CN109594818A - 变电站巡检机器人用可循环充电室 - Google Patents

变电站巡检机器人用可循环充电室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变电站巡检机器人用可循环充电室,属于变电站设备领域，包括钢构支撑架，钢构支撑架的前后两侧悬吊有若干能上下循环运动的悬挂式机器人充电室，悬挂式机器人充电室内设有充电箱；所述钢构支撑架上设有驱动悬挂式机器人充电室沿钢构支撑架上下循环运动的驱动机构；所述驱动机构与PLC控制系统连接；还包括固定于地面的电控箱，所述电控箱输入端与外部供电网连接，输出端为所述充电箱提供充电电力。本发明设计合理，方便快捷，以最小的面积实现最多的机器人充电的变电站巡检机器人用可循环充电室。

Description

变电站巡检机器人用可循环充电室
技术领域
本发明涉及一种变电站巡检机器人用可循环充电室，属于变电站设备领域。
背景技术
变电站智能巡检机器人作为一种全新的智能化巡检设备已经在变电站中越来越受到普及，不同功能不同使命的机器人有着不同的用处，但现有的变电站巡检机器人都需要建设一个专用的充电小屋，且一个机器人就需要一个充电小屋，当变电站内有多个机器人时充电小屋不仅占用面积，而且从土建到完工需要耗费大量资金和周期，同时不便于管理。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种设计合理，方便快捷，以最小的面积实现最多的机器人充电的变电站巡检机器人用可循环充电室。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种变电站巡检机器人用可循环充电室,包括钢构支撑架，钢构支撑架的前后两侧悬吊有若干能上下循环运动的悬挂式机器人充电室，悬挂式机器人充电室内设有充电箱；所述钢构支撑架上设有驱动悬挂式机器人充电室沿钢构支撑架上下循环运动的驱动机构；所述驱动机构与PLC控制系统连接；还包括固定于地面的电控箱，所述电控箱输入端与外部供电网连接，输出端为所述充电箱提供充电电力。
作为一种优选的方案,所述电控箱输出端连接滑触线，所述滑触线固定于钢构支撑架一侧，滑触线用于将电控箱提供的电能向充电电路组件传输；所述充电电路组件，包括集电器和电滑环，所述电滑环连接于各个悬挂式机器人充电室顶部悬梁的一端，所述集电器至少设置两个，分置于悬挂式机器人充电室顶部悬梁上，集电器和顶部悬梁分别连接三角板，通过三角板连接传动链，集电器随悬挂式机器人充电室做循环移动，在移动过程中保持至少两个集电器分别与滑触线和电滑环电连接；所述充电箱与所述电滑环连接，为停放在充电室的巡检机器人充电。
作为一种优选的方案,充电箱固定于悬挂式机器人充电室上，所述充电箱包括电机、齿轮、限位板、触碰开关、探出管、齿条、充电插头；所述电机、齿轮、探出管设置在充电箱内，探出管前端设有可穿过充电箱的充电插头，探出管后端一侧设有与齿轮啮合的齿条，齿条与充电插头之间且位于充电箱内的探出管两侧设有限位板，所述限位板朝向充电插头的一侧设有触碰开关；所述齿条和齿轮均位于充电箱内部，所述电机通过齿轮与齿条啮合传动，所述充电插头通过探出管内的导线与电滑环连接，PLC驱动电机旋转。
作为一种优选的方案,所述钢构支撑架包括结构相同的前后机架，分别设置在前后机架上的内轨道和外轨道之间设置传动链，所述传动链从上至下循环设立，对应前机架和后机架内的传动链分别设置前拨叉和后拨叉。
作为一种优选的方案,所述驱动机构包括设置在前机架上的驱动电机，驱动电机转轴与链条驱动轮I固定连接，所述链条驱动轮I通过链条与固定在链条驱动轮I下方的链条驱动轮II连接，所述链条驱动轮II与横向设置的横轴一端连接，横轴两端分别固定前拨叉和后拨叉，前拨叉和后拨叉的正上方位置安装有顶部转动轮；前拨叉及其正上方的顶部转动轮与前机架上的的传动链紧密接触，后拨叉及其正上方的顶部转动轮与后机架上的的传动链的紧密接触，传动链通过若干分别设在前机架和后机架上的三角板间隔悬吊有若干悬挂式机器人充电室。
作为一种优选的方案,所述悬挂式机器人充电室包括箱体，箱体前面设有机器人出入门，箱体底部设置载机板，载机板设置有横向设置拦机管，拦机管垂直连接五根纵向设置的定位防滑管，所述相邻的两根定位防滑管距离大于机器人车轮宽度，所述每根定位防滑管设有与机器人上检测磁点装置对应的充电位置磁点，定位防滑管外侧设置有充电箱，箱体顶部设有顶部悬梁，顶部悬梁两侧设有三角板，三角板的两顶点固定连接于传动链上；悬挂式机器人充电室后部设置有四个导向滚轮，后机架左右两侧有一对镜像设置的用于给载悬挂式机器人充电室的导向滚轮导向的导轮导轨。
作为一种优选的方案,所述的导轮导轨包括依次连接的弯曲导轨I、垂直导轨和弯曲导轨II，弯曲导轨I和弯曲导轨II分别对应内导轨和外导轨。
作为一种优选的方案,所述钢构支撑架底部四周的地面上设有护栏，钢构支撑架前端设有机器人出入口，所述机器人出入口的地下埋设有可以检测到机器人位置的机器人定位磁点。
作为一种优选的方案,所述机器人出入门为卷帘电机控制的卷帘门，所述卷帘电机受PLC驱动。
使用过程：
(1)机器人需要充电时，根据提前规划好的地图路径回到机器人出入口，经过定位磁点时停下，PLC检测到机器人到达位置后，驱动系统工作，将未停放车辆的悬挂式机器人充电室传递至底部，同时打开机器人出入门开关，同时返回给机器人前进的命令；
(2)机器人进入充电室内后，到达充电位置磁点后停下，同时自锁轮胎，防止移动，充电箱接收到来自PLC的充电命令，控制电机旋转，与电机配合的齿轮带动齿条做直线运动，齿条前端的充电插头插向机器人充电口，当触碰开关碰触到充电箱内壁时，认为充电插头到达充电位置，电机停止工作，给机器人充电，同时另将一未停放车辆的悬挂式机器人充电室转动到车辆出入口位置即停，此时则可进行下一机器人充电操作；
本发明所具有的有益效果是：
本发明所述的可循环充电室能够使变电站的空间得到最大利用，降低了变电站的运行成本，在机器人充电室提升和放置过程中，不影响充电的过程，大大提高了设备运行的安全性和可靠性，结构简单，设计合理，具有较强的实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的充电室的主视图；
图3为本发明的充电箱示意图；
图4为本发明充电室的内部俯视图；
1、钢构支撑架；2、充电室；3、电控箱；4、滑触线；5、集电器；6、电滑环；7、顶部悬梁；8、三角板；9、传动链；10、充电箱；101、电机；102、齿轮；103、齿条；104、探出管；105、充电插头；11、内轨道；12、外轨道；13、驱动电机；14、链条驱动轮I；15、链条；16、链条驱动轮II；17、箱体；18、载机板；19、导轮导轨；20、拦机管；21、定位防滑管。
具体实施方式
实施例1：
参照说明书附图，本发明提供一种变电站巡检机器人用可循环充电室,包括钢构支撑架1，钢构支撑架1的前后两侧悬吊有若干能上下循环运动的悬挂式机器人充电室2，悬挂式机器人充电室2内设有充电箱10；所述钢构支撑架1上设有驱动悬挂式机器人充电室2沿钢构支撑架1上下循环运动的驱动机构；所述驱动机构与PLC控制系统连接；还包括固定于地面的电控箱3，所述电控箱3输入端与外部供电网连接，输出端为所述充电箱10提供充电电力。
优选的,所述电控箱3输出端连接滑触线4，所述滑触线4固定于钢构支撑架1一侧，滑触线4用于将电控箱3提供的电能向充电电路组件传输；所述充电电路组件，包括集电器5和电滑环6，所述电滑环6连接于各个悬挂式机器人充电室2顶部悬梁7的一端，所述集电器5至少设置两个，分置于悬挂式机器人充电室2顶部悬梁7上，集电器5和顶部悬梁7分别连接三角板8，通过三角板8连接传动链9，集电器5随悬挂式机器人充电室2做循环移动，在移动过程中保持至少两个集电器5分别与滑触线4和电滑环6电连接；所述充电箱10与所述电滑环6连接，为停放在充电室2的巡检机器人充电。
需要说明的是，滑触线4固定于钢构支撑架1的一侧，在充电室2移动过程中，滑触线4与集电器5接触电连接，保持充电电路畅通。同时，相邻充电室2之间的充电电路通过电缆连接，这样，就保证在运转过程中各个充电室2的充电电路电路畅通。
优选的,充电箱10固定于悬挂式机器人充电室2上，所述充电箱10包括电机101、齿轮102、限位板、触碰开关、探出管104、齿条103、充电插头105；所述电机101、齿轮102、探出管104设置在充电箱10内，探出管104前端设有可穿过充电箱10的充电插头105，探出管104后端一侧设有与齿轮102啮合的齿条103，齿条103与充电插头105之间且位于充电箱10内的探出管104两侧设有限位板，所述限位板朝向充电插头的一侧设有触碰开关；所述齿条103和齿轮102均位于充电箱10内部，所述电机101通过齿轮102与齿条103啮合传动，所述充电插头105通过探出管104内的导线与电滑环6连接，PLC驱动电机101旋转。
优选的,所述钢构支撑架1包括结构相同的前后机架，分别设置在前后机架上的内轨道11和外轨道12之间设置传动链9，所述传动链9从上至下循环设立，对应前机架和后机架内的传动链9分别设置前拨叉和后拨叉。
优选的,所述驱动机构包括设置在前机架上的驱动电机13，驱动电机13转轴与链条驱动轮I14固定连接，所述链条驱动轮I14通过链条15与固定在链条驱动轮I14下方的链条驱动轮II16连接，所述链条驱动轮II16与横向设置的横轴一端连接，横轴两端分别固定前拨叉和后拨叉，前拨叉和后拨叉的正上方位置安装有顶部转动轮；前拨叉及其正上方的顶部转动轮与前机架上的的传动链9紧密接触，后拨叉及其正上方的顶部转动轮与后机架上的的传动链9的紧密接触，传动链9通过若干分别设在前机架和后机架上的三角板8间隔悬吊有若干悬挂式机器人充电室2。
优选的,所述悬挂式机器人充电室2包括箱体17，箱体前面设有机器人出入门，箱体17底部设置载机板18，载机板18设置有横向设置拦机管20，拦机管20垂直连接五根纵向设置的定位防滑管21，所述相邻的两根定位防滑管21距离大于机器人车轮宽度，所述每根定位防滑管21设有与机器人上检测磁点装置对应的充电位置磁点，定位防滑管21外侧设置有充电箱10，箱体17顶部设有顶部悬梁17，顶部悬梁两侧设有三角板8，三角板8的两顶点固定连接于传动链9上；悬挂式机器人充电室2后部设置有四个导向滚轮，后机架左右两侧有一对镜像设置的用于给载悬挂式机器人充电室2的导向滚轮导向的导轮导轨19。
优选的,所述的导轮导轨19包括依次连接的弯曲导轨I、垂直导轨和弯曲导轨II，弯曲导轨I和弯曲导轨II分别对应内导轨和外导轨。
优选的,所述钢构支撑架底部四周的地面上设有护栏，钢构支撑架前端设有机器人出入口，所述机器人出入口的地下埋设有可以检测到机器人位置的机器人定位磁点。
所述机器人出入门为卷帘电机控制的卷帘门，所述卷帘电机受PLC驱动。
使用过程：
(1)机器人需要充电时，根据提前规划好的地图路径回到机器人出入口，经过定位磁点时停下，PLC检测到机器人到达位置后，驱动系统工作，将未停放车辆的悬挂式机器人充电室2传递至底部，同时打开机器人出入门开关，同时返回给机器人前进的命令；
(2)机器人进入充电室内后，到达充电位置磁点后停下，同时自锁轮胎，防止移动，充电箱接收到来自PLC的充电命令，控制电机101旋转，与电机101配合的齿轮102带动齿条103做直线运动，齿条103前端的充电插头105插向机器人充电口，当触碰开关碰触到充电箱10内壁时，认为充电插头105到达充电位置，电机101停止工作，给机器人充电，同时另将一未停放车辆的悬挂式机器人充电室2转动到车辆出入口位置即停，此时则可进行下一机器人充电操作；
PLC控制器驱动可循环充电室的工作的步骤如下：
(1)PLC控制系统驱动电机13旋转，通过驱动电机13和链条驱动轮I14、链条驱动轮II16带动横轴旋转，横轴带动前拨叉和后拨叉旋转，进而拨动传动链9旋转，然后通过传动链9上的三角板8与顶部悬梁7配合将悬挂式机器人充电室2停止到位，然后将机器人停放至悬挂式机器人充电室2上；
(2)在机器人停止后，通过控制系统控制驱动电机13动作，驱动电机13通过与链条驱动轮II16、横轴和前拨叉和后拨叉的配合，带动传动链9旋转，将悬挂式机器人充电室2提升到合适的位置即可。同时，悬挂式机器人充电室2在提升循环过程中，通过导向滚轮和导轮导轨19的配合，保证悬挂式机器人充电室2循环过程中的稳定性。

Claims (9)

1.一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,包括钢构支撑架(1)，钢构支撑架(1)的前后两侧悬吊有若干能上下循环运动的悬挂式机器人充电室(2)，悬挂式机器人充电室(2)内设有充电箱(10)；所述钢构支撑架(1)上设有驱动悬挂式机器人充电室(2)沿钢构支撑架(1)上下循环运动的驱动机构；所述驱动机构与PLC控制系统连接；还包括固定于地面的电控箱(3)，所述电控箱(3)输入端与外部供电网连接，输出端为所述充电箱(10)提供充电电力。
2.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述电控箱(3)输出端连接滑触线(4)，所述滑触线(4)固定于钢构支撑架(1)一侧，滑触线(4)用于将电控箱(3)提供的电能向充电电路组件传输；所述充电电路组件，包括集电器(5)和电滑环(6)，所述电滑环(6)连接于各个悬挂式机器人充电室(2)顶部悬梁(7)的一端，所述集电器(5)至少设置两个，分置于悬挂式机器人充电室(2)顶部悬梁(7)上，集电器(5)和顶部悬梁(7)分别连接三角板(8)，通过三角板(8)连接传动链(9)，集电器(5)随悬挂式机器人充电室(2)做循环移动，在移动过程中保持至少两个集电器(5)分别与滑触线(4)和电滑环(6)电连接；所述充电箱(10)与所述电滑环(6)连接，为停放在充电室(2)的巡检机器人充电。
3.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,充电箱(10)固定于悬挂式机器人充电室(2)上，所述充电箱(10)包括电机(101)、齿轮(102)、限位板、触碰开关、探出管(104)、齿条(103)、充电插头(105)；所述电机(101)、齿轮(102)、探出管(104)设置在充电箱(10)内，探出管(104)前端设有可穿过充电箱(10)的充电插头(105)，探出管(104)后端一侧设有与齿轮(102)啮合的齿条(103)，齿条(103)与充电插头(105)之间且位于充电箱(10)内的探出管(104)两侧设有限位板，所述限位板朝向充电插头的一侧设有触碰开关；所述齿条(103)和齿轮(102)均位于充电箱(10)内部，所述电机(101)通过齿轮(102)与齿条(103)啮合传动，所述充电插头(105)通过探出管(104)内的导线与电滑环(6)连接，PLC驱动电机(101)旋转。
4.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述钢构支撑架(1)包括结构相同的前后机架，分别设置在前后机架上的内轨道(11)和外轨道(12)之间设置传动链(9)，所述传动链(9)从上至下循环设立，对应前机架和后机架内的传动链(9)分别设置前拨叉和后拨叉。
5.根据权利要求4所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述驱动机构包括设置在前机架上的驱动电机(13)，驱动电机(13)转轴与链条驱动轮I(14)固定连接，所述链条驱动轮I(14)通过链条(15)与固定在链条驱动轮I(14)下方的链条驱动轮II(16)连接，所述链条驱动轮II(16)与横向设置的横轴一端连接，横轴两端分别固定前拨叉和后拨叉，前拨叉和后拨叉的正上方位置安装有顶部转动轮；前拨叉及其正上方的顶部转动轮与前机架上的的传动链(9)紧密接触，后拨叉及其正上方的顶部转动轮与后机架上的的传动链(9)的紧密接触，传动链(9)通过若干分别设在前机架和后机架上的三角板(8)间隔悬吊有若干悬挂式机器人充电室(2)。
6.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述悬挂式机器人充电室(2)包括箱体(17)，箱体前面设有机器人出入门，箱体(17)底部设置载机板(18)，载机板(18)设置有横向设置拦机管(20)，拦机管(20)垂直连接五根纵向设置的定位防滑管(21)，所述相邻的两根定位防滑管(21)距离大于机器人车轮宽度，所述每根定位防滑管(21)设有与机器人上检测磁点装置对应的充电位置磁点，定位防滑管(21)外侧设置有充电箱(10)，箱体(17)顶部设有顶部悬梁(17)，顶部悬梁两侧设有三角板(8)，三角板(8)的两顶点固定连接于传动链(9)上；悬挂式机器人充电室(2)后部设置有四个导向滚轮，后机架左右两侧有一对镜像设置的用于给载悬挂式机器人充电室(2)的导向滚轮导向的导轮导轨(19)。
7.根据权利要求6所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述的导轮导轨(19)包括依次连接的弯曲导轨I、垂直导轨和弯曲导轨II，弯曲导轨I和弯曲导轨II分别对应内导轨和外导轨。
8.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述钢构支撑架底部四周的地面上设有护栏，钢构支撑架前端设有机器人出入口，所述机器人出入口的地下埋设有可以检测到机器人位置的机器人定位磁点。
9.根据权利要求6所述的一种变电站巡检机器人用可循环充电室,其特征在于,所述机器人出入门为卷帘电机控制的卷帘门，所述卷帘电机受PLC驱动。
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