一种巡检机器人自动充电装置的制作方法

本技术涉及巡检机器人，尤其涉及一种巡检机器人自动充电装置。

背景技术：

1、随着机器人技术的不断发展，机器人在很多领域都得到了较好的应用，而轨道巡检机器人因其能很好的替代人力完成重复性任务，确保被检测设备运行正常，有效释放运维人员的工作，其被广泛运用在电力、煤矿、机房、仓库等行业中。煤矿井下爆炸环境对巡检机器人的需求特别大，由于其特殊的瓦斯环境，需要对各种设备24小时全天候监测。

2、目前，煤矿井下环境常见的充电方式主要有在机器人上外挂发电机通过机械能转换电能充电、无线充电、通过锥面配合形成防爆腔体、井下安全环境充电，但上述充电方式均存在一定的局限性，无法满足机器人自主、高效、24小时全天候的运行。具体来说，机器人上面外挂一个发电机，通过充电桩的电动机带动机器人上面发电机的转轴，实现电能-机械能-电能的转换方式对机器人进行充电，但是此方式需要在每个机器人上面外挂一个发电机，重量、成本、效率都不经济，而且只能用于隔爆机器人上面，对于驱动力小的、重量轻、效率高的本安机器人无法通过外挂发电机的方式进行充电。同时无线充电限制于gb3836.1中的规定，充电功率阈值不超过6w，很难对机器人大容量的电池进行快速的充电。而通过锥面配合形成防爆腔体，因为隔爆面的配合精度要求高，对于机器人需要长期使用的场合无法确保高可靠性。因此，急需一种长期安全可靠的可用于隔爆机器人和本案机器人在煤矿井下快速充电的装置。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型公开了一种巡检机器人自动充电装置，安全可靠，解决了巡检机器人在煤矿井下爆炸环境中直接充电时产生的电火花而有可能引起危险爆炸的问题，解决了巡检机器人在煤矿井下的24小时全天候监测运行的续航问题，本质上提升了巡检机器人在煤矿井下爆炸环境的工作效率。

2、对此，本实用新型的技术方案为：

3、一种巡检机器人自动充电装置，其包括充电连接机构和充电匹配连接机构，所述充电连接机构包括可转动的连接件和第一充电接触构件，所述连接件和第一充电接触构件连接；

4、所述充电匹配连接机构包括传动机构和第二充电接触构件，所述传动机构与驱动机构连接；所述传动机构位于所述充电匹配连接机构的一端，所述传动机构包括中空腔体和中空的传动连接构件，所述中空腔体和传动连接构件的中空部分连通，所述第二充电接触构件位于中空腔体内；所述驱动机构驱动传动机构转动，所述传动连接构件的内壁通过螺纹与连接件的外壁连接或所述传动连接构件的外壁通过螺纹与连接件的内壁匹配连接，使所述第一充电接触构件与位于中空腔体内的第二充电接触构件连接；所述中空腔体内设有爆炸气体传感器。进一步的，所述传动连接构件位于传动机构的端部。

5、采用此技术方案，当机器人需要充电时，靠近充电桩，然后通过充电连接机构与充电匹配连接机构的配合连接，通过螺纹连接面形成安全、可靠的隔爆腔体，在该隔爆腔体内，所述第一充电接触构件和第二充电接触构件完全接触，进行充电。而且该隔爆腔体内设有爆炸气体传感器，当爆炸气体传感器监测的爆炸气体的浓度低于标准要求时，方可进行充电，具有更好的安全性，可用于隔爆机器人和本安机器人快速充电。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述第一充电接触构件、第二充电接触构件连接均设有电极，两者的电极位置对应。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述第一充电接触构件的端部设有用于与第二充电接触构件连接的连接构件。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述充电匹配连接机构的另一端设有隔爆的喇叭嘴，与充电接触构件电连接的动力线缆和与爆炸气体传感器连接的信号线通过喇叭嘴穿出。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述的巡检机器人自动充电装置包括防逆转机构，所述防逆转机构与传动机构连接。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述防逆转机构包括棘轮、棘爪和舵机，所述棘爪位于传动机构的一侧；所述棘轮与棘爪连接，所述舵机与棘轮连接，带动棘爪转动，控制棘爪的角度来控制棘轮的转动和防逆转。采用棘轮棘爪的防止逆转的结构，保证个隔爆腔体形成后不会因为其他原因失效。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述的巡检机器人自动充电装置包括对中机构，所述对中机构包括锲形块和锥面，所述锲形块设置在充电匹配连接机构的一侧，煤矿井下巡检机器人设有锥面，所述锲形块的斜面与锥面相互匹配接触时，充电连接机构和充电匹配连接机构匹配连接。采用此技术方案，通过锲形块和锥面的配合，可以引导机器人准确的进入相应的位置。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述的巡检机器人自动充电装置包括设置在充电桩一侧或底部的轨道，所述轨道上在靠近充电桩的一侧设有电磁铁，煤矿井下巡检机器人上设有铁磁性构件，通过电磁铁作用于铁磁性构件的磁力，引导机器人的靠近。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述充电连接机构设置在煤矿井下巡检机器人，所述充电匹配连接机构设置在充电桩上。当然，也可以根据需要，进行互换设置，也就是充电连接机构设置在充电桩上，所述充电匹配连接机构设置在煤矿井下巡检机器人。

14、作为本实用新型的进一步改进，所述充电桩设有控制模块和充电模块，所述充电模块与第二充电接触构件电连接。

15、作为本实用新型的进一步改进，所述轨道上依次设有与控制模块电连接的第一行程开关、第二行程开关和第三行程开关，所述第一行程开关位于靠近充电桩的一侧。

16、作为本实用新型的进一步改进，所述充电桩的一侧设有第二爆炸气体传感器，所述爆炸气体传感器和第二爆炸气体传感器与控制模块电连接。

17、作为本实用新型的进一步改进，所述煤矿井下巡检机器人设有充电模组，所述充电模组与第一充电接触构件电连接。

18、作为本实用新型的进一步改进，所述充电模块有充电桩接触器，所述充电模组设有机器人接触器，所述充电桩接触器与控制模块连接，所述机器人接触器与机器人控制模组连接。

19、作为本实用新型的进一步改进，所述充电模块为ac充电模块或者dc充电模块。

20、作为本实用新型的进一步改进，所述充电桩设有通讯模块，所述控制模块通过通讯模块与云端控制中心通讯。进一步的，所述煤矿井下巡检机器人设有通讯单元，所述机器人控制模组通过通讯单元与云端控制中心通讯。

21、作为本实用新型的进一步改进，所述传动机构包括中空的齿轮轴，所述传动连接构件的外径小于齿轮轴的外径；所述齿轮轴通过齿轮啮合到驱动机构的动力轴上。进一步的，所述驱动机构为驱动电机。

22、作为本实用新型的进一步改进，所述连接件为螺杆，所述第一充电接触构件位于连接件的前端；所述传动连接构件设有内螺纹，所述传动连接构件通过螺栓与齿轮轴连接。进一步的，所述连接件的外螺纹、传动连接构件的内螺纹的长度不小于10mm。进一步优选的，所述外螺纹、内螺纹的大小为中等精度m20，螺距为2mm，长度为30mm，采用此方案配合后形成的隔爆面长度大于gb3836.2中规定的8mm要求。

23、作为本实用新型的进一步改进，所述充电连接机构的前端设有可开合的防尘机构，所述充电匹配连接机构的外侧设有可开合的防尘开闭罩。所述防尘机构的驱动部分与机器人控制模组电电连接，所述防尘开闭罩的驱动部分与控制模块电连接。采用此技术方案，充电连接机构、充电匹配连接机构在日常均有防尘机构、防尘开闭罩进行保护，只有当机器人在充电时才会打开，使用更加可靠。

24、进一步的，根据第三行程开关的信号，所述控制模块控制防尘开闭罩的驱动部分的开启或关闭，所述机器人控制模组控制防尘开闭罩的驱动部分的开启或关闭。

25、进一步的，所述充电连接机构为充电插头，所述充电匹配连接机构为充电插座。

26、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

27、采用本实用新型的技术方案，在充电时候对电气连接部位形成安全可靠的隔爆腔体，稳定可靠，高效安全，而且采用的螺纹连接面也利于后期维护更换，保障了整个系统能够实现在爆炸环境充电安全；该充电装置结构简单、成本低、重量轻巧，可以同时用于隔爆机器人和本案机器人，并进行快速充电；进一步的，充电过程中数据可以通过通讯模块实时上传云端控制中心，直观显示，安全可控，可以提高机器人充电的效率。