CN213751188U - 一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统。所述系统包括巡检机器人、无线充电平台、巡检轨道、红外测距模块、后台服务器、5G信息传输系统以及供电线路；供电线路与无线充电平台相连接，为无线充电平台提供电能；无线充电平台与巡检机器人相匹配；红外测距模块安装在巡检机器人上；巡检机器人在巡检轨道上运动；后台服务器通过5G信息传输系统分别与巡检机器人、无线充电平台组件和红外测距模块相连接。本实用新型结构简单、智能化程度高，提高了巡检综合管廊的巡检效率，节约了综合管廊巡检部门的人力资源，同时解决了传统有线充电方式的火灾爆炸隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线充电技术领域，特别涉及一种基于磁振耦合式无线充电的轨道式综合管廊巡检机器人系统。
背景技术
综合管廊是一种集电力、燃气等工程管线于一体的城市地下管道系统。随着我国经济的发展与工程水平的进步，综合管廊的概念和应用正逐渐被国家重视。保障综合管廊安全可靠地应用的核心措施之一就是对其隧道进行巡逻维护。
然而，目前综合管廊的巡检还主要依赖人工，自动化程度极低，同时，管廊隧道的恶劣环境还对巡检工人的人身安全带来的极大的威胁。因而，实现综合管廊运行及维护的智能化、自动化也逐渐成为了综合管廊新的发展方向。巡检自动化机器人的应用使得该趋势成为了可能。但需要特别指出的是，目前处于开发与小规模运行的巡检机器人采用的是有线充电的充电方法，充电过程中可能产生的火花也带来了很大的安全隐患。
实用新型内容
基于以上考虑，为了解决目前综合管廊巡检技术浪费人力资源，效率低下，有一定的危险性等多种缺点，以及有线充电方式应用于综合管廊巡检机器人存在的严重问题，本实用新型从保证供电安全可靠与提高巡检效率入手，提供了一种基于磁耦合谐振式无线电能传输原理的全自动综合管廊隧道巡检机器人，通过不产生火花的无线充电方式对机器人进行充电，基于该机器人建立全自动综合管廊监控管理系统，实现全自动不间断巡检，减少可能的停电时间，提高供电、供气等的安全可靠性。
本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。
一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，包括巡检机器人、无线充电平台、巡检轨道、红外测距模块、后台服务器(云终端模块)、5G信息传输系统以及供电线路；
供电线路与无线充电平台相连接，为无线充电平台提供电能；无线充电平台与巡检机器人相匹配；红外测距模块安装在巡检机器人上；巡检机器人在巡检轨道上运动；后台服务器通过5G信息传输系统分别与巡检机器人、无线充电平台组件和红外测距模块相连接，分别用于改变巡检机器人的运动状态、改变无线充电平台组件的工作状态和确定巡检机器人的位置。
进一步地，后台服务器通过5G信息传输系统改变并控制巡检机器人沿巡检轨道运动；所述巡检机器人包括电池、副边侧线圈、故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂；
其中，电池与副边侧线圈连接获取电力，为故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂提供电源；动力装置与巡检轨道连接，控制巡检机器人的运动；故障探测装置用于对管廊内的故障进行检测；蓝牙装置用于与无线充电平台组件中的蓝牙装置互相匹配。
其中，巡检机器人上的机械臂通过5G信息传输手段被后台服务器所操控，从而完成一部分简单的故障处理任务。
进一步地，所述无线充电平台包括原边侧线圈和蓝牙装置；
其中，原边侧线圈直接与供电线路连接，蓝牙装置与巡检机器人的蓝牙装置相匹配，原边侧线圈与巡检机器人中的副边侧线圈基于磁振耦合原理建立电磁联系，实现从原边侧线圈到副边侧线圈的电能传输，进而实现磁振耦合式无线充电。
进一步地，所述巡检轨道安装于综合管廊内各管道的上方，巡检机器人通过巡检轨道进行巡检。
进一步地，当巡检机器人的电池电量高于某一设定值时，巡检机器人按照后台服务器给定路线进行巡检，通过故障探测装置对管廊内的故障进行检测，将检测数据通过5G信息传输系统传给后台服务器，后台服务器对数据进行分析，判断是否发生了故障；后台服务器判断发生故障时，后台服务器给巡检机器人下达指令，通过机器人上的机械臂进行故障排除，或将具体信息发送给管道维护部门，对故障进行处理，巡检机器人按照给定路线继续巡检。
进一步地，当巡检机器人检测到电池电量≤设定数值时，巡检机器人通过5G信息传输系统向后台服务器传递电量不足的信息，同时开启蓝牙装置；后台服务器通过5G信息传输系统发信给离巡检机器人最近的无线充电平台，无线充电平台开启蓝牙装置；当巡检机器人与无线充电平台的蓝牙装置相匹配时，巡检机器人减速前进，当红外测距模块测量到的距离为合适值时，判断巡检机器人进入充电区域，红外测距模块通过5G信息传输系统向后台服务器发信，后台服务器发出指令使巡检机器人停下，在该位置，原边侧线圈到副边侧线圈的电能传输效率达到最高，无线充电平台的原边侧线圈从供电线路获取电能并通过磁振耦合原理传输到巡检机器人的副边侧线圈，巡检机器人开始充电；待巡检机器人充电完成后，巡检机器人与无线充电平台的蓝牙装置关闭，巡检机器人按照后台服务器给定线路继续巡检。
进一步地，红外测距模块位于巡检机器人副边侧线圈的正上方，用于测量与管廊顶部的距离，从而确定巡检机器人是否到达无线充电平台下方，若已到达，红外测距模块通过5G信息传输系统向后台服务器发信，且巡检机器人停止运动。
进一步地，所述5G信息传输系统包括安装于巡检机器人、无线充电平台、红外测距模块和后台服务器上的信息传输装置，各信息传输装置之间进行信息传递，实现信息传输系统的控制功能。
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统实现了对于综合管廊隧道巡检机器人的接力充电，极大的提高巡检的效率，节约了综合管廊巡检部门的人力资源，同时解决了传统有线充电方式的火灾爆炸隐患，有效提高了巡检机器人充电的安全性，提高了供电、供气的安全可靠性，实现了节能减排，具有良好的经济效益与社会效益。
附图说明
图1为本实用新型实施例中一种基于磁振耦合式无线充电的轨道式综合管廊巡检机器人系统示意图。
具体实施方式：
以下结合附图和实例对本实用新型的具体实施作进一步说明，但本实用新型的实施和保护不限于此。
实施例：
一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，如图1所示，包括巡检机器人、无线充电平台、巡检轨道、红外测距模块、后台服务器(云终端模块)、5G信息传输系统以及供电线路；
供电线路与无线充电平台相连接，为无线充电平台提供电能；无线充电平台与巡检机器人相匹配；红外测距模块安装在巡检机器人上；巡检机器人在巡检轨道上运动；后台服务器通过5G信息传输系统分别与巡检机器人、无线充电平台组件和红外测距模块相连接，分别用于改变巡检机器人的运动状态、改变无线充电平台组件的工作状态和确定巡检机器人的位置。
后台服务器通过5G信息传输系统改变并控制巡检机器人沿巡检轨道运动；所述巡检机器人包括电池、副边侧线圈、故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂；
其中，电池与副边侧线圈通过变流电路进行连接获取电力，为故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂提供电源；动力装置与巡检轨道连接，控制巡检机器人的运动；本实施例中，故障探测装置包括气体检测装置、电火花检测仪、超声波探障，用于对管廊内的故障进行检测，检测是否发生漏气、障碍物或是火灾险情；蓝牙装置用于与无线充电平台组件中的蓝牙装置互相匹配。
其中，巡检机器人上的机械臂通过5G信息传输手段被后台服务器所操控，从而完成一部分简单的故障处理任务。
进一步地，所述无线充电平台包括原边侧线圈和蓝牙装置；
其中，原边侧线圈直接与供电线路连接，蓝牙装置与巡检机器人的蓝牙装置相匹配，原边侧线圈与巡检机器人中的副边侧线圈基于磁振耦合原理建立电磁联系，实现从原边侧线圈到副边侧线圈的电能传输，进而实现磁振耦合式无线充电。
进一步地，所述巡检轨道安装于综合管廊内各管道的上方，巡检机器人通过巡检轨道进行巡检。
进一步地，当巡检机器人的电池电量高于某一设定值时，巡检机器人按照后台服务器给定路线进行巡检，通过故障探测装置对管廊内的故障进行检测，将检测数据通过5G信息传输系统传给后台服务器，后台服务器对数据进行分析，判断是否发生了故障；后台服务器判断发生故障时，后台服务器给巡检机器人下达指令，通过机器人上的机械臂进行故障排除，或将故障地点、相关参数等信息发送给管道维护部门，对故障进行处理，巡检机器人按照给定路线继续巡检。
进一步地，当巡检机器人检测到电池电量≤设定数值时，巡检机器人通过5G信息传输系统向后台服务器传递电量不足的信息，同时开启蓝牙装置；后台服务器通过5G信息传输系统发信给离巡检机器人最近的无线充电平台，无线充电平台开启蓝牙装置；当巡检机器人与无线充电平台的蓝牙装置相匹配时，巡检机器人减速前进，当红外测距模块测量到的距离为合适值时，判断巡检机器人进入充电区域，红外测距模块通过5G信息传输系统向后台服务器发信，后台服务器发出指令使巡检机器人停下，在该位置，原边侧线圈到副边侧线圈的电能传输效率达到最高，无线充电平台的原边侧线圈从供电线路获取电能并通过磁振耦合原理传输到巡检机器人的副边侧线圈，巡检机器人开始充电；待巡检机器人充电完成后，巡检机器人与无线充电平台的蓝牙装置关闭，巡检机器人按照后台服务器给定线路继续巡检。
进一步地，红外测距模块位于巡检机器人副边侧线圈的正上方，用于测量与管廊顶部的距离，从而确定巡检机器人是否到达无线充电平台下方，若已到达，红外测距模块通过5G信息传输系统向后台服务器发信，且巡检机器人停止运动。
进一步地，所述5G信息传输系统包括安装于巡检机器人、无线充电平台、红外测距模块和后台服务器上的信息传输装置，各信息传输装置之间进行信息传递，实现信息传输系统的控制功能。
上述基于磁振耦合式无线充电的轨道式综合管廊巡检机器人系统，提高了巡检综合管廊的巡检效率，节约了人力资源，同时解决了传统有线充电方式的火灾爆炸隐患，有效提高了巡检机器人充电的安全性，实现了节能减排，具有良好的经济效益与社会效益。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，包括巡检机器人、无线充电平台、巡检轨道、红外测距模块、后台服务器、5G信息传输系统以及供电线路；
供电线路与无线充电平台相连接，为无线充电平台提供电能；无线充电平台与巡检机器人相匹配；红外测距模块安装在巡检机器人上；巡检机器人在巡检轨道上运动；后台服务器通过5G信息传输系统分别与巡检机器人、无线充电平台组件和红外测距模块相连接，分别用于改变巡检机器人的运动状态、改变无线充电平台组件的工作状态和确定巡检机器人的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，后台服务器通过5G信息传输系统改变并控制巡检机器人沿巡检轨道运动；所述巡检机器人包括电池、副边侧线圈、故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂；
其中，电池与副边侧线圈连接获取电力，为故障探测装置、动力装置、蓝牙装置和机械臂提供电源；动力装置与巡检轨道连接，控制巡检机器人的运动；故障探测装置用于对管廊内的故障进行检测；蓝牙装置用于与无线充电平台组件中的蓝牙装置互相匹配；
其中，巡检机器人上的机械臂通过5G信息传输手段被后台服务器所操控，从而完成一部分故障处理任务。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，所述无线充电平台包括原边侧线圈和蓝牙装置；
其中，原边侧线圈直接与供电线路连接，蓝牙装置与巡检机器人的蓝牙装置相匹配，原边侧线圈与巡检机器人中的副边侧线圈基于磁振耦合原理建立电磁联系，实现从原边侧线圈到副边侧线圈的电能传输，进而实现磁振耦合式无线充电。
4.根据权利要求2所述的一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检轨道安装于综合管廊内各管道的上方，巡检机器人通过巡检轨道进行巡检。
5.根据权利要求3所述的一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，红外测距模块位于巡检机器人副边侧线圈的正上方。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于磁振耦合式无线充电的综合管廊巡检机器人系统，其特征在于，所述5G信息传输系统包括安装于巡检机器人、无线充电平台、红外测距模块和后台服务器上的信息传输装置，各信息传输装置之间进行信息传递，实现信息传输系统的控制功能。
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