智能充电器检测系统及其充电检测方法与流程

本发明涉及充电器检测的技术领域，尤其是涉及一种智能充电器检测系统及其充电检测方法。

背景技术：

目前，随着国家绿色环保建设的高质量发展，智能割草机的需求日渐增加，对于智能割草机的高度智能化，需要自动充电器来配合。

例如授权公告号为cn206619022u的中国专利就公开了一种用于与智能割草机对接并为其充电的充电站，其包括主体，主体上连接有边界线，主体包括相对设置的前侧和后侧，主体的前侧较后侧靠近对接时的智能割草机。主体包括两个电源端子，两个电源端子均为弹片，并且通过连接轴与主体的前侧枢接。智能割草机前进方向的侧边对应于电源端子设置有导电端子，智能割草机侧边的导电端子与电源端子对接并使电源端子转动一定角度后，电源端子触发主体内的微动开关，从而为智能割草机充电。

但随着在智能割草机自动充电的过程中相继发生充电相关事故，人们对于充电安全要求也越来越高，充电器作为智能割草机最常用的附件，必须是可靠且安全的，所以在充电器出厂前必须要经过严格的人工质检步骤。在人工质检过程中，主要是将充电器的两个电源端子接入检测系统，并观察充电器主体上的指示灯变化情况以及充电电流值是否合格。

然而由于大部分智能割草机充电器的电器电路设计复杂，且自动化程度较高，所以对于生产智能割草机充电器的厂家，人工质检充电器变得耗时耗工，且人工检测的标准有一定的差异，容易出现充电异常、损坏充电器等情况，而且检测标准的不一也会带来后续的充电安全问题。因此，现有的人工检测充电器的方式还有待改进和发展。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种智能充电器检测系统及其充电检测方法。

发明目的一是：提供一种智能充电器检测系统，其具有检测可靠、稳定、高效的优点。

发明目的二是：提供一种智能充电器的充电检测方法，其具有能够有效保证检测质量和检测效率的优点。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能充电器检测系统，包括工作台、plc控制器、上位机系统、报警装置、硬件模拟模块和两根检测杆，所述plc控制器与上位机系统通信连接，所述报警装置与plc控制器相连；所述上位机系统用于控制检测杆与硬件模拟模块连通或断开，其还用于获取与检测杆对接的充电器的充电电流值；

所述检测杆位于工作台的上方且其导电端朝下设置；所述工作台上且位于检测杆的下方设置有用于放置充电器的载物盘，所述载物盘上设置有用于防止充电器脱离载物盘的限位组件；所述工作台上还设置有与载物盘连接且用于驱动载物盘沿一个检测杆至另一个检测杆的方向移动的左右驱动模组；

所述plc控制器连接有启动按钮和复位按钮，所述工作台还承载有与上位机系统连接的视觉检测摄像头；所述启动按钮用于控制左右驱动模组驱动载物盘由初始位置移动到检测杆下方，并使检测杆的导电端抵触充电器上相应的弹片以使弹片转动一定角度；所述视觉检测摄像头的镜头在载物盘移动到检测杆下方后朝向载物盘上充电器的指示灯；所述复位按钮用于控制左右驱动模组驱动载物盘移动至初始位置。

通过采用上述技术方案，将充电器放置在载物盘上后，按下启动按钮即可进行自动检测。在检测的过程中，系统全程模拟充电器与智能割草机的连接及充电，解决了现有的依靠人工检测充电器时检测质量不稳定所造成的质量安全问题。plc控制器、视觉检测摄像头等部件均与上位机系统通讯，形成了一整套自动化检测系统，使得智能割草机用充电器的检测可靠、稳定且高效。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工作台的上方设置有支撑板，两个所述检测杆均位于支撑板的一侧，两个所述检测杆均沿竖直方向设置且顶端共同连接有驱动板；所述支撑板上安装有与plc控制器连接的微动开关触发气缸，所述微动开关触发气缸的活塞杆与驱动板固定连接且用于驱动检测杆与对应的弹片抵接并推动弹片转动一定角度。

通过采用上述技术方案，通过微动开关触发气缸可轻松推动充电器上的两个弹片转动，从而触发充电器工作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑板上沿竖直方向设置有通槽，所述视觉检测摄像头安装在支撑板的顶面且朝向通槽，所述视觉检测摄像头用于透过通槽拍摄充电器上的指示灯。

通过采用上述技术方案，便于检测部件的集成安装，也便于获取充电器上指示灯的状态信息。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑板靠近检测杆的一端连接有支架，所述支架上设置有活塞杆竖直朝下的探针驱动气缸，所述探针驱动气缸位于检测杆远离支撑板的一侧；所述探针驱动气缸的活塞杆连接有用于与充电器的边界信号接口对接的检测探针，所述检测探针连接有示波器，所述示波器与上位机系统连接。

通过采用上述技术方案，能够检测充电器的信号边界频率，从而判断充电器连接的是否为智能割草机，以模拟智能割草机与充电器的连接判断。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述载物盘包括底板和设置在底板顶面的若干个支撑块，每一所述支撑块的顶端均设置有供充电器的底端边沿卡入的卡槽；所述底板与充电器远离其弹片的一端位置对应的端部设置有开口向上的放线盒，所述放线盒内设置有供充电器的电源插头插入的插座。

通过采用上述技术方案，便于检充电器快速且稳定放置在载物盘上，以便于对充电器进行检测。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述限位组件包括旋转下压气缸和下压块，所述旋转下压气缸的缸体安装在底板的顶面，所述旋转下压气缸的活塞杆竖直朝上设置并与下压块固定连接。

通过采用上述技术方案，按下启动按钮后，旋转下压气缸运作并通过下压块将充电器压紧，增加了检测充电器时的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述左右驱动模组包括安装在工作台顶面的滚珠丝杠、导轨和伺服电机，所述伺服电机的伺服驱动器与plc控制器相连；所述载物盘与导轨滑动连接，所述滚珠丝杠的螺杆沿载物盘的滑动方向设置且其螺母与载物盘固定连接，所述伺服电机的驱动轴与滚珠丝杠的螺杆传动连接且用于驱动滚珠丝杠的螺杆周向转动。

通过采用上述技术方案，通过plc控制器控制伺服电机正反转即可控制载物盘的移动，从而实现载物盘的移动和复位操作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述智能充电器检测系统还包括框架，所述工作台设置在框架的中部且工作台的一端伸出到框架外，所述启动按钮和复位按钮均设置在工作台伸出框架的一端；所述工作台伸出框架部分的顶面的三个边沿处均设置有光栅接收器，所述框架上且位于每一个光栅接收器的正上方均设置有光栅发射器，所述光栅接收器和光栅发射器均与plc控制器相连。

通过采用上述技术方案，当光栅接收器和光栅发射器之间的光线被阻隔时，plc控制器控制伺服电机以及各个气缸均停止运作，保证了安全性。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能充电器的充电检测方法，所述智能充电器的充电检测方法基于上述技术方案所述的智能充电器检测系统，包括以下步骤：

s100、充电器就位：将充电器放置在载物盘上并将充电器的电源插头接入电源，随后按下启动按钮将充电器送至检测位置，系统开始检测充电器；

s200、检测连接状态：通过视觉检测摄像头检测充电器的指示灯是否为红灯，若是，则进入步骤s300；若否，则通过报警装置发出报警信号；

s300、检测就绪状态：上位机系统控制检测杆与硬件模拟模块连通，并通过视觉检测摄像头检测充电器的指示灯是否为绿灯；若是，则进入步骤s400；若否，则通过报警装置发出报警信号；

s400、检测充电状态：上位机系统通过视觉检测摄像头检测充电器的指示灯是否为绿灯闪烁；若是，则进入步骤s500；若否，则通过报警装置发出报警信号；

s500、检测充电电流：通过电流检测仪表实时将充电电流值反馈给上位机系统，同时根据上位机系统中所存储的电流上限值和电流下限值来判定充电电流是否合格；

s600、若判定充电电流合格，则将载物盘送至合格等待位，等操作人员取走充电器之后，按下复位按钮使载物盘移动至初始位置，等待下一次检测；

s700、若判定充电电流不合格，则通过报警装置发出报警信号，并将载物盘送回初始位置，等待操作人员取走不合格充电器。

通过采用上述技术方案，将充电器放置在载物盘上后，按下启动按钮即可对充电器进行自动检测，具有能够有效保证检测质量和检测效率的优点。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤s300中，检测充电器的指示灯为绿灯后，紧接着检测充电器的信号边界频率是否在设定范围值内；若是，则进入步骤s400；若否，则通过报警装置发出报警信号。

通过采用上述技术方案，能够模拟判断与充电器连接的是否是智能割草机，从而模拟实际使用环境，实现了更精准的检测。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过上位机系统、报警装置、硬件模拟模块、检测杆、载物盘、左右驱动模组以及视觉检测摄像头的设置，形成了一整套自动化检测系统，使得智能割草机用充电器的检测可靠、稳定且高效；

2.通过微动开关触发气缸和探针驱动气缸的设置，能够模拟出更加符合实际使用环境的使用过程，使得检测结果更加准确；

3.通过光栅接收器和光栅发射器的设置，提高了系统的安全性。

附图说明

图1是智能充电器检测系统的整体结构示意图；

图2是智能充电器检测系统的结构框图；

图3是电源电路的电路图；

图4是控制电路的电路图；

图5是工作台的结构示意图；

图6是支撑板的结构示意图；

图7是工作台的另一个结构示意图；

图8是载物盘的结构示意图；

图9是支撑板另一视角的结构示意图。

图中，1、工作台；11、支撑板；12、驱动板；13、微动开关触发气缸；14、通槽；15、支架；16、探针驱动气缸；17、检测探针；171、连接架；18、光栅接收器；19、立板；2、plc控制器；21、启动按钮；22、复位按钮；3、上位机系统；31、检测杆；32、视觉检测摄像头；321、连接板；33、示波器；4、框架；41、报警装置；42、硬件模拟模块；43、光栅发射器；44、电流检测仪表；5、载物盘；51、充电器；511、边界信号接口；52、弹片；53、指示灯；54、底板；55、支撑块；56、卡槽；57、放线盒；58、插座；59、旋转下压气缸；591、下压块；6、滚珠丝杠；61、导轨；62、伺服电机；63、伺服驱动器；7、电源按钮；71、急停按钮；72、返回按钮；73、开灯按钮；8、开关电源；81、电源电路；82、控制电路；9、照明灯。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开的一种智能充电器检测系统，包括框架4和固定设置在框架4中部的工作台1，工作台1沿水平方向设置且一端伸出到框架4外。在框架4内且位于工作台1的上方设置有上位机系统3和硬件模拟模块42，硬件模拟模块42用于与待检测的充电器51连接从而模拟充电器51连接智能割草机，上位机系统3用于检测充电器51与硬件模拟模块42连接时的状态信息和电流信息。在框架4的顶端设置有报警装置41，报警装置41为三色灯，结合图2，报警装置41连接有plc控制器2，plc控制器2与上位机系统3通信连接，当上位机系统3监测到充电器51充电异常时，上位机系统3通过plc控制器2控制三色灯发出报警信号。

参照图3，plc控制器2连接有电源电路81。电源电路81包括空气开关qf1、电源按钮7、中间继电器km1和两个开关电源8，空气开关qf1的输入端与三相电的火线u、v、w及零线n连接，空气开关qf1的输出端为u1、v1、w1及n1；电源按钮7的一端与空气开关qf1的u1端连接，电源按钮7的另一端与中间继电器km1的线圈的一端连接，中间继电器km1的线圈的另一端与空气开关qf1的n1端口连接，中间继电器km1的四个常开触点的一端分别与端口u1、v1、w1及n1连接，中间继电器km1的4个常开触点的另一端分别为端口u2、v2、w2和n2，其中，端口u2、v2、w2与对应的常开触点之间均串接有保险丝；两个开关电源8的输入正极均与端口v2连接，两个开关电源8的输入负极均与端口n2连接，其中一个开关电源8的输出正极和输出负极分别为端口l+1和端口l-1，另一个开关电源8的输出正极和输出负极分别为端口l+2和端口l-2。

参照图3和图4，plc控制器2连接有控制电路82。plc控制器2的l+端口与端口l+2连接，plc控制器2的m端口与端口l-2连接，plc控制器2的3l+端口与端口l+1连接，plc控制器2的3m端口和1m端口均与端口l-1连接。控制电路82包括电磁阀ka1、电磁阀ka2和电磁阀ka3，电磁阀ka1、电磁阀ka2和电磁阀ka3的线圈的一端均与plc控制器2的输出端连接，电磁阀ka1、电磁阀ka2和电磁阀ka3的线圈的另一端均与端口l-2连接。电磁阀ka1、电磁阀ka2和电磁阀ka3的常开触点的一端均与端口l+2连接，电磁阀ka1、电磁阀ka2和电磁阀ka3的常开触点的另一端分别与三色灯的三种颜色的灯的一端连接，三色灯的三种颜色的灯的另一端均与端口l-2连接。

参照图5和图6，工作台1的顶面通过一块立板19连接有支撑板11，支撑板11与工作台1的顶面平行。支撑板11的一侧设置有两根检测杆31，两根检测杆31的导电端均朝下设置。结合图1，上位机系统3用于控制检测杆31与硬件模拟模块42连通或断开，其还用于通过夹持在检测杆31上的电流钳以及与电流钳连接的电流检测仪表44获取与检测杆31对接的充电器51的充电电流值。

参照图6和图7，工作台1上且位于检测杆31的下方设置有用于放置充电器51的载物盘5，工作台1上还安装有与载物盘5连接且用于驱动载物盘5沿一个检测杆31至另一个检测杆31的方向移动的左右驱动模组。左右驱动模组包括安装在工作台1顶面的滚珠丝杠6、导轨61和伺服电机62，结合图3，伺服电机62的伺服驱动器63与plc控制器2相连。

参照图7，载物盘5与导轨61滑动连接，滚珠丝杠6的螺杆沿载物盘5的滑动方向设置且其螺母与载物盘5固定连接，伺服电机62的驱动轴与滚珠丝杠6的螺杆通过皮带传动连接且用于驱动滚珠丝杠6的螺杆周向转动。结合图4，plc控制器2的输入端与端口l+1之间连接有启动按钮21、复位按钮22、返回按钮72和两个急停按钮71。初始状态时，载物盘5位于滑轨靠近伺服电机62的一端，该端为载物盘5的初始位置。按下启动按钮21后，左右驱动模组会驱动载物盘5由初始位置移动到检测杆31（如图6）的正下方；按下复位按钮22后，左右驱动模组驱动载物盘5移动至初始位置；按下急停按钮71后，左右驱动模组的伺服电机62立即停止工作；按下返回按钮72后，左右驱动模组的伺服电机62反方向转动。

参照图8，载物盘5包括底板54和设置在底板54顶面四角的支撑块55，四个支撑块55的顶端的内侧均开设有供充电器51的底端边沿卡入的卡槽56，将充电器51放在四个支撑块55上后，充电器51的四角分别位于四个卡槽56内。底板54与充电器51远离其弹片52的一端位置对应的端部还固定有开口向上的放线盒57，放线盒57内设置有供充电器51的电源插头插入的插座58，插座58用于为充电器51提供电能源。

参照图8，载物盘5上设置有用于防止充电器51脱离载物盘5的限位组件。限位组件包括旋转下压气缸59和下压块591，旋转下压气缸59的缸体安装在底板54的顶面，旋转下压气缸59的活塞杆竖直朝上设置并与下压块591固定连接。结合图7，初始状态时，两个下压块591均位于四个支撑块55所围成区域的外侧，按下启动按钮21后，旋转下压气缸59驱动下压块591向充电器51方向转动并下压压紧充电器51。

参照图9，两根检测杆31均沿竖直方向设置且顶端共同连接有驱动板12，检测杆31的底端即其导电端为金属滚轮。支撑板11上安装有与plc控制器2（如图4）连接的微动开关触发气缸13，微动开关触发气缸13的活塞杆与驱动板12固定连接。结合图8，当载物盘5移动到支撑板11下方后，充电器51上的两个弹片52分别位于两个检测杆31相同方向的一侧，此时启动微动开关触发气缸13，微动开关触发气缸13会驱动检测杆31与充电器51上对应的弹片52抵接并推动弹片52转动一定角度，以触发充电器51内的微动开关。

参照图8和图9，支撑板11的顶面通过连接板321连接有视觉检测摄像头32，支撑板11的顶面还沿竖直方向开设有通槽14。视觉检测摄像头32的镜头朝向通槽14，在载物盘5移动到检测杆31下方后，视觉检测摄像头32能够透过通槽14拍摄到充电器51上的指示灯53。结合图2，视觉检测摄像头32与上位机系统3相连，上位机系统3根据视觉检测摄像头32采集的图像信息控制plc控制器2的动作及报警装置41的动作。

参照图6，支撑板11靠近检测杆31的一端连接有支架15，支架15上设置有活塞杆竖直朝下且与plc控制器2（如图4）连接的探针驱动气缸16，探针驱动气缸16位于检测杆31远离支撑板11的一侧。结合图8，探针驱动气缸16的活塞杆通过连接架171连接有用于与充电器51的边界信号接口511对接的检测探针17。结合图2，检测探针17连接有示波器33，示波器33与上位机系统3连接，用于检测充电器51的信号边界频率是否正常。

参照图1和图7，启动按钮21、复位按钮22、急停按钮71、返回按钮72和开灯按钮73均设置在工作台1伸出框架4的一端，工作台1伸出框架4部分的顶面的三个边沿处均设置有光栅接收器18，框架4上且位于每一个光栅接收器18的正上方均设置有光栅发射器43。结合图2，光栅接收器18和光栅发射器43均与plc控制器2相连，当光栅接收器18和光栅发射器43之间的光线被遮挡时，plc控制器2控制伺服驱动器63停止运作。结合图4，控制电路82还包括电磁阀ka4、电磁阀ka5、电磁阀ka6、电磁阀ka7和电磁阀ka8，电磁阀ka4、电磁阀ka5、电磁阀ka6、电磁阀ka7和电磁阀ka8的线圈的一端均与plc控制器2的输出端连接，电磁阀ka4、电磁阀ka5、电磁阀ka6、电磁阀ka7和电磁阀ka8的线圈的另一端均与端口l-2连接；电磁阀ka4、电磁阀ka5、电磁阀ka6和电磁阀ka7的常开触点的一端均与端口l+2连接，电磁阀ka4、电磁阀ka5、电磁阀ka6和电磁阀ka7的常开触点的另一端分别与两个旋转下压气缸59、微动开关触发气缸13以及探针驱动气缸16的输入正极连接，两个旋转下压气缸59、微动开关触发气缸13以及探针驱动气缸16的输入负极均与端口l-2连接；电磁阀ka8的常开触点的一端与端口w2连接，电磁阀ka8的常开触点的另一端连接有照明灯9，照明灯9的另一端与端口n2连接，且照明灯9设置在框架4上。

上述实施例的实施原理为：

初始状态时，载物盘5位于导轨61靠近伺服电机62的一端即初始位置。将充电器51放置在载物盘5上并将充电器51的电源插头接入插座58后，按下启动按钮21，此时plc控制器2控制两个旋转下压气缸59运作从而通过下压块591将充电器51压紧，同时plc控制器2控制左右驱动模组将充电器51送至检测位置即导轨61的中部，此时系统开始检测充电器51。

在检测充电器51的过程中，上位机系统3先通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53是否为红灯；若否，上位机系统3则通过plc控制器2控制报警装置41发出报警信号；若是，上位机系统3则通过plc控制器2控制微动开关触发气缸13运作，从而使得两个检测杆31分别与两个弹片52抵触并驱动弹片52转动一定角度，同时上位机系统3控制检测杆31与硬件模拟模块42连通。

此时，上位机系统3通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53是否为绿灯；若是，上位机系统3通过plc控制器2控制探针驱动气缸16运作，使得检测探针17插入充电器51的边界信号接口511以检测充电器51的信号边界频率是否在设定范围值内；若否，则plc控制器2控制报警装置41发出报警信号。其中，若充电器51的信号边界频率在设定范围值内，上位机系统3会通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53是否为绿灯闪烁；若充电器51的信号边界频率不在设定范围值内，则通过报警装置41发出报警信号。

若充电器51的指示灯53不为绿灯闪烁，则plc控制器2控制报警装置41发出报警信号。若充电器51的指示灯53为绿灯闪烁，则通过电流检测仪表44实时将充电电流值反馈给上位机系统3，同时根据上位机系统3中所存储的用户设定的电流上限值和电流下限值来判定充电电流是否合格。

若判定充电电流合格，则plc控制器2控制伺服电机62运作并将载物盘5送至远离初始位置的合格等待位，操作人员取走充电器51之后，按下复位按钮22即可使载物盘5移动至初始位置，以等待下一次检测。若判定充电电流不合格，则plc控制器2控制报警装置41发出报警信号，并将载物盘5送回初始位置，等待操作人员将不合格的充电器51取走。

实施例二

一种基于实施例一中智能充电器检测系统的智能充电器的充电检测方法，包括以下步骤：

s100、充电器就位：参照图7和图8，将充电器51放置在载物盘5上并将充电器51的电源插头接入电源，随后按下启动按钮21将充电器51送至检测位置，系统开始检测充电器51；

s200、检测连接状态：参照图6和图8，通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53是否为红灯，若是，则进入步骤s300；若否，则通过报警装置(41)发出报警信号；

s300、检测就绪状态：参照图1和图6，上位机系统3控制检测杆31与硬件模拟模块42连通，并通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53（如图7）是否为绿灯；若是，则检测充电器51的信号边界频率是否在设定范围值内；若否，则通过报警装置41发出报警信号；若充电器51的信号边界频率在设定范围值内，则进入步骤s400；若充电器51的信号边界频率不在设定范围值内，则通过报警装置41发出报警信号；

s400、检测充电状态：参照图1和图6，上位机系统3通过视觉检测摄像头32检测充电器51的指示灯53（如图7）是否为绿灯闪烁；若是，则进入步骤s500；若否，则通过报警装置41发出报警信号；

s500、检测充电电流：参照图1和图6，通过电流检测仪表44实时将充电电流值反馈给上位机系统3，同时根据上位机系统3中所存储的电流上限值和电流下限值来判定充电电流是否合格；

s600、参照图7，若判定充电电流合格，则将载物盘5送至远离初始位置的合格等待位，等操作人员取走充电器51之后，按下复位按钮22使载物盘5移动至初始位置，等待下一次检测；

s700、参照图1和图7，若判定充电电流不合格，则通过报警装置41发出报警信号，并将载物盘5送回初始位置，等待操作人员取走不合格的充电器51。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。