巡检机器人充电系统及充电方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池充电技术领域，涉及一种充电系统，尤其涉及一种高可靠性变电站巡检机器人自主充电系统及充电方法。
【背景技术】
[0002]中国实用新型专利文献CN201298629Y《机器人的电池充电装置》，提供了一种机器人的电池充电装置，包括插头机构和插座构件，所述插头机构包括设于移动式机器人上的底板，所述底板上固定连接有轴向水平放置的支撑套，支撑套内有齿条杆穿过，所述齿条杆左端连接有插头，所述齿条杆与齿轮啮合，所述齿轮安装于电机的转轴上，所述电机与底板固定连接，所述插座构件包括支承座，所述支承座上设有插座，所述插座和所述齿条杆上的插头相对设置。该实用新型采用在机器人内部安装可驱动伸缩充电插头，外部设置充电插座的方案，这样避免了电极的暴露问题。但该实用新型存在以下弊端:通过电机驱动可伸缩电极，电机及可伸缩电极设置于机器人内部会增加机器人本身体重、内部设计和安装复杂度以及安装体积。
[0003]中国实用新型专利文献CN202285342U《变电站智能须巡检机器人充电装置》充电粧内部设备较多，集成度不高，降低了设备的可维护性和稳定性，同时，与该实用新型配合进行充电的机器人的机体上必须设置充电插头，与前述实用新型相似，该充电插头必须为可驱动伸缩充电插头，增加了机器人本身体重、内部设计和安装复杂度以及安装体积。
[0004]中国实用新型专利文献CN202495798U《变电站巡检机器人自动充电机构》，提供了一种变电站巡检机器人自动充电机构，包括电动推杆，电动推杆与充电装置相连，充电装置设置于固定前座上，电动推杆设置于固定后座上，且充电装置与固定前座通过导轨连接。该实用新型将电动推杆及充电装置设置在机器人本体上，由电动推杆带动充电装置与充电箱连接，充完电后，再由电动推杆缩回充电装置。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种巡检机器人充电系统，将电极设置在充电粧基座内部，电极设计成可伸缩弹性接触式，使用完后自动折叠隐藏，对接动力由机器人自身移动提供，大大简化了机器人内部充电部分的复杂度，同时保证了装置安全可靠性。
[0006]本发明所提供的巡检机器人充电系统，其特征在于:包括充电粧基座、巡检机器人充电腔室和可折叠伸缩电极；所述充电粧基座外壁设有电极收缩口 ；所述可折叠伸缩电极安装在所述充电粧基座上，该可折叠伸缩电极可绕安装点转动，从而收入所述电极收缩口内或伸出充电粧基座；所述可折叠伸缩电极与安装在所述充电粧基座上的市电转换器连接；所述巡检机器人充电腔室内设置有与所述可折叠伸缩电极配合的电极板。将可折叠伸缩电极设计在充电粧基座上，该可折叠伸缩电极在不使用时可隐藏在电极收缩口内，增加了充电系统的安全性，驱动可折叠伸缩电极的装置也位于充电粧基座上，减轻了巡检机器人的自身重量，简化了巡检机器人的设计，增加设备的可重用性。
[0007]所述可折叠伸缩电极包括伸缩电极支撑座、伸缩电极导轨以及伸缩电极；所述伸缩电极支撑座的一端安装在所述充电粧基座上，另一端与所述伸缩电极导轨连接；所述伸缩电极支撑座、伸缩电极导轨内均设置有电极通道；所述伸缩电极的两端分别套有弹簧，所述伸缩电极上设置有将所述弹簧隔开的伸缩电极制动环；该伸缩电极设置于电极通道中，其接线端与所述市电转换器连接，其触头伸出电极通道、并与所述巡检机器人充电腔室上的电极板配合。两端套有弹簧的伸缩电极置于电极通道中，伸缩电极制动环将两弹簧分开；伸缩电极的前端套置的弹簧、伸缩电极制动环与电极通道相互作用，使得电极在伸缩电极导轨中具有一定的弹性强度和伸缩余量；伸缩电极的后端套置的弹簧具备减震消噪作用。
[0008]由于巡检机器人需要具有一定的密闭性，电极板不能裸露在外，所述巡检机器人充电腔室具有充电腔室门板，该充电腔室门板的上端安装在所述巡检机器人充电腔室的腔室上壁上，并可绕安装点转动；所述电极板设置在所述巡检机器人充电腔室的腔室后壁上，该腔室后壁与充电腔室门板相对。当巡检机器人需要充电时，机器人向充电粧基座移动，可折叠伸缩电极首先顶在充电腔室门板上，充电腔室门板绕安装点转动，直至充电腔室门板被打开，可折叠伸缩电极与电极板接触；当充电完成或接收到离开指令，机器人向相反方向移动，可折叠伸缩电极与电极板分离，可折叠伸缩电极离开巡检机器人充电腔室，充电腔室门板慢慢放下并将巡检机器人充电腔室封闭。
[0009]为进一步增强密封性，便于充电腔室自动实现密封，充电腔室门板的下端安装有门板磁铁，由于门板磁铁的作用，充电腔室门板与腔室下壁紧密吸合。为增强密封效果，腔室下壁上可设置门槛，在门槛上也设置门板磁铁，充电腔室门板上的门板磁铁与门槛上的门板磁铁紧密吸合。充电腔室门板可通过门板旋转关节安装在腔室上壁，并可绕门板旋转关节转动，在非充电时间，门板旋转关节内部的弹性装置、充电腔室门板底部的门板磁铁可使门板达到密封防水的关闭状态。门板旋转关节可以由旋转轴与扭簧组成，充电时，可折叠伸缩电极的推力大过扭簧扭力时(如果充电腔室门板的下端还安装有门板磁铁，可折叠伸缩电极的推力应大于扭簧扭力与门板磁铁吸力之和)，将充电腔室门板缓缓打开，当可折叠伸缩电极从充电腔室离开后，扭簧的弹性力使充电腔室门板恢复关闭状态。
[0010]优选地，所述充电粧基座上设置有折叠驱动器，所述可折叠伸缩电极安装在折叠驱动器上，该折叠驱动器用于将所述可折叠伸缩电极收入所述电极收缩口内或伸出充电粧基座。折叠驱动器可通过充电粧基座中设置的涡轮涡杆电机与皮带传动机构实现。折叠驱动器设置在充电粧基座内可有效减轻机器人自重以及增加设备的可重用性。
[0011]所述充电粧基座是由前支撑板、后支撑板、左支撑板、右支撑板和底板围成的支撑舱室，其中，左支撑板、右支撑板倾斜设置；所述电极收缩口设置在右支撑板上。市电转换器与折叠驱动器都可以安装在该支撑腔室内。这种模块化设计方便组装和现场安装，其采用左、右侧倾斜设计来增加基座的抗冲击能力和稳定性，左、右支撑板相互构成支撑，还可将支撑板采用重型铸铁设计，来进一步增加抗冲击能力和稳定性。
[0012]为使伸缩电极触头与巡检机器人充电腔室门板接触时具有适当的摩擦力，所述触头为带纹路的半球形。
[0013]本发明还提供一种巡检机器人充电方法，包括以下步骤:
[0014](I)当充电粧基座接收到充电命令后，将隐藏在所述充电粧基座内的可折叠伸缩电极从电极收缩口伸出，直至所述可折叠伸缩电极到达水平位置并保持；
[0015](2)巡检机器人向充电粧基座方向移动，直至巡检机器人充电腔室内的电极板与所述可折叠伸缩电极接触；
[0016](3)当巡检机器人充电完成或接收到离开充电粧基座命令后，巡检机器人缓慢移动，直至电极板与可折叠伸缩电极分离；
[0017](4)将处于水平位置的可折叠伸缩电极收入所述电极收缩口内。
[0018]本发明提供的巡检机器人充电方法，包括以下步骤:
[0019](I)当充电粧基座接收到充电命令后，折叠驱动器将隐藏在所述充电粧基座内的可折叠伸缩电极从电极收缩口伸出，直至所述可折叠伸缩电极到达