一种沿地线巡检机器人的充电对接装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，包括充电座以及与充电座配接的充电头。充电座安装在架空输电线路上的悬垂线夹上，充电头安装在巡检机器人机械臂的压紧轮机构上。当需要充电对接时，机器人行驶至充电座的安装处，垂直移动压紧轮机构进行对接。由于充电座中的插座体具有在三维空间任意转动以及沿垂直方向移动的4个自由度，因而可以适应与充电头对接过程中，由于安装误差引起的对中偏差。同时充电头设计成楔形体，插座体开有与充电头相契合的V形槽，克服了传统插针与插孔对准难的缺点，便于和充电头的对接，对接简单、效率高、安全可靠，成本低。
【专利说明】一种沿地线巡检机器人的充电对接装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种充电对接装置，特别是一种沿地线巡检机器人的充电对接装置。
【背景技术】
[0002]巡检机器人在高压输电线路上作业时，一般采用内置蓄电池进行供电，但巡检机器人作业时能量消耗大，长时间运行时需要频繁更换蓄电池，高压输电线路往往需要跨越山川湖泊，丛林荒漠，现场更换蓄电池费时费力，给巡检造成了极大的不便，因此在线取电就显得非常必要。太阳能作为一种安全绿色的能源，已经广泛地应用于不同领域，而且光伏发电技术现已非常成熟，便于利用。因此，在杆塔上建立太阳能自动充电基站(包括太阳能电池板、储能蓄电池、充电监控系统)，将太阳能转化为电能储存到储能蓄电池中，当巡检机器人的蓄电池的电量不足时，充电基站里的储能蓄电池就可以对巡检机器人提供电能补给，从而实现巡检机器人的在线取电。然而如何实现巡检机器人与太阳能自动充电基站的充电对接就成了决定这一在线取电方式是否可行的关键问题。
[0003]目前家用产品的充电对接采用插针插孔的方式，这种对接方式定位精度要求高，而机器人在具有柔性的架空输电线路上行驶，难免存在不可预估的定位偏差，因此传统的插针插孔的方式显然不适合巡检机器人的充电对接。另外，市面上清洁机器人的充电对接是通过在机器人装感应探测元件，以及在需要对接的充电座上装上配套的感应元件，感应探测元件将探测到的感应信号传给机器人的控制系统，控制系统再控制机器人的行驶路径进行对接，这种方式控制系统复杂，对接效率低，也显然不能满足巡检机器人的对接要求。
实用新型内容
[0004]本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以自适应由于充电头和充电座的安装误差所带来的对中偏差，使它们能够快速可靠对接的沿地线巡检机器人的充电对接装置。
[0005]本实用新型还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种巡检机器人在对接时只需要垂直移动机械臂上的压紧轮机构，就可以完成对接，对接简单、效率高的沿地线巡检机器人的充电对接装置。
[0006]本实用新型再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种安全可靠、成本低的沿地线巡检机器人的充电对接装置。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0007]一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，包括:
[0008]—充电座:所述充电座包括插座罩以及通过支撑组件设置在插座罩上的插座体，所述插座体上设有插座电极；
[0009]一充电头:包括一个楔形体以及设置在楔形体上与插座电极配合使用的电极片。
[0010]在上述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，所述插座体为一正面开有V形槽、背面开有球形槽的立方体，所述插座电极分别安置在V形槽的两个槽面上，插座电极通过电缆与太阳能充电基站本体相连；磁钢位于两槽面的交界处。
[0011]在上述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，所述支撑组件包括设置在插座体的球形槽中的球头座，球头座的上端装有圆柱螺旋弹簧。
[0012]在上述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，充电头的电极片位于楔形体的两侧，该充电头还包括一个设置在楔形体的前端霍尔传感器。
[0013]在上述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，整个充电头安装在巡检机器人机械臂上的压紧轮机构上，电极片通过导线与机器人的电源系统相连，霍尔传感器通过导线与机器人的监控系统相连；充电座安装在架空输电线路上的悬垂线夹上，并通过电缆与装在杆塔上的太阳能充电基站本体相连。
[0014]因此，本实用新型具有如下优点:1.充电座中的插座体具有在三维空间任意转动以及沿垂直方向移动移动的4个自由度，从而适应与充电头对接过程中的定位偏差；2.充电头设计成楔形体，插座体开有与充电头相契合的V形槽，克服了传统插针与插孔对接难的缺点，便于和充电头的对接，对接简单；3.对接时球头座上的圆柱螺旋弹簧可以起到缓冲的作用实现平稳对接，同时能够使插座体复位到初始位置；4.充电头前端装有一个霍尔传感器，插座体上装有磁钢，机器人根据霍尔传感器检测到的信号来识别对接成功与否，保证了对接过程的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型中充电座的主视结构示意图。
[0016]图2是图1的上视结构示意图。
[0017]图3是图1的左视结构示意图。
[0018]图4是图3中A-A剖视结构示意图。
[0019]图5是本实用新型中充电头的主视结构示意图。
[0020]图6是图5的俯视结构示意图。
[0021]图7是图5的左视结构示意图。
[0022]图8是本实用新型的整体示意图。
[0023]图9是巡线机器人与太阳能自动充电基站的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，插座罩1、插座体2、插座电极3、磁钢4、圆柱螺旋弹簧5、球头座6、楔形体7、霍尔传感器8、电极片9、巡检机器人的压紧轮机构10、悬垂线夹11、架空输电线路12、太阳能电池板13、太阳能充电基站本体14、杆塔15、电缆16，巡检机器人17。
[0025]实施例:
[0026]一、首先介绍一下本实用新型的具体结构:本实用新型主要包括:
[0027]本装置包括充电座以及与充电座配接的充电头。充电座安装在架空输电线路12上的悬垂线夹11上，并通过电缆16与装在杆塔15上的太阳能充电基站本体14相连。当沿架空输电线路行驶的巡检机器人17需要充电时，机器人17行驶至充电座的安装处，垂直移动机械臂上的压紧轮机构10，使安装在压紧轮机构10上的充电头与充电座进行对接，充完电后，机器人移动安装在其压紧轮机构10上的充电头与充电座分尚。
[0028]所述的沿架空输电线路行驶的巡检机器人可以选用专利号为:200410061316.8，名称为:一种沿架空高压输电线路行驶的机器人，申请日为2004.12.10日的实用新型中所记载的机器人。
[0029]充电头由楔形体7、霍尔传感器8和电极片9组成。电极片9位于楔形体7的两侧，霍尔传感器8位于楔形体10的顶端。整个充电头安装在巡检机器人机械臂上的压紧轮机构10上，电极片9通过导线与机器人17的电源系统相连，霍尔传感器8通过导线与机器人的监控系统相连。
[0030]充电座由插座罩1、插座体2、插座电极片3、磁钢4、圆柱螺旋弹簧5、球头座6组成。插座罩1中装有插座体2，插座体1为一底面开有V形槽、顶面开有球形槽的立方体；V形槽的两个槽面分别装有电极片3，电极片3通过电缆16与太阳能充电基站本体14相连；磁钢4位于两槽面的交界处；球头座6位于插座体2的球形槽中，球头座的上端装有圆柱螺旋弹簧5。
[0031]二、下面介绍一下本实用新型的工作流程，工作时，巡检机器人17与太阳能自动充电基站的充电对接，即垂直移动机械臂上的压紧轮机构10，使安装在压紧轮机构10上的充电头与充电座中的插座体2进行对接。充电头和充电座存在安装误差从而带来对接时的对中偏差。在对接时，由于插座体2具有在三维空间任意转动以及沿垂直方向移动的4个自由度，充电头会推动插座体2移动(或转动)直至充电头与插座体2的V形槽完全契合。当充电头与插座体2的V形槽契合时，充电头顶端的霍尔传感器8会检测到插座体V形槽里面磁钢4的信号，从而将信号传给机器人的控制系统，机器人停止移动压紧轮机构，对接完成。当充电完成后，机器人17移动压紧轮机构10，使充电头从插座体2的V形槽中退出，圆柱螺旋弹簧5使插座体2复位到初始位置。
[0032]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0033]尽管本文较多地使用了插座罩1、插座体2、插座电极3、磁钢4、、圆柱螺旋弹簧5、球头座6、楔形体7、霍尔传感器8、电极片9、巡检机器人的压紧轮机构10、悬垂线夹11、架空输电线路12、太阳能电池板13、太阳能充电基站本体14、杆塔15、电缆16，巡检机器人17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，包括:一充电座:所述充电座包括插座罩(1)以及通过支撑组件设置在插座罩(1)上的插座体(2)，所述插座体(2)上设有插座电极(3)；一充电头:包括一个楔形体(10)以及设置在楔形体(10)上与插座电极(3)配合使用的电极片(9)。
2.根据权利要求1所述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，所述插座体(2)为一正面开有V形槽、背面开有球形槽的立方体，所述插座电极(3)分别安置在V形槽的两个槽面上，插座电极(3)通过电缆(16)与太阳能充电基站本体(14)相连；磁钢(4)位于两槽面的交界处。
3.根据权利要求2所述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，所述支撑组件包括设置在插座体(2)的球形槽中的球头座(6)，球头座(6)的上端装有圆柱螺旋弹簧(5)。
4.根据权利要求3所述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，充电头的电极片(9)位于楔形体(10)的两侧，该充电头还包括一个设置在楔形体(10)的前端霍尔传感器(12)。
5.根据权利要求4所述的一种沿地线巡检机器人的充电对接装置，其特征在于，整个充电头安装在巡检机器人机械臂上的压紧轮机构(10)上，电极片(9)通过导线与机器人(17)的电源系统相连，霍尔传感器(8)通过导线与机器人的监控系统相连；充电座安装在架空输电线路(12)上的悬垂线夹(11)上，并通过电缆(16)与装在杆塔(15)上的太阳能充电基站本体(14)相连。
【文档编号】H01R13/46GK203521844SQ201320619813
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】吴功平, 周鹏, 肖华, 付兴伟, 杨智勇, 刘明, 曹琪, 杨景波, 景辉, 杨松, 于建友, 石磊 申请人:武汉大学, 国家电网公司, 吉林省电力有限公司白山供电公司