管廊充电机构以及系统论文和设计-宋有聚

全文摘要

本实用新型提供了一种管廊充电机构以及系统，涉及智能充电技术领域，包括：框架、导轨、第一传感器、传动装置以及充电电极；所述导轨控制管廊机器人的移动方向；所述导轨与所述传感器之间通过所述框架连接；所述传感器检测所述管廊机器人的移动位置，并根据所述移动位置通过发送信号控制所述管廊机器人的移动速度；所述传动装置与所述充电电极连接，所述传动装置通过带动所述充电电极运动，控制所述充电电极与所述管廊机器人接触；所述充电电极通过接触对所述管廊机器人进行充电，解决了现有技术中存在的目前对管廊机器人的手动充电方式较为不方便的技术问题。

主设计要求

1.一种管廊充电机构，其特征在于，包括：框架、导轨、传感器、传动装置以及充电电极；所述导轨控制管廊机器人的移动方向；所述导轨与所述传感器之间通过所述框架连接；所述传感器检测所述管廊机器人的移动位置，并根据所述移动位置通过发送信号控制所述管廊机器人的移动速度；所述传动装置与所述充电电极连接，所述传动装置通过带动所述充电电极运动，控制所述充电电极与所述管廊机器人接触；所述充电电极通过接触对所述管廊机器人进行充电。

设计方案

1.一种管廊充电机构，其特征在于，包括：框架、导轨、传感器、传动装置以及充电电极；

所述导轨控制管廊机器人的移动方向；

所述导轨与所述传感器之间通过所述框架连接；

所述传感器检测所述管廊机器人的移动位置，并根据所述移动位置通过发送信号控制所述管廊机器人的移动速度；

所述传动装置与所述充电电极连接，所述传动装置通过带动所述充电电极运动，控制所述充电电极与所述管廊机器人接触；

所述充电电极通过接触对所述管廊机器人进行充电。

2.根据权利要求1所述的管廊充电机构，其特征在于，所述传感器包括：第一子传感器以及第二子传感器；

所述第一子传感器设置于导轨的一端，所述第一子传感器检测是否有管廊机器人进入导轨，得到检测结果，并根据所述检测结果通过发送信号控制所述导轨上的管廊机器人减小移动速度；

所述第二子传感器设置于所述框架的内部，所述第二子传感器检测所述管廊机器人的移动位置，并在所述移动位置达到预设位置时，通过发送信号控制所述导轨上的管廊机器人停止移动。

3.根据权利要求1所述的管廊充电机构，其特征在于，还包括：与所述传动装置联动的磁吸头；

所述磁吸头与所述充电电极的距离为固定值；

所述磁吸头的数量为至少一个；

所述磁吸头在与所述管廊机器人接触时，通过磁力控制减速所述管廊机器人减速。

4.根据权利要求3所述的管廊充电机构，其特征在于，还包括：减震弹簧；

所述减震弹簧设置于所述框架和所述磁吸头之间；

所述减震弹簧对所述管廊机器人的移动运行进行缓冲。

5.根据权利要求1所述的管廊充电机构，其特征在于，还包括：从动轮；

所述从动轮的数量为至少两个；

多个所述从动轮分别设置于所述框架的两侧；

所述从动轮控制所述管廊机器人的位置固定。

6.根据权利要求1所述的管廊充电机构，其特征在于，还包括：与所述传动装置连接的限位装置；

所述限位装置的最下端长于所述充电电极的最下端；

所述传动装置带动所述限位装置和所述充电电极向下运动，并在向下运动时，所述限位装置先于所述充电电极与所述管廊机器人接触。

7.根据权利要求6所述的管廊充电机构，其特征在于，所述充电电极在所述限位装置进入到所述管廊机器人的限位孔时，进入到所述管廊机器人的充电孔。

8.根据权利要求7所述的管廊充电机构，其特征在于，所述限位装置包括：限位头和限位弹簧；

所述限位弹簧设置于所述限位头的上方；

所述限位弹簧在所述限位头与所述管廊机器人的限位孔之间形成缓冲。

9.根据权利要求1所述的管廊充电机构，其特征在于，还包括：充电装置；

所述充电电极与所述充电装置连接；

所述充电装置通过所述充电电极对所述管廊机器人提供电量。

10.一种管廊充电系统，其特征在于，包括：目标管廊机器人以及如权利要求1-9任一项所述的管廊充电机构；

所述目标管廊机器人设置于所述管廊充电机构中的导轨上；

所述管廊充电机构对所述目标管廊机器人进行充电。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能充电技术领域，尤其是涉及一种管廊充电机构以及系统。

背景技术

地下综合管廊承载城市信息与能源的传输重任，同时也形成都市的地下高速网络。管廊内苛刻的环镜及纷杂的设施，使传统的人工巡检已无法满足安全运维和灾害应急工作。传统管道机器人在一定程度上解决了管道检修问题，但这种维护投资成本较大。

在地下穿梭的机器人(Underground Shuttle Robot，USR)系统即管廊轨道式巡检机器人，其以特种智能机器人融合大数据交互引擎技术构建的城市综合管廊运维管理平台，这个平台就类似于一个物联网，他主要分为两部分，一部分为智慧管网-应用网络网关，其中包括2D\/3D地理信息系统、资产管理系统、实时监控系统、模拟仿真系统。另一部分是智慧管网-传感器网络，这里面包括温度传感器、水位传感器、水质传感器、气体传感器、压力传感器、压缩机、水泵、阀门、排风机及其他智能设备。机器的前端主要由管廊轨道路基通讯单元、机器人单元、防火门管理单元、自适应充电单元组成，可根据管廊区域分布进行配置，实现机器人的集群化管理。车体都动力仓和搭载仓构成，实时和轨道路基通讯系统进行数据交互。可通过平台设置多种巡检模式，快速对管廊进行全方位巡检和传感器数据采集。

目前，现有的充电装置对管廊机器人的充电过程均采用手动航插充电，这种手动充电方式需要使用者为其及时插接充电器，当机器人处于低电压而充电人员又不在附近时，就无法为机器人进行充电。因此，目前对管廊机器人的手动充电方式较为不方便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种管廊充电机构以及系统，以解决现有技术中存在的目前对管廊机器人的手动充电方式较为不方便的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种管廊充电机构，包括：框架、导轨、第一传感器、传动装置以及充电电极；

所述导轨控制管廊机器人的移动方向；

所述导轨与所述传感器之间通过所述框架连接；

所述传感器检测所述管廊机器人的移动位置，并根据所述移动位置通过发送信号控制所述管廊机器人的移动速度；

所述传动装置与所述充电电极连接，所述传动装置通过带动所述充电电极运动，控制所述充电电极与所述管廊机器人接触；

所述充电电极通过接触对所述管廊机器人进行充电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述传感器包括：第一子传感器以及第二子传感器；

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：与所述传动装置联动的磁吸头；

所述磁吸头与所述充电电极的距离为固定值；

所述磁吸头的数量为至少一个；

所述磁吸头在与所述管廊机器人接触时，通过磁力控制减速所述管廊机器人减速。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：减震弹簧；

所述减震弹簧设置于所述框架和所述磁吸头之间；

所述减震弹簧对所述管廊机器人的移动运行进行缓冲。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：从动轮；

所述从动轮的数量为至少两个；

多个所述从动轮分别设置于所述框架的两侧；

所述从动轮控制所述管廊机器人的位置固定。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：与所述传动装置连接的限位装置；

所述限位装置的最下端长于所述充电电极的最下端；

所述传动装置带动所述限位装置和所述充电电极向下运动，并在向下运动时，所述限位装置先于所述充电电极与所述管廊机器人接触。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述充电电极在所述限位装置进入到所述管廊机器人的限位孔时，进入到所述管廊机器人的充电孔。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述限位装置包括：限位头和限位弹簧；

所述限位弹簧设置于所述限位头的上方；

所述限位弹簧在所述限位头与所述管廊机器人的限位孔之间形成缓冲。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括：充电装置；

所述充电电极与所述充电装置连接；

所述充电装置通过所述充电电极对所述管廊机器人提供电量。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种管廊充电系统，包括：目标管廊机器人以及如第一方面所述的管廊充电机构；

所述目标管廊机器人设置于所述管廊充电机构中的导轨上；

所述管廊充电机构对所述目标管廊机器人进行充电。

本实用新型实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供的管廊充电机构以及系统，包括：框架、导轨、第一传感器、传动装置以及充电电极，其中，导轨控制管廊机器人的移动方向，导轨与传感器之间通过框架连接，而且，传感器检测管廊机器人的移动位置，并根据移动位置通过发送信号控制管廊机器人的移动速度，再者，传动装置与充电电极连接，传动装置通过带动充电电极运动控制充电电极与管廊机器人接触，并且，充电电极通过接触对管廊机器人进行充电，因此，通过导轨控制管廊机器人的移动方向以及通过传感器控制管廊机器人的移动速度，使管廊机器人能够运行到进行充电的位置，再通过传动装置带动充电电极对管廊机器人进行充电，实现了无需人员操作便能够自动对管廊机器人充电，从而解决了现有技术中存在的目前对管廊机器人的手动充电方式较为不方便的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的管廊充电机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的管廊充电机构的结构立体图；

图3为本实用新型实施例提供的管廊充电机构的结构仰视图；

图4为本实用新型实施例提供的管廊充电机构中限位装置部分的结构剖视图。

图标：1-管廊充电机构；11-框架；12-导轨；13-传感器；14-传动装置；15-充电电极。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，对管廊机器人的手动充电方式较为不方便，基于此，本实用新型实施例提供的一种管廊充电机构以及系统，可以解决现有技术中存在的目前对管廊机器人的手动充电方式较为不方便的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种管廊充电机构以及系统进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供的一种管廊充电机构，如图1所示，管廊充电机构1包括：框架11、导轨12、传感器13、传动装置14以及充电电极15。

其中，导轨与传感器之间通过框架连接。导轨贯穿框架，管廊机器人在导轨上移动。导轨控制管廊机器人的移动方向。传感器检测管廊机器人的移动位置，并根据移动位置通过发送信号控制管廊机器人的移动速度。

进一步的是，传动装置与充电电极连接，传动装置通过带动充电电极运动，控制充电电极与管廊机器人接触。充电电极通过接触对管廊机器人进行充电。

如图2所示，传感器包括：第一子传感器以及第二子传感器。第一子传感器设置于导轨的一端，第一子传感器检测是否有管廊机器人进入导轨，得到检测结果，并根据检测结果通过发送信号控制导轨上的管廊机器人减小移动速度。第一子传感器的作用是检测管廊机器人是否进站，并发送信号给管廊机器人减速。

作为一个优选方案，第二子传感器设置于框架的内部，第二子传感器检测管廊机器人的移动位置，并在移动位置达到预设位置时，通过发送信号控制导轨上的管廊机器人停止移动。第二子传感器设置于磁吸头的附近，其作用是检测是否有管廊机器人进站，并发送信号给管廊机器人停止前进。

如图2所示，管廊充电机构还包括：与传动装置联动的磁吸头。磁吸头的数量为至少一个。其能够在框架上移动，其作用是利用磁力吸住管廊机器人，使其减速。传动装置设置在导轨的上方且与磁吸头相对的一侧，其与磁吸头联动，传动装置的作用带动充电电极上下运动。此外，磁吸头与充电电极的距离为固定值。磁吸头在与管廊机器人接触时，通过磁力控制减速管廊机器人减速。

如图3所示，管廊充电机构还包括：减震弹簧。减震弹簧设置于框架与磁吸头之间。减震弹簧对管廊机器人的移动运行进行缓冲，具体的，减震弹簧用来缓冲管廊机器人的停止运行的冲撞。

在实际应用中，如图2所示，管廊充电机构还包括：从动轮。从动轮的数量为至少两个。多个从动轮分别设置于框架的两侧。从动轮控制动轮管廊机器人的位置固定。优选的，从动轮两两对称的设置在框架的两侧，管廊机器人的减速和固定。

如图3所示，管廊充电机构还包括：与传动装置连接的限位装置。限位装置的最下端长于充电电极的最下端。传动装置带动限位装置和充电电极向下运动，并在向下运动时，限位装置先于充电电极与管廊机器人接触。充电电极在限位装置进入到管廊机器人的限位孔时，进入到管廊机器人的充电孔。

如图4所示，限位装置包括：限位头和限位弹簧。限位弹簧设置于限位头的上方。限位弹簧在限位头与管廊机器人的限位孔之间形成缓冲。优选的，限位装置设置在传动装置的下方且与充电电极相邻，其最下端长于充电电极的最下端，限位装置包括限位头和限位弹簧，限位弹簧设置在限位头的上方。

如图2所示，管廊充电机构还包括：充电装置。充电电极与充电装置连接。充电装置通过充电电极对管廊机器人提供电量。充电装置设置在框架的顶部，其作用是为管廊机器人提供电能。充电电极设置在传动装置的下方且位于导轨的上方，其与充电装置电气连接，充电电极的作用是与管廊机器人接触，为管廊机器人充电。

作为本实施例的优选实施方式，管廊充电机构的充电运行过程为：

当管廊机器人电量较低时，管廊机器人开始通过导轨驶入智能管廊充电站进行充电，第一子传感器检测到管廊机器人将要进入充电站时，发送一个信号给管廊机器人进行减速，通过减速后，管廊机器人缓缓进入到充电站中，第二子传感器检测管廊机器人时，发送一个信号给管廊机器人进行停止。

当管廊机器人与磁吸头接触时，磁吸头吸住管廊机器人的头部，减震弹簧进行缓冲，同时多个从动轮配合减速和固定管廊机器人；因为磁吸头和传动装置联动，当磁吸头前后运动时，传动装置也会一同运动，磁吸头到充电电极的距离是固定的；当管廊机器人静止时，传动装置带动限位装置和充电电极向下运动，由于限位装置长于充电电极，限位装置比充电电极先于管廊机器人接触，当限位装置没有进入到管廊机器人的限位孔时，充电电极就不会与管廊机器人接触，从而保护充电电极损坏；同时由于限位弹簧的作用，限位装置也不会损坏管廊机器人；当充电电极进入管廊机器人的充电孔，充电装置开始给管廊机器人进行充电。

本实施例中，管廊充电机构可以作为一种智能管廊充电装置，实现了管廊机器人的无人操作进行充电，同时通过多个从动轮、磁吸头和减震弹簧的作用，使得管廊机器人能够迅速的停止，提高了充电的效率。此外，在充电电极的附近设置的限位装置，能够更好地保护充电电极不受损坏。

实施例二：

本实用新型实施例提供的一种管廊充电系统，包括：目标管廊机器人以及上述实施例一提供的管廊充电机构。目标管廊机器人设置于管廊充电机构中的导轨上。管廊充电机构对目标管廊机器人进行充电。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和\/或流程图中的每个方框、以及框图和\/ 或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本实用新型实施例提供的管廊充电系统，与上述实施例提供的管廊充电机构具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

需要说明的是，第一子传感器以及第二子传感器中可以设置有处理器，其处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各功能。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本实用新型实施例所公开的功能可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述功能。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

设计图

管廊充电机构以及系统论文和设计

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主设计要求

设计方案

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