清障机器人用红外遥控开关装置.pdf

本发明具体涉及一种清障机器人用红外遥控开关装置，其特征在于包括控制侧的遥控器和装在清障机器人上的接收控制装置，遥控器电路中的开关K1，K2分别作为开机按键和关机按键，当按键按下时分别接通频率调制电路内的不同电路，产生调制有不同频率信号的遥控输出信号，然后由三极管Q4驱动红外发光二极管D4发出遥控信号，接收控制装置的电路中由红外接收管D1接收到的红外遥控信号经过U1放大后通过C1进入频率解调电路，分别解调出高电平有效的开机和关机信号，通过D2，D3送入由Q1，Q2组成的双稳态电路，最后通过Q3控制继电器J实现对电源的通断控制，本发明具有操作灵活方便、排除故障快、抗干扰能力强的优点。

权利要求书1.  一种清障机器人用红外遥控开关装置，其特征在于包括控制侧的遥控器和装在清障机器人上的接收控制装置，所述遥控器包括频率调制电路、开关K1、开关K2、三极管Q4和红外发光二极管D4，开关K1、K2连接频率调制电路的输入端，三极管Q4连接频率调制电路的输出端，红外发光二极管D4连接三极管Q4，开关K1，K2分别作为开机按键和关机按键，当按键按下时分别接通频率调制电路内的不同电路，产生调制有不同频率信号的遥控输出信号，然后由三极管Q4驱动红外发光二极管D4发出遥控信号，接受控制装置包括频率解调电路、红外接收管D1、双稳态电路、三极管Q3和控制继电器J，红外接收管D1通过集成块U1、电容C1连接到频率解调电路的信号输入端，频率解调电路的信号输出端通过二极管D2、D3连接三极管Q1、Q2组成的双稳态电路，三极管Q3一端连接双稳态电路，一端连接控制继电器J，由红外接收管D1接收到的红外遥控信号经过U1放大后通过C1进入频率解调电路，分别解调出高电平有效的开机和关机信号，通过D2，D3送入由Q1，Q2组成的双稳态电路，最后通过Q3控制继电器J实现对电源的通断控制，当输出开机信号时，D2导通，Q1基极处于高电平，Q1导通，Q2基极变低电平，Q2截止，Q2集电极变高电平，Q3基极处于高电平，Q3导通，驱动继电器J吸合，接通主电源回路，同时，Q2集电极的高电平又回送回Q1基极，当开机信号消失后维持开机状态，关机时，频率解调电路输出关机信号，D3导通，Q2基极变高电平，Q2导通，Q2集电极变低电平，Q3基极处于低电平，Q3截止，继电器J断电，断开主电源回路，同时，Q2集电极的低电平又回送回Q1基极，当关机信号消失后维持关机状态。

说明书清障机器人用红外遥控开关装置
技术领域
本发明属于高压输电线路清障机器人控制装置领域，具体涉及一种清障机器人用红外遥控开关装置。
背景技术
高压输电线路需要进行定期的巡检与维护，这是由于高压输电线路上经常会出现风筝线，塑料薄膜等障碍物。这对电力设施的影响极大，如遇阴雨天气，就极有可能引起线路跳闸事故。人工清障费时费力，安全也难以得到保障。为此申请人研发了高压输电线路用清障机器人。
清障机器人需要具有带电作业能力，这是由于清障机器人在登入到500千伏高压电场的时候会出现火花放电等强干扰源，放到高压线路上的机器人能正常工作就要经受住这样的干扰。但是在实际使用中，申请人研制的清障机器人往往不能经受住强干扰源的干扰，不能正常工作，有时甚至造成器件损坏。
后来，申请人考虑采用延时通电的办法来处理抗干扰能力不够的问题。即在电源回路内处总电源开关外另外串接上一个机械延时开关。通过这个开关实现对清障机器人的控制电路延时加电。当机器人需要放到带电的高压输电线路上作业时，先打开总电源开关，设定好机械延时开关的延时时间，然后将清障机器人放到高压线路上。等延时时间到后延时开关闭合，接通机器人电路开始作业。这个办法虽然一定程度上解决了抗干扰问题，但使用灵活性差，由于延时时间相对固定，有时还未在输电线路上放好延时时间就已经到了。而且当机器人使用中出现故障时也无法通过断电复位来排除故障。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的高压清障机器人抗干扰能力差，容易受强干扰源干扰，无法正常工作，容易损坏的缺陷，提供一种清障机器人用红外遥控开关装置，其能适应复杂高压电场环境，通过红外遥控，可以对清障机器人实现远程断电、通电操作，排除故障。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
即一种清障机器人用红外遥控开关装置，其特征在于包括控制侧的遥控器和装在清障机器人上的接收控制装置，所述遥控器包括频率调制电路、开关K1、开关K2、三极管Q4和红外发光二极管D4，开关K1、K2连接频率调制电路的输入端，三极管Q4连接频率调制电路的输出端，红外发光二极管D4连接三极管Q4，开关K1，K2分别作为开机按键和关机按键，当按键按下时分别接通频率调制电路内的不同电路，产生调制有不同频率信号的遥控输出信号，然后由三极管Q4驱动红外发光二极管D4发出遥控信号，接受控制装置包括接受端频率解调电路、红外接收管D1、双稳态电路、三极管Q3和控制继电器J，红外接收管D1通过集成块U1、电容C1连接到频率解调电路的信号输入端，频率解调电路的信号输出端通过二极管D2、D3连接三极管Q1、Q2组成的双稳态电路，三极管Q3一端连接双稳态电路，一端连接控制继电器J，由红外接收管D1接收到的红外遥控信号经过U1放大后通过C1进入频率解调电路，分别解调出高电平有效的开机和关机信号，通过D2，D3送入由Q1，Q2组成的双稳态电路，最后通过Q3控制继电器J实现对电源的通断控制，当输出开机信号时，D2导通，Q1基极处于高电平，Q1导通，Q2基极变低电平，Q2截止，Q2集电极变高电平，Q3基极处于高电平，Q3导通，驱动继电器J吸合，接通主电源回路，同时，Q2集电极的高电平又回送回Q1基极，当开机信号消失后维持开机状态， 关机时，频率解调电路输出关机信号，D3导通，Q2基极变高电平，Q2导通，Q2集电极变低电平，Q3基极处于低电平，Q3截止，继电器J断电，断开主电源回路，同时，Q2集电极的低电平又回送回Q1基极，当关机信号消失后维持关机状态。
本发明的频率调制电路，由三极管Q5，Q6和对应的外围电路构成两个输出频率不同的相移式振荡器电路。其中上部分以Q5为核心的电路由开关K2控制作为关机信号电路，当K2闭合时输出一个振荡频率为f1的信号经过C204耦合到三极管Q4的基极。下部分以Q6为核心的电路由开关K1控制作为开机信号电路，当K1闭合时输出一个振荡频率为f2的信号经过C214耦合到三极管Q4的基极。
其中R207,R208为偏置电阻，通过三极管Q4为红外发光二极管D4提供偏置电流。
本发明的频率解调电路，由比较器U1，U2和对应的电路分别构成开机和关机信号解调电路。由R101，R102，C101，C102组成开机选频电路，其谐振频率和遥控器中频率调制电路输出的开机信号频率f2相同。经选频后的交流信号经D101,C103整流滤波后变为直流信号，经构比较器U2整形后输出开机信号。
由R111，R112，C111，C112组成关机选频电路，其谐振频率和遥控器中频率调制电路输出的关机信号频率f1相同。经选频后的交流信号经D111,C113整流滤波后变为直流信号，经构比较器U3整形后输出关机信号。
本发明采用经过频率调制电路调制的红外光传递信号，由遥控器发出的开、关信号分别对应不同的调制频率。当接收端接收到红外光信号后通过频率解调电路解调得到对应的开关信号，控制继电器做电源开关动作。
本发明具有操作灵活方便、排除故障快、抗干扰能力强的优点。本发明的 接收控制装置其电路部分为纯硬件结构，抗干扰能力强，能适应复杂高压电场环境。使用发明，当清障机器人需要带电作业时，首先打开机器人上的总电源开关，此时接收控制装置的电路通电可以接收遥控开机信号。然后将清障机器人放到带电的线路上。放好后用遥控器遥控打开机器人的主电路电源，开始作业。作业完毕后先遥控关闭主电路电源后再将机器人取下。当机器人作业中出现死机，控制失灵等故障时还可以用遥控器做一次断电、通电操作排除故障。
附图说明 
图1为本发明使用状态示意图；
图2为本发明遥控器的电路原理图；
图3为本发明接收控制装置的电路原理图；
图4为本发明频率调制电路的电路原理图；
图5为本发明频率解调电路的电路原理图。
如图中所示：1.遥控器；2.接收控制装置；3.清障机器人。 
具体实施方式
如图1所示：接收控制装置2安装在清障机器人3上，遥控器1通过接收控制装置2控制清障机器人3通电、断电。 
如图2所示：遥控器1的电路原理图中，开关K1，K2分别作为开机按键和关机按键，当按键按下时分别接通频率调制电路内的不同电路，产生调制有不同频率信号的遥控输出信号。
如图3所示：接收控制装置2的电路原理图中，由红外接收管D1接收到的红外遥控信号经过U1放大后通过C1进入频率解调电路，分别解调出高电平有效的开机和关机信号，通过D2，D3送入由Q1，Q2组成的双稳态电路，最后通过Q3控制继电器J实现对电源的通断控制。当输出开机信号时，D2导通，Q1 基极处于高电平，Q1导通，Q2基极变低电平，Q2截止，Q2集电极变高电平，Q3基极处于高电平，Q3导通，驱动继电器J吸合，接通主电源回路。同时，Q2集电极的高电平又回送回Q1基极，当开机信号消失后维持开机状态。关机时，频率解调电路输出关机信号，D3导通，Q2基极变高电平，Q2导通，Q2集电极变低电平，Q3基极处于低电平，Q3截止，继电器J断电，断开主电源回路。同时，Q2集电极的低电平又回送回Q1基极，当关机信号消失后维持关机状态。
如图4所示：频率调制电路由三极管Q5，Q6和对应的外围电路构成两个输出频率不同的相移式振荡器电路。其中上部分以Q5为核心的电路由开关K2控制作为关机信号电路，当K2闭合时输出一个振荡频率为f1的信号经过C204耦合到三极管Q4的基极。下部分以Q6为核心的电路由开关K1控制作为开机信号电路，当K1闭合时输出一个振荡频率为f2的信号经过C214耦合到三极管Q4的基极。
其中R207,R208为偏置电阻，通过三极管Q4为红外发光二极管D4提供偏置电流。
如图5所示：频率解调电路由比较器U1，U2和对应的电路分别构成开机和关机信号解调电路。由R101，R102，C101，C102组成开机选频电路，其谐振频率和遥控器中频率调制电路输出的开机信号频率f2相同。经选频后的交流信号经D101,C103整流滤波后变为直流信号，经构比较器U2整形后输出开机信号。
由R111，R112，C111，C112组成关机选频电路，其谐振频率和遥控器中频率调制电路输出的关机信号频率f1相同。经选频后的交流信号经D111,C113整流滤波后变为直流信号，经构比较器U3整形后输出关机信号。
本发明使用时，将接收控制装置2安装到清障机器人3的主电路中，使继电器J负责主电路电源的通断，当清障机器人3需要带电作业时，首先打开清障机器人3上的总电源开关，此时接收控制装置2的电路通电可以接收遥控开机信号。然后将清障机器人3放到带电的线路上。放好后用遥控器1遥控打开清障机器人3的主电路电源，开始作业。作业完毕后先遥控关闭主电路电源后再将清障机器人3取下。当清障机器人3作业中出现死机，控制失灵等故障时还可以用遥控器1做一次断电、通电操作排除故障。