專利名稱：一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種充電對接與分離裝置，尤其是涉及一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置。
背景技術(shù)：
用巡線機(jī)器人進(jìn)行線路巡檢可以到達(dá)人工難以到達(dá)的線路，提高巡檢效率，極大減低了巡檢的勞動強(qiáng)度和人工巡線的潛在的風(fēng)險，是機(jī)器人技術(shù)和電力巡檢技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。巡線機(jī)器人在高壓輸電線路上作業(yè)時，一般采用內(nèi)置蓄電池進(jìn)行供電，但巡線機(jī)器人作業(yè)時能量消耗大，長時間運(yùn)行時需要頻繁更換蓄電池，高壓輸電線路往往需要跨越山川湖泊，叢林荒漠，現(xiàn)場更換蓄電池費(fèi)時費(fèi)力，給巡線造成了極大的不便，因此在線取電就顯得非常必要。太陽能作為一種安全綠色的能源，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于不同領(lǐng)域，而且光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)已非常成熟，便于利用。因此，在桿塔上建立太陽能自動充電基站包括太陽能電池板、儲能蓄電池、充電監(jiān)控系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存到儲能蓄電池中，當(dāng)巡線機(jī)器人的蓄電池的電量不足時，充電基站里的儲能蓄電池就可以對巡線機(jī)器人提供電能補(bǔ)給，從而實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人的在線取電。然而如何實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人與太陽能自動充電基站的充電對接與分離就成了決定這一在線取電方式是否可行的關(guān)鍵問題。目前，市面上清潔機(jī)器人的充電對接是通過在機(jī)器人裝感應(yīng)探測元件，以及在需要對接的充電座上裝上配套的感應(yīng)元件，感應(yīng)探測元件將探測到的感應(yīng)信號傳給機(jī)器人的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)再控制機(jī)器人的行駛路徑進(jìn)行對接。這種方式控制系統(tǒng)復(fù)雜，對接效率低，并且對接精度依賴感應(yīng)元器件的感應(yīng)信號，存在對接可靠性問題，不適用于高空作業(yè)的巡線機(jī)器人與太陽能自動充電基站的對接；如果采用家用產(chǎn)品的普通插頭插座的方式對接，將插頭裝在機(jī)械臂上，插座裝在懸垂線夾上，機(jī)器人在輸電線路上行駛，通過沿著輸電線路移動機(jī)械臂使得插頭與插座對接時，由于插頭和插座存在的安裝誤差、輸電線路受機(jī)器人重力產(chǎn)生的向下形變而產(chǎn)生插頭和插座的對中偏差，而使得對接失敗，因此這種方式同樣不適用于高空作業(yè)的巡線機(jī)器人與太陽能自動充電基站的對接。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種可以自適應(yīng)由于充電頭和裝置的安裝誤差、輸電線路受機(jī)器人重力產(chǎn)生的向下形變所帶來的對中偏差，使它們準(zhǔn)確對接的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置。本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種巡線機(jī)器人在對接時只需要沿著輸電線路移動機(jī)械臂，就可以完成對接，對接簡單、效率高的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置。本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種安全可靠、成本低的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，包括對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上的充電座機(jī)構(gòu)、以及與充電座機(jī)構(gòu)配接的充電頭。在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括兩個支撐柱、設(shè)置在兩個支撐柱上能上下往復(fù)運(yùn)動的垂直運(yùn)動組件、設(shè)置在垂直運(yùn)動組件上能左右往復(fù)運(yùn)動的左右運(yùn)動組件；上述充電座機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述左右運(yùn)動組件上。在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述兩個支撐柱上下兩端的中心均開有盲孔，并在兩個支撐柱旁側(cè)對稱開有槽；所述垂直運(yùn)動組件包括垂直移動滑板；所述垂直移動滑板的上下兩端開有盲孔，兩個支撐柱兩端的盲孔里各裝有一個上下復(fù)位彈簧，上下復(fù)位彈簧的一端與支撐柱的內(nèi)端面相連，另外一端穿入垂直移動滑板的盲孔與其相連；所述垂直移動滑板中間還開有槽，所述左右運(yùn)動組件設(shè)置在開設(shè)在垂直移動滑板中間的槽內(nèi)。 在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述左右運(yùn)動組件包括左右移動滑板，所述左右移動滑板裝在開設(shè)于垂直移動滑板中間的槽內(nèi)；所述垂直移動滑板中間槽的左右兩端開有盲孔，所述左右移動滑板的左右兩端也開有盲孔，左右復(fù)位彈簧的一端穿入垂直移動滑板的盲孔與其連接，另一端穿入左右移動滑板的盲孔與其連接；該左右移動滑板中間還開有槽，上述充電座機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右移動滑板中間的槽內(nèi)。在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述充電座機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向錐、正負(fù)極插銷、插銷底盤、底盤擋片、緩沖彈簧以及底座；所述正負(fù)極插銷固定在插銷底盤上；導(dǎo)向錐與插銷底盤之間設(shè)有有底盤擋片，緩沖彈簧設(shè)置在插銷底盤與底座之間；所述導(dǎo)向錐底端兩側(cè)、底盤擋片兩側(cè)以及底座頂端兩側(cè)都伸出開有通孔的兩個凸片；通過螺栓和螺母導(dǎo)向錐、底盤擋片以及底座連接固定；所述導(dǎo)向錐的前部分為錐形空心圓柱，后部分為空心圓柱，充電頭的圓柱半徑與導(dǎo)向錐后部分空心圓柱的內(nèi)圓半徑相等；正負(fù)極插銷位于導(dǎo)向錐的后部分，通過導(dǎo)線與太陽能自動充電基站本體的充電系統(tǒng)相連接。在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述左右移動滑板的中間槽的上下端開有通孔，所述底座上下端開有盲孔，彈簧片穿過左右移動滑板中間槽的通孔，插入到底座上下端的盲孔內(nèi)。在上述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，所述充電頭包括一底端帶有凸緣的實(shí)體圓柱，實(shí)體圓柱上開有沉頭孔，沉頭孔內(nèi)裝有導(dǎo)線和電極片，導(dǎo)線的一端與機(jī)器人的充電系統(tǒng)連接，導(dǎo)線的另一端穿過沉頭孔的小孔連接到大孔底端的電極片上。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.可以自適應(yīng)由于充電頭和裝置的安裝誤差、輸電線路受機(jī)器人重力產(chǎn)生的向下形變所帶來的對中偏差，使它們準(zhǔn)確對接；2.對接時，巡線機(jī)器人只需要沿著輸電線路移動機(jī)械臂，就可以完成對接，對接簡單、效率高。3.安全可靠、成本低。
圖I是本發(fā)明的的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖I中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是充電頭的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6中C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明的對接示意圖。圖9是巡線機(jī)器人與太陽能自動充電基站的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，導(dǎo)向錐I、正負(fù)極插銷2、插銷底盤3、底盤擋片4、緩沖彈簧5、底座6、支撐柱7、上下移動滑板8、上下復(fù)位彈簧9、左右移動滑板10、左右復(fù)位彈簧11、彈簧片12、.軸13、帶有凸緣的實(shí)體圓柱14、電極片15、裝置箱16、支撐架17、電線路18、垂線夾19、電纜20、巡線機(jī)器人21、太陽能自動充電基站本體22、桿塔23。實(shí)施例
本裝置包括充電座機(jī)構(gòu)、對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)。該裝置通過裝置箱16和支撐架17安裝在高空輸電線路18上的懸垂線夾19上，并通過電纜20與裝在桿塔23上的太陽能自動充電基站本體22相連。當(dāng)沿高空輸電線路行駛的巡線機(jī)器人21需要充電時，機(jī)器人21沿著輸電線路18移動安裝在其機(jī)械臂上的充電頭與該裝置進(jìn)行對接，充完電后，機(jī)器人移動安裝在其機(jī)械臂上的充電頭與該裝置分離。所述的沿高空輸電線路行駛的巡線機(jī)器人可以選用專利號為200410061316. 8，名稱為一種沿架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人，申請日為2004. 12. 10日的發(fā)明中所記載的機(jī)器人。與該裝置對接的充電頭安裝在巡線機(jī)器人21的機(jī)械臂上，在不考慮輸電線路的形變、充電頭和充電對接與分離裝置的安裝誤差等所引起的對中偏差時，充電頭的插孔與該裝置的正負(fù)極插銷2沿著輸電線路方向?qū)χ小３潆婎^是一底端帶有凸緣的實(shí)體圓柱14，并在其上開有沉頭孔，里面裝有導(dǎo)線和電極片15，導(dǎo)線的一端與機(jī)器人21的充電系統(tǒng)連接，導(dǎo)線的另一端穿過沉頭孔的小孔連接到大孔底端的電極片15上。充電座機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向錐I，正負(fù)極插銷2，插銷底盤3，底盤擋片4，緩沖彈簧5，底座6組成；正負(fù)極插銷2固定在插銷底盤3上，導(dǎo)向錐I與插銷底盤3之間裝有底盤擋片4，插銷底盤3與底座6之間裝有緩沖彈簧5，起對接緩沖的作用。導(dǎo)向錐I底端兩側(cè)、底盤擋片4兩側(cè)以及底座6頂端兩側(cè)都伸出開有通孔的兩個凸片，通過螺栓和螺母連接這三個零部件；而且導(dǎo)向錐I的前部分為錐形空心圓柱，后部分為空心圓柱，充電頭的圓柱半徑與導(dǎo)向錐I后部分空心圓柱的內(nèi)圓半徑相等。正負(fù)極插銷2位于導(dǎo)向錐I的后部分，通過導(dǎo)線與太陽能自動充電基站本體22的充電系統(tǒng)相連接。機(jī)器人與太陽能自動充電基站的充電對接，即通過移動機(jī)械臂上的充電頭，使充電頭沉頭孔的大孔內(nèi)與電極片15與充電對接與分離裝置內(nèi)的正負(fù)極插銷2貼合。當(dāng)巡線機(jī)器人機(jī)械臂上的充電頭與該裝置的正負(fù)極插銷2對接時，由于充電頭和該裝置存在安裝誤差、輸電線路受機(jī)器人重力會產(chǎn)生向下形變，從而帶來對接時的對中偏差，造成對接失敗，因而需要對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)來適應(yīng)這種對中偏差。導(dǎo)向錐I的作用在于給正負(fù)極插銷2導(dǎo)向。充電頭首先與導(dǎo)向錐I的前半部分錐形空心圓柱接觸，導(dǎo)向錐I傳遞受力和力矩給對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)使正負(fù)極插銷2適應(yīng)對中偏差，從而實(shí)現(xiàn)與充電頭的對接。對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)由兩個支撐柱7，上下移動滑板8，上下復(fù)位彈簧9，左右移動滑板10，左右復(fù)位彈簧11，彈簧片12，軸13組成。支撐柱7的上下兩端的中心開有盲孔，并在旁側(cè)開有槽，作為上下移動滑板8的滑動軌道；上下移動滑板8中間開有槽，左右移動滑板10裝在槽里面，并且可以在槽里面左右滑動；左右移動滑板10中間開有槽，充電座機(jī)構(gòu)的底座6通過軸13連接裝在左右移動滑板10的槽內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)一定角度的偏轉(zhuǎn)，這樣充電座機(jī)構(gòu)具有上下移動、左右移動、上下偏轉(zhuǎn)三個自由度。
上下移動滑板8的上下兩端開有盲孔，支撐柱7兩端的盲孔里各裝有一個上下復(fù)位彈簧9，上下復(fù)位彈簧9的一端與支撐柱7的內(nèi)端面相連，另外一端穿入上下移動滑板8的盲孔與其相連，從而補(bǔ)償充電對接時機(jī)械臂上的充電頭與充電座機(jī)構(gòu)中正負(fù)極插銷2的上下位移偏差，并保證分離后正負(fù)極插銷2的復(fù)位；上下移動滑板8的中間開有槽，槽的左右兩端開有盲孔,左右移動滑板10的左右兩端也開有盲孔，左右復(fù)位彈黃11的一端穿入上下移動滑板8的盲孔與其連接，另一端穿入左右移動滑板10的盲孔與其連接，從而補(bǔ)償充電對接時機(jī)械臂上的充電頭與充電座機(jī)構(gòu)中正負(fù)極插銷2的左右位移偏差，并保證分離后正負(fù)極插銷2的復(fù)位。左右移動滑板10中槽的上下端開有通孔，底座6上下端開有盲孔，彈簧片12穿過左右移動滑板10中槽的通孔，插入到底座6上下端的盲孔內(nèi)，從而補(bǔ)償充電對接時機(jī)械臂上的充電頭與充電座機(jī)構(gòu)中正負(fù)極插銷2的上下角度偏差，并保證分離后正負(fù)極插銷2的復(fù)位。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了導(dǎo)向錐I、正負(fù)極插銷2、插銷底盤3、底盤擋片4、緩沖彈簧5、底座6、支撐柱7、上下移動滑板8、上下復(fù)位彈簧9、左右移動滑板10、左右復(fù)位彈簧11、彈簧片12、.軸13、帶有凸緣的實(shí)體圓柱14、電極片15、裝置箱16、支撐架17、電線路18、垂線夾19、電纜20、巡線機(jī)器人21、太陽能自動充電基站本體22、桿塔23等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，包括對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上的充電座機(jī)構(gòu)、以及與充電座機(jī)構(gòu)配接的充電頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括兩個支撐柱(7)、設(shè)置在兩個支撐柱(7)上能上下往復(fù)運(yùn)動的垂直運(yùn)動組件、設(shè)置在垂直運(yùn)動組件上能左右往復(fù)運(yùn)動的左右運(yùn)動組件；上述充電座機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述左右運(yùn)動組件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述兩個支撐柱(7 )上下兩端的中心均開有盲孔，并在兩個支撐柱(7 )旁側(cè)對稱開有槽；所述垂直運(yùn)動組件包括垂直移動滑板(8);所述垂直移動滑板(8)的上下兩端開有盲孔，兩個支撐柱(7)兩端的盲孔里各裝有一個上下復(fù)位彈簧(9)，上下復(fù)位彈簧(9)的一端與支撐柱(7)的內(nèi)端面相連，另外一端穿入垂直移動滑板(8)的盲孔與其相連；所述垂直移動滑板(8)中間還開有槽，所述左右運(yùn)動組件設(shè)置在開設(shè)在垂直移動滑板(8)中間的槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述左右運(yùn)動組件包括左右移動滑板(10)，所述左右移動滑板(10)裝在開設(shè)于垂直移動滑板(8)中間的槽內(nèi)；所述垂直移動滑板(8)中間槽的左右兩端開有盲孔，所述左右移動滑板(10)的左右兩端也開有盲孔，左右復(fù)位彈簧的一端穿入垂直移動滑板(8)的盲孔與其連接，另一端穿入左右移動滑板(10)的盲孔與其連接；該左右移動滑板(10)中間還開有槽，上述充電座機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右移動滑板(10)中間的槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述充電座機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向錐(I)、正負(fù)極插銷(2)、插銷底盤(3)、底盤擋片(4)、緩沖彈簧(5)以及底座(6);所述正負(fù)極插銷(2)固定在插銷底盤(3)上；導(dǎo)向錐(I)與插銷底盤(3)之間設(shè)有有底盤擋片(4)，緩沖彈簧(5)設(shè)置在插銷底盤(3)與底座(6)之間；所述導(dǎo)向錐(I)底端兩側(cè)、底盤擋片(4)兩側(cè)以及底座(6)頂端兩側(cè)都伸出開有通孔的兩個凸片；通過螺栓和螺母導(dǎo)向錐(I)、底盤擋片(4)以及底座(6)連接固定；所述導(dǎo)向錐(I)的前部分為錐形空心圓柱，后部分為空心圓柱，充電頭的圓柱半徑與導(dǎo)向錐(I)后部分空心圓柱的內(nèi)圓半徑相等；正負(fù)極插銷(2)位于導(dǎo)向錐(I)的后部分，通過導(dǎo)線與太陽能自動充電基站本體(22)的充電系統(tǒng)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述左右移動滑板(10)的中間槽的上下端開有通孔，所述底座(6)上下端開有盲孔，彈簧片(12)穿過左右移動滑板(10)中間槽的通孔，插入到底座(6)上下端的盲孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置，其特征在于，所述充電頭包括一底端帶有凸緣的實(shí)體圓柱(14)，實(shí)體圓柱(14)上開有沉頭孔，沉頭孔內(nèi)裝有導(dǎo)線和電極片(15)，導(dǎo)線的一端與機(jī)器人(21)的充電系統(tǒng)連接，導(dǎo)線的另一端穿過沉頭孔的小孔連接到大孔底端的電極片(15)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巡線機(jī)器人太陽能充電基站的充電對接與分離裝置。該裝置包括對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在對接偏差自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上的充電座機(jī)構(gòu)、以及與充電座機(jī)構(gòu)配接的充電頭；安裝在高空輸電線路上的懸垂線夾上，充電頭安裝在機(jī)器人的機(jī)械臂上，當(dāng)沿著輸電線路移動機(jī)械臂使充電頭與該裝置進(jìn)行對接時，該裝置可以適應(yīng)由于充電頭和其本身的安裝誤差、輸電線路受機(jī)器人重力產(chǎn)生向下形變等帶來的對中偏差，從而實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人與太陽能自動充電基站的對接，對接簡單、效率高、安全可靠，成本低。
文檔編號H02J7/00GK102904307SQ20121039627
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者吳功平, 肖華, 付興偉 申請人:武漢大學(xué)