專利名稱：巡線機器人充電裝置及巡線機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能充電領域，特別是涉及ー種巡線機器人充電裝置及與其相匹配的巡線機器人。
背景技術：
巡線機器人集成了諸多高新技術，用智能機器人進行線路巡檢是機器人技術和電力巡檢技術發(fā)展的必然趨勢，同時也是特種機器人的新研究領域，用機器人進行線路巡檢， 可以到達人工難以到達的線路，提高巡檢效率，極大減低了巡檢的勞動強度和人工巡線的潛在的風險。巡線機器人在高壓輸電線路上作業(yè)時，一般采用內置蓄電池進行供電，但巡線機器人作業(yè)時能量消耗大，長時間運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，現場更換蓄電池費時費力，給巡線造成了極大的不便，因此在線取電就顯得非常必要。目前巡線機器人比較成熟的在線取電方式是感應取電，然而感應取電的前提是巡線機器人在輸電導線作業(yè)，即導線上有電流，但是機器人如果在地線上行駛，線路里沒有電流，那么感應取電也就不可行了。

實用新型內容基于此，本實用新型的目的在于提供一種巡線機器人充電裝置，解決巡線機器人在巡檢過程中的電能補給問題，并提供一種與巡線機器人充電裝置相匹配的巡線機器人。本實用新型的目的通過如下技術方案實現一種巡線機器人充電裝置，包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲能蓄電池，太陽能電池組給儲能蓄電池充電，儲能蓄電池給巡線機器人充電。依據上述本實用新型的方案，本實用新型利用太陽能作為資源實現巡線機器人的在線取電，首先通過太陽能電池組給儲能蓄電池充電，當巡線機器人電量不足時就可以通過儲能蓄電池給巡線機器人充電，本實用新型利用太陽能作為資源實現巡線機器人的在線取電，構思巧妙，對實現對在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機器人的在線充電具有十分重要的意義。在其中一個實施例中，上述巡線機器人充電裝置，還可以包括連接在所述太陽能電池組和所述儲能蓄電池之間的充電監(jiān)控與保護電路、以及與所述充電監(jiān)控與保護電路連接的微控制器，所述充電監(jiān)控與保護電路實時檢測所述太陽能電池組給所述儲能蓄電池充電的充電電流及儲能蓄電池端電壓，并將檢測到的充電電流及儲能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器，所述微控制器實時判斷所述充電電流和/或所述儲能蓄電池端電壓是否達到對應的預設值，若否，所述微控制器通過所述充電監(jiān)控與保護電路控制所述太陽能電池組繼續(xù)給所述儲能蓄電池充電。在其中一個實施例中，上述巡線機器人充電裝置，還可以包括與所述微控制器連接的數傳單元，以實現所述微控制器與地面基站之間的通信。在其中一個實施例中，上述巡線機器人充電裝置，還可以包括依次連接的逆變器、充電器、充電座，所述逆變器還與所述儲能蓄電池連接，所述儲能蓄電池通過所述逆變器、充電器、充電座給巡線機器人充電。在其中一個實施例中，上述充電座與所述充電器之間可以通過導電管連接。一種巡線機器人，利用上述的巡線機器人充電裝置進行充電，所述巡線機器人包括充電頭和蓄電池，通過所述儲能蓄電池、所述逆變器、所述充電器給巡線機器人的蓄電池充電。在其中一個實施例中，上述巡線機器人，還包括分別與蓄電池連接的監(jiān)控單元和通信単元，監(jiān)控單元接收到通信單元傳送的停止充電指令后，或者檢測到的蓄電池的電量達到預設值后，控制巡線機器人移動機械臂，使安裝在機械臂上的充電頭與所述充電座分離，即停止給巡線機器人的充電過程。

圖I為本實用新型的巡線機器人充電裝置實施例ー的結構框圖；圖2為本實用新型的巡線機器人充電裝置實施例ニ的結構框圖；圖3為本實用新型的巡線機器人充電裝置實施例三的結構框圖；圖4為本實用新型的巡線機器人充電裝置實施例四的結構框圖；圖5為本實用新型實施例的太陽能電池組和儲能蓄電池的參數配置的流程示意圖；圖6為本實用新型的巡線機器人的實施例六的結構框圖；圖7為本實用新型的巡線機器人的實施例七的結構框圖；圖8為本實用新型實施例的充電監(jiān)控方法的流程示意圖；圖9為本實用新型實施例的通信監(jiān)控方法的流程示意。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型進行詳細闡述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例實施例一參見圖I所示，為本實用新型實施例的巡線機器人充電裝置的結構框圖，其巡線機器人充電裝置包括太陽能電池組101和儲能蓄電池102，其中太陽能電池組101給儲能蓄電池102充電，太陽能是ー種安全緑色的能源，通過太陽能電池組給儲能蓄電池充電既環(huán)保又易于操作與控制；儲能蓄電池102給巡線機器人充電，其中，巡線機器人一般設置有用于給巡線機器人供電的蓄電池，通過儲能蓄電池給巡線機器人充電的過程一般就是給巡線機器人的蓄電池供電的過程。依據上述本實用新型的巡線機器人充電方法的方案，本實用新型利用太陽能作為資源實現巡線機器人的在線取電，首先通過太陽能電池組101給儲能蓄電池102充電，當巡線機器人電量不足(或者需要充電)時就可以通過儲能蓄電池102給巡線機器人充電，本實用新型利用太陽能作為資源實現巡線機器人的在線取電，構思巧妙，對實現對在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機器人的在線充電具有十分重要的意義。[0031]實施例ニ為了監(jiān)控太陽能電池組101給儲能蓄電池102充電的過程以保證充電安全，在其中一個實施例中，如圖2所示，在上述實施例的巡線機器人充電裝置的基礎上還可以包括連接在太陽能電池組101和儲能蓄電池102之間的充電監(jiān)控與保護電路103、以及與充電監(jiān)控與保護電路103連接的微控制器104，其中充電監(jiān)控與保護電路103實時檢測太陽能電池組101給儲能蓄電池102充電的充電電流及儲能蓄電池端電壓，并將檢測到的充電電流及儲能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器104，同時充電監(jiān)控與保護電路103還可以用來防止瞬間過大的充電電流以及儲能蓄電池102給太陽能電池組101充電；微控制器104實時判斷所述充電電流和/或所述儲能蓄電池端電壓是否達到對應的預設值，若否，微控制器104通過充電監(jiān)控與保護電路103控制太陽能電池組101繼續(xù)給儲能蓄電池102充電，如可以是微控制器104提供PWM波使得太陽能電池組101以恒流恒壓方式給儲能蓄電池103充電，但也不限于這種方式，微控制器104的判斷過程主要是為了判斷儲能蓄電池是否充滿，也可以防止過充等原因造成的危險，一般給儲能蓄電池充電可以是采用現有技術中已有的方式，如恒壓充電、恒流充電、階段充電、快速充電等，在此不予贅述，判斷蓄電池是否充滿一般可以根據給儲能蓄電池充電的方式定，可以是判斷所述充電電流是否降到預定的電流值(一般選用ー個接近零的比較小的值)，也可以是判斷儲能蓄電池端電壓是否升到的預設的電壓值，也可以所述充電電流和所述儲能蓄電池端電壓是否均達到對應的預設值，如當儲能蓄電池已經達到最大電壓，并且此時的充電電流小于最小充電電流，比如額定電壓48V的儲能蓄電池的最大電壓為56V，并且此時的充電電流小于O. 1A，就說明蓄電池已經充滿，立即停止充電等，再比如儲能蓄電池端電壓已經升到了預設的電壓值時改用恒壓充電或者停止充電，可以防止出現過充，讓充電電流和預設的電流值進行比較，可以當充電電流小到某ー值，如O. 1A，則可以認為儲能蓄電池已經充滿，微控制器104可以發(fā)出信號控制充電的啟停。實施例三在使用巡線機器充電裝置給巡線裝置充電時，地面基站往往需要監(jiān)控充電過程等，因此，如圖3所示，本實用新型巡線機器充電裝置的還可以包括與微控制器104連接的數傳單元105，可以實現所述微控制器104與基站之間的通信，如微控制器104可以將儲能蓄電池的ー些參數傳給地面基站，一般微控制器104與基站之間的通信可以采用無線方式。實施例四在其中一個實施例中，參見圖4所示，本實用新型的巡線機器充電裝置還包括依次連接的逆變器106、充電器107、充電座108，逆變器106還與儲能蓄電池102連接，儲能蓄電池102通過逆變器106、充電器107、充電座108給巡線機器人充電，其中，太陽能電池組101、充電監(jiān)控與保護電路103、儲能蓄電池104、微控制器104、數傳單元105、逆變器106、充電器107—般是位于裝置箱內，充電座108位于裝置箱外，在實際使用中，太陽能電池組101一般建立在高空桿塔的塔頭上，逆變器106，與儲能蓄電池102連接，將儲能蓄電池102輸出的直流電轉換為交流電(如2IOV的交流電)，提供給充電器107，其中，逆變器106可以根據儲能蓄電池102的參數進行選型，充電器107，接收逆變器106輸出的210V交流電，并將交流電轉化為直流電給機器人蓄電池充電，充電器可以根據機器人蓄電池的參數進行選型，在給巡線機器人充電過程中，巡線機器人通過移動機械臂使充電頭101與充電座對接，對接完成后，儲能蓄電池102開始給機器人蓄電池102充電。實施例五在其中一個實施例中，上述充電座108通過導電管與充電器107連接，在使用時，充電座108可以固定在懸垂線夾上，位于地線的正上方，距離地線的高度與巡線機器人機械臂上的充電頭距離地線的高度相同。對于在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機器人，要想實現在線充電，采用上述的巡行機器人充電裝置，還要考慮對太陽能電池的選型、儲能蓄電池的選型等因素，因此在設計 上，還應該考慮巡線機器人充電裝置的參數配置問題，下面給出了對于實施例四或者實施例五中的巡線機器人充電裝置的太陽能電池組101和儲能蓄電池102的參數配置方法，但具體的參數配置方法不限于此，如圖5所示，太陽能電池組和儲能蓄電池的參數包括如下步驟步驟S201 :確定巡線機器人的蓄電池額定電壓Utl、容量Ktl、最大放電深度T0%，這三個參數一般是根據巡線機器人的實際用電要求確定的；步驟S202 :根據U1 · K1 · T1^ · η0 · η i = U0 · K0 · Tc^確定儲能蓄電池的額定電壓仏、容量K1、最大放電深度T11^,其中，Ilci為逆變器106的效率，Il1為充電器107的效率，市面上常見蓄電池的額定電壓一般為12V、24V、36V、48V等；容量為10AH，10AH，30AH，40AH等，最大放電深度有30%、40%等，通過仏.1(1.1'1%· η?！?Jl1 = U?！?K?！?TQ%可以合理選擇蓄電池的型號(U1, K1, T1)，即通過這三個參數的合理匹配，使得UpKpT1滿足要求；步驟S203 :根據T · P · Y · X · η2 = U1 · K1 · T1^確定每塊太陽能電池正常光照下的輸出功率P，太陽能電池組101的總塊數Τ，其中Y是使儲能蓄電池102充滿電所需要的天數，X為當地平均每天可以提供的正常光照小時數為，H2為充電監(jiān)控與保護電路103的效率，市面上每塊太陽能電池板有不同的功率，如3W，5W，10W, 20W, 30W等，先選好每塊太陽能電池板的功率P后，再選擇塊數T ;步驟S204 :根據P = U2 · I2，確定每塊太陽能電池相應的輸出電壓U2，輸出電流12，對應某一功率P的太陽能電池板，會有對應的輸出電流和輸出電壓，這個需要結合具體廠家的產品進行確定，例如長沙一家公司其5W的太陽能電池對應的輸出電壓為17. 5V，輸出電流為O. 29A ；步驟S205 :根據
權利要求1.一種巡線機器人充電裝置，其特征在于，包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲能蓄電池，太陽能電池組給所述儲能蓄電池充電，所述儲能蓄電池給巡線機器人充電。
2.根據權利要求I所述的巡線機器人充電裝置，其特征在于還包括連接在所述太陽能電池組和所述儲能蓄電池之間的充電監(jiān)控與保護電路、以及與所述充電監(jiān)控與保護電路連接的微控制器，所述充電監(jiān)控與保護電路實時檢測所述太陽能電池組給所述儲能蓄電池充電的充電電流及儲能蓄電池端電壓，并將檢測到的充電電流及儲能蓄電池端電壓傳輸給所述微控制器，所述微控制器實時判斷所述充電電流和/或所述儲能蓄電池端電壓是否達到對應的預設值，若否，所述微控制器通過所述充電監(jiān)控與保護電路控制所述太陽能電池組繼續(xù)給所述儲能蓄電池充電。
3.根據權利要求2所述的巡線機器人充電裝置，其特征在于，還包括與所述微控制器連接的數傳單元。
4.根據權利要求2或3所述的巡線機器人充電裝置，其特征在于還包括依次連接的逆變器、充電器、充電座，所述逆變器還與所述儲能蓄電池連接，所述儲能蓄電池通過所述逆變器、充電器、充電座給巡線機器人充電。
5.根據權利要求4所述的巡線機器人充電裝置，其特征在于，所述充電座與所述充電器之間通過導電管連接。
6.一種巡線機器人，其特征在于，利用權利要求4或5所述的巡線機器人充電裝置進行充電，所述巡線機器人包括充電頭和蓄電池，通過所述儲能蓄電池、所述逆變器、所述充電器給巡線機器人的蓄電池充電。
7.根據權利要求6所述的巡線機器人，其特征在于，還包括分別與蓄電池連接的監(jiān)控単元和通信単元，監(jiān)控單元接收到通信單元傳送的停止充電指令后，或者檢測到的蓄電池的電量達到預設值后，控制巡線機器人移動機械臂，使安裝在機械臂上的充電頭與所述充電座分離。
專利摘要本實用新型提供一種巡線機器人充電裝置及一種與其相匹配的巡線機器人，所述巡線機器人充電裝置包括太陽能電池組、以及與太陽能電池組連接的儲能蓄電池，太陽能電池組給儲能蓄電池充電，儲能蓄電池給巡線機器人充電。還提供一種巡線機器人，利用本實用新型的巡線機器人充電裝置進行充電，所述巡線機器人包括充電頭和蓄電池，巡線機器人的充電頭與所述充電座對接時，所述儲能蓄電池通過所述逆變器、所述充電器給巡線機器人的蓄電池充電。本實用新型利用太陽能作為資源實現巡線機器人的在線取電，構思巧妙，對實現對在高壓輸電線路上作業(yè)的巡線機器人的在線充電具有十分重要的意義。
文檔編號H02J7/00GK202663153SQ20122033919
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權日2012年7月12日
發(fā)明者余雁生, 吳功平, 付興偉, 蟻克特, 羅濱 申請人:廣東電網公司汕頭供電局, 武漢大學