CN117639217A - 一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，包括控制中心，以及通过通讯与所述控制中心相连接的供电端，所述供电端包括部件安置底座，设于所述部件安置底座底部内壁的缓冲部件,设于所述部件安置底座顶部且位于所述缓冲部件顶部的安置蓄电池，设于所述蓄电池一侧的柴油发电机；所述缓冲部件包括设于所述柴油发电机底部的顶部安装板，设于所述顶部安装板底部的大活塞腔体，套设于所述大活塞腔体侧壁的安置盒体，以及设于所述大活塞腔体一侧且穿设于所述安置盒体底部内壁的多个小型活塞，以及设于所述小型活塞底部的底部安装板。本发明能够提高机器人的续航能力增加机器人的移动范围，提高了机器人的工作效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及室内或室外移动式机器人的技术领域，具体为一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统。
背景技术
移动机器人各系统相对复杂，动力单元、控制单元、通讯单元等，对供电系统输出电压、功率各不相同。一般移动机器人供电系统为单一的蓄电池供电方式、有线供电方式或柴油发电机供电。
根据申请号CN202110517039.0提供的一种移动式固态电池供电机器人，属于储能电池技术领域。包括机器人控制模块、无线通讯模块、机器人定位模块、DC-DC模块、固态电池储能模组、机器人充电口、机械臂和动力装置；固态电池储能模组包括若干固态电池单体，固态电池储能模组与DC-DC模块连接；机械臂上设有电动汽车供电枪和充电定位模块；机器人控制模块分别与无线通讯模块、机器人定位模块、DC-DC模块和机械臂连接；DC-DC模块分别与电动汽车供电枪和动力装置连接；充电定位模块与机器人控制模块连接；无线通讯模块与电动汽车通讯互联。本发明能够提升电动车充电的灵活性，解决新能源电动车充电难的问题。
上述装置供电系统中，蓄电池供电为低压直流供电，难以为大功率交流设备供电，而且受电池能量限制，作业时间受限，并且电池更换较困难，充电时间长,导致机器人难以长时间连续运行。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，包括控制中心，以及通过通讯与所述控制中心相连接的供电端，所述供电端包括部件安置底座，设于所述部件安置底座底部内壁的缓冲部件,设于所述部件安置底座顶部且位于所述缓冲部件顶部的安置蓄电池，设于所述蓄电池一侧的柴油发电机；所述缓冲部件包括设于所述柴油发电机底部的顶部安装板，设于所述顶部安装板底部的大活塞腔体，套设于所述大活塞腔体侧壁的安置盒体，以及设于所述大活塞腔体一侧且穿设于所述安置盒体底部内壁的多个小型活塞，以及设于所述小型活塞底部的底部安装板。
优选的，所述大活塞腔体底部穿设有大活塞推杆，所述大活塞推杆底部设有复位弹簧，所述复位弹簧底部与所述底部安装板顶部连接。
优选的，所述小型活塞内腔通过管道与所述大活塞腔体内腔连通。
优选的，所述柴油发电机的输出端设有逆变器。
优选的，所述蓄电池输出端通过线束连接逆变器直流输入端。
优选的，所述蓄电池底部与所述柴油发电机底部均设有多个缓冲部件，所述蓄电池底部与所述柴油发电机底部通过螺栓与所述顶部安装板连接。
优选的，所述底部安装板底部通过螺栓与所述部件安置底座底部内壁连接。
综上所述，本技术方案主要具有以下有益效果：
本发明中，与现有的单一电池组供电系统相比，连续运行方面，本系统可在底油量情况下返回工作站，进行加油后柴油发电机可继续运行，比电池组充电数个小时相比具备明显优势。同时发电机输出功率高，可为大功率交流设备持续供电；与线缆供电相比，本系统可在室内外任意场地运行，自带供电系统，不受供电设备、线缆长度限制工作范围；本系统可根据不同业务，选择柴油发电机供电，电池逆变器供电，将系统对能源效率最大化；并且，柴油发电机和电池逆变器供电可做冗余供电，其中一个供电系统出现问题可切换至另一个，不会中断系统当前业务；
同时，通过缓冲部件对供电部件进行避震保护，延长其使用寿命，进一步增加其工作时长，保证工作效率。
附图说明
图1为本发明的系统整体结构框架图；
图2为本发明的供电端部件分布平面图；
图3为本发明的缓冲部件结构轴测图；
图4为本发明的缓冲部件结构剖视图。
附图说明：10、控制中心；20、供电端；21、部件安置底座；22、蓄电池；23、柴油发电机；30、缓冲部件；31、顶部安装板；32、大活塞腔体；33、安置盒体；34、小型活塞；35、底部安装板；321、大活塞推杆；322、复位弹簧。
具体实施方式
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。
实施例
如图1、2所示，蓄电池22输出端通过线束连接逆变器直流输入端，柴油发电机23的输出端设有逆变器，包括控制中心10，以及通过通讯与控制中心10相连接的供电端20，设于部件安置底座21顶部且位于缓冲部件30顶部的安置蓄电池22，设于蓄电池22一侧的柴油发电机23。
需要说明的是，在本实施例中，在机器人作业时，启用采用柴油发电机23供电，可为大功率设备正常供电，通讯及控制系统有柴油发电机23通过逆变器进行供电，同时蓄电池22处于柴油发电机23供电22的浮充模式，如果电池电量低时，柴油发电机23会自动为蓄电池充电，使柴油发电机23处于最佳负载工作区间；
在机器人待机状态或者低功耗作业时，停止发电机，由蓄电池22为系统供电，并由逆变器将低压直流转换为交流，继续为系统供电，可保证机器人在不同作业模式下选择最优供电方案；待机器人作业返回后，工作人员可为系统补充柴油，一般加油时间为3-5分钟即可加满，可快速继续下次作业。
如图1、2所示，蓄电池22输出端通过线束连接逆变器直流输入端，柴油发电机23的输出端设有逆变器，包括控制中心10，以及通过通讯与控制中心10相连接的供电端20，设于部件安置底座21顶部且位于缓冲部件30顶部的安置蓄电池22，设于蓄电池22一侧的柴油发电机23。
需要说明的是，在本实施例中，柴油发电机23、逆变器、蓄电池22，均使用485通讯与控制中心10相连接，可实现自动启动、停止，并可通过实时通讯读取状态信息；
数据信息包括：柴油发电机23信息：系统在自动模式、系统在手动模式、系统在停机模式、设备温度、发电正常、发电过压、发电欠压、发电过频、发电超频、公共报警、超速报警停机、欠速报警停机、油压低报警、冷却液低停机报警、燃油位低停机报警、电池电压过低报警等；柴油发电机23指令：发电机启动、发电机停止；逆变器信息：输出电压、输出功率、市电输入电压、电池电压、电池充电电流、设备温度；蓄电池22信息：电池正在充电、电池正在放电、电池电压、电池电量、放电电流、电池组温度、电池温度报警、过充报警、电池电量低报警；
柴油发电机23选用三相四线输出发电机，三相380V和220V交流输出为大功率设备供电，并在发电机输出端增加逆变器，逆变器设置为市电优先供电模式；发电机输出通过逆变器为下端用电系统供电；蓄电池22接入逆变器直流输入端，为逆变器提供直流供电，柴油发电机23供电和蓄电池22供电系统做冗余，提高系统稳定性，在柴油发电机23停止输出时可无缝切换至蓄电池22供电，可保证用电设备正常工作。
如图2、3、4所示，供电端20包括部件安置底座21，设于部件安置底座21底部内壁的缓冲部件30,缓冲部件30包括设于柴油发电机23底部的顶部安装板31，设于顶部安装板31底部的大活塞腔体32，套设于大活塞腔体32侧壁的安置盒体33，以及设于大活塞腔体32一侧且穿设于安置盒体33底部内壁的多个小型活塞34，以及设于小型活塞34底部的底部安装板35；底部安装板35底部通过螺栓与部件安置底座21底部内壁连接，蓄电池22底部与柴油发电机23底部均设有多个缓冲部件30，蓄电池22底部与柴油发电机23底部通过螺栓与顶部安装板31连接，小型活塞34内腔通过管道与大活塞腔体32内腔连通，大活塞腔体32底部穿设有大活塞推杆321，大活塞推杆321底部设有复位弹簧322，复位弹簧322底部与底部安装板35顶部连接。
需要说明的是，在本实施例中，在机器人作业，运输，使用的过程中，底部安装板35底部通过螺栓与部件安置底座21底部内壁连接，蓄电池22底部与柴油发电机23底部通过螺栓与顶部安装板31连接，通过多个缓冲部件30对部件进行避震保护；
大活塞腔体32内腔设有填充液体，柴油发电机23或蓄电池22发生或产生震动时，顶部安装板31受压对大活塞推杆321产生作用力，大活塞推杆321在大活塞腔体32内腔活动，在压力的作用下，液体由管道进入四个小型活塞34内腔，同时，复位弹簧322受压力产生反作用力，以及小型活塞34与底部安装板35产生向上的顶力，顶力又带动填充液体回流入大活塞腔体32内腔，对被保护部件的震动进行抵消，从而起到避震保护的作用。
本发明的工作原理为：
本发明中，柴油发电机23、逆变器、蓄电池22，均使用485通讯与控制中心10相连接，可实现自动启动、停止，并可通过实时通讯读取状态信息；
数据信息包括：柴油发电机23信息：系统在自动模式、系统在手动模式、系统在停机模式、设备温度、发电正常、发电过压、发电欠压、发电过频、发电超频、公共报警、超速报警停机、欠速报警停机、油压低报警、冷却液低停机报警、燃油位低停机报警、电池电压过低报警等；柴油发电机23指令：发电机启动、发电机停止；逆变器信息：输出电压、输出功率、市电输入电压、电池电压、电池充电电流、设备温度；蓄电池22信息：电池正在充电、电池正在放电、电池电压、电池电量、放电电流、电池组温度、电池温度报警、过充报警、电池电量低报警；
柴油发电机23选用三相四线输出发电机，三相380V和220V交流输出为大功率设备供电，并在发电机输出端增加逆变器，逆变器设置为市电优先供电模式；发电机输出通过逆变器为下端用电系统供电；蓄电池22接入逆变器直流输入端，为逆变器提供直流供电，柴油发电机23供电和蓄电池22供电系统做冗余，提高系统稳定性，在柴油发电机23停止输出时可无缝切换至蓄电池22供电，可保证用电设备正常工作；
在机器人作业时，启用采用柴油发电机23供电，可为大功率设备正常供电，通讯及控制系统有柴油发电机23通过逆变器进行供电，同时蓄电池22处于柴油发电机23供电22的浮充模式，如果电池电量低时，柴油发电机23会自动为蓄电池充电，使柴油发电机23处于最佳负载工作区间；
在机器人待机状态或者低功耗作业时，停止发电机，由蓄电池22为系统供电，并由逆变器将低压直流转换为交流，继续为系统供电，可保证机器人在不同作业模式下选择最优供电方案；待机器人作业返回后，工作人员可为系统补充柴油，一般加油时间为3-5分钟即可加满，可快速继续下次作业；
在机器人作业，运输，使用的过程中，底部安装板35底部通过螺栓与部件安置底座21底部内壁连接，蓄电池22底部与柴油发电机23底部通过螺栓与顶部安装板31连接，通过多个缓冲部件30对部件进行避震保护；
其中，大活塞腔体32内腔设有填充液体，柴油发电机23或蓄电池22发生或产生震动时，顶部安装板31受压对大活塞推杆321产生作用力，大活塞推杆321在大活塞腔体32内腔活动，在压力的作用下，液体由管道进入四个小型活塞34内腔，同时，复位弹簧322受压力产生反作用力，以及小型活塞34与底部安装板35产生向上的顶力，顶力又带动填充液体回流入大活塞腔体32内腔，对被保护部件的震动进行抵消，从而起到避震保护的作用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，包括控制中心(10)，以及通过通讯与所述控制中心(10)相连接的供电端(20)，其特征在于，所述供电端(20)包括部件安置底座(21)，设于所述部件安置底座(21)底部内壁的缓冲部件(30),设于所述部件安置底座(21)顶部且位于所述缓冲部件(30)顶部的安置蓄电池(22)，设于所述蓄电池(22)一侧的柴油发电机(23)；所述缓冲部件(30)包括设于所述柴油发电机(23)底部的顶部安装板(31)，设于所述顶部安装板(31)底部的大活塞腔体(32)，套设于所述大活塞腔体(32)侧壁的安置盒体(33)，以及设于所述大活塞腔体(32)一侧且穿设于所述安置盒体(33)底部内壁的多个小型活塞(34)，以及设于所述小型活塞(34)底部的底部安装板(35)。
2.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述大活塞腔体(32)底部穿设有大活塞推杆(321)，所述大活塞推杆(321)底部设有复位弹簧(322)，所述复位弹簧(322)底部与所述底部安装板(35)顶部连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述小型活塞(34)内腔通过管道与所述大活塞腔体(32)内腔连通。
4.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述柴油发电机(23)的输出端设有逆变器。
5.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述蓄电池(22)输出端通过线束连接逆变器直流输入端。
6.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述蓄电池(22)底部与所述柴油发电机(23)底部均设有多个缓冲部件(30)，所述蓄电池(22)底部与所述柴油发电机(23)底部通过螺栓与所述顶部安装板(31)连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于室内外大功率移动机器人的供电系统，其特征在于，所述底部安装板(35)底部通过螺栓与所述部件安置底座(21)底部内壁连接。
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