專利名稱：巡線機(jī)器人充電裝置及巡線機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能充電領(lǐng)域，特別是涉及ー種巡線機(jī)器人充電裝置及與其相匹配的巡線機(jī)器人。
背景技術(shù)：
巡線機(jī)器人集成了諸多高新技術(shù)，用智能機(jī)器人進(jìn)行線路巡檢是機(jī)器人技術(shù)和電力巡檢技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是特種機(jī)器人的新研究領(lǐng)域，用機(jī)器人進(jìn)行線路巡檢， 可以到達(dá)人工難以到達(dá)的線路，提高巡檢效率，極大減低了巡檢的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工巡線的潛在的風(fēng)險(xiǎn)。巡線機(jī)器人在高壓輸電線路上作業(yè)時(shí)，一般采用內(nèi)置蓄電池進(jìn)行供電，但巡線機(jī)器人作業(yè)時(shí)能量消耗大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)需要頻繁更換蓄電池，高壓輸電線路往往需要跨越山川湖泊，叢林荒漠，現(xiàn)場(chǎng)更換蓄電池費(fèi)時(shí)費(fèi)力，給巡線造成了極大的不便，因此在線取電就顯得非常必要。目前巡線機(jī)器人比較成熟的在線取電方式是感應(yīng)取電，然而感應(yīng)取電的前提是巡線機(jī)器人在輸電導(dǎo)線作業(yè)，即導(dǎo)線上有電流，但是機(jī)器人如果在地線上行駛，線路里沒有電流，那么感應(yīng)取電也就不可行了。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種巡線機(jī)器人充電裝置，解決巡線機(jī)器人在巡檢過程中的電能補(bǔ)給問題，并提供一種與巡線機(jī)器人充電裝置相匹配的巡線機(jī)器人。本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種巡線機(jī)器人充電裝置，包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲(chǔ)能蓄電池，太陽能電池組給儲(chǔ)能蓄電池充電，儲(chǔ)能蓄電池給巡線機(jī)器人充電。依據(jù)上述本實(shí)用新型的方案，本實(shí)用新型利用太陽能作為資源實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電，首先通過太陽能電池組給儲(chǔ)能蓄電池充電，當(dāng)巡線機(jī)器人電量不足時(shí)就可以通過儲(chǔ)能蓄電池給巡線機(jī)器人充電，本實(shí)用新型利用太陽能作為資源實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電，構(gòu)思巧妙，對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機(jī)器人的在線充電具有十分重要的意義。在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述巡線機(jī)器人充電裝置，還可以包括連接在所述太陽能電池組和所述儲(chǔ)能蓄電池之間的充電監(jiān)控與保護(hù)電路、以及與所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路連接的微控制器，所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)所述太陽能電池組給所述儲(chǔ)能蓄電池充電的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓，并將檢測(cè)到的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器，所述微控制器實(shí)時(shí)判斷所述充電電流和/或所述儲(chǔ)能蓄電池端電壓是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值，若否，所述微控制器通過所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路控制所述太陽能電池組繼續(xù)給所述儲(chǔ)能蓄電池充電。在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述巡線機(jī)器人充電裝置，還可以包括與所述微控制器連接的數(shù)傳單元，以實(shí)現(xiàn)所述微控制器與地面基站之間的通信。在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述巡線機(jī)器人充電裝置，還可以包括依次連接的逆變器、充電器、充電座，所述逆變器還與所述儲(chǔ)能蓄電池連接，所述儲(chǔ)能蓄電池通過所述逆變器、充電器、充電座給巡線機(jī)器人充電。在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述充電座與所述充電器之間可以通過導(dǎo)電管連接。一種巡線機(jī)器人，利用上述的巡線機(jī)器人充電裝置進(jìn)行充電，所述巡線機(jī)器人包括充電頭和蓄電池，通過所述儲(chǔ)能蓄電池、所述逆變器、所述充電器給巡線機(jī)器人的蓄電池充電。在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述巡線機(jī)器人，還包括分別與蓄電池連接的監(jiān)控單元和通信単元，監(jiān)控單元接收到通信單元傳送的停止充電指令后，或者檢測(cè)到的蓄電池的電量達(dá)到預(yù)設(shè)值后，控制巡線機(jī)器人移動(dòng)機(jī)械臂，使安裝在機(jī)械臂上的充電頭與所述充電座分離，即停止給巡線機(jī)器人的充電過程。

圖I為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電裝置實(shí)施例ー的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電裝置實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電裝置實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能電池組和儲(chǔ)能蓄電池的參數(shù)配置的流程示意圖；圖6為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人的實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人的實(shí)施例七的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的充電監(jiān)控方法的流程示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的通信監(jiān)控方法的流程示意。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例實(shí)施例一參見圖I所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的巡線機(jī)器人充電裝置的結(jié)構(gòu)框圖，其巡線機(jī)器人充電裝置包括太陽能電池組101和儲(chǔ)能蓄電池102，其中太陽能電池組101給儲(chǔ)能蓄電池102充電，太陽能是ー種安全緑色的能源，通過太陽能電池組給儲(chǔ)能蓄電池充電既環(huán)保又易于操作與控制；儲(chǔ)能蓄電池102給巡線機(jī)器人充電，其中，巡線機(jī)器人一般設(shè)置有用于給巡線機(jī)器人供電的蓄電池，通過儲(chǔ)能蓄電池給巡線機(jī)器人充電的過程一般就是給巡線機(jī)器人的蓄電池供電的過程。依據(jù)上述本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電方法的方案，本實(shí)用新型利用太陽能作為資源實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電，首先通過太陽能電池組101給儲(chǔ)能蓄電池102充電，當(dāng)巡線機(jī)器人電量不足(或者需要充電)時(shí)就可以通過儲(chǔ)能蓄電池102給巡線機(jī)器人充電，本實(shí)用新型利用太陽能作為資源實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電，構(gòu)思巧妙，對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機(jī)器人的在線充電具有十分重要的意義。[0031]實(shí)施例ニ為了監(jiān)控太陽能電池組101給儲(chǔ)能蓄電池102充電的過程以保證充電安全，在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，在上述實(shí)施例的巡線機(jī)器人充電裝置的基礎(chǔ)上還可以包括連接在太陽能電池組101和儲(chǔ)能蓄電池102之間的充電監(jiān)控與保護(hù)電路103、以及與充電監(jiān)控與保護(hù)電路103連接的微控制器104，其中充電監(jiān)控與保護(hù)電路103實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽能電池組101給儲(chǔ)能蓄電池102充電的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓，并將檢測(cè)到的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器104，同時(shí)充電監(jiān)控與保護(hù)電路103還可以用來防止瞬間過大的充電電流以及儲(chǔ)能蓄電池102給太陽能電池組101充電；微控制器104實(shí)時(shí)判斷所述充電電流和/或所述儲(chǔ)能蓄電池端電壓是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值，若否，微控制器104通過充電監(jiān)控與保護(hù)電路103控制太陽能電池組101繼續(xù)給儲(chǔ)能蓄電池102充電，如可以是微控制器104提供PWM波使得太陽能電池組101以恒流恒壓方式給儲(chǔ)能蓄電池103充電，但也不限于這種方式，微控制器104的判斷過程主要是為了判斷儲(chǔ)能蓄電池是否充滿，也可以防止過充等原因造成的危險(xiǎn)，一般給儲(chǔ)能蓄電池充電可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式，如恒壓充電、恒流充電、階段充電、快速充電等，在此不予贅述，判斷蓄電池是否充滿一般可以根據(jù)給儲(chǔ)能蓄電池充電的方式定，可以是判斷所述充電電流是否降到預(yù)定的電流值(一般選用ー個(gè)接近零的比較小的值)，也可以是判斷儲(chǔ)能蓄電池端電壓是否升到的預(yù)設(shè)的電壓值，也可以所述充電電流和所述儲(chǔ)能蓄電池端電壓是否均達(dá)到對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值，如當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池已經(jīng)達(dá)到最大電壓，并且此時(shí)的充電電流小于最小充電電流，比如額定電壓48V的儲(chǔ)能蓄電池的最大電壓為56V，并且此時(shí)的充電電流小于O. 1A，就說明蓄電池已經(jīng)充滿，立即停止充電等，再比如儲(chǔ)能蓄電池端電壓已經(jīng)升到了預(yù)設(shè)的電壓值時(shí)改用恒壓充電或者停止充電，可以防止出現(xiàn)過充，讓充電電流和預(yù)設(shè)的電流值進(jìn)行比較，可以當(dāng)充電電流小到某ー值，如O. 1A，則可以認(rèn)為儲(chǔ)能蓄電池已經(jīng)充滿，微控制器104可以發(fā)出信號(hào)控制充電的啟停。實(shí)施例三在使用巡線機(jī)器充電裝置給巡線裝置充電時(shí)，地面基站往往需要監(jiān)控充電過程等，因此，如圖3所示，本實(shí)用新型巡線機(jī)器充電裝置的還可以包括與微控制器104連接的數(shù)傳單元105，可以實(shí)現(xiàn)所述微控制器104與基站之間的通信，如微控制器104可以將儲(chǔ)能蓄電池的ー些參數(shù)傳給地面基站，一般微控制器104與基站之間的通信可以采用無線方式。實(shí)施例四在其中一個(gè)實(shí)施例中，參見圖4所示，本實(shí)用新型的巡線機(jī)器充電裝置還包括依次連接的逆變器106、充電器107、充電座108，逆變器106還與儲(chǔ)能蓄電池102連接，儲(chǔ)能蓄電池102通過逆變器106、充電器107、充電座108給巡線機(jī)器人充電，其中，太陽能電池組101、充電監(jiān)控與保護(hù)電路103、儲(chǔ)能蓄電池104、微控制器104、數(shù)傳單元105、逆變器106、充電器107—般是位于裝置箱內(nèi)，充電座108位于裝置箱外，在實(shí)際使用中，太陽能電池組101一般建立在高空桿塔的塔頭上，逆變器106，與儲(chǔ)能蓄電池102連接，將儲(chǔ)能蓄電池102輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電(如2IOV的交流電)，提供給充電器107，其中，逆變器106可以根據(jù)儲(chǔ)能蓄電池102的參數(shù)進(jìn)行選型，充電器107，接收逆變器106輸出的210V交流電，并將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給機(jī)器人蓄電池充電，充電器可以根據(jù)機(jī)器人蓄電池的參數(shù)進(jìn)行選型，在給巡線機(jī)器人充電過程中，巡線機(jī)器人通過移動(dòng)機(jī)械臂使充電頭101與充電座對(duì)接，對(duì)接完成后，儲(chǔ)能蓄電池102開始給機(jī)器人蓄電池102充電。實(shí)施例五在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述充電座108通過導(dǎo)電管與充電器107連接，在使用時(shí)，充電座108可以固定在懸垂線夾上，位于地線的正上方，距離地線的高度與巡線機(jī)器人機(jī)械臂上的充電頭距離地線的高度相同。對(duì)于在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機(jī)器人，要想實(shí)現(xiàn)在線充電，采用上述的巡行機(jī)器人充電裝置，還要考慮對(duì)太陽能電池的選型、儲(chǔ)能蓄電池的選型等因素，因此在設(shè)計(jì) 上，還應(yīng)該考慮巡線機(jī)器人充電裝置的參數(shù)配置問題，下面給出了對(duì)于實(shí)施例四或者實(shí)施例五中的巡線機(jī)器人充電裝置的太陽能電池組101和儲(chǔ)能蓄電池102的參數(shù)配置方法，但具體的參數(shù)配置方法不限于此，如圖5所示，太陽能電池組和儲(chǔ)能蓄電池的參數(shù)包括如下步驟步驟S201 :確定巡線機(jī)器人的蓄電池額定電壓Utl、容量Ktl、最大放電深度T0%，這三個(gè)參數(shù)一般是根據(jù)巡線機(jī)器人的實(shí)際用電要求確定的；步驟S202 :根據(jù)U1 · K1 · T1^ · η0 · η i = U0 · K0 · Tc^確定儲(chǔ)能蓄電池的額定電壓仏、容量K1、最大放電深度T11^,其中，Ilci為逆變器106的效率，Il1為充電器107的效率，市面上常見蓄電池的額定電壓一般為12V、24V、36V、48V等；容量為10AH，10AH，30AH，40AH等，最大放電深度有30%、40%等，通過仏.1(1.1'1%· η?！?Jl1 = U?！?K?！?TQ%可以合理選擇蓄電池的型號(hào)(U1, K1, T1)，即通過這三個(gè)參數(shù)的合理匹配，使得UpKpT1滿足要求；步驟S203 :根據(jù)T · P · Y · X · η2 = U1 · K1 · T1^確定每塊太陽能電池正常光照下的輸出功率P，太陽能電池組101的總塊數(shù)Τ，其中Y是使儲(chǔ)能蓄電池102充滿電所需要的天數(shù)，X為當(dāng)?shù)仄骄刻炜梢蕴峁┑恼９庹招r(shí)數(shù)為，H2為充電監(jiān)控與保護(hù)電路103的效率，市面上每塊太陽能電池板有不同的功率，如3W，5W，10W, 20W, 30W等，先選好每塊太陽能電池板的功率P后，再選擇塊數(shù)T ;步驟S204 :根據(jù)P = U2 · I2，確定每塊太陽能電池相應(yīng)的輸出電壓U2，輸出電流12，對(duì)應(yīng)某一功率P的太陽能電池板，會(huì)有對(duì)應(yīng)的輸出電流和輸出電壓，這個(gè)需要結(jié)合具體廠家的產(chǎn)品進(jìn)行確定，例如長(zhǎng)沙一家公司其5W的太陽能電池對(duì)應(yīng)的輸出電壓為17. 5V，輸出電流為O. 29A ；步驟S205 :根據(jù)
權(quán)利要求1.一種巡線機(jī)器人充電裝置，其特征在于，包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲(chǔ)能蓄電池，太陽能電池組給所述儲(chǔ)能蓄電池充電，所述儲(chǔ)能蓄電池給巡線機(jī)器人充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的巡線機(jī)器人充電裝置，其特征在于還包括連接在所述太陽能電池組和所述儲(chǔ)能蓄電池之間的充電監(jiān)控與保護(hù)電路、以及與所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路連接的微控制器，所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)所述太陽能電池組給所述儲(chǔ)能蓄電池充電的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓，并將檢測(cè)到的充電電流及儲(chǔ)能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器，所述微控制器實(shí)時(shí)判斷所述充電電流和/或所述儲(chǔ)能蓄電池端電壓是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值，若否，所述微控制器通過所述充電監(jiān)控與保護(hù)電路控制所述太陽能電池組繼續(xù)給所述儲(chǔ)能蓄電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巡線機(jī)器人充電裝置，其特征在于，還包括與所述微控制器連接的數(shù)傳單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的巡線機(jī)器人充電裝置，其特征在于還包括依次連接的逆變器、充電器、充電座，所述逆變器還與所述儲(chǔ)能蓄電池連接，所述儲(chǔ)能蓄電池通過所述逆變器、充電器、充電座給巡線機(jī)器人充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巡線機(jī)器人充電裝置，其特征在于，所述充電座與所述充電器之間通過導(dǎo)電管連接。
6.一種巡線機(jī)器人，其特征在于，利用權(quán)利要求4或5所述的巡線機(jī)器人充電裝置進(jìn)行充電，所述巡線機(jī)器人包括充電頭和蓄電池，通過所述儲(chǔ)能蓄電池、所述逆變器、所述充電器給巡線機(jī)器人的蓄電池充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的巡線機(jī)器人，其特征在于，還包括分別與蓄電池連接的監(jiān)控単元和通信単元，監(jiān)控單元接收到通信單元傳送的停止充電指令后，或者檢測(cè)到的蓄電池的電量達(dá)到預(yù)設(shè)值后，控制巡線機(jī)器人移動(dòng)機(jī)械臂，使安裝在機(jī)械臂上的充電頭與所述充電座分離。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種巡線機(jī)器人充電裝置及一種與其相匹配的巡線機(jī)器人，所述巡線機(jī)器人充電裝置包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲(chǔ)能蓄電池，太陽能電池組給儲(chǔ)能蓄電池充電，儲(chǔ)能蓄電池給巡線機(jī)器人充電。還提供一種巡線機(jī)器人，利用本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人充電裝置進(jìn)行充電，所述巡線機(jī)器人包括充電頭和蓄電池，巡線機(jī)器人的充電頭與所述充電座對(duì)接時(shí)，所述儲(chǔ)能蓄電池通過所述逆變器、所述充電器給巡線機(jī)器人的蓄電池充電。本實(shí)用新型利用太陽能作為資源實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電，構(gòu)思巧妙，對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機(jī)器人的在線充電具有十分重要的意義。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202663153SQ20122033919
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者余雁生, 吳功平, 付興偉, 蟻克特, 羅濱 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局, 武漢大學(xué)