本發(fā)明涉及一種隧道巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電的裝置及隧道巡檢機(jī)器人。

背景技術(shù)：

城市電力隧道分布廣泛，對(duì)于配備移動(dòng)電源的電力隧道巡檢機(jī)器人，在長(zhǎng)距離的軌道上就需要設(shè)置一定數(shù)量的充電裝置，機(jī)器人運(yùn)行過程中在需要充電時(shí)可行至其中一處自行充電。對(duì)于采用移動(dòng)電源作為動(dòng)力源的機(jī)器人，由于機(jī)器人對(duì)充電要求較高，充電電極與充電槽結(jié)構(gòu)均需要通過30A以上電流，結(jié)構(gòu)尺寸較厚重，機(jī)器人車體與導(dǎo)軌之間可利用空間非常有限，又涉及到充電電極與充電槽離合的行程，所以對(duì)充電槽結(jié)構(gòu)固定要求較高，對(duì)充電裝置的結(jié)構(gòu)緊湊性，及充電接觸端的定位及接觸要求更高，方能夠安全可靠的保持工作狀態(tài)，保證取得足夠的電能，又要使取電電極與充電槽之間在充電結(jié)束時(shí)能有效分離，機(jī)器人離開時(shí)不產(chǎn)生干涉碰撞。所以對(duì)于在電力隧道中運(yùn)行的，以移動(dòng)電源提供動(dòng)力的機(jī)器人，在其行進(jìn)過程中保證電極與充電槽之間的緊密接觸，并能在充電結(jié)束時(shí)有效分離是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隧道巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電的裝置，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈活，可實(shí)現(xiàn)充電電極與充電緊密接觸又能有效分離。

本發(fā)明還提供一種隧道巡檢機(jī)器人，包含上述自動(dòng)充電的裝置，巡檢機(jī)器人在需要充電時(shí)，通過自動(dòng)充電的裝置可以簡(jiǎn)便快速的進(jìn)行充電，巡檢機(jī)器人在行進(jìn)過程中保證充電電極和充電槽之間緊密接觸，且能在充電結(jié)束時(shí)有效分離，可以保證安全可靠的工作狀態(tài)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種隧道巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電的裝置，包括充電槽、水平移動(dòng)裝置、翻轉(zhuǎn)裝置和充電電極，所述充電槽固定于巡檢機(jī)器人的導(dǎo)軌上，充電電極固定于翻轉(zhuǎn)裝置上，充電電極與充電槽位置相對(duì)應(yīng)；所述水平移動(dòng)裝置與翻轉(zhuǎn)裝置連接，翻轉(zhuǎn)裝置為充電電極提供作用力，水平移動(dòng)裝置拉動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)充電電極在充電時(shí)以不變的壓力壓接在充電槽內(nèi)，或帶動(dòng)充電電極在不充電時(shí)脫離充電槽。設(shè)置水平移動(dòng)裝置和翻轉(zhuǎn)裝置，水平移動(dòng)裝置可以拉動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)，在需要充電時(shí)，翻轉(zhuǎn)至一個(gè)狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)裝置上的充電電極可以與導(dǎo)軌上的充電槽以不變的壓力接觸，在充電結(jié)束時(shí)，翻轉(zhuǎn)至另一個(gè)狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)裝置上的充電電極與充電槽脫離。

優(yōu)選的，所述充電槽包括充電電極套筒，所述充電電極套筒滑動(dòng)固定于電極套筒固定座內(nèi)。設(shè)置充電電極套筒，可以與充電電極很好的進(jìn)行配合，保證充電電極的充電接觸狀態(tài)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述充電電極套筒后部與彈性元件連接。充電電極套筒可以調(diào)整位置，也就使得充電電極和充電電極套筒之間的壓接力是浮動(dòng)的，在兩者位移發(fā)生變化時(shí)，充電電極仍始終保持不變壓力壓接在充電電極套筒內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述翻轉(zhuǎn)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)固定于機(jī)身上，翻轉(zhuǎn)裝置通過連接軸與水平移動(dòng)裝置連接，所述連接軸與機(jī)身滑動(dòng)連接。翻轉(zhuǎn)裝置沿機(jī)身可轉(zhuǎn)動(dòng)，通過水平移動(dòng)裝置的拉動(dòng)帶動(dòng)連接軸的滑動(dòng)，進(jìn)而使翻轉(zhuǎn)裝置完成翻轉(zhuǎn)改變充電狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述翻轉(zhuǎn)裝置包括與機(jī)身可轉(zhuǎn)動(dòng)固定的連接桿，連接桿端部連接電極固定座，充電電極固定于電極固定座上。

優(yōu)選的，所述連接桿與機(jī)身間設(shè)有扭簧。設(shè)置扭簧結(jié)構(gòu)，更好的配合實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)裝置的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。

進(jìn)一步的，所述水平移動(dòng)裝置包括電動(dòng)推桿，所述電動(dòng)推桿一端通過連接軸與翻轉(zhuǎn)裝置連接，電動(dòng)推桿另一端與電動(dòng)推桿固定座相連。通過電動(dòng)推桿的動(dòng)作，帶動(dòng)連接軸的滑動(dòng)，從而使得翻轉(zhuǎn)裝置相對(duì)于機(jī)身發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)充斷電狀態(tài)的切換。

進(jìn)一步的，所述電動(dòng)推桿固定座與機(jī)身滑動(dòng)連接，所述電動(dòng)推桿固定座尾部與機(jī)身間連接彈性元件。可以根據(jù)行程調(diào)整電動(dòng)推桿的位置，設(shè)置彈性元件也為水平移動(dòng)裝置提供了浮動(dòng)的推力，以與充電電極套筒浮動(dòng)的壓接力相配合作用。

進(jìn)一步的，所述充電電極具有中孔，所述中孔內(nèi)套有充電電極伸縮壓頭。充電電極伸縮壓頭有一定彈性，可以在一定范圍內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)，以利于與充電電極套筒進(jìn)行更有效的浮動(dòng)接觸。

進(jìn)一步的，所述電極固定座上還固定有信號(hào)電極，電極套筒固定座上固定有與信號(hào)電極對(duì)應(yīng)的信號(hào)電極套筒。信號(hào)電極作用是用于反饋充電電極與電極套筒之間接觸是否到位，及向控制單元發(fā)送充電信號(hào)。

一種隧道巡檢機(jī)器人，包括上述的自動(dòng)充電的裝置。

本發(fā)明的工作原理為：

為了使充電電極能夠保證準(zhǔn)確緊密的壓接在電極套筒內(nèi)，需要滿足兩個(gè)條件：充電電極在電極套筒內(nèi)部的定位準(zhǔn)確；電極套筒在充電電極的壓接力需要始終使充電電極保持恒定壓力壓接，具備因部件位移變化還能保持自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的能力。由于充電電極固定在車體，而充電電極套筒固定在導(dǎo)軌上，兩者為動(dòng)態(tài)接觸，相關(guān)部件位置不能保證每一次在充電狀態(tài)時(shí)都同在一個(gè)間距上，由于固定壓力不會(huì)自動(dòng)調(diào)整間距，會(huì)造成充電電極對(duì)充電電極的過壓力而損壞零件，或者充電電極對(duì)充電電極無壓力而接觸不上，這就要求壓接力必須是浮動(dòng)的，而不能是固定的機(jī)械壓力。本發(fā)明采用翻轉(zhuǎn)裝置連接電動(dòng)推桿，使電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置由平行到豎直狀態(tài)，然后機(jī)器人逐漸接近電極套筒固定座，翻轉(zhuǎn)裝置上的充電電極壓接在充電電極套筒內(nèi)時(shí)，以充電電極套筒后方的彈簧力保持壓接，當(dāng)充電電極與充電電極套筒位移發(fā)生一定變化時(shí)，由于彈簧作用，電刷仍始終保持不變壓力壓接在充電槽內(nèi)。此時(shí)，由于充電電極套筒的彈簧所提供的壓接力會(huì)對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置存在反向推力，這時(shí)翻轉(zhuǎn)裝置由電動(dòng)推桿推力與之相抗，此時(shí)裝置進(jìn)入充電狀態(tài)。當(dāng)需要充電電極與充電電極套筒分離時(shí)，機(jī)器人后退離開充電電極套筒固定座，電動(dòng)推桿動(dòng)作，使翻轉(zhuǎn)裝置由豎直狀態(tài)放平至水平狀態(tài)，機(jī)器人可以在下面無干涉，可自由通行。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的裝置克服了電力隧道巡檢機(jī)器人的充電裝置復(fù)雜，體積大的缺點(diǎn)，在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的行程。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了充電電極與充電電極套筒的彈性施力，利于在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的二者之間的良好接觸，浮動(dòng)的充電電極套筒可完全在彈簧的壓力下自行調(diào)節(jié)位置狀態(tài)，保證充電的狀態(tài)的正常進(jìn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明充電電極與電極套筒接合示意圖；

圖2為本發(fā)明充電電極與電極套筒分離示意圖；

圖中，1、機(jī)身，2、機(jī)臂A，3、機(jī)臂B，4、充電電極，5、充電電極伸縮壓頭，6、信號(hào)電極，7、電極固定座，8、機(jī)臂A銷，9、機(jī)臂B銷，10、電動(dòng)推桿，11、電動(dòng)推桿本體，12、電動(dòng)推桿固定座，13、固定座銷，14、固定座調(diào)節(jié)彈簧，15、固定座調(diào)節(jié)螺栓，16機(jī)臂A扭簧，17、扭簧固定壓板，18、行程限位擋板，19、導(dǎo)軌，20、電極套筒固定座，21、充電電極套筒，22、信號(hào)電極套筒，23、電極套筒壓簧，24、壓簧固定座，25、限位頂絲。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

如圖1-圖2所示，一種電力隧道巡檢機(jī)器人的用自動(dòng)充電裝置主要包括機(jī)臂A2；機(jī)臂B 3；充電電極4；充電電極伸縮壓頭5；信號(hào)電極6；電極固定座7；機(jī)臂A銷8；機(jī)臂B銷9；電動(dòng)推桿10；電動(dòng)推桿本體11；電動(dòng)推桿固定座12；固定座銷13；固定座調(diào)節(jié)彈簧14；固定座調(diào)節(jié)螺栓15；機(jī)臂A扭簧16；扭簧固定壓板17；行程限位擋板18；導(dǎo)軌19；電極套筒固定座20；充電電極套筒21；信號(hào)電極套筒22；電極套筒壓簧23；壓簧固定座24；限位頂絲25與緊固件共同組成。機(jī)臂A2、電極固定座7構(gòu)成翻轉(zhuǎn)裝置，電動(dòng)推桿10和電動(dòng)推桿本體11構(gòu)成水平移動(dòng)裝置。

充電電極伸縮壓頭5自帶彈性結(jié)構(gòu)，插入充電電極4的中孔中，并可以在一定范圍內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)，以利于與充電電極套筒21進(jìn)行更有效的浮動(dòng)接觸，一對(duì)充電電極4與一對(duì)信號(hào)電極6共同安裝固定于電極固定座7上，電極固定座7又固定于機(jī)臂A2(即連接桿)上，機(jī)臂B 3(即連接軸)連接于機(jī)臂A2中間，機(jī)臂A2通過機(jī)臂A銷8連接于機(jī)身1，并可相對(duì)于機(jī)身1轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)臂B 3通過機(jī)臂B銷9連接于機(jī)身1，并可相對(duì)于機(jī)身1前后滑動(dòng)，機(jī)臂B銷9又同時(shí)與電動(dòng)推桿10的頭部相接，同時(shí)電動(dòng)推桿本體11的尾部又與電動(dòng)推桿固定座12相連，電動(dòng)推桿固定座12通過一對(duì)固定座調(diào)節(jié)彈簧14和一對(duì)固定座調(diào)節(jié)螺栓15固定連接在機(jī)身1上，電動(dòng)推桿固定座12通過固定座銷13連接于機(jī)身1，電動(dòng)推桿固定座12并可以在機(jī)身1上滑動(dòng)。固定座調(diào)節(jié)螺栓15及固定座調(diào)節(jié)彈簧14組合使用，目的在于，因?yàn)檎麄€(gè)裝置中動(dòng)連接比較多，并且電動(dòng)推桿10的行程也存在一定間隙，當(dāng)電動(dòng)推桿10的位置在裝配中存在偏差時(shí)，可根據(jù)實(shí)際行程調(diào)整電動(dòng)推桿10在機(jī)身1的位置，一對(duì)固定座調(diào)節(jié)彈簧14提供了前推浮動(dòng)的力量，使電動(dòng)推桿10始終向前方保持彈力推動(dòng)機(jī)臂B 3，而一對(duì)固定座調(diào)節(jié)螺栓15提供了調(diào)節(jié)準(zhǔn)確后對(duì)電動(dòng)推桿固定座12在機(jī)身1的固定作用。

當(dāng)機(jī)臂A2處于水平狀態(tài)時(shí)，充電電極4豎直向上，機(jī)臂A扭簧16同時(shí)處于壓縮狀態(tài)，其狀態(tài)由機(jī)臂A2與扭簧固定壓板17進(jìn)行限位，電動(dòng)推桿10也處于推桿的回收狀態(tài)，當(dāng)電動(dòng)推桿10向前推動(dòng)時(shí)，推動(dòng)機(jī)臂B銷9沿著機(jī)身1向前滑動(dòng)，從而帶動(dòng)了機(jī)臂B 3推動(dòng)了機(jī)臂A2的中間支點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)機(jī)臂A2以機(jī)臂A銷8為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)臂A2達(dá)到豎直狀態(tài)時(shí)，充電電極4已經(jīng)指向水平，此時(shí)充電電極4已經(jīng)進(jìn)入充電狀態(tài)。

此時(shí)設(shè)備向前移動(dòng)，即機(jī)身1向前移動(dòng)，使充電電極4對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌19下面安裝的電極套筒固定座20，機(jī)身1繼續(xù)前移，充電電極4首先壓入充電電極套筒21內(nèi)的錐面進(jìn)行定位，此時(shí)充電電極套筒21后方的電極套筒壓簧23受力被壓縮，從而使充電電極套筒21對(duì)充電電極4產(chǎn)生了推力，從而實(shí)現(xiàn)兩者的彈力下壓接，使兩者實(shí)現(xiàn)較為充分的接觸，當(dāng)機(jī)身1行進(jìn)到信號(hào)電極6也實(shí)現(xiàn)了與信號(hào)電極套筒22的有效壓接后，此時(shí)，設(shè)備可剎車，即機(jī)身1可以保持靜止，使充電電極4對(duì)于充電電極套筒21出現(xiàn)一個(gè)保持力，從而實(shí)現(xiàn)充電電極4與充電電極套筒21的之間的有效壓接。使得充電得以順利進(jìn)行。

當(dāng)充電結(jié)束時(shí)，機(jī)身1后移，充電電極套筒21與充電電極4分離一定距離，此時(shí)，電動(dòng)推桿10拉回，通過機(jī)臂B 3驅(qū)動(dòng)機(jī)臂A2由豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平狀態(tài)，此時(shí)充電電極4方向向上。如果機(jī)身1前移，通過電極套筒固定座20下方時(shí)，充電電極4與電極套筒固定座20實(shí)現(xiàn)了避讓，可以安全通過電極套筒固定座20的下方。

實(shí)施例2：

一種隧道巡檢機(jī)器人，包括實(shí)施例1中的自動(dòng)充電的裝置。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。