CN221328657U - 机器人充电桩过流保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机器人充电桩过流保护控制系统，涉及充电桩过流保护控制技术领域，解决机器人充电桩过流保护控制能力不足问题，包含电流检测装置、控制装置、控制开关、LED指示灯、固定组件和充电口，其中电流检测装置通过ANC60‑M磁通电流传感器和INA219电路芯片检测机器人充电桩充电时的实时电流，电流监测继电器通过差分放大器和窗口比较器实现机器人充电桩过流判断，过流保护逻辑控制器均衡触发逻辑电路进行逻辑控制分析和输出连续稳定的控制指令，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器根据控制指令驱动控制开关，断相保护继电器通过2CL2FP气体放电管实现充电电路的瞬间切断，本实用新型提高机器人充电桩过流判断能力和过流保护控制能力。

Description

机器人充电桩过流保护控制系统

技术领域

本实用新型涉及充电桩过流保护控制技术领域，且更确切地涉及一种机器人充电桩过流保护控制系统。

背景技术

机器人充电桩过流保护控制系统是确保机器人在充电过程中不会因为电流过大而造成损坏或安全风险，机器人充电桩过流保护控制系统的作用主要有以下几个方面：1、安全保护：机器人充电桩过流保护控制系统可以监测和控制充电过程中的电流，当检测到过大的充电电流时，及时采取相应的措施，如切断或调整电源供应，以避免因过大的电流而导致设备损坏、烧毁甚至引发火灾等安全风险；2、设备保护：通过对充电桩连接的机器人进行过流保护，可以防止机器人受到过大的充电电流冲击而造成内部元件损坏或故障，这有助于延长机器人的使用寿命，并降低维修和更换成本；3、充电效率优化：过流保护控制系统能够实时监测和调整充电桩输出的电流，确保在合适范围内进行充电。这样可以提高充电效率，减少能量损耗，并且能够根据不同机器人的需求进行智能化调整，提高整体系统性能。

现有技术中，机器人充电桩过流保护控制系统存在很多弊端，一方面，无法实时监测机器人充电桩的电流变化情况，缺少电流模拟信号的处理装置，无法精确判断机器人充电桩过流，另一方面，无法产生逻辑控制指令，造成无法精准驱动控制充电电路的切断，不能实现充电电路的瞬间切断，造成机器人充电桩充电电流过大，损害充电装置和机器人，因此，本发明提出一种机器人充电桩过流保护控制系统，旨在提高机器人充电桩过流保护控制。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种机器人充电桩过流保护控制系统，其中电流检测装置通过ANC60-M磁通电流传感器和INA219电路芯片实时检测机器人充电桩充电时的实时电流，解决无法实时监测机器人充电桩的电流变化情况问题，电流监测继电器通过模拟电路、电平转换器和窗口比较器实现机器人充电桩过流判断，解决无法精确判断机器人充电桩过流问题，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流模拟信号进行逻辑控制分析，均衡触发逻辑电路通过输出接口输出控制指令，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器根据控制指令驱动控制开关，解决无法精准驱动控制充电电路的切断问题，断相保护继电器通过2CL2FP气体放电管实现充电电路的瞬间切断，解决不能实现充电电路的瞬间切断问题。

逻辑电路通过输出接口输出控制指令，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器根据控制指令驱动控制开关，解决无法精准驱动控制充电电路的切断问题，断相保护继电器通过2CL2FP气体放电管实现充电电路的瞬间切断，解决不能实现充电电路的瞬间切断问题。

为了实现上述技术效果，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人充电桩过流保护控制系统，其中包括：电流检测装置、控制装置、控制开关、LED指示灯、固定组件和充电口，所述固定组件设置在机器人充电桩连接口四周，所述电流检测装置设置在固定组件左侧，所述控制装置设置在电流检测装置的左侧，所述控制开关设置在固定组件右侧，所述充电口设置在控制开关右侧，所述LED指示灯设置在过流保护控制系统上方。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电流检测装置通过ANC60-M磁通电流传感器感应电流变化，所述ANC60-M磁通电流传感器包括环形铁芯和绕线，所述电流检测装置通过INA219电路芯片接收由ANC60-M磁通电流传感器产生的感应电动势，检测机器人充电桩充电时的实时电流。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制装置采用电流监测继电器对电路中的实时电流进行监测，判断机器人充电桩过流，所述控制装置通过过流保护逻辑控制器产生控制指令驱动过流保护控制。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电流监测继电器采用模拟电路和电平转换器对实时电流进行监测和转化为电流电平，所述模拟电路采用差分放大器强化电流电平，采用窗口比较器将电流电平与过流阈值进行比较，实现机器人充电桩过流判断。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流模拟信号进行逻辑控制分析，所述均衡触发逻辑电路通过输出接口输出连续稳定的控制指令，所述过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器根据控制指令驱动控制开关。

作为上述技术方案的进一步描述：所述控制开关采用断相保护继电器切断充电桩和与机器人的充电电路，所述断相保护继电器通过2CL2FP气体放电管将过电流引入到2CL2FP气体放电管中，实现充电电路的瞬间切断，所述断相保护继电器配置限流电阻保险丝保证控制开关的可靠性和安全性。

作为上述技术方案的进一步描述：

固定组件采用固定槽将机器人充电桩与过流保护控制系统固定，所述固定槽上侧设有螺纹孔，所述螺纹孔与固定螺栓组合实现机器人充电桩与过流保护控制系统的紧密连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：电流检测装置通过ANC60-M磁通电流传感器和INA219电路芯片实时检测机器人充电桩充电时的实时电流，实现实时监测机器人充电桩的电流变化情况，电流监测继电器通过模拟电路、电平转换器和窗口比较器实现机器人充电桩过流判断，实现精确判断机器人充电桩过流问题，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流模拟信号进行逻辑控制分析，均衡触发逻辑电路通过输出接口输出控制指令，过流保护逻辑控制器采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器根据控制指令驱动控制开关，实现精准驱动控制充电电路的切断，断相保护继电器通过2CL2FP气体放电管实现充电电路的瞬间切断。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本实用新型总体架构图；

图2为本实用新型电流检测装置结构示意图；

图3为本实用新型控制装置结构示意图；

图4为本实用新型固定组件结构示意图；

图5为本实用新型控制装置电路示意图；

图中标号：1、电流检测装置；2、控制装置；3、控制开关；4、LED指示灯；5、固定组件；6、充电口；7、机器人充电桩连接口；8、ANC60-M磁通电流传感

器；9、环形铁芯；10、绕线；11、INA219电路芯片；13、电流监测继电器；14、过流保护逻辑控制器；15、差分放大器；16、窗口比较器；17、电磁触发器；18、断相保护继电器；19、2CL2FP气体放电管；20、固定槽；21、螺纹孔；22、固定螺栓；23、限流电阻保险丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，一种机器人充电桩过流保护控制系统，包含：

电流检测装置1，用于监测机器人充电桩的电流变化情况，在具体实施例中，电流检测装置1通过ANC60-M磁通电流传感器8用于检测和测量电流，当通过机器人充电桩的电流发生变化时，ANC60-M磁通电流传感器8能够感应到电流变化，ANC60-M磁通电流传感器8内部有一个环形铁芯9，它是一个高导磁材料，当电流通过ANC60-M磁通电流传感器8时，会在环形铁芯9周围产生一个磁场，在环形铁芯9上绕有一层或多层绕线10。当经过ANC60-M磁通电流传感器的电流变化时，它会引起绕线10中的电流发生变化，由于环形铁芯9的高导磁性质，当通过ANC60-M磁通电流传感器8的电流发生变化时，会改变环形铁芯9中的磁通量，ANC60-M磁通电流传感器8基于霍尔效应原理，当经过它的磁场发生变化时，会产生一个与之相关的电压输出信号。

控制装置2，用于进行逻辑控制分析驱动控制开关3，实现过流保护措施，在具体实施例中，控制装置2通过差分放大器15增强电流电平，以便后续进行机器人充电桩过流判断，差分放大器15有两个输入端，分别为非反相输入端（+）和反相输入端（-），将电流电平通过外部电阻或电流源连接到这两个输入端，当两个输入端的电流电平有微小差异时，差分放大器15会以高增益放大这个差异，这是因为在差分放大器15中，两个输入端的信号经过不同的路径被放大，而共模信号（即两个输入端的信号相等）则被抑制，控制装置2通过电磁触发器17驱动控制开关3的原理为：1、电磁激励：电磁触发器17内部有一个线圈，当通过线圈通入适当的电流时，会产生一个磁场，这个磁场会吸引或释放电磁触发器17中的铁芯；2、铁芯作用：铁芯是电磁触发器17内部的移动部件，它能够在受到磁场吸引时被吸引到线圈附近，或者在没有磁场时回到初始位置，铁芯上通常有一个或多个触点；3、触点控制：当铁芯被吸引到线圈附近时，触点会闭合；而当没有磁场时，触点则会打开，这样就实现了驱动控制开关3。

控制开关3，用于切断充电桩与机器人的电源供应，在具体实施例中，控制开关3通过断相保护继电器18中的2CL2FP气体放电管19将过电流引入到2CL2FP气体放电管19中，实现充电电路的瞬间，2CL2FP气体放电管19是一种特殊的电气元器件，主要用于电路中的过压和过电流保护，在充电桩和机器人的充电电路中，当电流超过预设的保护值时，2CL2FP气体放电管19会自动导通，将过电流引入到2CL2FP气体放电管19中，当过电流通过2CL2FP气体放电管19时，内部的气体会发生放电现象，这个过程会使得2CL2FP气体放电管19内部形成低阻通道，从而导致其变为低阻态（即闭合状态），一旦2CL2FP气体放电管19进入低阻态，它将提供一个非常低的通路阻抗，使得大部分过电流被直接导向地或其他继续保护装置，这样就实现了对充电电路的瞬间切断；

LED指示灯4，用于检测到过流时发出闪烁提示，在具体实施例中，当过流发生时，LED指示灯4可以通过闪烁来提醒用户或操作者，为了更好地引起注意和警示，可以根据需要设置LED指示灯4的闪烁频率和模式，例如，可以选择快速闪烁、交替闪烁或其他特定的闪烁模式；

固定组件5，用于将过流保护控制系统固定在机器人充电桩上，在具体实施例中，固定组件5通过螺纹孔21与固定螺栓22组合可以实现机器人充电桩与过流保护控制系统的紧密连接，根据需要选择合适的固定螺栓22，对于紧密连接和稳固性要求高的机器人充电桩应用场景，通常选择高强度、耐腐蚀的不锈钢或其他合金材料制成的固定螺栓，将固定螺栓22插入机器人充电桩上的螺纹孔21中，并使用扳手或其他工具将其旋紧，确保固定螺栓22与机器人充电桩之间形成牢固且可靠的连接；

充电口6，用于与外部电源连接，为过流保护控制系统提供供电，在具体实施例中，根据需要选择DC接头作为外部电源连接器，将外部电源连接器插入充电口6，并确保插头与插座紧密结合，形成可靠的物理连接；

所述固定组件设置在机器人充电桩连接口四周，所述电流检测装置设置在固定组件左侧，所述控制装置设置在电流检测装置的左侧，所述控制开关设置在固定组件右侧，所述充电口设置在控制开关右侧，所述LED指示灯设置在过流保护控制系统上方。

所述电流检测装置1通过ANC60-M磁通电流传感器8感应电流变化，所述ANC60-M磁通电流传感器8包括环形铁芯9和绕线10，所述电流检测装置1通过INA219电路芯片11接收由ANC60-M磁通电流传感器8产生的感应电动势，检测机器人充电桩充电时的实时电流。

所述控制装置2采用电流监测继电器13对电路中的实时电流进行监测，判断机器人充电桩过流，所述控制装置2通过过流保护逻辑控制器14产生控制指令驱动过流保护控制。

所述电流监测继电器13采用模拟电路和电平转换器对实时电流进行监测和转化为电流电平，所述模拟电路采用差分放大器15强化电流电平，采用窗口比较器16将电流电平与过流阈值进行比较，实现机器人充电桩过流判断。

所述过流保护逻辑控制器14采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流模拟信号进行逻辑控制分析，所述均衡触发逻辑电路通过输出接口输出连续稳定的控制指令，所述过流保护逻辑控制器14采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器17根据控制指令驱动控制开关3。

所述控制开关3采用断相保护继电器18切断充电桩和与机器人的充电电路，所述断相保护继电器18通过2CL2FP气体放电管19将过电流引入到2CL2FP气体放电管19中，实现充电电路的瞬间切断，所述断相保护继电器18配置限流电阻保险丝23保证控制开关3的可靠性和安全性。

固定组件5采用固定槽20将机器人充电桩与过流保护控制系统固定，所述固定槽21上侧设有螺纹孔21，所述螺纹孔21与固定螺栓22组合实现机器人充电桩与过流保护控制系统的紧密连接。

下面通过具体实施例，对机器人充电桩过流保护控制系统进行示例性说明，首先机器人充电桩通过固定组件5与过流保护控制系统固定，充电口6与外部电源连接，为过流保护控制系统提供供电，电流检测装置1通过INA219电路芯片11接收由ANC60-M磁通电流传感器8产生的感应电动势，检测机器人充电桩充电时的实时电流，电流监测继电器13采用差分放大器15强化电流电平，再采用窗口比较器16电流电平与过流阈值进行比较，实现机器人充电桩过流判断，过流保护逻辑控制器14采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流模拟信号进行逻辑控制分析，所述均衡触发逻辑电路通过输出接口输出连续稳定的控制指令，并通过电磁触发器17驱动控制开关3，最后控制开关3通过断相保护继电器17将过电流引入到2CL2FP气体放电管19中，实现充电电路的瞬间切断。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本实用新型的范围。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于，包含：

电流检测装置（1），用于监测机器人充电桩的电流变化情况；

控制装置（2），用于进行逻辑控制分析驱动控制开关（3），实现过流保护措施；

控制开关（3），用于切断充电桩与机器人的电源供应；

LED指示灯（4），用于检测到过流时发出闪烁提示；

固定组件（5），用于将过流保护控制系统固定在机器人充电桩上；

充电口（6），用于与外部电源连接，为过流保护控制系统提供供电；

所述固定组件（5）设置在机器人充电桩连接口（7）四周，所述电流检测装置（1）设置在固定组件（5）左侧，所述控制装置（2）设置在电流检测装置（1）的左侧，所述控制开关（3）设置在固定组件（5）右侧，所述充电口（6）设置在控制开关（3）右侧，所述LED指示灯（4）设置在过流保护控制系统上方。

2.根据权利要求1所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：所述电流检测装置（1）通过ANC60-M磁通电流传感器（8）感应电流变化，所述ANC60-M磁通电流传感器（8）包括环形铁芯（9）和绕线（10），所述电流检测装置（1）通过INA219电路芯片（11）接收由ANC60-M磁通电流传感器（8）产生的感应电动势，检测机器人充电桩充电时的实时电流。

3.根据权利要求1所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：所述控制装置（2）采用电流监测继电器（13）对电路中的实时电流进行监测，判断机器人充电桩过流，所述控制装置（2）通过过流保护逻辑控制器（14）产生控制指令驱动过流保护控制。

4.根据权利要求3所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：所述电流监测继电器（13）采用模拟电路和电平转换器对实时电流进行监测和转化为电流电平，所述模拟电路采用差分放大器（15）强化电流电平，采用窗口比较器（16）将电流电平与过流阈值进行比较，实现机器人充电桩过流判断。

5.根据权利要求3所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：所述过流保护逻辑控制器（14）采用均衡触发逻辑电路对机器人充电桩过流的电流电平进行逻辑控制分析，所述均衡触发逻辑电路通过输出接口输出连续稳定的控制指令，所述过流保护逻辑控制器（14）采用均衡触发逻辑电路的电磁触发器（17）根据控制指令驱动控制开关（3）。

6.根据权利要求1所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：所述控制开关（3）采用断相保护继电器（18）切断充电桩和与机器人的充电电路，所述断相保护继电器（18）通过2CL2FP气体放电管（19）将过电流引入到2CL2FP气体放电管（19）中，实现充电电路的瞬间切断，所述断相保护继电器（18）配置限流电阻保险丝（23）保证控制开关（3）的可靠性和安全性。

7.根据权利要求1所述的一种机器人充电桩过流保护控制系统，其特征在于：固定组件（5）采用固定槽（20）将机器人充电桩与过流保护控制系统固定，所述固定槽（20）上侧设有螺纹孔（21），所述螺纹孔（21）与固定螺栓（22）组合实现机器人充电桩与过流保护控制系统的紧密连接。