CN111064244B - 一种便于迁移的多功能充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于迁移的多功能充电系统，包括充电装置，所述充电装置包括有顶盖、立柱，底板组成；所述顶盖安装在立柱的顶端，底板安装在立柱的下端，所述立柱的上部设置有感应装置，所述底座下端设置有驱动装置，所述立柱内部设置有驱动模块、控制器、电源转换模块以及蓄电池组，所述底板被均匀设置有若干充电区域，所述充电区域内均独立设置有无线充电模块；所述电源转换模块分别与控制器和蓄电池组电连接；所述感应装置和驱动模块与控制器电连接。该方案设计的充电系统可以同时给多种不同的用电设备充电，同时可以自动规划路线，更好的服务用电设备。

Description

一种便于迁移的多功能充电系统

技术领域

本发明涉及智能充电领域，具体的，涉及一种便于迁移的多功能充电系统。

背景技术

随着人工智能技术的发展，用电设备制造和控制技术得到空前发展，用电设备被广泛应用于各个领域；电力领域由于电力设备大多都在室外，巡检线路复杂、人工巡检效率低下，越来越多的电力巡检用电设备被开发和制造投入使用，用电设备工作需要的电能由其内部可充电电池提供，当充电电池的电量不足以支持巡检任务时，需要维护人员及时充电，这样不仅浪费了人力还降低了巡检效率。

现有变电站巡检主要采用巡检用电设备以及无人机等电力巡检设备，在生产应用中，由于品牌繁多，管理平台各自独立，在实际应用中运维管理繁杂，不同厂家的用电设备充电结构、充电桩、电压以及逻辑等并不统一，为了解决用电设备的充电问题，实现不同厂家用电设备的充电切换、充电逻辑，实现不同厂家用电设备在同一环境内的正常充电需要开发一种适用于多种充电接口的智能充电系统。

现有的充电系统主要采用充电桩和充电室，由于充电桩和充电室的可迁移性低，当用巡检设备中途没电后，不能达到最近的充电系统补充电能，需要专人的维护，大大的增加巡检人员的劳动强度。

中国专利，公开号：CN109474034A，公开日：2019年3月15日，本发明公开了一种用电设备自主充电的设备、用电设备及其自主充电的系统，包括：电池电压检测电路，用于对可充电电池两端的电压进行降压处理，并实时检测可充电电池降压后的电压；充电检测电路，用于当用电设备的充电端子与充电桩的供电端子正确连接时，生成充电信号；分别与电池电压检测电路的输出端和充电检测电路的输出端连接的控制电路，用于当检测的电压小于预设充电电压时，控制用电设备运动至充电桩以进行充电连接；在接收到充电信号后控制充电桩开始为可充电电池充电。可见，本申请可使用电设备自主完成充电操作，无需工作人员亲自前往用电设备的工作现场完成用电设备的充电，进而节省了工作人员的时间，且提高了用电设备的充电效率，该技术方案可以实现巡检用电设备的自主充电，但只能是一种充电桩对应一种用电设备充电接口，不能解决一种充电设备对应多种型号用电设备充电接口的问题，其次，该充电桩没有迁移性。

发明内容

本发明的目的是解决现有变电站内的多种用电设备的自动充电问题，提出一种便于迁移的多功能充电系统，该方案设计的充电系统可以同时给多种不同的用电设备充电，同时可以自动规划路线，更好的服务用电设备。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种便于迁移的多功能充电系统，

包括充电装置，所述充电装置包括有顶盖、立柱，底板组成；所述顶盖安装在立柱的顶端，底板安装在立柱的下端，所述立柱的上部设置有感应装置，所述底板下端设置有驱动装置，所述立柱内部设置有驱动模块、控制器、电源转换模块以及蓄电池组，所述底板被均匀设置有若干充电区域，所述充电区域内均独立设置有无线充电模块；

所述电源转换模块分别与控制器和蓄电池组电连接；

所述感应装置和驱动模块与控制器电连接。

本方案中，蓄电池给控制器、感应装置、无线充电模块提供电源，感应装置可以探测路障以及识别用电设备，所述无线充电模块包括有无线充电线圈，所述无线充电线圈铺设在底板的底端形成充电区域，当用电设备到达充电区域时，控制器控制驱动模块动作，选择匹配用电设备的充电模式进行充电。

所述控制器包括有微处理器、通讯模块、存储器、定位器以及充电检测模块；

微处理器：用于对用电设备的充电需求信息进行分析，控制驱动模块执行充电动作；通过配电单元与蓄电池组电连接；

通讯模块：用于和用电设备进行通信，与微处理器电连接；

存储器：用于存储用电设备的ID信息、适配器型号信息以及充电故障信息，与微处理器电连接；

定位器：用于获取充电系统的位置信息，便于实现路径规划，与微处理器电连接；

充电检测模块：用于实施检测用电设备的充电状态，与微处理器电连接。

本方案中，微处理器接收到用电设备的充电请求信息，当系统预判到电量不足以支撑下一次巡检任务时，微处理器通过通讯模块与用电设备进行信息交互，获取用电设备的位置信息，制定充电回归路径，当用电设备到达充电区域时，控制器控制驱动装置动作，进而使得适配器驱动装置动作，适配器驱动装置经过初始位置矫正后，驱使与用电设备匹配的适配器下行，与用电设备的接口连接，进行充电，装置结构设计巧妙，可以保障用电设备自动充电顺利进行。

所述驱动装置包括有基板、传动轴、驱动轮、转向轮、驱动电机以及转向电机，所述基板固定设置在立柱的下端，所述驱动电机和转向电机固定安装在基板上，所述传动轴与驱动电机传动连接，所述传动轴的两端设置有驱动轮，所述转向电机的下端设置有转向轮，所述驱动电机以及转向电机分别与驱动模块电连接。

本方案中，转向轮和驱动轮分别通过转向电机和驱动电机单独控制，使得充电装置可以自由移动。

所述立柱的基座上设置有步进电机，所述步进电机的输出轴套接有丝杆，所述底板的中轴设置有匹配丝杆的内螺纹，所述步进电机与底板传动连接。

本方案中，当充电装置需要移动时，步进电机正向转动，底板上升；当充电装置到达移动地点时，步进电机反向转动，底板下降。

所述的驱动模块包括有适配器驱动模块、电机驱动模块、转向驱动模块以及升降驱动模块，所述适配器驱动模块、电机驱动模块、转向驱动模块以及升降驱动模块分别与微处理器电连接，所述适配器驱动模块与无线充电线圈电连接，所述电机驱动模块与驱动电机电连接，所述转向驱动模块与转向电机电连接，所述升降驱动模块与步进电机电连接。

本方案中，适配器驱动模块，根据用电设备的型号和用电设备的充电规格选择充电策略，控制无线充电模块给 用电设别充电；电机驱动模块和转向模块控制充电装置的移动和转向，当路径规划完成后，控制器控制电机驱动模块、转向驱动模块的动作，进而使得充电装置按指定路径移动；升降驱动模块控制底板的的上移或者下移，当充电装置需要移动时，底板上移，当充电装置到达指定地点时，底板下移，便于用电设备自行到达充电区域充电。

所述感应装置包括安装盘和若干红外摄像头，所述安装盘套接在立柱的上端，所述红外摄像头均匀设置在安装盘的外圈，所述红外摄像头与控制器电连接。

本方案中，红外摄像头的作用是识别用电设备的型号，以便于控制器做出充电策略，以及识别充电设备移动过程中的路障信息，便于控制器及时调整行进路径。

所述的顶盖的上端设置有若干太阳能发电板，所述太阳能发电板通过电力转换模块与蓄电池组电连接。

本方案中，顶板一方面可以防止底板雨淋日晒，另一方面，上面设置有若干太阳能发电板，可以高效的为蓄电池提供电能，节省能源，便于维护，其次，可以依赖充电装置的移动特性，自动寻找阳光直照区域进行充电，提高充电效率。

所述的微处理器采用Atmel89C51型号单片机。

本方案中，Atmel89C51型号的单片机具有高效的运转的性能，能够适应实时性较高的系统。

所述的通讯模块采用1553B通信模块。

本方案中，1553B通信模块数据传输性能稳定，兼容性能好。

所述的定位器采用SKYLAB北斗模块。

本方案中，SKYLAB北斗模块定位精确，抗干扰性能强。

本发明的有益效果：

1、本发明通过用电设备与充电系统进行信息交互，可以及时的给用电设备补充电能，延长用电设备的续航时间；

2、针对巡检区域内的用电设备种类不同，充电系统上设置有对应的充电策略，能够满足巡检区域内用电设备的充电问题；

3、充电装置可以向指定地点行进，并能够自动寻找光照度高的区域充电，提高充电效率；

4、充电系统自动给不同型号的用电设备充电，并实时监控充电状态，大大节省了巡检区域的设备维护费用，提高了用电设备巡检的效率；

附图说明

图1为本发明一种便于迁移的多功能充电系统的结构示意图。

图2为本发明一种便于迁移的多功能充电系统的充电装置结构图。

图3为本发明一种便于迁移的多功能充电系统的底板结构结构图。

图4为本发明一种便于迁移的多功能充电系统的充电装置侧视图。

图中标记说明：1-微处理器，11-存储器，12-通讯模块，13-定位器，14-充电检测模块，15-电源转换模块，16-蓄电池组，2-驱动模块，21-适配器驱动模块，22-电机驱动模块，23-转向驱动模块，24-升降驱动模块，25-无线充电模块，26-驱动电机，27-转向电机，28-步进电机，31-顶盖，32-底板，33-立柱，34-感应装置，35-基板，36-驱动轮，37-转向轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例，如图1所示，一种便于迁移的多功能充电系统，包括有充电装置和控制器组成，控制器由微处理器1、通讯模块12、存储器11、定位器13以及充电检测模块14组成；微处理器1采用Atmel89C51型号单片机：用于对用电设备的充电需求信息进行分析，控制驱动模块2执行充电动作；通过配电单元与蓄电池组16电连接；通讯模块12采用1553B通信模块：用于和用电设备进行通信，与微处理器1电连接；存储器11：用于存储用电设备的ID信息、适配器型号信息以及充电故障信息，与微处理器1电连接；定位器13采用SKYLAB北斗模块：用于获取充电系统的位置信息，便于实现路径规划，与微处理器1电连接；充电检测模块14：用于实施检测用电设备的充电状态，与微处理器1电连接。

本实施例中，微处理器1接收到用电设备的充电请求信息，当系统预判到电量不足以支撑下一次巡检任务时，微处理器1通过通讯模块12与用电设备进行信息交互，获取用电设备的位置信息，制定充电回归路径，当用电设备到达充电区域时，控制器控制驱动装置动作，进而使得适配器驱动装置动作，适配器驱动装置经过初始位置矫正后，驱使与用电设备匹配的适配器下行，与用电设备的接口连接，进行充电，装置结构设计巧妙，可以保障用电设备自动充电顺利进行。

如图2所示，充电装置由顶盖31、立柱33和底板32组成；顶盖31安装在立柱33的顶端，顶盖31的上端设置有若干太阳能发电板，太阳能发电板通过电力转换模块与蓄电池组16电连接；底板32安装在立柱33的下端，立柱33的上部设置有感应装置34，底板下端设置有驱动装置，感应装置34由安装盘和若干红外摄像头组成，安装盘套接在立柱33的上端，红外摄像头均匀设置在安装盘的外圈，红外摄像头与控制器电连接，红外摄像头的作用是识别用电设备的型号，以便于控制器做出充电策略，以及识别充电设备移动过程中的路障信息，便于控制器及时调整行进路径；立柱33内部设置有控制器、驱动模块2、控制器、电源转换模块15以及蓄电池组16，如图3所示，底板32被均匀设置有若干充电区域，充电区域内均独立设置有无线充电模块25；电源转换模块15分别与控制器和蓄电池组16电连接；感应装置34和驱动模块2与控制器电连接。

本实施例中，顶板一方面可以防止底板32雨淋日晒，另一方面，上面设置有若干太阳能发电板，可以高效的为蓄电池提供电能，节省能源，便于维护，其次，可以依赖充电装置的移动特性，自动寻找阳光直照区域进行充电，提高充电效率；蓄电池给控制器、感应装置34、无线充电模块25提供电源，感应装置34可以探测路障以及识别用电设备，所述无线充电模块25包括有无线充电线圈，所述无线充电线圈铺设在底板32的底端形成充电区域，当用电设备到达充电区域时，控制器控制驱动模块2动作，选择匹配用电设备的充电模式进行充电。

如图4所示，驱动装置由基板35、传动轴、驱动轮36、转向轮37、驱动电机26以及转向电机27组成，所述基板35固定设置在立柱33的下端，驱动电机26和转向电机27固定安装在基板35上，传动轴与驱动电机26传动连接，传动轴的两端设置有驱动轮36，转向电机27的下端设置有转向轮37，驱动电机26以及转向电机27分别与驱动模块2电连接。

本实施例中，转向轮37和驱动轮36分别通过转向电机27和驱动电机26单独控制，使得充电装置可以自由移动。

立柱33的基座上设置有步进电机28，步进电机28的输出轴套接有丝杆，底板32的中轴设置有匹配丝杆的内螺纹，步进电机28与底板32传动连接。

本实施例中，当充电装置需要移动时，步进电机28正向转动，底板32上升；当充电装置到达移动地点时，步进电机28反向转动，底板32下降。

驱动模块由适配器驱动模块21、电机驱动模块22、转向驱动模块23以及升降驱动模块24组成，适配器驱动模块21、电机驱动模块22、转向驱动模块23以及升降驱动模块24分别与微处理器1电连接，适配器驱动模块21与无线充电线圈电连接，电机驱动模块22与驱动电机26电连接，转向驱动模块23与转向电机27电连接，升降驱动模块24与步进电机28电连接。

本实施例中，适配器驱动模块21，根据用电设备的型号和用电设备的充电规格选择充电策略，控制无线充电模块25给 用电设别充电；电机驱动模块22和转向模块控制充电装置的移动和转向，当路径规划完成后，控制器控制电机驱动模块22、转向驱动模块23的动作，进而使得充电装置按指定路径移动；升降驱动模块24控制底板32的的上移或者下移，当充电装置需要移动时，底板32上移，当充电装置到达指定地点时，底板32下移，便于用电设备自行到达充电区域充电。

感应装置34包括安装盘和若干红外摄像头，安装盘套接在立柱33的上端，红外摄像头均匀设置在安装盘的外圈，红外摄像头与控制器电连接。

本实施例中，红外摄像头的作用是识别用电设备的型号，以便于控制器做出充电策略，以及识别充电设备移动过程中的路障信息，便于控制器及时调整行进路径。

以上所述之具体实施方式为本发明一种便于迁移的多功能充电系统的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

包括充电装置，所述充电装置包括有顶盖、立柱以及底板组成；所述顶盖安装在立柱的顶端，底板安装在立柱的下端，所述立柱的上部设置有感应装置，所述底板下端设置有驱动装置，所述立柱内部设置有驱动模块、控制器、电源转换模块以及蓄电池组，所述底板被均匀设置有若干充电区域，所述充电区域内均独立设置有无线充电模块；

所述电源转换模块分别与控制器和蓄电池组电连接；

所述感应装置和驱动模块与控制器电连接，

所述驱动装置包括有基板、传动轴、驱动轮、转向轮、驱动电机以及转向电机，所述基板固定设置在立柱的下端，所述驱动电机和转向电机固定安装在基板上，所述传动轴与驱动电机传动连接，所述传动轴的两端设置有驱动轮，所述转向电机的下端设置有转向轮，所述驱动电机以及转向电机分别与驱动模块电连接，

所述立柱的基座上设置有步进电机，所述步进电机的输出轴套接有丝杆，所述底板的中轴设置有匹配丝杆的内螺纹，所述步进电机与底板传动连接，充电装置移动时，步进电机正向转动，底板上升；充电装置到达移动地点时，步进电机反向转动，底板下降，便于用电设备自行到达充电区域充电。

2.根据权利要求1所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述控制器包括有微处理器、通讯模块、存储器、定位器以及充电检测模块；

微处理器：用于对用电设备的充电需求信息进行分析，控制驱动模块执行充电动作；通过配电单元与蓄电池组电连接；

通讯模块：用于和用电设备进行通信，与微处理器电连接；

存储器：用于存储用电设备的ID信息、适配器型号信息以及充电故障信息，与微处理器电连接；

定位器：用于获取充电系统的位置信息，便于实现路径规划，与微处理器电连接；

充电检测模块：用于实施检测用电设备的充电状态，与微处理器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：所述的驱动模块包括有适配器驱动模块、电机驱动模块、转向驱动模块以及升降驱动模块，所述适配器驱动模块、电机驱动模块、转向驱动模块以及升降驱动模块分别与微处理器电连接，所述适配器驱动模块与无线充电线圈电连接，所述电机驱动模块与驱动电机电连接，所述转向驱动模块与转向电机电连接，所述升降驱动模块与步进电机电连接。

4.根据权利要求1所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述感应装置包括安装盘和若干红外摄像头，所述安装盘套接在立柱的上端，所述红外摄像头均匀设置在安装盘的外圈，所述红外摄像头与控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述的顶盖的上端设置有若干太阳能发电板，所述太阳能发电板通过电力转换模块与蓄电池组电连接。

6.根据权利要求2所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述的微处理器采用Atmel89C51型号单片机。

7.根据权利要求2所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述的通讯模块采用1553B通信模块。

8.根据权利要求2所述的一种便于迁移的多功能充电系统，其特征在于：

所述的定位器采用SKYLAB北斗模块。

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