CN111064264A - 一种轨道式巡检机器人充电装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道式巡检机器人充电装置及其工作方法，该装置包括轨道组件、固定充电组件、活动充电组件以及电池；固定充电组件包括与外部供电设备连接的固定铜柱，固定铜柱连接于轨道组件上；轨道组件滑动连接有机器人，活动充电组件包括活动铜柱，活动铜柱包括铜柱本体以及轴肩，铜柱本体靠近固定铜柱的一端与轴肩连接，轴肩的边缘呈圆弧状布置；机器人靠近固定铜柱的一端与活动铜柱连接，活动铜柱与电池连接；当活动铜柱与固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池进行充电。本发明可自适应地调整接触位置，使活动铜柱与固定铜柱在机器人充电期间紧密接触，防止活动铜柱与固定铜柱的脱落，实现巡检机器人安全稳定地充电。

Description

一种轨道式巡检机器人充电装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及轨道式巡检机器人，更具体地说是指一种轨道式巡检机器人充电装置及其工作方法。

背景技术

随着国家对电力基础设施的大力发展，配电房的数量也随之直线增加。配电房里有大量的配电柜，考虑到其特殊性，需要实时对其进行监测。为节约人力成本，目前市面上存在应用于这种室内的巡检机器人对其进行定期巡检。巡检机器人采用可充电电池对其进行供电，由于该机器人运行周期长，负载大，并实时的将采集到的信息反馈至终端，如果充电过程不能稳定安全的进行，对机器人巡检任务影响很大，同时容易产生电火花引起一些安全隐患，所以该机器人充电桩的稳定性就和安全性要求就很高。

对于轨道式巡检机器人，充当装置是机器的能量源泉，配电房内柜体一般较多，单个柜体上需要记录的信息也较多，所以其单个配电房的巡检任务量是很大的，如果不能保证充电过程的安全稳定进行，机器人巡检任务是无法进行的，这样就失去了机器代替人工巡检的意义。目前市面上轨道式巡检机器人的充电方式多采用单一的接触式充电，充电时易造成接触不良等问题，容易使得充电触头脱落，从而影响充电质量。

因此，有必要设计一种新的装置，实现巡检机器人安全稳定地充电。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种轨道式巡检机器人充电装置及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轨道式巡检机器人充电装置，包括轨道组件、固定充电组件、活动充电组件以及电池；所述固定充电组件包括与外部供电设备连接的固定铜柱，所述固定铜柱连接于所述轨道组件上；所述轨道组件滑动连接有机器人，所述活动充电组件包括活动铜柱，所述活动铜柱包括铜柱本体以及轴肩，所述铜柱本体靠近所述固定铜柱的一端与所述轴肩连接，所述轴肩的边缘呈圆弧状布置；所述机器人靠近所述固定铜柱的一端与所述活动铜柱连接，所述活动铜柱与所述电池连接；当所述活动铜柱与所述固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池进行充电。

其进一步技术方案为：所述固定铜柱靠近所述活动铜柱的一端朝内凹陷，形成供活动铜柱插设在内的凹槽。

其进一步技术方案为：所述轴肩靠近所述固定铜柱的一端设有抵接块，所述抵接块的两侧面沿着自左向右朝远离所述固定铜柱的方向倾斜布置；所述凹槽的两侧壁沿着自左向右朝靠近所述抵接块的方向倾斜布置，所述抵接块嵌入所述凹槽内。

其进一步技术方案为：所述固定充电组件还包括安装座，所述安装座固定连接于所述轨道组件上，所述固定铜柱安装于所述安装座靠近所述活动铜柱的一端。

其进一步技术方案为：所述固定充电组件还包括第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器以及所述第二传感器分别通过固定架连接于所述轨道组件上，且所述安装座通过固定架连接于所述轨道组件上。

其进一步技术方案为：所述活动充电组件包括安装壳体，所述安装壳体内设有安装板，所述铜柱本体插设在所述安装壳体内，所述轴肩位于所述安装壳体外，所述铜柱本体的内端与所述安装板之间设有复位弹簧。

其进一步技术方案为：所述安装板上设有插孔；所述铜柱本体包括第一铜柱体以及第二铜柱体，所述第二铜柱体的直径大于所述第一铜柱体的直径；所述第一铜柱体插设在所述插孔内，所述复位弹簧置于所述第二铜柱体与所述安装板之间。

其进一步技术方案为：所述安装壳体靠近所述固定铜柱的一端设有挡板。

其进一步技术方案为：所述安装壳体内设有铜鼻子，所述铜鼻子分别与所述电池以及所述第一铜柱体连接。

本发明还提供了一种轨道式巡检机器人充电装置的工作方法，包括：

当活动铜柱与所述固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池进行充电；充电完毕后，机器人沿着轨道组件滑动，以使得固定铜柱与活动铜柱断开连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过固定充电组件以及活动充电组件，由机器人在轨道上的滑动实现活动充电组件的移动，当需要进行充电时，活动充电组件在机器人的带动下，移动至活动铜柱与固定铜柱抵接，便可进行完成外部供电设备与电池的连通，设置边缘呈圆弧状布置的轴肩，在进行固定铜柱与活动铜柱的抵接时，可自适应地调整接触位置，使活动铜柱与固定铜柱在机器人充电期间紧密接触，防止活动铜柱与固定铜柱的脱落，实现巡检机器人安全稳定地充电。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种轨道式巡检机器人充电装置的立体结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的活动充电组件的爆炸结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的活动铜柱的立体结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的安装板的立体结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的固定充电组件的爆炸结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的固定铜柱的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～6所示的具体实施例，本实施例提供的一种轨道式巡检机器人充电装置，可以运用在轨道10式巡检机器人20的充电过程中，实现巡检机器人20安全稳定地充电。

请参阅图1，上述的一种轨道式巡检机器人充电装置，包括轨道组件、固定充电组件、活动充电组件30以及电池40；轨道组件实现机器人20的滑动，机器人20上带有活动充电组件30以及电池40，通过机器人20的滑动，使得活动充电组件30与固定充电组件抵接，外部供电设备经过该固定充电组件和活动充电组件30后对电池40进行充电，充电完毕后，机器人20沿着轨道组件滑动，以断开外部供电设备对电池40的充电。

具体地，上述的固定充电组件包括与外部供电设备连接的固定铜柱，固定铜柱连接于轨道组件上。具体地，上述的固定铜柱通过电路控制板与电气控制箱连接，电气控制箱与外部供电设备连接。

固定铜柱是固定在轨道组件上的，通过电路控制板与电气控制箱相连，用于控制机器人20充电过程中的接触。电气控制箱固定在墙面直接相连于配电房取电处，内部具有接线端子，电源适配器以及空开等电气装置，用于220V交流与电池40所需电源的转换。电气控制箱以及固定铜柱、活动铜柱相互协调配合，完成充电整个过程。

另外，请参阅图3，上述的轨道组件滑动连接有机器人20，活动充电组件30包括活动铜柱，活动铜柱包括铜柱本体以及轴肩31，铜柱本体靠近固定铜柱的一端与轴肩31连接，轴肩31的边缘呈圆弧状布置；轴肩31的边缘通过圆弧设计，在活动充电组件30中可以左右上下四向晃动，与固定铜柱的接触，能够实现自适应，如果轨道10固定充电组件安装时有些误差，通过这个自适应作用也能实现活动铜柱插入固定铜柱的凹槽551中，实现紧密接触，完成整个充电过程，实现巡检机器人20安全稳定地充电。

另外，上述的机器人20靠近固定铜柱的一端与活动铜柱连接，活动铜柱与电池40连接；当活动铜柱与固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池40进行充电。

在一实施例中，请参阅图6，上述的固定铜柱靠近活动铜柱的一端朝内凹陷，形成供活动铜柱插设在内的凹槽551。利用凹槽551与活动铜柱的连接方式，充电触头即活动铜柱以及固定铜柱在机器人20充电期间紧密接触，防止触头之前脱落，从而保证充电过程安全稳定的进行。

另外，上述的固定铜柱包括固定铜块55以及连接铜柱56，上述的固定铜块55上设有上述的凹槽551，连接铜柱56的一端与固定铜块55连接，连接铜柱56的另一端与电路控制板连接。

在一实施例中，请参阅图3，上述的轴肩31靠近固定铜柱的一端设有抵接块311，抵接块311的两侧面沿着自左向右朝远离固定铜柱的方向倾斜布置；凹槽551的两侧壁沿着自左向右朝靠近抵接块311的方向倾斜布置，抵接块311嵌入凹槽551内。

抵接块311的两侧面的倾斜角度与凹槽551两侧壁的倾斜程度相同，固定铜柱的有凹槽551与活动铜柱的抵接块311是通过斜面接触配合的，能够更好地提高抵接块311与凹槽551的切合程度以及切合面积，进而提高机器人20充电过程的稳定性。

在一实施例中，请参阅图5，上述的固定充电组件还包括安装座，安装座固定连接于轨道组件上，固定铜柱安装于安装座靠近活动铜柱的一端。

具体地，固定充电组件还包括第一传感器51以及第二传感器52，第一传感器51以及第二传感器52分别通过固定架50连接于轨道组件上，且安装座通过固定架50连接于轨道组件上。

上述安装座的上端设有U型槽，供第一传感器51以及第二传感器52穿过，上述的安装座包括第一前盖54以及第一后壳53，所述第一后壳53与固定架50连接，第一前盖54与第一后壳53连接，且固定铜柱固定在第一前盖54靠近活动铜柱的一端。从而实现第一传感器51、第二传感器52以及固定铜柱的固定。上述的连接铜柱56插设在第一前盖54以及第一后壳53围合形成的空腔内。

安装座上安装有并行的第一传感器51以及第二传感器52，用来检测活动铜柱随机器人20运行的具体位置。第一传感器51以及第二传感器52的安装位置时通过精密计算的，当活动铜柱运行至指定位置，第一传感器51以及第二传感器52向与电路控制板发出充电请求，电路控制板认定固定充电组件以及活动充电组件30在此位置时活动铜柱与固定铜柱已接触，启动电路控制板上的继电器，固定铜柱便与电气控制箱的电路相通，通过两端接触的固定铜柱以及活动铜柱对电池40进行充电，充电全程进行监控，同时读取电池40的电量。当检测到电池40电量已达到设定要求，电路控制板发出命令停止充电，轨道10端充电装置继电器关闭，电气控制箱与固定铜柱断开连接，机器人20充电即结束，随即可进行配电柜巡检，操作方便且安全性高。

在一实施例中，请参阅图2，上述的活动充电组件30包括安装壳体，安装壳体内设有安装板34，铜柱本体插设在安装壳体内，轴肩31位于安装壳体外，铜柱本体的内端与安装板34之间设有复位弹簧(图中未示出)。

活动铜柱的头部有斜角，端部连接复位弹簧，通过安装板34固定限位，这三者的作用使得活动铜柱可以在充电装置中通过弹簧力伸缩运动，并运动距离得到限定，实现自适应的作用，利用借助复位弹簧，对活动铜柱与固定铜柱抵接时，起到一定的缓冲作用，减少活动铜柱与固定铜柱之间的撞击力。

在一实施例中，请参阅图3与图4，上述的安装板34上设有插孔341；铜柱本体包括第一铜柱体33以及第二铜柱体32，第二铜柱体32的直径大于第一铜柱体33的直径；第一铜柱体33插设在插孔341内，复位弹簧置于第二铜柱体32与安装板34之间，另外，上述安装板34靠近所述铜柱本体的一端设有限位环341，上述的限位环341位于插孔341的外周，对复位弹簧的安装起到限位作用。

另外，在本实施例中，铜柱本体还包括连接在所述第二铜柱体32以及轴肩31之间的限位块321，以起到活动铜柱的安装限位。

通过第一铜柱体33的移动，带动第二铜柱体32压缩复位弹簧，当固定铜柱与抵接块311抵接时，复位弹簧处于压缩状态，当固定铜柱脱开与抵接块311的抵接时，复位弹簧恢复原位。

在一实施例中，请参阅图1与图2，上述的安装壳体靠近固定铜柱的一端设有挡板37。

当抵接块311插设在固定铜柱的凹槽551内时，挡板37抵接第一传感器51以及第二传感器52，以触发第一传感器51和第二传感器52对电路控制板发起可进行充电的信号，进而进行机器人20电池40的充电，操作简单，安全性高。

在一实施例中，请参阅图2，上述的安装壳体内设有铜鼻子36，铜鼻子36分别与电池40以及第一铜柱体33连接，利用铜鼻子36实现电池40与活动铜柱的连接，以完成充电操作。

通过采用自适应接触方式，控制活动铜柱以及固定铜柱的接触，同时通过第一传感器51以及第二传感器52控制充电电流以及对充电过程的实时监控，以此来保证机器人20充电过程安全稳定的进行。

在本实施例中，请参阅图2，上述的安装壳体包括第二前盖38以及第二后壳39，上述的第二后壳39与第二前盖38连接，第二后壳39连接于机器人20上，且安装板34置于第二前盖38以及第二后壳39围合形成的容腔内，且轴肩31置于第二前盖38靠近固定充电组件的一端；轴肩31的边缘通过圆弧设计，在第二前盖38中可以左右上下四向晃动，与固定铜柱的接触，能够实现自适应，如果固定充电组件装时有些误差，通过这个自适应作用也能实现抵接块311插入凹槽551中，实现紧密接触，完成整个充电过程。

在本实施例中，上述的轨道组件包括轨道10，上述的机器人20的上端通过滚轮11与轨道10滑动连接。

上述的一种轨道式巡检机器人充电装置，通过固定充电组件以及活动充电组件30，由机器人20在轨道10上的滑动实现活动充电组件30的移动，当需要进行充电时，活动充电组件30在机器人20的带动下，移动至活动铜柱与固定铜柱抵接，便可进行完成外部供电设备与电池40的连通，设置边缘呈圆弧状布置的轴肩31，在进行固定铜柱与活动铜柱的抵接时，可自适应地调整接触位置，使活动铜柱与固定铜柱在机器人20充电期间紧密接触，防止活动铜柱与固定铜柱的脱落，实现巡检机器人20安全稳定地充电。

在一实施例中，还提供了一种轨道式巡检机器人充电装置的工作方法，包括：

当活动铜柱与固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池40进行充电；充电完毕后，机器人20沿着轨道组件滑动，以使得固定铜柱与活动铜柱断开连接。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述一种轨道式巡检机器人充电装置的充电方法的具体实现过程，可以参考前述的一种轨道式巡检机器人充电装置实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，包括轨道组件、固定充电组件、活动充电组件以及电池；所述固定充电组件包括与外部供电设备连接的固定铜柱，所述固定铜柱连接于所述轨道组件上；所述轨道组件滑动连接有机器人，所述活动充电组件包括活动铜柱，所述活动铜柱包括铜柱本体以及轴肩，所述铜柱本体靠近所述固定铜柱的一端与所述轴肩连接，所述轴肩的边缘呈圆弧状布置；所述机器人靠近所述固定铜柱的一端与所述活动铜柱连接，所述活动铜柱与所述电池连接；当所述活动铜柱与所述固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述固定铜柱靠近所述活动铜柱的一端朝内凹陷，形成供活动铜柱插设在内的凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述轴肩靠近所述固定铜柱的一端设有抵接块，所述抵接块的两侧面沿着自左向右朝远离所述固定铜柱的方向倾斜布置；所述凹槽的两侧壁沿着自左向右朝靠近所述抵接块的方向倾斜布置，所述抵接块嵌入所述凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述固定充电组件还包括安装座，所述安装座固定连接于所述轨道组件上，所述固定铜柱安装于所述安装座靠近所述活动铜柱的一端。

5.根据权利要求4所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述固定充电组件还包括第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器以及所述第二传感器分别通过固定架连接于所述轨道组件上，且所述安装座通过固定架连接于所述轨道组件上。

6.根据权利要求3所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述活动充电组件包括安装壳体，所述安装壳体内设有安装板，所述铜柱本体插设在所述安装壳体内，所述轴肩位于所述安装壳体外，所述铜柱本体的内端与所述安装板之间设有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述安装板上设有插孔；所述铜柱本体包括第一铜柱体以及第二铜柱体，所述第二铜柱体的直径大于所述第一铜柱体的直径；所述第一铜柱体插设在所述插孔内，所述复位弹簧置于所述第二铜柱体与所述安装板之间。

8.根据权利要求7所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述安装壳体靠近所述固定铜柱的一端设有挡板。

9.根据权利要求7所述的一种轨道式巡检机器人充电装置，其特征在于，所述安装壳体内设有铜鼻子，所述铜鼻子分别与所述电池以及所述第一铜柱体连接。

10.一种轨道式巡检机器人充电装置的工作方法，其特征在于，包括：

当活动铜柱与所述固定铜柱抵接时，外部供电设备通过固定铜柱与活动铜柱对电池进行充电；充电完毕后，机器人沿着轨道组件滑动，以使得固定铜柱与活动铜柱断开连接。

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