CN207098697U - 一种巡检机器人的自主充电机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巡检机器人的自主充电机构，包括充电伸缩装置和充电桩插排装置，所述充电伸缩装置包括电机、推杆、定位导电杆、充电固定头和充电触头，所述推杆由电机提供动力，充电固定头固定在推杆端部，充电触头安装在充电固定头上，定位导电杆与充电触头电性连接；所述充电桩插排装置包括上下设置的2组插排组件，每组插排组件包括若干扁插头触头，扁插头触头每两片为一组，上下设置，两片扁插头触头之间通过拉簧相连。本实用新型利用定位导杆来实现触头的圆周定位，从而使整个运动的行程更加精确；在扁插头触头之间设置拉簧，增加充电触头与扁插头触头之间的接触压力，保证充电的正常进行。

Description

一种巡检机器人的自主充电机构

技术领域

本实用新型属于巡检机器人技术领域，特别涉及一种巡检机器人的自主充电机构。

背景技术

变电站智能巡检机器人主要是用于对变电站室外设备进行自主巡检与数据采集；通过无线通信系统，将巡检数据实时传输至本地监控后台，完成数据的分析处理及预警、告警等功能；通过远程集控后台实现系统远程集控管理。

变电站智能巡检机器人具备自主导航、定位、充电、巡检功能，应用红外热成像和高清视频双视结合技术，精确识别变电站内各类仪表读数及设备的电流、电压致热现象，及时发现设备缺陷，提高设备巡视效率。同时，通过后台数据分析及时将异常信息告知相关运维人员，以便运维人员及时处理异常问题。

智能巡检机器人想要真正实现无人值守，那么自主巡检的工作要求、电池的续航问题都将成为务待解决的问题。由此智能巡检机器人的自主导航，自主充电功能，成为发展的必然趋势。自主充电功能的实现，需要机器人本身精确的定位和控制。同时在机器人充电过程中，需要避免充电发热，接触以及断开拉弧，接触压力适中，充电电流不稳等一系列问题。

智能巡检机器人自主充电机构包括安装在巡检机器人上的机器人充电伸缩机构和充电桩插排机构，现有的充电伸缩机构通过步进电机带动螺杆旋转，与螺杆配合的螺母固定在前后运动结构上，从而把螺旋运动传递为前后运动，实现了充电行为。但是整体机构加工件种类多，加工复杂；装配工艺繁琐，组装困难；螺杆螺母传动效率低下，螺牙容易磨损且有很大噪音。充电桩是机器人的电源端，220V电源需要经过充电桩内部的电源模块，转成24V直流电供给机器人。充电桩的要求很高，一是为了弥补机器人的定位误差，插排必须具备一定长度，使充电触头更可靠的插入插排之中；二是插排的压力必须要足够大，需要保证充电的稳定性，避免出现接触不良的现象发生；三是机器人的刹车力即轮胎的摩擦力有限，插排与充电触头的接触力如果太大，就会造成机器人倒退而充电触头插不进去的情况。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够满足机器人自主充电要求，且结构简单的巡检机器人的自主充电机构。

为此，本实用新型的技术方案是：一种巡检机器人的自主充电机构，包括充电伸缩装置和充电桩插排装置，所述充电伸缩装置包括电机、推杆、定位导电杆、充电固定头和充电触头，所述推杆由电机提供动力，充电固定头固定在推杆端部，充电触头安装在充电固定头上；所述定位导电杆一端连接导电弹簧线，另一端穿过电机固定板、定位挡块与充电触头电性连接；所述充电桩插排装置包括上下设置的2组插排组件，每组插排组件包括若干扁插头触头，扁插头触头每两片为一组，同一组的两片扁插头触头上下设置，两片扁插头触头之间通过拉簧相连；所述充电触头设有上下设置的2个片状触头，2个片状触头分别插入2组插排组件之间，即插入同一组的两片扁插头触头之间，与扁插头触头电性连接。

进一步地，所述每组插排组件包括两侧的左、右封板，左、右封板通过四根定位杆连接，分别位于左、右封板的四个角；所述扁插头触头位于左、右封板之间，扁插头触头分为对称设置的上、下两层扁插头触头，扁插头触头为片状结构，前后端均设有长槽孔，扁插头触头通过长槽孔安装在定位杆上；所述同一层的扁插头触头之间设有挡环，挡环套装在定位杆上；所述扁插头触头中间设有圆柱销，同一组的两片扁插头触头的圆柱销之间安装一拉簧。

进一步地，所述充电伸缩装置还包括定位挡块和电机固定板，所述电机安装在电机固定板上，定位挡块固定在电机固定板上，充电固定头位于定位挡块外侧，推杆端部穿过电机固定板、定位挡块，与充电固定头相固定。

本实用新型的充电伸缩装置安装在巡检机器人上，巡检机器人上的电池通过导电弹簧线连接定位导电杆，定位导电杆端部连接充电触头，定位导电杆和充电触头都是导电材质；充电桩插排装置安装在充电房内，上下设置的2组插排组件安装在机架上，使得2组插排组件的高度与充电触头的高度相适应。

当巡检机器人需要充电时，巡检机器人自主运行至充电房后，充电触头位置与插排组件的位置对应好后，充电伸缩装置的电机推动推杆，定位导电杆、充电固定头和充电触头都随推杆推出，使得充电触头的2个片状触头分别插入相对应的2组插排组件中，即片状触头插入同一组的两片扁插头触头之间，由于扁插头触头通过长槽孔安装在定位杆上，所以，同一组的两片扁插头触头之间的距离可增大以供片状触头插入，而两片扁插头触头之间的拉簧可以增加扁插头触头与片状触头之间的接触压力，保证充电的正常进行。

本实用新型利用定位导杆来实现触头的圆周定位，从而使整个运动的行程更加精确；定位导杆为具有绝佳导电性的黄铜材质，是电流从充电桩到机器人本身电池的导电载体。在插排组件同一组的两片扁插头触头之间设置拉簧，可以在充电触头插入时增加其与扁插头触头之间的接触压力，保证充电的正常进行，增加充电的可靠性。

附图说明

以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明

图1为本实用新型充电伸缩装置的结构示意图；

图2为本实用新型充电桩插排装置的结构示意图；

图3为本实用新型插排组件的结构示意图；

图4为本实用新型扁插头触头的结构示意图；

图5为本实用新型充电连接示意图。

图中标记为：充电伸缩装置1、电机11、定位导电杆13、充电固定头14、充电触头15、定位挡块16、电机固定板17、充电桩插排装置2、插排组件21、左、右封板22、定位杆23、扁插头触头24、长槽孔241、拉簧25、挡环26、机架27。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括充电伸缩装置1和充电桩插排装置2，所述充电伸缩装置1包括电机11、推杆、定位导电杆13、充电固定头14、充电触头15、定位挡块16和电机固定板17，所述电机11安装在电机固定板17上，定位挡块16固定在电机固定板17上，充电固定头14位于定位挡块16外侧，推杆端部穿过电机固定板17、定位挡块16，与充电固定头14相固定；所述推杆由电机11提供动力，充电固定头14固定在推杆端部，充电触头15安装在充电固定头14上，充电触头15设有上下设置的2个片状触头；所述定位导电杆13一端连接导电弹簧线，另一端穿过电机固定板17、定位挡块16与充电触头15电性连接。所述电机11作为整个动作的动力输出装置，电机本身供电电源是24V，有效伸缩行程为200mm；电机11推动推杆时，定位导电杆13、充电固定头14和充电触头15都随之被推出，定位导电杆13可以保证充电触头的移动更加稳定。电机通过钣金件与机器人电池仓固定在一起，机构顶部的充电触头和定位导杆采用黄铜材质，同时为了避免时间久发生铜绿，表面均镀银处理，镀银厚度为12-20um。充电固定头和定位挡块均为白色POM材质，不仅可以保证足够的强度，而且其优良的绝缘性也可以防止短路等情况的发生。

所述充电桩插排装置2包括上下设置的2组插排组件21和机架27，2组插排组件21安装在机架27上；每组插排组件21包括两侧的左、右封板22，左、右封板通过四根定位杆23连接，分别位于左、右封板的四个角；所述扁插头触头24位于左、右封板之间，扁插头触头24每两片为一组，同一组的两片扁插头触头上下对称设置，分为上、下扁插头触头，扁插头触头为片状结构，前后端均设有长槽孔241，同一组的两片扁插头触头的圆柱销之间安装一拉簧25；扁插头触头24通过长槽孔安装在定位杆23上；上扁插头触头安装在上方的两根定位杆上，下扁插头触头安装在下方的两根定位杆上，两者独立设置，仅通过拉簧相连，因为是长槽孔安装，所以上扁插头触头和下扁插头触头之间的距离可以增大，便于充电时张开。所述同一层的扁插头触头24之间设有挡环26，挡环26套装在定位杆23上。插排总长153mm，有效充电长度为133mm，单片扁插头触头厚3mm，间隔7mm，单列14片，上下共28片组成。上下两片扁插头触头自由状态下间隙是3mm，充电时张开达5mm，拉簧行程2mm。为了保证足够的接触压力，这里在两片之间，我们自主设计了拉簧，两片拉簧拉伸2mm可产生15N左右的压力，足以保证充电的可靠性。

当巡检机器人需要充电时，巡检机器人自主运行至充电房后，充电触头15位置与插排组件21的位置对应好后，充电伸缩装置的电机11推动推杆，定位导电杆13、充电固定头14和充电触头15都随推杆推出，使得充电触头15的2个片状触头分别插入相应的的2组插排组件21中，即单片的片状触头插入某一插排组件同一组的两片扁插头触头之间，插头触头与扁插头触头均具有导电性，电性连接后开始对巡检机器人的电池充电。由于扁插头触头通过长槽孔安装在定位杆上，所以，同一组的两片扁插头触头之间的距离可增大以供片状触头插入，而两片扁插头触头之间的拉簧可以增加扁插头触头与片状触头之间的接触压力，保证充电的正常进行。

Claims (3)

1.一种巡检机器人的自主充电机构，包括充电伸缩装置和充电桩插排装置，其特征在于：所述充电伸缩装置包括电机、推杆、定位导电杆、充电固定头和充电触头，所述推杆由电机提供动力，充电固定头固定在推杆端部，充电触头安装在充电固定头上；所述定位导电杆一端连接导电弹簧线，另一端穿过电机固定板、定位挡块与充电触头电性连接；所述充电桩插排装置包括上下设置的2组插排组件，每组插排组件包括若干扁插头触头，扁插头触头每两片为一组，同一组的两片扁插头触头上下设置，两片扁插头触头之间通过拉簧相连；所述充电触头设有上下设置的2个片状触头，2个片状触头分别插入2组插排组件之间，即插入同一组的两片扁插头触头之间，与扁插头触头电性连接。

2.如权利要求1所述的一种巡检机器人的自主充电机构，其特征在于：所述每组插排组件包括两侧的左、右封板，左、右封板通过四根定位杆连接，分别位于左、右封板的四个角；所述扁插头触头位于左、右封板之间，扁插头触头分为对称设置的上、下两层扁插头触头，扁插头触头为片状结构，前后端均设有长槽孔，扁插头触头通过长槽孔安装在定位杆上；所述同一层的扁插头触头之间设有挡环，挡环套装在定位杆上；所述扁插头触头中间设有圆柱销，同一组的两片扁插头触头的圆柱销之间安装一拉簧。

3.如权利要求1所述的一种巡检机器人的自主充电机构，其特征在于：所述充电伸缩装置还包括定位挡块和电机固定板，所述电机安装在电机固定板上，定位挡块固定在电机固定板上，充电固定头位于定位挡块外侧，推杆端部穿过电机固定板、定位挡块，与充电固定头相固定。