一种工业机器人在线全自动智能工业充电机及其充电方法与流程

本发明涉及一种工业充电机及其充电方法，特别是涉及一种工业机器人在线全自动智能工业充电机及其充电方法，属于电池充电技术领域。

背景技术：

传统的工业充电机技术比较成熟，使用操作完全由人工执行，蓄电池和充电机是完全分割的两个独立体：即人员通过蓄电池的电压衰减来判断蓄电池馈电到什么程度，报警或显示该蓄电池必须充电，再由人工接通充电机电源，启动充电机对蓄电池充电，当蓄电池的容量充到额定值，则充电机会自动关闭电源；再由人工断开蓄电池与充电机的连接，蓄电池恢复应用。

当接通充电机后，充电机会自动判断蓄电池的状况；即蓄电池的容量深度，如果蓄电池放电过度，则超出了充电机的工作范围，则充电机报警。否则转入工作状态。

以上蓄电池与充电机的接通和断开过程，都是有人工处理。充电机也只有一种充电模式-恒流充电。而这种模式不适用于在线机器人的快速充电。通过蓄电池的电压衰减来判断蓄电池馈电也非常不准确。

以上的工作方式和现有的设备显然不能满足目前全自动agv系统的工作环境。整个工作过程都需要人工干预。充电机的单一充电模式也不能满足快充的要求。

离线电源的充电方法，现在有有线和无线，由于传统充电机与蓄电池是分离的，通过人工进行硬连接，无法精确正确判断蓄电池的工作状况，传统充电机也是只有一种工作模式-恒流充电模式，这种传统的充电模式，则必须每一组蓄电池，对应一台充电机，造成项目成本增加，充电时间长，传统充电机也没有储存单元，记录或监控充电机的工作状况。

技术实现要素：

本发明的主要目的是为了提供一种工业机器人在线全自动智能工业充电机及其充电方法，电源系统的组成跨行业和专业，利用系统设备中的最优性能段，理论上可以24小时连续工作不需要更换蓄电池，占地少，投资成本少，节省能源，使得几台机器人或多台机器人共用一台充电机即可，是实现人工智能的前提。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种工业机器人在线全自动智能工业充电机，包括智能充电机、机器人以及车载地面接触控制器，所述智能充电机包括用于控制充电电流的控制电路，所述智能充电机与所述机器人通过车载地面接触控制器相连接，所述智能机器人上设有纤维式高倍率蓄电池以及用于检测所述纤维式高倍率蓄电池的蓄电池监控系统。

优选的，所述蓄电池监控系统为bek或bms控制系统，所述蓄电池监控系统内设有蓝牙模块、放电时的时间继电器、主继电器、深放电继电器、以及电池充满电继电器，所述蓄电池监控系统上设有cpu以及显示屏。

优选的，智能充电机前表面面板上设有若干与所述充电电流的控制电路相连用于显示充电状态的led灯、与所述充电电流的控制电路相连的显示面板以及与所述充电电流的控制电路相连的数据输出端口。

优选的，所述纤维式高倍率蓄电池为高倍率纤维式镍镉蓄电池fnc，采用了纤维式结构代替了传统的金属合金板和烧结式结构，采用了三维式立体结构。

优选的，车载地面接触控制器包括车载接触控制器以及地面接触控制器，所述地面接触控制器设置在所述机器人的底端，所述车载接触控制器设置在所述智能充电机一侧的地面上。

优选的，所述控制电路内设有cpu，所述控制电路的cpu内设有管理程序，所述数据输出端口可与计算机相连，计算机可通过数据输出端口对所述控制电路cpu内的管理程序进行编程。

一种工业机器人在线全自动智能工业充电机的充电方法，包括如下步骤：

步骤1：蓄电池监控系统检测纤维式高倍率蓄电池的盈亏状态；

步骤2：当纤维式高倍率蓄电池需要充电时，机器人移动到充电位置，车载接触控制器与地面接触控制器连接开始充电；

步骤3：充电电流的控制电路检测和控制智能充电机对纤维式高倍率蓄电池充电，同时led灯显示充电状态，显示面板显示充电信息；

步骤4：电脑可连接数据输出端口进行数据的查看以及对充电电流的控制电路内的程序进行编程。

本发明的有益技术效果：

1、本发明提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，通过硬件、软件一体化的设计，以及人工界面，做到在线全自动控制，大大加强了整个系统的自动化功能和提升了可靠性，降低了消耗，增加了生产效率。

2、本发明提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，该系统是对离线机器人的工作连续性的创新，24小时不间断工作，不用中间跟换蓄电池，不用多余的机器人补充(需要几台就是几台)。

3、本发明提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，可完全正确的反映了蓄电池的实质，利用了蓄电池的实际物理单位：ah，因此的到数据真实可信。由于内设cpu，所以该设备具有记忆功能，即使断掉电源，bke也可以在任何时候接通电源后，继续读写，不会中断原来对蓄电池的实际容量的记录，从而对工业机器人的全面控制提出可能。

4、本发明提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，由于fnc的材料和内部特点所决定其性能特殊，其2500次深度充放电100％的特点，利用其浅充放的过程；即有可以快速充电的优势，同时又不影响其使用寿命，因此当我们在使用fnc时，如果让其工作窗口在70-80％之间，则可以更好地利用以上两个，可以多次以1倍-2倍以上的充电电流，短时间里充电，使蓄电池迅速恢复到工作状态，从而不间断地运行agv或智能机器人，另外由于fnc的高循环寿命(2500次；dod100％)；如果我们每次只使用20-30％的容量，其循环次数将一万次或更多，折合成产品使用寿命，完全满足要求。

附图说明

图1为按照本发明的工业机器人在线全自动智能工业充电机的一优选实施例的整体结构剖视图；

图2为按照本发明的工业机器人在线全自动智能工业充电机的一优选实施例的智能充电机的主视图。

图中：1-智能充电机，2-机器人，3-车载地面接触控制器，11-充电电流的控制电路，12-led灯，13-显示面板，14-数据输出端口，21-纤维式高倍率蓄电池，22-蓄电池监控系统，31-车载接触控制器，32-地面接触控制器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图2所示，本实施例提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，包括智能充电机1、机器人2以及车载地面接触控制器3，智能充电机1包括用于控制充电电流的控制电路11，智能充电机1与机器人2通过车载地面接触控制器3相连接，智能机器人2上设有纤维式高倍率蓄电池21以及用于检测纤维式高倍率蓄电池21的蓄电池监控系统22。

在本实施例中，如图1所示，蓄电池监控系统22为bek或bms控制系统，蓄电池监控系统22内设有蓝牙模块、放电时的时间继电器、主继电器、深放电继电器、以及电池充满电继电器，蓄电池监控系统22上设有cpu以及显示屏，bke利用蓄电池的物理量：ah-即安时＝电流(a)*时间(h)，来取样通过积分得到模拟量，能精准得到电池的实际容量：充电容量或放电容量，它可以监控，还可以输出4个开关信号：常闭/常开可以根据工况任意设置机器人的工作节奏和范围，合理安排其工作量，实时监控和管理，与主计算机双向通讯。

在本实施例中，如图1所示，智能充电机1前表面面板上设有若干与充电电流的控制电路11相连用于显示充电状态的led灯12，led灯显示表示：“充电”、“充电结束”，“故障”、“输入故障”等、与充电电流的控制电路11相连的显示面板13以及与充电电流的控制电路11相连的数据输出端口14，用于显示控制电路11中产生的数据。

在本实施例中，如图1所示，纤维式高倍率蓄电池21为高倍率纤维式镍镉蓄电池fnc，采用了纤维式结构代替了传统的金属合金板和烧结式结构，采用了三维式立体结构，(无纺布)纤维式结构代替了传统的金属合金板和烧结式结构，三维式立体结构，其能量比大，内阻非常小，导电性高(300m/cm3长的纤维丝，外围全为镀镍)，机械弹性大，渗透性好，充放电效率高，散热快，电极板不含石墨和铁元素，因此，自始自终不用更换电解液有利于环境保护，大大降低维修成本，由于其极板的特殊性，所以，温度范围广－50c－+60c，在温度－20c时蓄电池容量仍有90％以上，充放电次数2500以上(dod100％-即充放电深度为100％时，的循环次数)，耗水量小充电系数小、充电快、耗电小，一般镍镉蓄电池的充电系数为14，抗冲击，抗碰撞，且重量轻，不含卤和磷元素阻燃，无毒，无烟。

在本实施例中，如图1所示，车载地面接触控制器3包括车载接触控制器31以及地面接触控制器32，地面接触控制器32设置在机器人2的底端，车载接触控制器31设置在智能充电机1一侧的地面上。

在本实施例中，如图1所示，控制电路11内设有cpu，控制电路11的cpu内设有管理程序，数据输出端口14可与计算机相连，计算机可通过数据输出端口14对控制电路11cpu内的管理程序进行编程。

在本实施例中，如图1-图2所示，本实施例提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机的工作过程如下：

步骤1：蓄电池监控系统22检测纤维式高倍率蓄电池21的盈亏状态；

步骤2：当纤维式高倍率蓄电池21需要充电时，机器人移动到充电位置，车载接触控制器31与地面接触控制器32连接开始充电；

步骤3：充电电流的控制电路11检测和控制智能充电机1对纤维式高倍率蓄电池21充电，同时led灯显示充电状态，显示面板显示充电信息；

步骤4：电脑可连接数据输出端口14进行数据的查看以及对充电电流的控制电路11内的程序进行编程。

综上所述，在本实施例中，本实施例提供的工业机器人在线全自动智能工业充电机，蓄电池监控系统22内设有蓝牙模块、放电时的时间继电器、主继电器、深放电继电器、以及电池充满电继电器，蓄电池监控系统22上设有cpu以及显示屏，bke利用蓄电池的物理量：ah-即安时＝电流(a)*时间(h)，来取样通过积分得到模拟量，能精准得到电池的实际容量：充电容量或放电容量，它可以监控，还可以输出4个开关信号：常闭/常开可以根据工况任意设置机器人的工作节奏和范围，合理安排其工作量，实时监控和管理，与主计算机双向通讯，智能充电机1前表面面板上设有若干与充电电流的控制电路11相连用于显示充电状态的led灯12，led灯显示表示：“充电”、“充电结束”，“故障”、“输入故障”等、与充电电流的控制电路11相连的显示面板13以及与充电电流的控制电路11相连的数据输出端口14，用于显示控制电路11中产生的数据，纤维式高倍率蓄电池21为高倍率纤维式镍镉蓄电池fnc，采用了纤维式结构代替了传统的金属合金板和烧结式结构，采用了三维式立体结构，(无纺布)纤维式结构代替了传统的金属合金板和烧结式结构，三维式立体结构，其能量比大，内阻非常小，导电性高(300m/cm3长的纤维丝，外围全为镀镍)，机械弹性大，渗透性好，充放电效率高，散热快，电极板不含石墨和铁元素，因此，自始自终不用更换电解液有利于环境保护，大大降低维修成本，由于其极板的特殊性，所以，温度范围广－50c－+60c，在温度－20c时蓄电池容量仍有90％以上，充放电次数2500以上(dod100％-即充放电深度为100％时，的循环次数)，耗水量小充电系数小、充电快、耗电小，一般镍镉蓄电池的充电系数为14，抗冲击，抗碰撞，且重量轻，不含卤和磷元素阻燃，无毒，无烟，车载地面接触控制器3包括车载接触控制器31以及地面接触控制器32，地面接触控制器32设置在机器人2的底端，车载接触控制器31设置在智能充电机1一侧的地面上，控制电路11内设有cpu，控制电路11的cpu内设有管理程序，数据输出端口14可与计算机相连，计算机可通过数据输出端口14对控制电路11cpu内的管理程序进行编程。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。