电动机械的跟踪供电装置的制作方法

本发明属于工程机械设备技术领域，涉及电力传输技术，工程机械技术，通信技术，控制技术，具体来说，是一种电动机械的跟踪供电装置。

背景技术：

电动的道路机械或非道路机械在行驶或工作过程中，如果电池的电力不足时，就不得不停止工作而更换电池或充电。但有很多情况是不容许中途停止工作，比如，电动汽车走在高速路上，不可能因为没电了就容许它停在路边，挖掘机在陡坡上工作时，也不可能为了充电而走下来充电。所以，对于这样的机械来讲，为了避免中途电力不足的状态出现，就需要留出很大的电池余量。客观上大幅度的提高了成本，也限制了这些机械的应用范围。

虽然，现在用电磁感应或高能微波等非连线型电力传输技术也在不断进步，但要让这些电力传输方式能高效率的进行传递，需要尽量增大传输面积，并缩短供电盘面和受电盘面之间的距离，对于行驶或工作中的电动机械很难实现。

技术实现要素：

本发明要解决现有技术的问题，构思出的电动机械的跟踪供电装置可以很好地克服上述问题，提供了一种能充分发挥非连接型电力传输技术，解决道路机械和非道路机械移动中电力不足的新解决方案。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

电动机械的跟踪供电装置，包括可移动供电车和电动机械，所述可移动供电车中设有电源及输出电力变换装置，所述电动机械中设有输入电力变换装置、电池及电机；可移动供电车前部设有可伸缩的机械手，机械手前端设有供电接头，电动机械尾部设有受电接头，操作机械手将供电接头连接到受电接头上，即可移动供电车中的电能可传输至电动机械。具体方式为,用一台可灵活移动的可移动供电车，去接近移动或工作中的电动机械，然后从供电车中伸出一只机械手，将供电接头安放到电动机械的受电接头上，并通过控制机械手，使其能够在电动机械移动的状态下，也能保持接触位置不变。输电线路连接完成后，可打开可移动供电车上的输出电力变换装置的开关，把电源内的电力转换成适合电动机械使用的电力，经电缆送到机械手前端的供电接头上，电动机械上的受电接头接受从供电接头输送的电力后，通过输入电力变换装置转换成可给电池充电的电力，或直接驱动电机等电动机械上的用电装置。

优选的，所述可移动供电车和所述电动机械中都设有通讯装置，用于两者之间信号的传输，信号包括残余电量信息、开关及输出电力大小等各种控制指令。

优选的，所述可移动供电车中还设有：

电源控制装置，用于在接收电动机械的信号后控制输出电力变换装置输出相应的电力；

机械手控制装置，用于在接收电动机械的信号后控制机械手将供电接头连接到受电接头上；

行驶控制装置，用于在接收电动机械的信号后控制可移动供电车进行移动。

优选的，所述供电接头上设有位置传感器，所述受电接头上设有位置指示装置。供电车上的机械手控制装置可根据位置传感器和位置指示装置之间的位置差别而控制机械手移动，使供电接头准确的与受电接头连接。

优选的，所述供电接头为可发出电磁波的供电盘，所述受电接头为可接收电磁波的受电盘，受电盘四周包裹有绝缘材料。供电盘和受电盘可紧密相接，受电盘接受供电盘发出的电磁波，并将其转换为电力而传给输入电力变换装置，为电池充电。

优选的，所述供电盘上装有力传感器。机械手控制装置把供电盘接触到受电盘后，将供电盘压在受电盘上，并根据力传感器传出的力信号，控制机械手跟随电动机械的移动，保证供电盘同受电盘之间保持紧密连接。

优选的，所述受电盘上设有能固定住供电盘的保持装置。机械手将供电盘送到与受电盘接触的位置后，供电盘被保持装置所固定，机械手控制装置放松对机械手各关节的驱动，让机械手各关节能在一定的范围内随受电盘的移动而自由移动。

优选的，所述保持装置为磁性装置，利用磁性吸附固定供电盘。

优选的，所述供电盘通过球铰与机械手相连接。使得可移动供电车和电动机械在移动时，尤其是在不平整的地面，供电盘与受电盘始终处于互相平行的紧密贴合状态。

优选的，所述机械手安装在可移动供电车的前部，由左右转动、上下转动、及前后移动三个可控制的移动装置所构成。而使电动机械的受电盘不论在可移动供电车前面的任何位置都可以把供电盘接到受电盘上。

本发明的有益效果在于：提供了一种能充分发挥非连接型电力传输技术，解决了电动的道路机械和非道路机械移动中电力不足问题。该方案的特点是用一台可灵活移动的电源车，去接近移动或工作中的电动机械，然后从供电车中伸出一只机械手，将供电车方的供电盘，安放到电动机械的受电盘上，并且能够在电动机械移动的状态下，也能保持接触位置不变。供电面和受电面接触好之后，可打开供电车上的电力输出变换装置的开关，电力变换装置把电源内的电力转换成适合于无线传输的电力（如高频电力），经电缆送到机械手前端的供电盘上。用电车上的受电盘接受从供电盘上的电力后，转换成可给电池充电的电力，或直接驱动电机等用电装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的供电盘及受电盘部分的结构示意图。

图中：1、可移动供电车；1.1、电源；1.2、输出电力变换装置；1.3、电源控制装置；1.4、机械手控制装置；1.5、行驶控制装置；2、电动机械；2.1、输入电力变换装置；2.2、电池；2.3、电机；3、机械手；4、供电盘；4.1、电缆；5、受电盘；6、通讯装置；7、位置传感器；8、位置指示装置；9、力传感器；10、绝缘材料；11、球铰；12、转盘。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

本发明的构成原理为：如图1和图2所示，电动机械的跟踪供电装置，包括可移动供电车1和电动机械2，可移动供电车1中设有电源1.1、输出电力变换装置1.2、电源控制装置1.3、机械手控制装置1.4及行驶控制装置1.5，电动机械2中设有输入电力变换装置2.1、电池2.2及电机2.3。可移动供电车1前部设有可伸缩的机械手3，机械手3前端设有供电接头，电动机械2尾部设有受电接头。其中，可移动供电车1和电动机械2中都设有通讯装置6，用于两者之间信号的传输，当可移动供电车1接收到电动机械2的供电指令后，行驶控制装置1.5控制可移动供电车1移动至电动机械2后方，接着操作机械手3将供电接头连接到受电接头上，最后控制输出电力变换装置1.2输出相应的电力至电动机械2。

其中，在供电接头上安装位置传感器7，在受电接头上安装位置指示装置8，如一个发光二极管等，机械手控制装置1.4可根据位置传感器7和位置指示装置8之间的位置差别而控制机械手3移动，使供电接头准确的与受电接头连接，完成输电线路的连通。

本发明中供电接头和受电接头的具体实施方式如下：

实施例一：结合图2所示，供电接头为可发出电磁波的供电盘4，供电盘4上装有力传感器9，受电接头为可接收电磁波的受电盘5，受电盘5四周包裹有绝缘材料10。当供电盘4和受电盘5接触之后，通过力传感器9感知两者的接触状态，电动机械2在移动时，可移动供电车1上的机械手控制装置1.4控制机械手3做相应移动，保持接触力在一定的范围之内，这样供电盘4和受电盘5之间始终保持紧密连接。

此外，供电盘4通过球铰11与机械手3相连接，机械手3通过转盘12与可移动供电车1相连接，这样机械手3具有左右转动、上下转动、及前后移动三个可控制的移动装置。球铰11和转盘12的结构使机械手3活动范围更大更灵活，并且供电盘4与受电盘5始终处于互相平行的紧密贴合状态。

实施例二：同实施例一的区别在于，受电盘5上设有能固定住供电盘4的保持装置，如磁性装置，在机械手3把供电盘4安放到受电盘5上之后，受电盘5发出电磁吸力，把供电盘4吸在受电盘5上，机械手控制装置1.4放松机械手3上各关节的驱动力，机械手3可随着电动机械2的移动而自由拉伸收缩，这样就不需要在供电过程中持续控制机械手3保持供电盘4对受电盘5压力，并且当电动机械2突然加速或减速时，各关节会处于制动状态，而起到减缓变速的作用。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。