换周期一般很长，而本体电池几乎每年都需要更换一次。因此本发明主要针对本体电池，在电池电量不足时，需要用户手动更换电池，不但增加用户工作量，而且在人手紧缺的工作环境下，如果电池电量不足而未能及时发现，会造成机器人停止工作以及重要数据丢失，从而影响工作效率。再者，更换电池通常用原装电池，成本高，对操作者也需要具备专业技能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种机器人自动充电电池装置，作为机器人本体电池使用。

本发明采取的具体技术方案是：

一种工业机器人自主充电电池装置，包括主控制器和充电模块，所述主控制器包括开关电源模块、单片机模块、电压检测模块和LED指示灯模块，所述开关电源模块分别与单片机模块、电压检测模块耦合，所述电压检测模块与所述单片机模块耦合，所述单片机模块与所述LED指示灯模块耦合，所述LED指示灯模块中LED指示灯的闪烁由所述单片机模块驱动和控制(LED灯链接在单片机I/O上直接驱动)；所述充电模块包括继电器驱动模块、充电电路模块、充电电池模块，所述继电器驱动模块与所述充电电路模块耦合，且所述充电电路模块也与所述充电电池模块耦合；所述单片机模块与所述继电器驱动模块耦合；所述电压检测模块与所述充电电池模块连接，用于检测机器人充电电池模块电压状态，并将电压信号送给单片机模块。

进一步地，所述继电器驱动电路模块内部结构为磁线圈与晶体管驱动电路耦合，继电器触点常开。

进一步地，所述继电器模块采用TQ2-12V继电器。

进一步地，所述电压检测模块采用双路电压检测器集成芯片ICXCM410。

进一步地，所述单片机模块采用ATMEGA128型单片机。

进一步地，所述充电电路模块采用高能立方HQ05P10LRN开关电源芯片，所述充电电池模块为锂电池。

进一步地，所述LED指示灯模块包括1个LED指示灯，该LED指示灯属于双色LED，可亮绿色和红色。

相应地，本发明还提供了上述工业机器人本体电池自主充电装置的自动充电控制方法，包括：

1)利用电压检测模块实时检测机器人本体电池电压状态，并生成电压信号发送给单片机模块；

2)单片机模块根据电压信号判断电池电压值是否低于设定值，当低于时，单片机模块生成充电请求信号，LED红色指示灯闪烁；