[發明專利]一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統和方法

有效

• 申請號: 202011076921.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112260353B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉玉
• 申請（專利權）人: 南京飛舟科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G05D1/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統和方法，包括自動充電座和巡檢機器人；自動充電座包含充電電極、U型擋板和定位裝置，實現巡檢機器人的充電與定位；所述巡檢機器人配置二維圖像傳感器、激光測距傳感器和機器人充電電極，分別用于實現巡檢機器人充電過程中的圖像采集、測距和巡檢機器人充電。充電電極安裝在U型擋板的后側面，U型擋板的底面與地面成2°斜坡。定位裝置包含無線通訊裝置、紅色、綠色、藍色投射燈。無線通訊裝置能夠與巡檢機器人進行數據交互，利用繼電器控制充電電極的通斷電，保證設備的用電安全。本發明能夠實現穩定的充電連接，具有較大的機械冗余，定位系統精度相對較高。

技術領域

本發明屬于機器人自動充電技術領域，具體涉及一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統和方法。

背景技術

隨著電力與自動化技術的不斷發展與完善，變電室作為電壓轉換和分配電能的重要環節，逐漸向著智能化與自動化的方向前進。傳統的變電室巡檢主要是采取人工方式，定期的人工巡檢會給值班人員帶來較大的疲勞問題，從而可能引起較大的安全事故。隨著機器人技術的發展，智能巡檢機器人逐漸部署在變電室內實現自動巡檢，有效地提高了變電室的巡檢效率、極大地環節了變電室的人員短缺問題。

目前巡檢機器人主要分為掛軌式和地面式兩種，其中地面式巡檢機器人主要采用電池供電，為實現巡檢機器人24小時不間斷巡檢，地面式巡檢機器人需配備自動充電系統。目前，巡檢機器人自動化充電系統主要分為無線充電、機械連接式充電及自動更換電池。無線充電系統的電源利用效率相對較低，而自動更換電池對機器人結構及自身結構精度和復雜度要求較高，因此，機械連接式充電系統主要采用觸點式連接機構，通常采用鎖緊機構實現穩定連接，但該機構對機器人的定位系統有較高要求。

目前地面式巡檢機器人的充電站導航對接主要采用磁導航、二維碼導航、激光導航等方式，其中磁導航與二維碼導航需改變現場環境，并且導航磁條和二維碼標簽易于受損，激光導航雖無需改造現場環境，但其定位誤差相對較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統和方法，具有簡單的機械結構，能夠實現高冗余、高穩定性的充電連接，同時具有高精度的導航對接性能。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統，包括自動充電座和巡檢機器人；

所述自動充電座包含充電電極、U型擋板和定位裝置，實現巡檢機器人的充電與定位；

所述巡檢機器人配置二維圖像傳感器、激光測距傳感器和機器人充電電極，分別用于實現巡檢機器人充電過程中的圖像采集、測距和巡檢機器人充電。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的自動充電座的充電電極橫向安裝在U型擋板的后側面，U型擋板的底面與地面成2°斜坡，當巡檢機器人在該平面上時，由于重力作用，巡檢機器人的重力有向后的分力，使得巡檢機器人電極始終與自動充電座的充電電極連接，為保障巡檢機器人容易進入U型擋板，U型擋板的底面前端為60°斜坡；

所述U型擋板的左右兩側擋板保證電極正確連接；

所述定位裝置用于巡檢機器人的數據通訊與定位。

上述的定位裝置包含無線通訊裝置、紅色投射燈、綠色投射燈和藍色投射燈；

所述無線通訊裝置能夠與巡檢機器人進行數據交互，并能夠利用繼電器控制充電電極的通斷電，保證設備的用電安全；

所述無線通訊裝置，控制紅色、綠色、藍色三色投射燈開關狀態，所述紅色、綠色、藍色三色投射燈投射光斑至天花板，經二維圖像傳感器采集后用于自動充電座和巡檢機器人的定位。

上述的一種用于變電室巡檢機器人的自動充電系統的自動充電方法，包括：