CN111755898A - 一种磁吸式电源插座和插头及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁吸式电源插座，包括：插座本体；接头，所述接头包括2根，接头为导电材质，2根接头分别连接电源的正极和负极，2根接头设置在插座本体同一侧表面；还包括：第一磁铁，所述第一磁铁设置在与接头同一侧的插座本体表面；第二磁铁，所述第二磁铁设置在与接头同一侧的插座本体表面，第二磁铁与第一磁铁在同一侧的磁极相反。以解决现有技术的普通插头通过操控无人机很难对准普通插座，也很难插入普通插座的问题。

Description

一种磁吸式电源插座和插头及控制方法

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种磁吸式电源插座和插头及控制方法。

背景技术

光伏发电是一种清洁能源发电技术，它是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。其中光伏板接收日照的强度是影响光伏发电效率的主要因素之一，如果光伏板表面沾满灰尘或者被杂物掩盖，将使得光伏板接收日照的强度相对下降，从而使得发电效率降低，因此为了保证发电效率，对光伏板表面进行定期清理是必不可少的。

现有技术中，对光伏板的清扫主要采用以下方式：

1） 人工清扫，人工清扫存在的问题是劳动效率较低，面对大规模的光伏电站清理成本高，并且对于高处安装的光伏板，使用人清理也较危险；

2） 在光伏板上增加如雨刮类的装置，定期打开雨刮装置对光伏板进行清扫，这种方式存在的问题是需要在光伏板上另外增加一套装置，附加的装置使光伏板改造成本非常高；

3） 使用带清扫刷的车子，移动车子的过程中清扫刷在光伏板上表面扫过，从而对光伏板进行清扫，这种方式存在的问题是适用范围较窄，只能用于场地较平坦的地区，对于安装在山区、凹凸不平地面或高处的光伏板，这种方式并不适用。

为了解决上述问题，申请人研制了一种光伏板无人机清扫系统，包括：无人机；扫地机器人，所述扫地机器人通过抓放装置与无人机连接，所述抓放装置与无人机电连接。但是申请人在实际使用中发现，这种光伏板无人机清扫系统的无人机由于现阶段电池技术的限制，使用时长不超过30分钟，每隔30分钟需要回到控制室换电池或充电，由于光伏板铺设面积很广，有很多光伏板距离控制室较远，换电池或充电的往返距离长，往往返回控制室换电池或充电再回到光伏板以后电池就掉了一大半，工作几分钟以后又得返回控制室充电，导致单位电量的利用率并不高。申请人试图通过在每个光伏板上安装普通电源插座，在无人机上安装电源插头，但是使用时发现普通插头通过操控无人机很难对准普通插座，也很难插入普通插座。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种带磁吸式电源插座和插头及控制方法。

本发明的技术方案是：一种磁吸式电源插座，包括：

插座本体；

接头，所述接头包括2根，接头为导电材质，2根接头分别连接电源的正极和负极，2根接头设置在插座本体同一侧表面；

还包括：

第一磁铁，所述第一磁铁设置在与接头同一侧的插座本体表面；

第二磁铁，所述第二磁铁设置在与接头同一侧的插座本体表面，第二磁铁与第一磁铁在同一侧的磁极相反。

进一步地，还包括：

控制器，所述第一磁铁和第二磁铁为电磁铁，第一磁铁与控制器电连接，第二磁铁与控制器电连接；

光电开关，所述光电开关设置在插座本体上，光电开关检测方位为接头所在的插座本体表面的正上方，光电开关与控制器电连接。

进一步地，所述插座本体还包括：

活动孔，所述活动孔与接头相匹配，接头活动插接在活动孔中；

压簧，所述压簧一端连接接头底面，压簧另一端固定连接活动孔底面，活动孔的长度大于压簧被压缩最大时的长度和接头长度之和。

进一步地，所述活动孔远离底面的一端为喇叭形开口。

进一步地，还包括：

通信模块，所述通信模块与控制器电连接。

一种磁吸式电源插头，包括：

插头本体；

插杆，所述插杆包括2根，2根插杆上分别连接正极导线和负极导线，2根插杆为导电材质，2根插杆固定连接在插头本体同一侧的表面，插杆与接头相匹配，插杆直径小于活动孔；

第三磁铁，所述第三磁铁固定连接在插头本体上与插杆同一侧的表面；

第四磁铁，所述第四磁铁固定连接在插头本体上与插杆同一侧的表面，第四磁铁与第三磁铁在同一侧的磁极相反；

其中，当连接正极导线的插杆位于连接电源正极的接头正上方，且连接负极导线的插杆位于连接电源负极的接头正上方时，第三磁铁位于第一磁铁正上方，第三磁铁与第一磁铁相对的一面磁极相反，第四磁铁位于第二磁铁正上方，第四磁铁与第二磁铁相对的一面磁极相反。

进一步地，还包括：

电动收线器，所述正极导线和负极导线远离本体的一端与电动收线器连接，电动收线器与无人机电连接。

一种磁吸式电源插头和插座的控制方法，所述方法包括连接方法：

光电开关将检测信号传送给控制器，控制器根据检测信号判断光电开关正上方是否有物体，如果控制器判断光电开关正上方有物体，控制器控制第一磁铁和第二磁铁打开。

进一步地，还包括分离方法：

通信模块接收无人机电池电量信号并发送给控制器，如果电池电量超过设定值，控制器控制第一磁铁和第二磁铁的电流反向，同时无人机控制电动收线器收线，5秒以后控制器断开第一磁铁和第二磁铁的电流。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，

1）本发明使用时两个接头分别连接光伏板电源正极和负极，同时在插座本体上设置第一磁铁和第二磁铁，当无人机将插头悬吊在插座正上方时，插头上的第三磁铁与插座上的第一磁铁产生磁吸力，插头上的第四磁铁与插座上的第二磁铁产生磁吸力，使得与正极导线连接的插杆对应于与电源正极连接的接头，与负极导线连接的插杆对应于与电源负极连接的接头，插杆与接头在第三磁铁与第一磁铁的磁吸力，第四磁铁与第二磁铁的磁吸力作用下相互接触并压紧，使得光伏板电源能够通过插头向无人机充电，并且连接正极导线的插杆能够自动对准接触连接光伏板电源正极的接头，连接负极导线的插杆能够自动对准接触连接光伏板电源负极的接头，因此本发明使用时插头与插座能够对准更加简单，且能够自动连接插座；

2）本发明通过光电开关检测插座本体正上方是否有物体遮挡，如果有控制器控制第一磁铁和第二磁铁通电，使得第一磁铁和第三磁铁产生磁场，第二磁铁与第四磁铁的磁场相互作用使得插头与插座相互对准，光电开关的使用使得第一磁铁和第二磁铁只有在插头接近插座时才通电，其余时候均不通电，起到节约用电的作用；

3）本发明通过将接头活动插接在活动孔中，并使用压簧连接接头底部和活动孔底部，使得插杆和接头在外界压力下能够被压入活动孔中，插杆与接头同时进入活动孔，使得插杆与接头的连接更加稳固，另外接头缩回活动孔的同时，第三磁体与第四磁铁更加接近第一磁铁与第二磁铁，从而使得第三磁铁与第一磁铁，第四磁铁第二磁铁间的磁吸力更大，插杆与接头的连接更加稳固；

4）本发明将活动孔远离底面的一端设为喇叭形开口，使得活动孔开口处直径更大，插杆更容易插入活动孔而不被活动孔边缘阻挡；

5）本发明通过通信模块连接无人机与控制器，将无人机电池电量发送给控制器，控制器通过无人机电池电量控制第一磁铁和第二磁铁的打开与关闭，使得无人机充足电以后插头可以轻松脱离插座；

6）本发明通过第三磁铁与插座上的第一磁铁产生磁吸力，第四磁铁与插座上的第二磁铁产生磁吸力，使得与正极导线连接的插杆对应于与电源正极连接的接头，与负极导线连接的插杆对应于与电源负极连接的接头，插杆与接头在第三磁铁与第一磁铁的磁吸力，第四磁铁与第二磁铁的磁吸力作用下相互接触并压紧，使得光伏板电源能够通过插头向无人机充电，并且连接正极导线的插杆能够自动对准接触连接光伏板电源正极的接头，连接负极导线的插杆能够自动对准接触连接光伏板电源负极的接头，因此本发明使用时插头与插座能够对准更加简单，且能够自动连接插座；

7）本发明通过无人机控制电动收线器收放插头，而无需控制无人机整体升降实现插头的插接与分离，控制更加简单且安全，避免无人机移动碰到障碍物；

8）本发明通过光电开关将检测信号传送给控制器，控制器根据检测信号判断光电开关正上方是否有物体，如果控制器判断光电开关正上方有物体，控制器控制第一磁铁和第二磁铁打开，使得第一磁铁和第二磁铁在插头接近插座的时候才通电，其余时候不通电，从而起到节约用电的效果；

9）本发明通过通信模块接收无人机电池电量信号并发送给控制器，如果电池电量超过设定值，控制器控制第一磁铁和第二磁铁的电流反向，同时无人机控制电动收线器收线，20秒以后控制器断开第一磁铁和第二磁铁的电流，使得控制器可根据无人机电池电量控制第一磁铁和第二磁铁的电流方向和电流通断，在插座和插头断开的前5秒，第一磁铁和第二磁铁磁极反向推动插头离开，克服插杆与活动孔间的摩擦力和插头重力，减轻电动收线装置和无人机一开始拉动插头时的负载，5秒以后断开第一磁铁电流和第二磁铁电流以起到节约用电的作用。

附图说明

图1为本发明实施实例1的插座的立体结构示意图；

图2为本发明实施实例1的插座的前视图；

图3为图2中Q-Q剖面线的剖视图；

图4为本发明实施实例1的插座和插头的立体结构示意图；

图5为本发明实施实例1的插座和插头的前视图；

图6为本发明实施实例1的插头的立体结构示意图；

图7为本发明的电路连接框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

实施实例1：参考图1至图7，一种磁吸式电源插座，包括：插座本体1；接头2，所述接头2包括2根，接头2为导电材质，2根接头2分别连接电源的正极和负极，2根接头2设置在插座本体1同一侧表面；还包括：第一磁铁401，所述第一磁铁401设置在与接头2同一侧的插座本体1表面；第二磁铁402，所述第二磁铁402设置在与接头2同一侧的插座本体1表面，第二磁铁402与第一磁铁401在同一侧的磁极相反。

进一步地，还包括：控制器10，所述第一磁铁401和第二磁铁402为电磁铁，第一磁铁401与控制器10电连接，第二磁铁402与控制器10电连接；光电开关9，所述光电开关9设置在插座本体1上，光电开关9检测方位为接头2所在的插座本体1表面的正上方，光电开关9与控制器10电连接。

进一步地，所述插座本体1还包括：活动孔101，所述活动孔101与接头2相匹配，接头2活动插接在活动孔101中；压簧3，所述压簧3一端连接接头2底面，压簧3另一端固定连接活动孔101底面，活动孔101的长度大于压簧3被压缩最大时的长度和接头2长度之和。

进一步地，所述活动孔101远离底面的一端为喇叭形开口。

进一步地，还包括：通信模块11，所述通信模块11与控制器10电连接。

一种磁吸式电源插头，包括：插头本体5；插杆6，所述插杆6包括2根，2根插杆6上分别连接正极导线和负极导线，2根插杆6为导电材质，2根插杆6固定连接在插头本体5同一侧的表面，插杆6与接头2相匹配，插杆6直径小于活动孔101；第三磁铁401，所述第三磁铁401固定连接在插头本体5上与插杆6同一侧的表面；第四磁铁402，所述第四磁铁402固定连接在插头本体5上与插杆6同一侧的表面，第四磁铁402与第三磁铁401在同一侧的磁极相反；其中，当连接正极导线的插杆6位于连接电源正极的接头2正上方，且连接负极导线的插杆6位于连接电源负极的接头2正上方时，第三磁铁401位于第一磁铁401正上方，第三磁铁401与第一磁铁401相对的一面磁极相反，第四磁铁402位于第二磁铁402正上方，第四磁铁402与第二磁铁402相对的一面磁极相反。

进一步地，还包括：电动收线器8，所述正极导线和负极导线远离本体的一端与电动收线器8连接，电动收线器8与无人机电连接。

一种磁吸式电源插头和插座的控制方法，所述方法包括连接方法：光电开关9将检测信号传送给控制器10，控制器10根据检测信号判断光电开关9正上方是否有物体，如果控制器10判断光电开关9正上方有物体，控制器10控制第一磁铁401和第二磁铁402打开。

进一步地，还包括分离方法：通信模块11接收无人机电池电量信号并发送给控制器10，如果电池电量超过设定值，控制器10控制第一磁铁401和第二磁铁402的电流反向，同时无人机控制电动收线器8收线，5秒以后控制器10断开第一磁铁401和第二磁铁402的电流。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，

1)本发明使用时两个接头2分别连接光伏板电源正极和负极，同时在插座本体1上设置第一磁铁401和第二磁铁402，当无人机将插头悬吊在插座正上方时，插头上的第三磁铁701与插座上的第一磁铁401产生磁吸力，插头上的第四磁铁702与插座上的第二磁铁402产生磁吸力，使得与正极导线连接的插杆6对应于与电源正极连接的接头2，与负极导线连接的插杆6对应于与电源负极连接的接头2，插杆6与接头2在第三磁铁701与第一磁铁401的磁吸力，第四磁铁702与第二磁铁402的磁吸力作用下相互接触并压紧，使得光伏板电源能够通过插头向无人机充电，并且连接正极导线的插杆6能够自动对准接触连接光伏板电源正极的接头2，连接负极导线的插杆6能够自动对准接触连接光伏板电源负极的接头2，因此本发明使用时插头与插座能够对准更加简单，且能够自动连接插座；

2)本发明通过光电开关9检测插座本体1正上方是否有物体遮挡，如果有控制器10控制第一磁铁401和第二磁铁402通电，使得第一磁铁401和第三磁铁701产生磁场，第二磁铁402与第四磁铁702的磁场相互作用使得插头与插座相互对准，光电开关9的使用使得第一磁铁401和第二磁铁402只有在插头接近插座时才通电，其余时候均不通电，起到节约用电的作用；

3)本发明通过将接头2活动插接在活动孔101中，并使用压簧3连接接头2底部和活动孔101底部，使得插杆6和接头2在外界压力下能够被压入活动孔101中，插杆6与接头2同时进入活动孔101，使得插杆6与接头2的连接更加稳固，另外接头2缩回活动孔101的同时，第三磁体与第四磁铁702更加接近第一磁铁401与第二磁铁402，从而使得第三磁铁701与第一磁铁401，第四磁铁702第二磁铁402间的磁吸力更大，插杆6与接头2的连接更加稳固；

4)本发明将活动孔101远离底面的一端设为喇叭形开口，使得活动孔101开口处直径更大，插杆6更容易插入活动孔101而不被活动孔101边缘阻挡；

5)本发明通过通信模块11连接无人机与控制器10，将无人机电池电量发送给控制器10，控制器10通过无人机电池电量控制第一磁铁401和第二磁铁402的打开与关闭，使得无人机充足电以后插头可以轻松脱离插座；

6)本发明通过第三磁铁701与插座上的第一磁铁401产生磁吸力，第四磁铁702与插座上的第二磁铁402产生磁吸力，使得与正极导线连接的插杆6对应于与电源正极连接的接头2，与负极导线连接的插杆6对应于与电源负极连接的接头2，插杆6与接头2在第三磁铁701与第一磁铁401的磁吸力，第四磁铁702与第二磁铁402的磁吸力作用下相互接触并压紧，使得光伏板电源能够通过插头向无人机充电，并且连接正极导线的插杆6能够自动对准接触连接光伏板电源正极的接头2，连接负极导线的插杆6能够自动对准接触连接光伏板电源负极的接头2，因此本发明使用时插头与插座能够对准更加简单，且能够自动连接插座；

7)本发明通过无人机控制电动收线器8收放插头，而无需控制无人机整体升降实现插头的插接与分离，控制更加简单且安全，避免无人机移动碰到障碍物；

8)本发明通过光电开关9将检测信号传送给控制器10，控制器10根据检测信号判断光电开关9正上方是否有物体，如果控制器10判断光电开关9正上方有物体，控制器10控制第一磁铁401和第二磁铁402打开，使得第一磁铁401和第二磁铁402在插头接近插座的时候才通电，其余时候不通电，从而起到节约用电的效果；

9)本发明通过通信模块11接收无人机电池电量信号并发送给控制器10，如果电池电量超过设定值，控制器10控制第一磁铁401和第二磁铁402的电流反向，同时无人机控制电动收线器8收线，20秒以后控制器10断开第一磁铁401和第二磁铁402的电流，使得控制器10可根据无人机电池电量控制第一磁铁401和第二磁铁402的电流方向和电流通断，在插座和插头断开的前5秒，第一磁铁401和第二磁铁402磁极反向推动插头离开，克服插杆6与活动孔101间的摩擦力和插头重力，减轻电动收线装置和无人机一开始拉动插头时的负载，5秒以后断开第一磁铁401电流和第二磁铁402电流以起到节约用电的作用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁吸式电源插座，包括：

插座本体（1）；

接头（2），所述接头（2）包括2根，接头（2）为导电材质，2根接头（2）分别连接电源的正极和负极，2根接头（2）设置在插座本体（1）同一侧表面；

其特征在于，还包括：

第一磁铁（401），所述第一磁铁（401）设置在与接头（2）同一侧的插座本体（1）表面；

第二磁铁（402），所述第二磁铁（402）设置在与接头（2）同一侧的插座本体（1）表面，第二磁铁（402）与第一磁铁（401）在同一侧的磁极相反。

2.根据权利要求1所述磁吸式电源插座，其特征在于，还包括：

控制器（10），所述第一磁铁（401）和第二磁铁（402）为电磁铁，第一磁铁（401）与控制器（10）电连接，第二磁铁（402）与控制器（10）电连接；

光电开关（9），所述光电开关（9）设置在插座本体（1）上，光电开关（9）检测方位为接头（2）所在的插座本体（1）表面的正上方，光电开关（9）与控制器（10）电连接。

3.根据权利要求1或2所述磁吸式电源插座，其特征在于，所述插座本体（1）还包括：

活动孔（101），所述活动孔（101）与接头（2）相匹配，接头（2）活动插接在活动孔（101）中；

压簧（3），所述压簧（3）一端连接接头（2）底面，压簧（3）另一端固定连接活动孔（101）底面，活动孔（101）的长度大于压簧（3）被压缩最大时的长度和接头（2）长度之和。

4.根据权利要求3所述磁吸式电源插座，其特征在于，所述活动孔（101）远离底面的一端为喇叭形开口。

5.根据权利要求2所述磁吸式电源插座，其特征在于，还包括：

通信模块（11），所述通信模块（11）与控制器（10）电连接。

6.一种与权利要去1至5所述插座相匹配的插头，其特征在于，包括：

插头本体（5）；

插杆（6），所述插杆（6）包括2根，2根插杆（6）上分别连接正极导线和负极导线，2根插杆（6）为导电材质，2根插杆（6）固定连接在插头本体（5）同一侧的表面，插杆（6）与接头（2）相匹配，插杆（6）直径小于活动孔（101）；

第三磁铁（401），所述第三磁铁（401）固定连接在插头本体（5）上与插杆（6）同一侧的表面；

第四磁铁（402），所述第四磁铁（402）固定连接在插头本体（5）上与插杆（6）同一侧的表面，第四磁铁（402）与第三磁铁（401）在同一侧的磁极相反；

其中，当连接正极导线的插杆（6）位于连接电源正极的接头（2）正上方，且连接负极导线的插杆（6）位于连接电源负极的接头（2）正上方时，第三磁铁（401）位于第一磁铁（401）正上方，第三磁铁（401）与第一磁铁（401）相对的一面磁极相反，第四磁铁（402）位于第二磁铁（402）正上方，第四磁铁（402）与第二磁铁（402）相对的一面磁极相反。

7.根据权利要去6所述的磁吸式电源插头，其特征在于，还包括：

电动收线器（8），所述正极导线和负极导线远离本体的一端与电动收线器（8）连接，电动收线器（8）与无人机电连接。

8.一种磁吸式电源插头和插座的控制方法，其特征在于，所述方法包括连接方法：

光电开关（9）将检测信号传送给控制器（10），控制器（10）根据检测信号判断光电开关（9）正上方是否有物体，如果控制器（10）判断光电开关（9）正上方有物体，控制器（10）控制第一磁铁（401）和第二磁铁（402）打开。

9.根据权利要去8所述的磁吸式电源插头和插座的控制方法，其特征在于，还包括分离方法：

通信模块（11）接收无人机电池电量信号并发送给控制器（10），如果电池电量超过设定值，控制器（10）控制第一磁铁（401）和第二磁铁（402）的电流反向，同时无人机控制电动收线器（8）收线，5秒以后控制器（10）断开第一磁铁（401）和第二磁铁（402）的电流。

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