农业机器人智能充电系统设计.pdf

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1、2016年8月1日现代电子技术Aug.2016第39卷第15期ModernElectronicsTechniqueVol.39No.15112doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.15.028农业机器人智能充电系统设计孙莉莉，雷永锋，李自成（成都理工大学工程技术学院，四川乐山614000）摘要：针对农业机器人的充电现状，设计了基于PIC16F887和UCC3895的农业机器人智能充电系统。该系统采用UCC3895对全桥变换器进行移相控制，在较宽范围内实现了软开关。采用单片机PIC16F887控

2、制充电电路的启停以及实现过压、欠压、过流保护，并对充电过程进行了实时管理，将充电数据进行实时显示并向上位机传输保存。实验证明，充电系统功能完善、性能稳定、充电快速、功耗低。关键词：农业机器人；ZVS；UCC3895；PIC16F887；充电控制中图分类号：TN86⁃34；TP242.3文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2016）15⁃0112⁃03DesignofintelligentchargingsystemforagriculturalrobotSUNLili，LEIYongfeng，LIZicheng（Th

3、eEngineering&TechnicalCollegeofChengduUniversityofTechnology，Leshan614000，China）Abstract：Aimingatthechargingsituationofagriculturalrobot，theintelligentchargingsystemforagriculturalrobotbasedonPIC16F887andUCC3895wasdesigned.Inthesystem，theUCC3895isusedtorealizetheph

4、ase⁃shiftingcontrolofthefull⁃bridgeconverterandsoftswitchinginawiderange.TheMCUPIC16F887isusedtocontrolthestartandstopofthechargingcir⁃cuit，andrealizetheovervoltageprotection，undervoltageprotectionandovercurrentprotection，andreal⁃timemanagementofthechargingprocess.

5、Andthenthechargingdataisdisplayedinrealtimeandtransmittedtotheuppercomputerforconserva⁃tion.Theexperimentalresultsshowthatthechargingsystemhastheadvantagesofperfectfunction，stableperformance，fastchargingspeed，andlowpowerconsumption.Keywords：agriculturalrobot；ZVS；UC

6、C3895；PIC16F887；chargingcontrol造成了资源的极大浪费。0引言目前，一般的蓄电池充电系统完成一次充电需要中国作为一个农业大国，农业生产的规模化和精准8~12h，显然无法满足机器人对充电系统的要求以及生化是现代化农业水平的重要标志。农业机器人在改善产的需要。因此设计一种快速、高效和安全的智能充电农民劳动环境、降低农民劳动强度和提高劳动效率等方系统是农业机器人技术得到大力发展的重要前提。本面具有重要意义，尤其在育苗、采摘、灌溉、收获等方面文以80V机器人车载铅酸蓄电池为研究对象，设计了得到了一定程度的

7、应用[1⁃2]。因此国家已把农业机器人基于UCC3895和PIC16F887的充电系统，此系统实现了技术及其应用列为农业工程领域的重点研发对象之充电过程的高效、快速、稳定并具有充电过程管理功能。一。但农业机器人技术在推广过程中受到了时间和空1充电系统总体设计间的限制，其主要原因就是机器人动力源问题。因此作为了做到高效快速的充电，又能实时掌握整个充电为机器人动力源的蓄电池以及能量补给的充电系统就[3]过程电池的状态，充电系统由两个模块组成：上位机监显得尤为重要。调查表明，现在的蓄电池由于充电设控管理模块和下位机充电模块。系统的

8、总体设计框图备落后、充电方法不当导致其使用寿命只有2~3年，远如图1所示。低于其设计指标10~15年的要求，既增加了使用成本又本系统的核心是充电模块，主要由充电主电路和控制电路组成。充电主电路由输入整流滤波、DC/DC变换收稿日期：2015⁃11⁃18器、输出整流滤波三部分组成；控制电路由