本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

采用高壓和超高壓架空電力線是長(zhǎng)距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外,因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時(shí)修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。巡線機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術(shù)手段，巡線機(jī)器人能夠?qū)€路進(jìn)行巡視、檢修，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有效的保障。

巡線機(jī)器人在線路上需要完成行走、跨越障礙物、清理雜物、視頻及圖像傳輸?shù)裙ぷ鳎@就需要足夠的電力供應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)中巡線機(jī)器人使用的是普通的充電電池，如鎳氫電池、鋰電池等，由于巡線機(jī)器人工作環(huán)境的特殊性，自身不可能攜帶很大的電池，因此巡線機(jī)器人每工作一段時(shí)間就需要取下充電或更換電池，這就給巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作帶來(lái)了障礙，降低了巡線效率，且增加了危險(xiǎn)性，這些因素會(huì)極大地限制巡線機(jī)器人的廣泛使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，包括由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的可閉合磁回路的環(huán)形鐵芯，所述環(huán)形鐵芯上纏繞著若干匝數(shù)的線圈，所述環(huán)形鐵芯的下方設(shè)置有開合控制機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形鐵芯包括主動(dòng)半環(huán)形鐵芯和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯。

進(jìn)一步的，所述從動(dòng)半環(huán)形鐵芯的末端設(shè)置有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述主動(dòng)半環(huán)形鐵芯的末端設(shè)置有與所述凸臺(tái)結(jié)構(gòu)相嵌合的凹槽結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形鐵芯的內(nèi)側(cè)均勻設(shè)置有用于防止磨損所述線圈外皮的滾輪，所述滾輪通過(guò)滾輪支架與所述環(huán)形鐵芯連接。

進(jìn)一步的，所述開合控制機(jī)構(gòu)包括底座，所述底座上設(shè)置有水平排列的鐵芯開合電機(jī)和齒輪傳動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述齒輪傳動(dòng)采用不完全齒輪傳動(dòng)。

另一方面，提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)，包括巡線機(jī)器人，所述巡線機(jī)器人上設(shè)置有整流充電模塊、電池和上述的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，所述巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置的線圈的輸出端連接所述整流充電模塊，所述整流充電模塊的輸出端連接有用于為所述巡線機(jī)器人供電的電池。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)，巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下閉合，形成閉合的磁回路，纏繞在環(huán)形鐵芯周圍的線圈，在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)交流電，整流充電模塊將產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為巡線機(jī)器人的電池充電，從而使巡線機(jī)器人實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，避免巡線機(jī)器人因電量過(guò)低造成安全事故；遇到障礙物時(shí)，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下分離并脫離線路，此時(shí)，不進(jìn)行充電，越過(guò)障礙物后，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下重新閉合，繼續(xù)為電池充電。同時(shí)，閉合回路的磁場(chǎng)在環(huán)形鐵芯內(nèi)部形成回路，而非閉合回路的磁場(chǎng)回路在空氣中，以鐵芯為介質(zhì)的磁場(chǎng)的磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以空氣為介質(zhì)的磁場(chǎng)的磁通量，前者產(chǎn)生的感應(yīng)電流也遠(yuǎn)大于后者，能夠明顯提高充電效率。

綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既能保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性和電池的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置的環(huán)形鐵芯內(nèi)磁回路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本發(fā)明提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，如圖1-3所示，包括由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的可閉合磁回路的環(huán)形鐵芯1，環(huán)形鐵芯1上纏繞著若干匝數(shù)的線圈4，環(huán)形鐵芯1的下方設(shè)置有開合控制機(jī)構(gòu)5。

本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，纏繞在閉合磁回路上的線圈在電力導(dǎo)線一次電流的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，供巡線機(jī)器人使用，從而使巡線機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，避免巡線機(jī)器人因電量過(guò)低造成安全事故；同時(shí)，閉合回路的磁場(chǎng)在環(huán)形鐵芯內(nèi)部形成回路，而非閉合回路的磁場(chǎng)回路在空氣中，以鐵芯為介質(zhì)的磁場(chǎng)的磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以空氣為介質(zhì)的磁場(chǎng)的磁通量，前者產(chǎn)生的感應(yīng)電流也遠(yuǎn)大于后者，能夠提高充電效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既能保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性。

優(yōu)選的，環(huán)形鐵芯1包括主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3。主動(dòng)半環(huán)形鐵芯和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯可以在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下上線、離線和跨越障礙物，其之間的連線可以設(shè)計(jì)為螺旋結(jié)構(gòu)或波形結(jié)構(gòu)，防止環(huán)形鐵芯分離時(shí)拉斷線圈。另外，主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3上的線圈4的纏繞方向相同，線圈的纏繞方向相同可以防止產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消，線圈纏繞的匝數(shù)應(yīng)根據(jù)輸電線路的電壓和充電電壓計(jì)算確定。主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3均采用導(dǎo)磁材料，優(yōu)選采用硅鋼片、坡莫合金或?qū)Т欧勰┑炔馁|(zhì)。硅鋼片、坡莫合金或?qū)Т欧勰┚哂辛己玫膶?dǎo)磁性能。

為了提高主動(dòng)環(huán)形鐵芯和從動(dòng)環(huán)形鐵芯的契合度，提高巡線機(jī)器人自身的安全性，從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3的末端設(shè)置有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2的末端設(shè)置有與凸臺(tái)結(jié)構(gòu)相嵌合的凹槽結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，環(huán)形鐵芯1的內(nèi)側(cè)均勻設(shè)置有用于防止磨損線圈4外皮的滾輪14，滾輪14通過(guò)滾輪支架15與環(huán)形鐵芯1連接。當(dāng)遇到起伏較大的輸電線路時(shí)，輸電線路會(huì)和滾輪直接接觸，避免接觸線圈和環(huán)形鐵芯，從而保護(hù)線圈的外皮，提高線圈的使用壽命。另外，在纏繞完線圈4后，還應(yīng)用絕緣布將線圈4和環(huán)形鐵芯1包住，起到防雨、防護(hù)的作用。

進(jìn)一步的，開合控制機(jī)構(gòu)5包括底座12，底座12上設(shè)置有水平排列的鐵芯開合電機(jī)7和齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)包括用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2的主動(dòng)齒輪8和與主動(dòng)齒輪8連接且用于驅(qū)動(dòng)從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3的從動(dòng)齒輪11，鐵芯開合電機(jī)7通過(guò)傳動(dòng)軸6驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪8。齒輪傳動(dòng)方式具有工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高主動(dòng)半環(huán)形鐵芯和從動(dòng)半環(huán)形貼心動(dòng)作的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。除了上述給出的實(shí)施方式以外，其還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。

本發(fā)明中，齒輪傳動(dòng)采用不完全齒輪傳動(dòng)，主動(dòng)齒輪8和從動(dòng)齒輪11分別通過(guò)螺栓13與主動(dòng)半環(huán)形鐵芯2和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯3固定連接。螺栓連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的環(huán)形鐵芯1可以采用圓形、橢圓形、方形等可以形成閉合磁回路的所有形狀。

另一方面，提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)，巡線機(jī)器人上設(shè)置有整流充電模塊9、電池10和上述的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置，巡線機(jī)器人感應(yīng)取電裝置的線圈4的輸出端連接整流充電模塊9，整流充電模塊9的輸出端連接有用于為巡線機(jī)器人供電的電池10。

進(jìn)一步的，整流充電模塊9包括整流模塊和穩(wěn)壓模塊，其中，整流模塊包括整流濾波電路16和二次整流濾波電路18，穩(wěn)壓模塊為半橋穩(wěn)壓電路17，線圈4的輸出端通過(guò)整流濾波電路16與半橋穩(wěn)壓電路17連接，半橋穩(wěn)壓電路17連接二次整流濾波電路18。巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)還包括充電使能電路20、充電電流控制電路19和低電量警報(bào)裝置，電池10自身攜帶有低壓保護(hù)電路21。其中，充電電流控制電路通過(guò)獲取電池信息來(lái)控制充電使能電路的開關(guān)，當(dāng)電池的電量低于80％時(shí)，充電使能電路接通為電池充電，同時(shí)，電池自身攜帶的低壓保護(hù)電路也能開啟充電使能電路，當(dāng)電池充滿電后充電使能電路斷開，當(dāng)電池的電量在80％～100％之間時(shí)不充電，限制充電次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下分離，此時(shí)停止給電池充電，若電池電量過(guò)低時(shí)，低電量警報(bào)裝置報(bào)警通知地面工作人員，防止發(fā)生安全事故。

再一方面，提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的充電方法，包括：

步驟1：巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，環(huán)形鐵芯1在開合控制機(jī)構(gòu)5的作用下閉合，形成閉合的磁回路，線圈4內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)整流充電模塊9轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電，為電池10充電；

步驟2：當(dāng)遇到障礙物時(shí)，環(huán)形鐵芯1在開合控制機(jī)構(gòu)5的作用下分離，此時(shí)停止給電池10充電；

步驟3：越過(guò)障礙物后，環(huán)形鐵芯1在開合控制機(jī)構(gòu)5的作用下重新閉合，形成閉合的磁回路，線圈4內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)整流充電模塊9轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電，此時(shí)，若電池10的電量低于80％將繼續(xù)充電，當(dāng)電池10充滿電后，結(jié)束充電。

本發(fā)明的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的充電方法，巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，主動(dòng)半環(huán)形鐵芯和從動(dòng)半環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下閉合時(shí)，形成閉合的磁回路，纏繞在環(huán)形鐵芯周圍的線圈，在電磁感應(yīng)作用下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)交流電，整流充電模塊將產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為巡線機(jī)器人的電池充電，從而使巡線機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，避免巡線機(jī)器人因電量過(guò)低造成安全事故；遇到障礙物時(shí)，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下分離并脫離線路，此時(shí)，不進(jìn)行充電，越過(guò)障礙物后，環(huán)形鐵芯在開合控制機(jī)構(gòu)的作用下重新閉合，若電池的電量低于80％，繼續(xù)為電池充電；當(dāng)電池的電量在80％～100％之間時(shí)不充電，從而限制充電次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命。綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既能保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性和電池的使用壽命。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。