CN204732903U - 一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，本装置包括电刷组、水平移动装置、垂直移动装置和充电槽，其中，充电槽固定于巡检机器人的导轨上，电刷组固定于垂直移动装置下端，与充电槽位置相对应；水平移动装置固定于垂直移动装置的一侧；垂直移动装置向电刷组施加垂直向下的压力，使电刷组在充电时以不变的压力压接在充电槽内，水平移动装置连接垂直移动装置，向其施加水平拉力，驱动其带动电刷组不充电时脱离充电槽。本实用新型解决了电刷与充电槽的弹性施力，利于在动态环境下的二者之间的良好接触，浮动电刷可完全在弹簧的压力下自行调节位置状态。保证充电的状态的正常进行。

Description

一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置。

背景技术

城市电力隧道分布广泛，对于配备移动电源的电力隧道巡检机器人，在长距离的轨道上就需要设置一定数量的充电槽，机器人运行过程中在需要充电时可行至其中一处自行充电。对于采用移动电源作为动力源的机器人，由于机器人对充电要求较高，充电电刷与充电槽结构均需要通过30A以上电流，结构尺寸较厚重，机器人车体与导轨之间可利用空间非常有限，又涉及到充电电刷与充电槽离合的行程，所以对充电槽结构固定要求较高，对充电装置的结构紧凑性，及充电接触端的定位及接触要求更高，方能够安全可靠的保持工作状态，保证取得足够的电能，又要使取电电刷与充电槽之间在充电结束时能有效分离，机器人离开时不产生干涉碰撞。

所以对于在电力隧道中运行的，以移动电源提供动力的机器人，在其行进过程中保证电刷与充电槽之间的紧密接触，并能再充电结束时有效分离是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，本装置实现电刷与充电槽紧密接触又能有效分离。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，包括电刷组、水平移动装置、垂直移动装置和充电槽，其中，充电槽固定于巡检机器人的导轨上，电刷组固定于垂直移动装置下端，与充电槽位置相对应；水平移动装置固定于垂直移动装置的一侧；垂直移动装置向电刷组施加垂直向下的压力，使电刷组在充电时以不变的压力压接在充电槽内，水平移动装置连接垂直移动装置，向其施加水平拉力，驱动其带动电刷组不充电时脱离充电槽。

所述水平移动装置，包括电动拉杆固定板、电动拉杆和拉杆连接件和滑动轴，其中，电动拉杆固定板连接电动拉杆的一端，电动拉杆另一端连接拉杆连接件，拉杆连接件连接垂直移动装置。

所述垂直移动装置，包括X型弹簧推板机构和推板导向杆，其中，X型弹簧推板机构包括推板、推力臂、连接轴、固定板和滑动轴，所述推板下端固定电刷组，推板上固定有四个推力臂，每两个推力臂的中间通过连接轴连接，形成X型支架，支架两个下端点固定在推板上，支架的两个上端点固定于固定板下端，两个X型支架对称设置，固定板与推板之间设置有推板导向杆，推板导向杆上套装有推力弹簧，且推力弹簧的上下端分别接触推板和固定板。

所述推板上下端各固定有两个轴承滚珠，用于在推板进入到充电槽的过程中滑入固定充电槽中将电刷组对充电槽的上下定位。

所述推板导向杆的末端通过推板导向杆固定螺钉固定在固定板上。

所述固定板与X型支架的连接处设有滑槽。

所述电刷组包括多个并排设置的电刷，每个电刷两端通过电刷定位弹簧固定于推板下端。

所述电刷的两侧各设有挂孔与电刷定位弹簧相连，电刷定位弹簧的一端钩在推板上的挂孔，另一端挂在电刷一侧。

所述拉杆连接件上设有滑槽，电动拉杆外沿上设置有推杆销，推杆销连接于拉杆连接件的滑槽内，且在滑槽内滑动。

一种基于上述充电装置的工作方法，包括以下步骤：

充电时，电动拉杆释放拉杆连接件，使推力弹簧驱动电刷压接在充电槽内时，以弹簧力保持压接，当电刷与充电槽位移发生一定变化时，由于弹簧作用，电刷仍始终保持不变压力压接在充电槽内；电动拉杆这时仍然未停止释放动作，直到电刷压接后再释放一定行程余量，使电刷与充电槽完全依赖弹簧力压接，此时，推杆销处于拉杆连接件内的滑槽内为滑动状态；

当需要电刷与充电槽分离时，电动拉杆动作，在起初阶段由于拉杆连接件的滑槽的行程余量作用，电动拉杆并未对弹簧推板机构施加拉力，等到拉动过程进行到拉杆连接件行程余量消失后，电动拉杆开始对弹簧推板机构施加拉力，驱动弹簧推板机构与充电槽分离。

本实用新型的工作原理为：为了使电刷能够保证准确紧密的压接在取电槽内，需要满足两个条件：电刷在取电槽上方的定位准确；电刷在取电槽的压接力需要始终使电刷保持恒定压力压接，具备因部件位移变化还能保持自动调节压力的能力。由于充电装置固定在车体，而充电槽固定在导轨上，两者为动态接触，相关部件位置不能保证每一次在充电状态时都同在一个间距上，由于固定压力不会自动调整间距，会造成电刷对充电槽的过压力而损坏零件，或者电刷对充电槽无压力而接触不上，这就要求压接力必须是浮动的，而不能是固定的机械压力。本机构采用拉杆连接件，连接电动拉杆与X型弹簧推板机构，使推力弹簧驱动电刷压 接在充电槽内时，以弹簧力保持压接，当电刷与充电槽位移发生一定变化时，由于弹簧作用，电刷仍始终保持不变压力压接在充电槽内。当需要电刷与充电槽分离时，电动拉杆动作，在起初阶段由于拉杆连接件的行程余量作用，电动拉杆并未对弹簧推板机构施加拉力，等到拉动过程进行到连接件行程余量消失后，电动拉杆开始对弹簧推板机构施加拉力，驱动弹簧推板机构与充电槽分离。同样道理，在电动拉杆释放行程时，弹簧推板机构与充电槽由分离状态到接触状态后，电动拉杆并未停止动作，而是继续释放行程，由于拉杆连接件的行程余量作用，电刷与充电槽在接触后，就不再受到电动拉杆施加的拉力，而是受到弹簧的压力从而与充电槽接触，当电动拉杆行程释放到一定位置时，会停止动作，此时电刷与充电槽之间的压接完全是由弹簧压力造成，并自行调节接合位置，从而保证取电装置的稳定工作。

本实用新型的有益效果为：

(1)克服了电力隧道巡检机器人的充电装置复杂，体积大的缺点，在有限空间内实现有效的行程；

(2)解决了电刷与充电槽的弹性施力，利于在动态环境下的二者之间的良好接触，浮动电刷可完全在弹簧的压力下自行调节位置状态。保证充电的状态的正常进行。

附图说明

图1为本实用新型的电刷与充电槽分离示意图；

图2为本实用新型的电刷与充电槽接合示意图。

其中，1电刷组；2推板；3固定板；4电刷定位销；5电动拉杆；6推力臂A；7推力臂B；8推力臂连接轴；9推力臂滑动轴；10拉杆连接件；11推力弹簧；12轴承滚珠；13电刷定位弹簧；14推板导向杆；15电动拉杆体；16电动拉杆固定板；17推杆销；18推板导向杆固定螺钉；19充电槽。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

一种电力隧道巡检机器人的用自动充电装置主要包括电刷组1，推板2，固定板3，电刷定位销4，推杆，推力臂A6，推力臂B7，推力臂连接轴8，推力臂滑动轴9，拉杆连接件10，推力弹簧11，轴承滚珠12，电刷定位弹簧13，推板导向杆14，电动推杆体，电动推杆固定板16，推杆销17，推板导向杆固定螺钉18，充电槽19与紧固件共同组成。

电刷组1为四个电刷排成一列对齐，通过各自的电刷定位销4固定在推板2的定位孔内，此时电刷在推板上仍处于可转动的自由状态。电刷的两侧各有挂孔与电刷定位弹簧13相连， 电刷定位弹簧13的一端钩在推板上的挂孔，另一端挂在电刷一侧，每一个电刷分别由两根电刷定位弹簧13左右拉住，电刷组1在自由状态可在电刷定位弹簧13的左右两个方向拉力下作用下保持平直状态，如果有外力触碰或转动电刷组1，电刷组1则会出现轻微歪斜或在一定角度范围内绕电刷定位销4发生旋转，这就为电刷组1的定位提供了足够的晃动余量，但在去掉外力后又能自行恢复平直状态。这就使得电刷组1有利于插入充电槽19的定位。推板2上固定有上下各两个轴承滚珠12，可以在推板2进入到充电槽19的过程中滑入固定充电槽的结构件中从而起到电刷组1对充电槽19的上下定位的作用。推板2通过四根推板导向杆14与固定板3相连，每根推板导向杆14穿入推力弹簧11，推力弹簧11处于推板2与固定板3之间，推板导向杆14的末端通过4个推板导向杆固定螺钉18固定在固定板3上。推板2就可以在四根推板导向杆14上滑动，推板2的动作时由安装在它们上面的两根推力臂A 6及推力臂B 7共同组成的X型机构来驱动，推力臂A 6与推力臂B 7中间以推力臂连接轴8连接，其中各自一端分别与推板2及固定板3上的滑槽连接，这样当X型机构进行压缩动作时，和X型机构相连的推板2也随之缩回，当X型机构展开时，则会推动推板前伸。在此结构中，电动拉杆体15被固定在电动拉杆固定板16上，当电动拉杆5动作时，会拉动拉杆连接件10，拉杆连接件10则会拉动X型机构进行压缩，在压缩过程中克服推力弹簧11的压力，直到行程到位，此时整个机构都处于拉紧状态。

为了使电刷能够保证准确紧密的压接在取电槽内，需要满足两个条件：电刷在取电槽上方的定位准确；电刷在取电槽的压接力需要始终使电刷保持恒定压力压接，具备因部件位移变化还能保持自动调节压力的能力。由于充电装置固定在车体，而充电槽固定在导轨上，两者为动态接触，相关部件位置不能保证每一次在充电状态时都同在一个间距上，由于固定压力不会自动调整间距，会造成电刷对充电槽的过压力而损坏零件，或者电刷对充电槽无压力而接触不上，这就要求压接力必须是浮动的，而不能是固定的机械压力。本机构采用一种特殊的拉杆的连接件，连接电动拉杆5与X型弹簧推板机构，使弹簧推板机构驱动电刷压接在充电槽内时，以弹簧力保持压接，当电刷与充电槽位移发生一定变化时，由于弹簧作用，电刷仍始终保持不变压力压接在充电槽内。当需要电刷与充电槽分离时，电动拉杆5动作，在起初阶段由于拉杆连接件10的行程余量作用，电动拉杆5并未对弹簧推板机构施加拉力，等到拉动过程进行到连接件行程余量消失后，电动拉杆5开始对弹簧推板机构施加拉力，驱动弹簧推板机构与充电槽分离。同样道理，在电动拉杆5释放行程时，弹簧推板机构与充电槽由分离状态到接触状态后，电动拉杆5并未停止动作，而是继续释放行程，由于拉杆连接件 10的行程余量作用，电刷与充电槽在接触后，就不再受到电动拉杆5施加的拉力，而是受到弹簧的压力从而与充电槽接触，当电动拉杆5行程释放到一定位置时，会停止动作，此时电刷与充电槽之间的压接完全是由弹簧压力造成，并自行调节接合位置，从而保证取电装置的稳定工作。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：包括电刷组、水平移动装置、垂直移动装置和充电槽，其中，充电槽固定于巡检机器人的导轨上，电刷组固定于垂直移动装置下端，与充电槽位置相对应；水平移动装置固定于垂直移动装置的一侧；垂直移动装置向电刷组施加垂直向下的压力，使电刷组在充电时以不变的压力压接在充电槽内，水平移动装置连接垂直移动装置，向其施加水平拉力，驱动其带动电刷组不充电时脱离充电槽。

2.如权利要求1所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述水平移动装置，包括电动拉杆固定板、电动拉杆和拉杆连接件和滑动轴，其中，电动拉杆固定板连接电动拉杆的一端，电动拉杆另一端连接拉杆连接件，拉杆连接件连接垂直移动装置。

3.如权利要求1所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述垂直移动装置，包括X型弹簧推板机构和推板导向杆，其中，X型弹簧推板机构包括推板、推力臂、连接轴、固定板和滑动轴，所述推板下端固定电刷组，推板上固定有四个推力臂，每两个推力臂的中间通过连接轴连接，形成X型支架，支架两个下端点固定在推板上，支架的两个上端点固定于固定板下端，两个X型支架对称设置，固定板与推板之间设置有推板导向杆，推板导向杆上套装有推力弹簧，且推力弹簧的上下端分别接触推板和固定板。

4.如权利要求3所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述推板上下端各固定有两个轴承滚珠，用于在推板进入到充电槽的过程中滑入固定充电槽中将电刷组对充电槽的上下定位。

5.如权利要求3所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述推板导向杆的末端通过推板导向杆固定螺钉固定在固定板上。

6.如权利要求1所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述固定板与X型支架的连接处设有滑槽。

7.如权利要求1所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述电刷组包括多个并排设置的电刷，每个电刷两端通过电刷定位弹簧固定于推板下端。

8.如权利要求1所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述电刷的两侧各设有挂孔与电刷定位弹簧相连，电刷定位弹簧的一端钩在推板上的挂孔，另一端挂在电刷一侧。

9.如权利要求2所述的一种电力隧道巡检机器人的自动充电装置，其特征是：所述拉杆连接件上设有滑槽，电动拉杆外沿上设置有推杆销，推杆销连接于拉杆连接件的滑槽内，且在滑槽内滑动。