[發明專利]一種可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統

有效

• 申請號: 202110129309.0
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112796716B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王士興;李建峰;李立川;于文成;趙健名
• 申請（專利權）人: 西安安森智能儀器股份有限公司;杭州安森智能信息技術有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/00;E21B47/04;E21B33/12;E21B33/06;E21B47/12;H02J50/10;H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

1.一種可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統，其特征在于，包括井下智能機器人(1)，與所述井下智能機器人(1)可進行無線雙向通訊的地面控制站(2)；

所述井下智能機器人(1)包括機器人本體、位于所述機器人本體內部的第一電源模塊(4)、信號采集電路(5)、第一控制單元(6)、電機驅動組件(7)、耐磨可膨脹皮囊(8)、第一無線充電及通訊模塊(9)、第一存儲單元(10)，所述第一電源模塊(4)為整個井下智能機器人(1)供電，所述信號采集電路(5)分別與傳感器組件(11)、第一控制單元(6)連接，所述第一控制單元(6)分別與第一無線充電及通訊模塊(9)、第一存儲單元(10)、電機驅動組件(7)連接，所述電機驅動組件(7)與耐磨可膨脹皮囊(8)連接；所述耐磨可膨脹皮囊(8)采用高溫耐磨耐腐蝕材料制成，所述高溫耐磨耐腐蝕材料為氟橡膠、丁腈橡膠、氫化丁氰橡膠中的任意一種；

所述地面控制站(2)的內部設有第二控制單元(12)，所述第二控制單元(12)分別與地面控制站(2)內部的第二無線充電及通訊模塊(13)、第二存儲單元(14)、第二電源模塊(15)連接；所述地面控制站(2)的外部設有供用戶讀取數據的通訊接口(16)，所述通訊接口(16)與第二控制單元(12)連接；所述第二電源模塊(15)包括分布于地面控制站(2)頂端的太陽能光伏板(18)，所述太陽能光伏板(18)與地面控制站(2)內部的太陽能充電管理器(17)連接，所述太陽能充電管理器(17)分別與第二控制單元(12)、第二蓄電池(19)連接；

所述第一無線充電及通訊模塊(9)包括數模轉換器及功率放大電路；所述第一控制單元(6)控制其內部的數字信號發生電路產生兩個不同頻率的載波信號，所述載波信號通過D觸發器輸出控制開關選擇“1”或“0”的數字信號輸出，所述數模轉換器將所述數字信號轉換為模擬信號輸出至功率放大電路，所述功率放大電路輸出交流信號在第一線圈產生磁場，通過電磁感應方式與第二線圈耦合，實現能量與信號的傳遞；

所述機器人本體的上端設置扶正器，所述扶正器與采氣樹防噴管的內側結構相適配，用以降低井下智能機器人(1)在高壓氣流下的抖動程度；所述防噴管的內側結構包括捕捉器，所述捕捉器安裝于防噴管的內側，且包括頂蓋(20)，所述頂蓋(20)與位于其下方的筒體(21)螺紋固定；所述筒體(21)底端內部設有電磁鐵(22)，所述電磁鐵(22)的外部設有電磁鐵護套(23)，所述電磁鐵護套(23)與筒體(21)螺紋固定；所述頂蓋(20)內安裝彈簧(25)，所述彈簧(25)的下方設置活塞(26)，所述彈簧(25)的上、下端分別卡在頂蓋(20)和活塞(26)的卡槽內，所述活塞(26)可在筒體(21)內上下滑動；所述活塞(26)的下方設置彈簧卡爪(27)，所述彈簧卡爪(27)通過鎖緊螺栓(28)固定于柱塞(24)上方。

2.根據權利要求1所述的可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統，其特征在于，所述第一電源模塊(4)包括第一蓄電池、保護電路及兩個buck電路，所述第一蓄電池的輸出電壓分別經過保護電路為電機驅動組件(7)供電，通過第一buck電路降壓轉換為第一電壓給傳感器組件(11)供電，再通過第二buck電路降壓轉換為第二電壓給第一控制單元(6)及第一存儲單元(10)供電。

3.根據權利要求1所述的可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統，其特征在于，所述第一線圈位于采氣樹防噴管相應位置的透磁結構件內側，所述第二線圈位于井下智能機器人(1)的外殼透磁區的內側。

4.根據權利要求1所述的可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統，其特征在于，所述井下智能機器人(1)在充電過程中可采用FSK或ASK調制解調技術與地面控制站(2)進行雙向通訊。

5.根據權利要求1所述的可無線充電和無線通訊的井下智能機器人系統，其特征在于，所述通訊接口(16)為RS232、RS485、RS422、USB、Ethernet通訊接口中的任意一種。