[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于變電室巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011076921.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112260353B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京飛舟科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;G05D1/02
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.一種用于變電室巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電系統(tǒng)，其特征在于，包括自動(dòng)充電座和巡檢機(jī)器人；

所述自動(dòng)充電座包含充電電極、U型擋板和定位裝置，實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的充電與定位；

所述巡檢機(jī)器人配置二維圖像傳感器、激光測(cè)距傳感器和機(jī)器人充電電極，分別用于實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人充電過(guò)程中的圖像采集、測(cè)距和巡檢機(jī)器人充電；

當(dāng)巡檢機(jī)器人在自動(dòng)充電座內(nèi)時(shí)，構(gòu)建XOY坐標(biāo)系；

當(dāng)巡檢機(jī)器人離開(kāi)自動(dòng)充電座后，并且運(yùn)行一段時(shí)間后，需要進(jìn)行充電時(shí)，構(gòu)建XOY’坐標(biāo)系；

在二維圖像傳感器的內(nèi)部坐標(biāo)系下得到XOY坐標(biāo)系與XOY’坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系；

利用激光測(cè)距傳感器測(cè)量二維圖像傳感器與天花板的距離，得到巡檢機(jī)器人當(dāng)前位置與自動(dòng)充電座間的位置和角度關(guān)系；

巡檢機(jī)器人根據(jù)獲得的位置和角度誤差進(jìn)行調(diào)整，直至XOY坐標(biāo)系與XOY’坐標(biāo)系重合，此時(shí)巡檢機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)充電座中，而后發(fā)送命令給無(wú)線通訊裝置，控制關(guān)閉紅色、綠色、藍(lán)色三色投射燈，同時(shí)打開(kāi)充電電極繼電器，使得巡檢機(jī)器人開(kāi)始充電，當(dāng)機(jī)器人充滿(mǎn)后，關(guān)閉充電電極的繼電器；

所述當(dāng)巡檢機(jī)器人在自動(dòng)充電座內(nèi)時(shí)，構(gòu)建XOY坐標(biāo)系，包括：

當(dāng)巡檢機(jī)器人在自動(dòng)充電座內(nèi)時(shí)，巡檢機(jī)器人利用二維圖像傳感器采集天花板圖像P1，然后巡檢機(jī)器人發(fā)送命令給無(wú)線通訊裝置，該裝置控制紅色、綠色、藍(lán)色三色投射燈投射光斑至天花板上；

利用二維圖像傳感器采集天花板圖像P2；

通過(guò)圖像P1和P2利用差分算法提取天花板上的光斑的邊緣，并擬合光斑的圓心位置；

根據(jù)光斑的顏色區(qū)別光斑，將紅色光斑定義為q1點(diǎn)，綠色光斑定義為q2點(diǎn)，藍(lán)色光斑定義為q3點(diǎn)；

巡檢機(jī)器人利用自身攜帶的慣性傳感器獲得機(jī)器人本體與地面的夾角，并利用該角度校正q1、q2、q3點(diǎn)的坐標(biāo)；

以q2點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，以q2與q1間的向量作為x軸，以q2與q3間的向量作為y軸，構(gòu)建XOY坐標(biāo)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變電室巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電系統(tǒng)，其特征在于，所述自動(dòng)充電座的充電電極橫向安裝在U型擋板的后側(cè)面，U型擋板的底面與地面成2°斜坡，當(dāng)巡檢機(jī)器人在平面上時(shí)，由于重力作用，巡檢機(jī)器人的重力有向后的分力，使得巡檢機(jī)器人電極始終與自動(dòng)充電座的充電電極連接，為保障巡檢機(jī)器人容易進(jìn)入U(xiǎn)型擋板，U型擋板的底面前端為60°斜坡；

所述U型擋板的左右兩側(cè)擋板保證電極正確連接；

所述定位裝置用于巡檢機(jī)器人的數(shù)據(jù)通訊與定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變電室巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電系統(tǒng)，其特征在于，所述定位裝置包含無(wú)線通訊裝置、紅色投射燈、綠色投射燈和藍(lán)色投射燈；

所述無(wú)線通訊裝置能夠與巡檢機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并能夠利用繼電器控制充電電極的通斷電，保證設(shè)備的用電安全；

所述無(wú)線通訊裝置，控制紅色、綠色、藍(lán)色三色投射燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所述紅色、綠色、藍(lán)色三色投射燈投射光斑至天花板，經(jīng)二維圖像傳感器采集后用于自動(dòng)充電座和巡檢機(jī)器人的定位。