哈尔滨工业大学张立宪获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种微重力-常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120491544B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510993294.0,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种微重力-常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统是由张立宪;朱益民;丁一航;董逸飞;杨嘉楠;吴桐;李博;任若宇设计研发完成,并于2025-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种微重力-常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种微重力‑常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统,属于机器人电气系统领域。为解决传统电气系统难以适用于机器人内部小空间的集成需求,且在微重力环境下自然对流缺失,缺少额外散热的问题。本发明包括电源模块、感知导航模块、中心控制模块、动力模块、多功能显示模组,电源模块为整机配电;感知导航模块为自主定位、建图、导航提供硬件支持;中心控制模块实现底层控制功能;动力模块用于驱动电机、散热风扇;多功能显示模组提供人机交互功能。实现了适用于微重力环境的高可靠性、高安全性、高效率、低功耗、轻量化的电路单元设计,从而确保空间智能飞行机器人在狭小复杂的工作环境中高效、安全地执行任务。
本发明授权一种微重力-常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统在权利要求书中公布了:1.一种微重力-常空气环境下空间智能飞行机器人电气系统,其特征在于:包括电源模块、感知导航模块、中心控制模块、动力模块和多功能显示模组, 所述电源模块,为感知导航模块、中心控制模块、动力模块和多功能显示模组配电,并实现电池的充放电管理; 所述电源模块包括3S锂电芯和电源管理子模块,所述电源管理子模块包括充电管理组件、全功能保护组件、负载开关、快充协议组件和状态指示组件,快充协议组件通过Type-C充电口与充电管理组件连接,充电管理组件依次经过全功能保护组件和负载开关到达整机供电口,所述全功能保护组件用于保护3S锂电芯,充电管理组件通过状态指示组件与负载开关连接;同时,充电管理组件通过显示模组充电口经多合一扩展坞子模块变换后给多功能显示模组充电; 所述全功能电池保护组件包括电池组保护单元和平衡充电单元,分别用于故障保护和维持电压;所述快充协议组件用于与充电器协商,以获得20V的充电电压;所述状态指示组件用于显示当前电源管理子模块的工作状态,并具备电压采样功能,通过联机实现充放电曲线的记录; 所述感知导航模块,通过深度相机及中心控制模块反馈的传感器数据获取机体周围环境信息,结合存储的环境点云地图,通过感知导航模块内的AI算力平台计算后得到运动位姿控制指令,并发送给中心控制模块,实现自主定位、建图和导航;所述中心控制模块反馈的传感器数据包括从TOF飞行时间传感器组件、IMU惯性测量单元组件和光流传感器组件获取的传感器数据; 所述感知导航模块中的AI算力平台与多合一扩展坞子模块连接时实现以太网通信、USB接口扩展、多功能显示模组供电及充电功能,所述多合一扩展坞子模块包括NXUSB接口组件、OTG受电组件、5V降压电源、USBHUB组件和USB以太网卡, 所述NXUSB接口组件,转接AI算力平台的外接组件; 所述OTG受电组件,通过Type-C充电口对多功能显示模组供电,且与USBHUB组件连接,通过USBHUB组件依次与USB以太网卡、网络变压器和NX网口连接,或通过USBHUB组件与备用USB接口或外部USB接口连接,同时实现OTG和5V供电充电功能; 所述5V降压电源,利用外部充电器实现对多功能显示模组的供电和充电; 所述USBHUB单元,将单个接口转换为2个USBA母座和1路USB以太网卡接口; 所述USB以太网卡,将多功能显示模组经由USBHUB组件引出的USB信号转换为以太网信号,实现多功能显示模组与AI算力平台之间进行有线以太网通信; 所述中心控制模块,在收到感知导航模块发送的运动位姿控制指令后,通过实时控制算法进行解算,获得电机转速的期望值,并发送给动力模块,通过动力模块实现机体的底层运动控制功能;在收到外部通信接口连接的温度传感器数据后,通过实时控制算法进行解算,获得对散热风扇转速的期望值,并发送至动力模块,通过动力模块实现机体内对散热风扇转速的实时调控以及主动空气流通; 所述动力模块,在接收到中心控制模块的电机转速期望值后,驱动无刷电机调速模组,产生具有驱动能力的输出信号,完成所需动作;在接收到中心控制模块的散热风扇转速的期望值后,驱动散热风扇,完成散热; 所述动力模块包括两组各四路的PWM输出,以驱动无刷电机调速模组调速,同时为TOF飞行时间传感器组件的连接提供每组1路的总线接口,通过总线接口提供电调电流反馈输入信号,利用电阻分压将电调反馈输入信号转化为ADC测量范围内的电信号,从而实现微控制器对电调工作状态的感知; 所述多功能显示模组,与感知导航模块双向交互,实现人机交互功能。
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