[实用新型]足球机器人电机运行保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种全向移动机器人的电机运行保护系统。适用于全方位自主移动机器人电机驱动保护，属于足球机器人技术领域。

背景技术

随着足球机器人比赛的推广和足球机器人技术的发展，足球机器人的性能日趋完善。在全自主足球机器人竞赛中，比赛规则对机器人的大小有严格的规定、比赛中允许机器人之间频繁的冲撞，要求机器人具有很高的灵活性和很强的抗冲击性，因此在比赛中，足球机器人移动是否准确、对抗时能否承受高强度冲击，这些问题显得非常重要。为了机器人更加灵活，现有全自主足球机器人开始采用四全向轮的全方位移动形式进行运动，如今随着机器人移动速度的提升，甚至今后将以高速、高定位精度同人类同场竞技，迫切需要精确、牢固、稳定的驱动装置来保障运动过程。

在机器人上，直流电机在运行中经常因为过载而出现烧毁现象，既影响正常运行，也增加设计成本，造成损失。电机烧毁除与电机本身质量有一定原因外，一般与电机的长时间过载运行密切相关，如不能及时发现电机的过载运行状态，又没有采取适当保护措施，烧毁电机就在所难免了。如在对抗过程中机器人互相碰撞并“顶牛”不动，而机器人控制中心还不断要求机器人使劲顶，导致电机由于不能动而过流烧毁，或者在高速跑动中电机不停的转向会引发电机的共态导通，导致过电流烧毁电机。这些都会使电机负荷加重，引起电机电枢回路电流过大，而烧毁电机或驱动电路。

在机器人中，过电流问题一般采取电阻采样检测驱动电机中流过的电流，并通过与阐值进行比较来检测过电流，当有过电流流过时，通过抑制电流来保护电机等电气系统。作为现有技术，公知的专利文献“机器人的过电流防止装置”200510109150.7所公开的装置，其中采取电流传感器获知电流信息，转换电压信号和参考电压比较后采用小规模数字电路进行逻辑判断后用一个场效应管通断电源，防止了过电流问题，不足之处是电路过于复杂，未全面考虑机器人可能出现过电流的其他情况。

除以上专用于足球机器人的电机驱动保护外，还有多种用于机器人的电机保护电路方案，均存在大量使用高级昂贵芯片处理信号、电流驱动能力弱、电机出现控制错误或过热烧毁等现象的保护性设计过少或判断过于复杂等等不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中对的不足，提供一种使用普通的微处理器，就可克服电机易烧毁问题的电机运行保护系统。

为此，本实用新型提供了一种足球机器人电机运行保护系统，其中，包括用于输出控制信号、接收来自过电流保护电路的信号的微处理器，所述微处理器输出的控制信号至用于将数字信号转换成H桥控制信号的门阵列逻辑信号转换单元，所述门阵列逻辑信号转换单元的输出连接用于实现电机的启动、制动、加速和减速的驱动电路，所述驱动电路中的电机的电源回路上设有过电流保护电路，所述过电流保护电路的输出端接入所述微处理器。

本实用新型克服了常用的消除共态导通电路形式复杂，由于利用了元器件各自延时特点，对元器件的选用非常严格的缺陷，本实用新型的驱动电路非常简单，模块化设计，利于工业生产和组装；本实用新型还设计了简易的过电流保护电路。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型系统逻辑框图；

图2为一路电机控制电路框图。

具体实施方式

图1为本实用新型系统逻辑框图。本实用新型中充分考虑各种电机可能的过电流情况，如图1所示，本实用新型的一种足球机器人电机运行保护系统，包括用于输出控制信号、接收来自过电流保护电路的信号的微处理器1，微处理器1输出的控制信号至用于将数字信号转换成H桥控制信号的门阵列逻辑信号转换单元2，门阵列逻辑信号转换单元2的输出连接用于实现电机的启动、制动、加速和减速的驱动电路3，驱动电路3中的电机的电源回路上设有过电流保护电路4，过电流保护电路4的输出端接入微处理器1。

整个驱动系统结构采取了微处理器1给出控制信号，门阵列逻辑(简称GAL)信号转换单元2实现信号的转换，驱动电路3实现电机的启动、制动、加速和减速，过电流保护电路4完成对电流检测并在过电流时切断电源保护电路，而且在切断电源时通过信号通知微处理器1已关断电源，为处理器决策提供信息。当电路过电流消失，过电流保护电路4自动会接通电源继续驱动电机工作。