CN108565909A - 一种能够自动对接充电的无线供电系统 - Google Patents

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Abstract

一种能够自动对接充电的无线供电系统，属于无线供电技术领域，具体涉及一种无线供电系统。本发明针对现有供电系统为有线供电、不安全、不能自动对接的缺陷，提供了一种无线的、安全的、能够自动对接的供电系统。本发明所涉及的一种能够自动对接充电的无线供电系统包括供电端和受电端，供电端为固定端，受电端为移动端；一号电动机用于控制升降台的升降，二号电动机用于控制丝杠丝母水平移动副水平移动，供电接头与丝杠丝母水平移动副连接；一号红外传感器、一号电动机和二号电动机均与微处理器连接；二号红外传感器与蓄电池连接，二号红外传感器与微处理器无线连接。本发明尤其应用于为起重机伸缩臂上的移动设备进行供电。

Description

一种能够自动对接充电的无线供电系统
技术领域
本发明属于无线供电技术领域，具体涉及一种无线供电系统。
背景技术
对伸缩臂上可移动设备的传统供电方式是采用电缆卷筒，可移动设备通过电缆直接连接电源来实现对可移动设备的供电。由于电缆金属材质的特性以及伸缩臂所处的工作环境相对恶劣等因素，电缆在经过多次弯折以后很容易发生折断，从而无法对可移动设备进行供电，有时甚至会造成严重的安全事故。
因此，就需要一种无线的、安全的、能够自动对接的供电系统。
发明内容
本发明针对现有供电系统为有线供电、不安全、不能自动对接的缺陷，提供了一种无线的、安全的、能够自动对接的供电系统。
本发明所涉及的一种能够自动对接充电的无线供电系统的技术方案如下：
本发明所涉及的一种能够自动对接充电的无线供电系统，它包括供电端1和受电端2，所述的供电端1为固定端，受电端2为移动端；
所述的供电端1包括供电端壳体3、一号红外传感器4、微处理器5、一号电动机6、升降台7、二号电动机8、丝杠丝母水平移动副9和供电接头10，所述的一号红外传感器4、微处理器5、一号电动机6、升降台7、二号电动机8、丝杠丝母水平移动副9和供电接头10位于供电端壳体3的内部，所述的一号电动机6的输出端与升降台7连接，用于控制升降台7的升降，所述的丝杠丝母水平移动副9固定在升降台7上，所述的二号电动机8与丝杠丝母水平移动副9连接，用于控制丝杠丝母水平移动副9水平移动，所述的供电接头10与丝杠丝母水平移动副9连接且供电接头10伸出供电端壳体3外；
所述的一号红外传感器4、一号电动机6和二号电动机8均与微处理器5连接；
所述的受电端2包括受电端壳体18、受电接头19、蓄电池20和二号红外传感器21，所述的蓄电池20、和二号红外传感器21均位于受电端壳体18的内部，所述的受电接头19与蓄电池20连接且受电接头19伸出受电端壳体18外，所述的二号红外传感器21与蓄电池20连接，所述的二号红外传感器(21)与微处理器(5)无线连接。
所述的供电接头10包括供电接头壳体11、三号电动机12、伸缩导轨13、供电接头插片14、第一防水挡板16和n个第一复位弹簧15，所述的供电接头壳体11的内端固定在丝杠丝母水平移动副9上，所述的三号电动机12、伸缩导轨13、供电接头插片14、第一复位弹簧15和第一防水挡板16均位于受电接头壳体11的内部，所述的三号电动机12的输出端连接在伸缩导轨13的一端，所述的供电接头插片14固定在伸缩导轨13的另一端，第一防水挡板16安装于供电接头壳体11的外端，第一防水挡板16上设置有n个第一复位弹簧15；所述的三号电动机12和伸缩导轨13用于带动供电接头插片14伸出受电接头壳体11与受电接头19连接；所述的三号电动机12和供电接头插片14也与微处理器5连接；
所述的n≥2。
所述的受电接头18包括受电接头壳体23、受电接头插座24、第二防水挡板26和m个第二复位弹簧25，所述的受电接头插座24、第二复位弹簧25、第二防水挡板26均同时位于受电接头壳体23的内部，所述的受电接头壳体23的内端固定在受电接头18上，所述的受电接头插座24与蓄电池20连接，所述的第二防水挡板26固定在受电接头壳体23的外端，所述的第二防水挡板26上设置有m个第二复位弹簧25；
所述的m≥2。
所述的受电端2还包括充电保护电路22，充电保护电路22的输入端连接蓄电池20、输出端连接二号红外传感器21。
所述的受电接头壳体11上设有第一单向排水孔17；所述的受电接头壳体23上设有第二单向排水孔27。
所述的微处理器5采用S7-200可编程逻辑控制器。
所述的供电端壳体3、供电接头壳体11、受电端壳体18和受电接头壳体23均采用达到IP67防水等级的材料。
本发明的有益效果是：
本发明所涉及的一种能够自动对接充电的无线供电系统，系统采用无线的方式供电，效果稳定，避免了由于电缆被扯断造成的突然断电而带来的安全隐患，更安全；所采用的防水壳体、防水挡板和可编程逻辑控制器可使系统能够在恶劣环境及干扰下正常工作；能够自动对接，系统结构简单，易于维护，可大范围采用。
附图说明
图1为无线供电系统的俯视图；
图2为无线供电系统的结构示意图；
图3为充电接头的结构示意图；
图4为受电接头的结构示意图；
图5为工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
结合图1、图2、图3和图4说明本实施例，在本实施例中，本发明所涉及的一种能够自动对接充电的无线供电系统，它包括供电端1和受电端2，所述的供电端1为固定端，受电端2为移动端；
所述的供电端1包括供电端壳体3、一号红外传感器4、微处理器5、一号电动机6、升降台7、二号电动机8、丝杠丝母水平移动副9和供电接头10，所述的一号红外传感器4、微处理器5、一号电动机6、升降台7、二号电动机8、丝杠丝母水平移动副9和供电接头10位于供电端壳体3的内部，所述的一号电动机6的输出端与升降台7连接，用于控制升降台7的升降，所述的丝杠丝母水平移动副9固定在升降台7上，所述的二号电动机8与丝杠丝母水平移动副9连接，用于控制丝杠丝母水平移动副9水平移动，所述的供电接头10与丝杠丝母水平移动副9连接且供电接头10伸出供电端壳体3外；
所述的一号红外传感器4、一号电动机6和二号电动机8均与微处理器5连接；
所述的受电端2包括受电端壳体18、受电接头19、蓄电池20和二号红外传感器21，所述的蓄电池20、和二号红外传感器21均位于受电端壳体18的内部，所述的受电接头19与蓄电池20连接且受电接头19伸出受电端壳体18外，所述的二号红外传感器21与蓄电池20连接。
所述的供电接头10包括供电接头壳体11、三号电动机12、伸缩导轨13、供电接头插片14、第一防水挡板16和n个第一复位弹簧15，所述的供电接头壳体11的内端固定在丝杠丝母水平移动副9上，所述的三号电动机12、伸缩导轨13、供电接头插片14、第一复位弹簧15和第一防水挡板16均位于受电接头壳体11的内部，所述的三号电动机12的输出端连接在伸缩导轨13的一端，所述的供电接头插片14固定在伸缩导轨13的另一端，第一防水挡板16安装于供电接头壳体11的外端，第一防水挡板16上设置有n个第一复位弹簧15；所述的三号电动机12和伸缩导轨13用于带动供电接头插片14伸出受电接头壳体11与受电接头19连接；所述的三号电动机12和供电接头插片14也与微处理器5连接；
所述的n≥2。
所述的受电接头18包括受电接头壳体23、受电接头插座24、第二防水挡板26和m个第二复位弹簧25，所述的受电接头插座24、第二复位弹簧25、第二防水挡板26均同时位于受电接头壳体23的内部，所述的受电接头壳体23的内端固定在受电接头18上，所述的受电接头插座24与蓄电池20连接，所述的第二防水挡板26固定在受电接头壳体23的外端，所述的第二防水挡板26上设置有m个第二复位弹簧25；
所述的m≥2。
所述的受电端2还包括充电保护电路22，充电保护电路22的输入端连接蓄电池20、输出端连接二号红外传感器21。
所述的受电接头壳体11上设有第一单向排水孔17；所述的受电接头壳体23上设有第二单向排水孔27。
所述的微处理器5采用S7-200可编程逻辑控制器。
所述的供电端壳体3、供电接头壳体11、受电端壳体18和受电接头壳体23均采用达到IP67防水等级的材料。
本发明所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，用于为固定在伸缩臂上的移动设备进行无线供电，尤其应用于为起重机伸缩臂上的移动设备进行供电，本发明所述的无线供电系统包括供电端1和受电端2，供电端1安装在机械臂的基本臂(固定部分)上，受电端2安装在机械臂的伸缩臂(可移动部分)上，所有壳体均由防水材料制成，使无线供电系统能够在实际工程中的恶劣环境下稳定工作。供电端1内的一号电动机6、升降台7、二号电动机8和丝杠副9共同组成二自由度电动云台，云台与外部的可伸缩的供电接头10连接，可伸缩的供电接头10被防水的壳体包裹，内部设有前后伸缩的导轨及其驱动电动机，导轨的顶端装有充电接头的两极，充电接头的开口处由防水挡板所保护，在不工作时由复位弹簧自动复位，保证防水接头的密封性。靠近防水挡板一侧的壳体下部设有单向的排水孔，可以防止壳体内存留积水。所述的微处理器5采用抗干扰能力强的可编程逻辑控制器，保证系统的稳定性，同时具有可扩展能力。所述受电接头插片14由正极接触铜片和负极接触铜片组成，所述防水挡板均由复位弹簧控制，保持壳体的封闭。当开始充电时，供电接头伸入受电接头内部，防水挡板向壳体内部转动，开始充电。当供电端和受电端分离时，防水挡板自动恢复原位置保持壳体的封闭。
本发明所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，所述的微处理器5根据接收到的红外信号判断供电端1与受电端2的相对位置，从而控制一号电动机6、二号电动机8和三号电动机12进行动作。
所述的充电保护电路22通过监测蓄电池20的电压控制充电线路的通断，当蓄电池20充满时自动切断充电线路。
所述的第一防水挡板16和第二防水挡板26分别由第一复位弹簧15和第二复位弹簧25控制，保持供电接头壳体11和受电端壳体18的封闭，当供电端1和受电端2进行自动对接时，第一防水挡板16和第二防水挡板26分别向供电接头壳体11和受电端壳体18的内部转动，当供电端1和受电端2分离时，第一防水挡板16和第二防水挡板26自动恢复原位置保持供电接头壳体11和受电端壳体18的封闭。
结合图5进一步说明本实施例，本发明所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统的工作流程如下：
步骤一、将伸缩臂缩回，带动固定在伸缩臂上的受电端2移动，供电端1的控制器根据受电端2传回的红外信号判断供电端1与受电端2的相对位置，确定移动设备是否对接；
步骤二、供电端1内的控制器根据供电端与受电端的相对位置控制电动机组进行动作，使供电接头10与受电接头18对接，开始充电；
步骤三、当电量充满时，充电保护电路22自动切断充电电路，并通过红外传感器向供电端1发送信号。供电端1的控制器收到信号后控制电动机组动作，断开接头，完成充电。

Claims (7)

1.一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，它包括供电端(1)和受电端(2)，所述的供电端(1)为固定端，受电端(2)为移动端；
所述的供电端(1)包括供电端壳体(3)、一号红外传感器(4)、微处理器(5)、一号电动机(6)、升降台(7)、二号电动机(8)、丝杠丝母水平移动副(9)和供电接头(10)，所述的一号红外传感器(4)、微处理器(5)、一号电动机(6)、升降台(7)、二号电动机(8)、丝杠丝母水平移动副(9)和供电接头(10)位于供电端壳体(3)的内部，所述的一号电动机(6)的输出端与升降台(7)连接，用于控制升降台(7)的升降，所述的丝杠丝母水平移动副(9)固定在升降台(7)上，所述的二号电动机(8)与丝杠丝母水平移动副(9)连接，用于控制丝杠丝母水平移动副(9)水平移动，所述的供电接头(10)与丝杠丝母水平移动副(9)连接且供电接头(10)伸出供电端壳体(3)外；
所述的一号红外传感器(4)、一号电动机(6)和二号电动机(8)均与微处理器(5)连接；
所述的受电端(2)包括受电端壳体(18)、受电接头(19)、蓄电池(20)和二号红外传感器(21)，所述的蓄电池(20)、和二号红外传感器(21)均位于受电端壳体(18)的内部，所述的受电接头(19)与蓄电池(20)连接且受电接头(19)伸出受电端壳体(18)外，所述的二号红外传感器(21)与蓄电池(20)连接，所述的二号红外传感器(21)与微处理器(5)无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的供电接头(10)包括供电接头壳体(11)、三号电动机(12)、伸缩导轨(13)、供电接头插片(14)、第一防水挡板(16)和n个第一复位弹簧(15)，所述的供电接头壳体(11)的内端固定在丝杠丝母水平移动副(9)上，所述的三号电动机(12)、伸缩导轨(13)、供电接头插片(14)、第一复位弹簧(15)和第一防水挡板(16)均位于受电接头壳体(11)的内部，所述的三号电动机(12)的输出端连接在伸缩导轨(13)的一端，所述的供电接头插片(14)固定在伸缩导轨(13)的另一端，第一防水挡板(16)安装于供电接头壳体(11)的外端，第一防水挡板(16)上设置有n个第一复位弹簧(15)；所述的三号电动机(12)和伸缩导轨(13)用于带动供电接头插片(14)伸出受电接头壳体(11)与受电接头(19)连接；所述的三号电动机(12)和供电接头插片(14)也与微处理器(5)连接；
所述的n≥2。
3.根据权利要求2所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的受电接头(18)包括受电接头壳体(23)、受电接头插座(24)、第二防水挡板(26)和m个第二复位弹簧(25)，所述的受电接头插座(24)、第二复位弹簧(25)、第二防水挡板(26)均同时位于受电接头壳体(23)的内部，所述的受电接头壳体(23)的内端固定在受电接头(18)上，所述的受电接头插座(24)与蓄电池(20)连接，所述的第二防水挡板(26)固定在受电接头壳体(23)的外端，所述的第二防水挡板(26)上设置有m个第二复位弹簧(25)；
所述的m≥2。
4.根据权利要求1所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的受电端(2)还包括充电保护电路(22)，充电保护电路(22)的输入端连接蓄电池(20)、输出端连接二号红外传感器(21)。
5.根据权利要求3任意一项所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的受电接头壳体(11)上设有第一单向排水孔(17)；所述的受电接头壳体(23)上设有第二单向排水孔(27)。
6.根据权利要求1所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的微处理器(5)采用S7-200可编程逻辑控制器。
7.根据权利要求3所述的一种能够自动对接充电的无线供电系统，其特征在于，所述的供电端壳体(3)、供电接头壳体(11)、受电端壳体(18)和受电接头壳体(23)均采用达到IP67防水等级的材料。
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