[發(fā)明專利]管道機器人無線充電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510522210.1
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105186641A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 黃景光;丁婧;翁漢琍;鄭淑文;馬磊;梅李鵬
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;F16L55/32;F16L101/12;F16L101/30
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發(fā)明涉及涉及機器人無線充電領域，尤其是一種管道機器人無線充電系統(tǒng)。

背景技術

管道機器人用于大型管道工程的檢測、清理、維護等，管道機器人理想的動力供應是機載蓄電池，但由于管道的密封性和尺寸特征所限，導致管道機器人機載蓄電池容量有限，導致管道機器人存在持續(xù)作業(yè)時間短、應用范圍有限、工作效率低下等缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種管道機器人無線充電系統(tǒng)，可以解決解決管道機器人電能持續(xù)供應問題，能夠實現(xiàn)無線充電，確保管道機器人有充足的電量持續(xù)進行管道作業(yè)，大大提高管道機器人持續(xù)作業(yè)時間和范圍，保證其密閉性、安全性和高效實用性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種管道機器人無線充電系統(tǒng)，

該系統(tǒng)包括用于電能的轉換和傳輸?shù)臒o線充電器裝置和通過無線充電器裝置對管道機器人進行無線充電的管道機器人無線充電接收裝置；

安裝于管道外部的無線充電器裝置中，變頻充電模塊分別與初級線圈和電源模塊連接，充電通訊定位及控制模塊分別與變頻充電模塊和電源模塊連接；

安裝于管道機器人內部的管道機器人無線充電接收裝置中，次級線圈與整流降壓模塊相連，整流降壓模塊連接機載電池模塊，接收通訊定位及控制模塊分別與整流降壓模塊和機載電池模塊相連；

無線充電器裝置中的充電通訊定位及控制模塊與管道機器人無線充電接收裝置中的接收通訊定位及控制模塊之間實現(xiàn)通過無線移動通訊，準確定位無線充電器裝置的位置。

當電源模塊為交流電源時，無線充電器裝置的變頻充電模塊由整流電路a、穩(wěn)壓濾波電路b及逆變電路c組成；

電壓輸入端一端與整流電路a中整流橋臂D2與整流橋臂D3相連，電壓輸入端另一端與整流橋臂D1與整流橋臂D4相連；整流橋臂D1與整流橋臂D3與穩(wěn)壓濾波電路b中的電容C1、電容C2和電阻R2、電阻R3相連；穩(wěn)壓濾波電路b中的電阻R1、二極管D分別與逆變電路c中的逆變橋臂T1與逆變橋臂T4相連；逆變電路c中的逆變橋臂T2與逆變橋臂T3與電壓輸出端相連；

逆變電路c的四個IGBT器件的門極G1、門極G2、門極G3、門極G4分別與充電通訊定位及控制模塊中第一PWM驅動芯片連接。

當電源模塊為直流電源時，變頻充電模塊由逆變電路c組成；

電壓輸入端正極與逆變電路c中的逆變橋臂T1與逆變橋臂T2相連，電壓輸入端負極與逆變電路c中的逆變橋臂T3與逆變橋臂T4相連，四個絕緣門極雙極性晶體管IGBT的門極G1、門極G2、門極G3、門極G4分別與充電通訊定位及控制模塊中第一PWM驅動芯片連接。

充電通訊定位及控制模塊中，第一PWM驅動芯片與第一CPU模塊、第一通訊模塊相連。

管道機器人無線充電接收裝置的整流降壓模塊的整流降壓模塊由整流電路d、穩(wěn)壓電路e、降壓電路f、濾波電路g、穩(wěn)壓電路h組成；

整流電路d由整流橋QZ組成，穩(wěn)壓電路e由壓二級管VS1組成，穩(wěn)壓電路h由穩(wěn)壓二級管VS2組成，降壓電路f由全控型開關管T5、續(xù)流二極管D5和電感L組成，濾波電路g由電容C3、電容C4和電阻R4組成；

所述整流橋QZ輸入端與次級線圈相連；穩(wěn)壓二級管VS1陰極N與整流橋QZ的正極輸出端相連，穩(wěn)壓二級管VS1陽極P與整流橋QZ的負極輸出端相連；續(xù)流二極管D5陽極與機載電池7負極輸出端相連，全控型開關管T5的門極G5端由接收通訊定位及控制模塊的第二PWM驅動芯片驅動，全控型開關管T5的C端與整流橋QZ的正極輸出端相連，全控型開關管T5的E端與電感L、續(xù)流二極管D5陰極相連，電感L與電阻R4相連，電阻R4兩端與電容C3、電容C4相連，穩(wěn)壓二級管VS2陰極N與電阻R4相連，穩(wěn)壓二級管VS2陽極P與整流橋QZ的負極輸出端相連。

機載電池模塊由機載鋰電池與電池監(jiān)測芯片組成，由電池監(jiān)測芯片完成對電池當前狀態(tài)的監(jiān)測，包括當前電池的充、放電狀態(tài)、電壓、電流、溫度和剩余電量等參數(shù)的監(jiān)測，同時還能自動采集這些數(shù)據(jù)，并將其放在儲存器中，電池監(jiān)測芯片的數(shù)據(jù)輸出端與接收通訊定位及控制模塊中的第二CPU模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接。

電池監(jiān)測芯片的各引腳分別連接有電阻R5、電阻R6、電阻7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、場效應管F1及場效應管F2。

接收通訊定位及控制模塊中，第二PWM驅動芯片分別與第二CPU模塊、第二通訊模塊相連。