一種巡檢機器人的充電對接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種巡檢機器人的充電對接裝置，包括充電座以及與充電座配接的充電頭。充電座安裝在架空輸電線路上的懸垂線夾上，充電頭安裝在巡檢機器人的機械臂上。當沿著輸電線路移動機械臂使充電頭與該裝置進行對接時，由于充電座中的插座體具有在三維空間任意轉動以及沿輸電線路方向移動的4個自由度，因而可以適應在與充電頭對接過程中，由于安裝誤差、輸電線路受機器人重力會產生向下形變帶來的對中偏差；同時充電頭設計成楔形體，插座體開有與充電頭相契合的V形槽，克服了傳統(tǒng)插針與插孔對準難的缺點，便于和充電頭的對接，對接簡單、效率高、安全可靠，成本低。
【專利說明】一種巡檢機器人的充電對接裝置
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種充電對接裝置，特別是一種巡檢機器人的充電對接裝置。
【背景技術】
[0003]巡檢機器人在高壓輸電線路上作業(yè)時，一般采用內置蓄電池進行供電，但巡檢機器人作業(yè)時能量消耗大，長時間運行時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)場更換蓄電池費時費力，給巡檢造成了極大的不便，因此在線取電就顯得非常必要。太陽能作為一種安全綠色的能源，已經(jīng)廣泛地應用于不同領域，而且光伏發(fā)電技術現(xiàn)已非常成熟，便于利用。因此，在桿塔上建立太陽能自動充電基站(包括太陽能電池板、儲能蓄電池、充電監(jiān)控系統(tǒng))，將太陽能轉化為電能儲存到儲能蓄電池中，當巡檢機器人的蓄電池的電量不足時，充電基站里的儲能蓄電池就可以對巡檢機器人提供電能補給，從而實現(xiàn)巡檢機器人的在線取電。然而如何實現(xiàn)巡檢機器人與太陽能自動充電基站的充電對接就成了決定這一在線取電方式是否可行的關鍵問題。
[0004]目前家用產品的充電對接采用插針插孔的方式，這種對接方式定位精度要求高，而機器人在具有柔性的架空輸電線路上行駛，難免存在不可預估的定位偏差，因此傳統(tǒng)的插針插孔的方式顯然不適合巡檢機器人的充電對接。另外，市面上清潔機器人的充電對接是通過在機器人裝感應探測元件，以及在需要對接的充電座上裝上配套的感應元件，感應探測元件將探測到的感應信號傳給機器人的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)再控制機器人的行駛路徑進行對接，這種方式控制系統(tǒng)復雜，對 接效率低，也顯然不能滿足巡檢機器人的對接要求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術所存在的技術問題；提供了一種可以自適應由于充電頭和充電座的安裝誤差、輸電線路受機器人重力產生的向下形變以及磨損所帶來的定位偏差，使它們能夠快速可靠對接的一種巡檢機器人的充電對接裝置。
[0006]本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術所存在的技術問題；提供了一種巡檢機器人在對接時只需要沿著輸電線路移動機械臂，就可以完成對接，對接簡單、效率高的一種巡檢機器人的充電對接裝置。
[0007]本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術所存在的技術問題；提供了一種安全可靠、成本低的一種巡檢機器人的充電對接裝置。
[0008]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，包括:
一充電座:所述充電座包括支撐架以及通過支撐組件設置在支撐架上的插座體，所述插座體上設有插座電極片,所述支撐架上還設有與插座體配接使插座體軸向定位的定位組件；一充電頭:包括一個楔形體以及設置在楔形體上與插座電極片配合使用的電極片。
[0009]在上述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，所述插座體為一正面開有V形槽、背面開有盲孔的立方體，所述插座電極片分別安置在V形槽的兩個槽面上，插座電極片通過電纜與太陽能充電基站本體相連；磁鋼位于兩槽面的交界處。
[0010]在上述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，所述定位組件包括一個設置在插座體的盲孔內的滑套，關節(jié)軸承位于滑套內，關節(jié)軸承外側用卡箍進行軸向定位；軸的一端開有外螺紋，通過螺紋連接固定在支撐架上，卡箍和關節(jié)軸承依次套在軸的另一端，所述軸的另一端的端部設有卡位使關節(jié)軸承不會滑出軸外。
[0011]在上述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，所述支撐組件包括至少4根圓柱螺旋彈簧，4根圓柱螺旋彈簧兩兩分布在插座體的兩側，彈簧的一端固定在插座體上，另一端固定在支撐架上，插座體通過圓柱螺旋彈簧懸掛在支撐架內。
[0012]在上述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，充電頭的電極片位于楔形體的兩側，該充電頭還包括一個設置在楔形體的前端霍爾傳感器。
[0013]在上述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，充電頭安裝在巡檢機器人的機械臂上，電極片通過導線與機器人的電源系統(tǒng)相連，霍爾傳感器(12)通過導線與機器人的監(jiān)控系統(tǒng)相連；支撐架固定在輸電線路上的懸垂線夾上；插座電極片通過電纜與太陽能充電基站本體相連。
[0014]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1.充電座中的插座體具有在三維空間任意轉動以及沿輸電線路方向移動的4個自由度，從而適應與充電頭對接過程中的定位偏差；2.充電頭設計成楔形體，插座體開有與充電頭相契合的V形槽，克服了傳統(tǒng)插針與插孔對接難的缺點，便于和充電頭的對接，對接簡單；3.對接時插座體通過在滑套上的滑動可以起到緩沖的作用，從而實現(xiàn)平穩(wěn)對接4.充電頭與插座體分離后，圓柱螺旋彈簧能夠使插座體復位到初始位置；5.充電頭前端裝有一個霍爾傳感器，充電座上裝有磁鋼，機器人根據(jù)霍爾傳感器檢測到的信號來識別對接成功與否，保證了對接過程的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明中充電座的主視結構示意圖。
[0016]圖2是圖1的俯視結構示意圖。
[0017]圖3是圖1的左視結構示意圖。
[0018]圖4是圖1中A-A剖視結構示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明中充電頭的主視結構示意圖。
[0020]圖6是圖5的俯視結構示意圖。
[0021]圖7是圖5的左視結構示意圖。
[0022]圖8是本發(fā)明的整體示意圖。
[0023]圖9是巡線機器人與太陽能自動充電基站的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。圖中，插座體1、插座電極片2、磁鋼3、滑套4、關節(jié)軸承5、軸6、卡箍7、圓柱螺旋彈簧8、支撐架9、楔形體10、電極片11和霍爾傳感器12、架空輸電線路13、垂線夾14、電纜15、巡檢機器人16、太陽能電池板17、太陽能充電基站本體18、桿塔19。
[0025]實施例:
一、首先介紹一下本發(fā)明的具體結構:本發(fā)明主要包括:
本裝置包括充電座以及與充電座配接的充電頭。充電座安裝在架空輸電線路13上的懸垂線夾14上，并通過電纜15與裝在桿塔23上的太陽能充電基站本體17相連。當沿架空輸電線路行駛的巡線機器人16需要充電時，機器人16沿著輸電線路13移動安裝在其機械臂上的充電頭與充電座進行對接，充完電后，機器人移動安裝在其機械臂上的充電頭與充電座分離。所述的沿架空輸電線路行駛的巡線機器人可以選用專利號為:200410061316.8，名稱為:一種沿架空高壓輸電線路行駛的機器人，申請日為2004.12.10日的發(fā)明中所記載的機器人。
[0026]充電頭由楔形體10、電極片11和霍爾傳感器12組成。電極片11位于楔形體10的兩側，霍爾傳感器12位于楔形體10的前端。整個充電頭安裝在機械臂上，電極片通過導線與機器人的電源系統(tǒng)相連，霍爾傳感器通過導線與機器人的監(jiān)控系統(tǒng)相連。
[0027]充電座由插座體1、插座電極片2、磁鋼3、滑套4、關節(jié)軸承5、軸6、卡箍7、圓柱螺旋彈簧8、支撐架9組成。插座體I為一正面開有V形槽、背面開有盲孔的立方體'N形槽的兩個槽面分別裝有插座電極片2，插座電極片2通過電纜15與太陽能充電基站本體17的控制系統(tǒng)連接；磁鋼3位于兩槽面的交界處；滑套4位于插座體I的盲孔內，滑套4可以在盲孔內滑動，保證對接時有緩沖滑動的空間，防止硬對接造成充電裝置的損傷；關節(jié)軸承5位于滑套內。插座體I通過4根圓柱螺旋彈簧8懸掛在支撐架里面，4根圓柱螺旋彈簧8兩兩分布在插座體I的左右兩側，彈簧8的一端固定在插座體I上，另一端固定在支撐架9上，起復位和緩沖的作用。支撐架9固定在輸電線路13上的懸垂線夾14上；軸6的一端開有外螺紋，通過螺紋連接固定在支撐架9上；關節(jié)軸承5固定在軸6的另一端上，位于插座體I盲孔內的滑套4中，從而使得插座體I具有在三維空間任意轉動以及沿軸的方向滑動的4個自由度。
[0028]二、下面介紹一下本發(fā)明的工作流程，工作時，巡檢機器人16與太陽能自動充電基站的充電對接，即通過移動機械臂上的充電頭，使充電頭與充電座中的插座體I對接。充電頭和充電座存在安裝誤差、輸電線路受機器人重力會產生向下形變，從而帶來對接時的對中偏差。在對接時，由于插座體I具有在三維空間任意轉動以及沿軸的方向滑動的4個自由度，充電頭會推動插座體I轉動(或移動)直至充電頭與插座體I的V形槽完全契合。當充電頭與插座體I的V形槽契合時，充電頭頂端的霍爾傳感器12會檢測到插座體V形槽里面磁鋼3的信號，從而將信號傳給機器人的控制系統(tǒng)，機器人停止移動機械臂，對接完成。當充電完成后，機器人16移動機械臂，使充電頭從插座體I的V形槽中退出，圓柱螺旋彈簧8使插座體I復位到初始位置。
[0029]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0030]盡管本文較多地使用了插座體1、插座電極片2、磁鋼3、滑套4、關節(jié)軸承5、軸6、卡箍7、圓柱螺旋彈簧8、支撐架9、楔形體10、電極片11和霍爾傳感器12、架空輸電線路13、垂線夾14、電纜15、巡檢機器人16、太陽能電池板17、太陽能充電基站本體18、桿塔19等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，包括: 一充電座:所述充電座包括支撐架(9)以及通過支撐組件設置在支撐架(9)上的插座體(I)，所述插座體(I)上設有插座電極片(2 )，所述支撐架(9 )上還設有與插座體(I)配接使插座體(I)軸向定位的定位組件； 一充電頭:包括一個楔形體(10)以及設置在楔形體(10)上與插座電極片(2)配合使用的電極片(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，所述插座體(I)為一正面開有V形槽、背面開有盲孔的立方體，所述插座電極片(2)分別安置在V形槽的兩個槽面上，插座電極片(2)通過電纜(15)與太陽能充電基站本體(18)相連；磁鋼(3)位于兩槽面的交界處。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，所述定位組件包括一個設置在插座體(I)的盲孔內的滑套(4)，關節(jié)軸承(5)位于滑套(4)內，關節(jié)軸承(5)外側用卡箍(7)進行軸向定位；軸(6)的一端開有外螺紋，通過螺紋連接固定在支撐架(9)上，卡箍(7)和關節(jié)軸承(5)依次套在軸(6)的另一端，所述軸(6)的另一端的端部設有卡位使關節(jié)軸承(5 )不會滑出軸(6 )外。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，所述支撐組件包括至少4根圓柱螺旋彈簧(8)，4根圓柱螺旋彈簧(8)兩兩分布在插座體(I)的兩側，彈簧(8)的一端固定在插座體(I)上，另一端固定在支撐架(9)上,插座體(I)通過圓柱螺旋彈簧(8 )懸掛在支撐架(9 )內。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，充電頭的電極片(11)位于楔形體(10)的兩側，該充電頭還包括一個設置在楔形體(10)的前端霍爾傳感器(12)。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種巡檢機器人的充電對接裝置，其特征在于，充電頭安裝在巡檢機器人的(16)機械臂上，電極片(11)通過導線與機器人(16)的電源系統(tǒng)相連，霍爾傳感器(12)通過導線與機器人的監(jiān)控系統(tǒng)相連；支撐架(9)固定在輸電線路(13)上的懸垂線夾(14)上；插座電極片(2)通過電纜(15)與太陽能充電基站本體(18)相連。
【文檔編號】H02J7/00GK103475069SQ201310466266
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權日:2013年10月9日
【發(fā)明者】吳功平, 付興偉, 何緣, 周鵬, 劉明, 曹琪, 楊景波, 景輝, 楊松, 于建友, 石磊 申請人:武漢大學, 國家電網(wǎng)公司, 吉林省電力有限公司白山供電公司