[发明专利]采摘机器人激光切断装置的电源

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器的电源，特别涉及一种采摘机器人激光切断装置的电源。

背景技术

采摘机器人的激光切断装置用于在果实的机器人采摘中，通过激光光束聚焦，将果梗切断，从而完成果实与植株的分离。由于光纤耦合半导体激光器具有体积小、效率高、不需预热，启动/切断迅速，光纤可弯折以到达任意需要位置，故该装置采用大功率光纤耦合半导体激光器作为激光光源。根据半导体激光器的特性和采摘机器人的实际工作条件，其电源应达到以下要求：

(1)电源必须由电池供电；

(2)能够对半导体激光器进行有效的保护；

(3)电源及其电路应简单轻便，稳定可靠；

(3)在采摘不同果实时，由于果梗的直径差异较大，故要求电源能实现对激光功率的方便调节；

(4)通过采摘机器人控制系统的控制信号实现激光器的自动开/闭；

(5)能够适用于大功率半导体激光器的供电及保护。

目前半导体激光器电源均针对由220V交流经变压整流后供电，一系列的滤波和延时网络使电路较为复杂，可靠性降低，同时大量电容的使用使浪涌产生可能性大大增加。系统且主要由TEC制冷进行恒温，TEC的电能消耗很大，恒温电路及单片机控制使系统更加复杂。另外，多数电源均面向数百毫瓦以下的小功率半导体激光器而设计，其原理及设备均无法适应数十瓦的大功率半导体激光器的需要。专利号为ZL00125367.0、授权公告号为CN1146092C的专利公开了一种“半导体激光器电源的保护器”，该专利通过继电器的电路控制三极管的导通和截止来实现对大功率半导体激光器进行直流供电和慢启动/关闭保护，但需要手动打开/关闭互锁开关以启动/关闭激光器，且其功率要求极大，电路发热严重，效率很低。以上半导体激光器的电源均难以满足采摘机器人激光切断装置及其半导体激光器的实际需要。

发明内容

为了克服现有激光器电源面向交流供电，电路复杂、能耗大、可靠性差，无法适应采摘机器人激光切断装置需要的不足，本发明提供一种构造简单、安全可靠的用于采摘机器人激光切断装置的电源，同时可用于脱离交流电源的大功率半导体激光器的保护与控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电源包括高能锂电池组A1、恒流电路A2、延时电路A3、保护电路A4和继电器K1；采摘机器人控制系统的高低电平信号？接于继电器K1从而控制继电器K1触点的吸合和释放，恒流电路A2接入锂电池组A1；延时电路A3一端串接于继电器K1、另一端接入保护电路A4、保护电路A4的另一端接入恒流电路A2。

本发明的有益效果是，由于采用电池直流供电，复杂的滤波和防浪涌电路得以大大简化，同时将恒流供电、自动控制、慢启动慢关闭、过电流和反向浪涌保护、电压电流数字显示诸多功能合为一体，使电源简单轻便、安全可靠、便于控制和调节，从而满足采摘机器人的激光切断装置的需要，并适用于类似脱离交流电源的10¹W级大功率半导体激光器的供电、保护、控制与调整。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的连接原理图；

图2是图1中恒流电路A2的连接原理图；

图3是图1中延时电路A3的连接原理图；

图4是图1中保护电路A4的连接原理图；

图5是发明的面板主视图。

具体实施方式

如图1所示，该电源包括高能锂电池组A1、恒流电路A2、延时电路A3、保护电路A4，继电器K1。由采摘机器人控制系统的高低电平信号V0控制继电器K1触点a1、a2的吸合和释放，从而控制恒流电路A2和延时电路A3的导通与断开。

如图2所示，恒流电路A2包括恒流模块M、电位器R1、保险丝、数字电流表A。该电路的接点s1、s2端分别接锂电池组A1的正、负极，接受锂电池组A1输出的U0电压；接点d1、d2两端接负载。恒流模块B端接受U0做为基准电压；K端接地，G端和K端之间接电位器R1。通过调节电位器R1的阻值，可为负载提供0-6A的恒定电流。由于在温度稳定的情况下，半导体激光器的出光功率决定于其电流值，从而可以通过调节电位器R1来调整激光功率。回路中串接保险丝F1，为负载提供意外情况下的过流保护；回路中串接数字电流表A，电流表A数字显示所需电压U0同样由锂电池组供给，电流表A可实时显示回路电流值，便于监测和调控。