盘煤巡检机器人充电控制装置论文和设计-郑强

全文摘要

本实用新型公开了一种盘煤巡检机器人充电控制装置，包括充电桩、充电桩供电控制模块、机器人充电触头、机器人充电控制模块、无线通讯模块和直流供电模块，所述充电桩通过导线和直流供电模块连接，所述直流供电模块和充电桩供电控制模块连接，直流供电模块的通断受充电桩供电控制模块控制；所述充电桩供电控制模块通过无线通讯模块和机器人充电控制模块形成点对点无线连接，所述机器人充电触头为弹性接触元件，通过导线和机器人充电控制模块连接，所述机器人充电触头和机器人充电控制模块安装在盘煤巡检机器人上。本实用新型满足封闭煤场盘煤巡检机器人的充电，有效防止触头充电打火的发生，提高充电的安全性，实现机器人自主安全充电。

主设计要求

1.盘煤巡检机器人充电控制装置，其特征在于：包括充电桩、充电桩供电控制模块、机器人充电触头、机器人充电控制模块、无线通讯模块和直流供电模块，所述充电桩通过导线和直流供电模块连接，所述直流供电模块和充电桩供电控制模块连接，直流供电模块的通断受充电桩供电控制模块控制；所述充电桩供电控制模块通过无线通讯模块和机器人充电控制模块形成点对点无线连接，所述机器人充电触头为弹性接触元件，通过导线和机器人充电控制模块连接，所述机器人充电触头和机器人充电控制模块安装在盘煤巡检机器人上；所述机器人充电控制模块在同时满足以下三点条件下，将充电使能信号通过无线通讯模块发送给充电桩供电控制模块，条件1：盘煤巡检机器人位置在充电桩处，位置判断通过机器人定位元器件判断；条件2：机器人充电触头和充电桩接触良好，机器人充电控制模块收到机器人充电触头动作信号；条件3：盘煤巡检机器人处于静止状态；由充电桩供电控制模块控制直流供电模块导通，给充电桩供电；充电桩上电后，由机器人充电控制模块完成对盘煤巡检机器人的电池的充电过程。

设计方案

2.根据权利要求1所述的盘煤巡检机器人充电控制装置，其特征在于：所述机器人充电触头动作不受盘煤巡检机器人在充电桩上的位置影响，只要盘煤巡检机器人进入到充电桩范围，机器人充电触头就和充电桩接触并发生动作，当盘煤巡检机器人离开充电桩范围时，机器人充电触头脱离充电桩并且动作恢复。

3.根据权利要求1所述的盘煤巡检机器人充电控制装置，其特征在于：所述充电桩和机器人充电触头在非充电时段都不带电，盘煤巡检机器人的充电过程由盘煤巡检机器人自主控制。

设计说明书

技术领域

本发明属于特种机器人领域，具体地说是一种盘煤巡检机器人充电控制装置。

背景技术

盘煤巡检机器人用于圆形或条形封闭煤场内，对存煤形状进行全覆盖扫描，并对煤场内的作业环境进行监测。封闭煤场内环境恶劣，存在高浓度粉尘和可燃性气体，通常盘煤巡检机器人基于安全考虑采用电池供电方式工作，其运行一段时间后需要对电池进行充电操作。传统的盘煤巡检机器人上设置有充电触头，当电量不足时，盘煤巡检机器人自动运动到充电桩，充电触头和充电桩接触后进行充电。充电桩属于带电设备，充电触头和带电的充电桩接触，或者接触后充电桩马上通电，这个过程中容易产生打火，充电触头在瞬时大电流下容易烧灼氧化，导致电阻率上升，损坏充电设备。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有盘煤巡检机器人电池充电存在的上述问题，提供一种盘煤巡检机器人充电控制装置，满足封闭煤场盘煤巡检机器人的充电，有效防止触头充电打火的发生，提高充电的安全性，实现机器人自主安全充电。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

盘煤巡检机器人充电控制装置，包括充电桩、充电桩供电控制模块、机器人充电触头、机器人充电控制模块、无线通讯模块和直流供电模块，所述充电桩通过导线和直流供电模块连接，所述直流供电模块和充电桩供电控制模块连接，直流供电模块的通断受充电桩供电控制模块控制；所述充电桩供电控制模块通过无线通讯模块和机器人充电控制模块形成点对点无线连接，所述机器人充电触头为弹性接触元件，通过导线和机器人充电控制模块连接，所述机器人充电触头和机器人充电控制模块安装在盘煤巡检机器人上；所述机器人充电控制模块在同时满足以下三点条件下，将充电使能信号通过无线通讯模块发送给充电桩供电控制模块，条件1：盘煤巡检机器人位置在充电桩处，位置判断通过机器人定位元器件（如编码器、RFID定位标签）判断；条件2：机器人充电触头和充电桩接触良好，机器人充电控制模块收到机器人充电触头动作信号；条件3：盘煤巡检机器人处于静止状态；由充电桩供电控制模块控制直流供电模块导通，给充电桩供电；充电桩上电后，由机器人充电控制模块完成对盘煤巡检机器人的电池的充电过程。

按上述方案，所述充电桩供电控制模块用于在接收到充电使能信号后，控制直流供电模块导通，给充电桩供电；充电桩上电后，由机器人充电控制模块完成对盘煤巡检机器人的电池的充电过程。

按上述方案，所述机器人充电触头动作不受盘煤巡检机器人在充电桩上的位置影响，只要盘煤巡检机器人进入到充电桩范围，机器人充电触头就和充电桩接触并发生动作，当盘煤巡检机器人离开充电桩范围时，机器人充电触头脱离充电桩并且动作恢复。

按上述方案，所述充电桩和机器人充电触头在非充电时段都不带电，盘煤巡检机器人的充电过程由盘煤巡检机器人自主控制。

本实用新型的有益效果：

通过对机器人充电控制模块设置特定条件才充电的方式，实现机器人自主安全充电：

盘煤巡检机器人位置不在充电桩时，即使误动作机器人充电触头，机器人充电控制模块也不会发出充电使能信号，充电桩不会上电；

盘煤巡检机器人位置位于充电桩，机器人充电触头损坏或和充电桩接触不良，机器人充电触头无法发出动作信号，机器人充电控制模块不会发出充电使能信号，充电桩不会上电；

机器人到达充电桩，但此时机器人处于运动状态，有速度或处于滑行，机器人充电触头同时也动作了，机器人充电控制模块同样不会发出充电使能信号，充电桩不会上电；

当机器人在充电桩处并处于静止状态，机器人充电触头和充电桩接触良好，此时才会控制充电桩上电给电池充电，此充电方式能有效防止触头充电打火的发生，提高充电的安全性。

附图说明

图1是本实用新型盘煤巡检机器人充电控制装置的结构框图；

图中：1、充电桩；2、机器人充电触头；3、无线通讯模块；4、充电桩供电控制模块；5、直流供电模块；6、机器人充电控制模块；7、电池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

参照图1所示，本实用新型所述的盘煤巡检机器人充电控制装置，包括充电桩1、充电桩供电控制模块4、机器人充电触头2、机器人充电控制模块6、无线通讯模块3和直流供电模块5，充电桩1通过导线和直流供电模块5连接，直流供电模块5和充电桩供电控制模块4连接，直流供电模块5的通断受充电桩供电控制模块4控制；充电桩供电控制模块4通过无线通讯模块3和机器人充电控制模块6形成点对点无线连接，机器人充电触头2为弹性接触元件，通过导线和机器人充电控制模块6连接，机器人充电触头2和机器人充电控制模块6安装在盘煤巡检机器人上。

当盘煤巡检机器人需要充电时，机器人自主移动到充电桩1位置，此时，机器人充电触头2动作并和充电桩1接触，同时机器人充电触头2动作信号传递给机器人充电控制模块6。机器人充电触头2动作不受机器人在充电桩上的位置影响，正常情况下，只要盘煤巡检机器人进入到充电桩1范围，机器人充电触头2就和充电桩1接触并发生动作，当盘煤巡检机器人离开充电桩1范围时，机器人充电触头2脱离充电桩1并且动作恢复。

机器人充电控制模块6在同时满足以下三点条件下，将充电使能信号通过无线通讯模块3发送给充电桩供电控制模块4，由充电桩供电控制模块4控制直流供电模块5导通，给充电桩1供电；充电桩1上电后，由机器人充电控制模块6完成对盘煤巡检机器人的电池7的充电过程。

条件1：盘煤巡检机器人位置在充电桩1处，位置判断通过机器人定位元器件（如编码器、RFID定位标签）判断；

条件2：机器人充电触头2和充电桩1接触良好，机器人充电控制模块6收到机器人充电触头2动作信号；

条件3：盘煤巡检机器人处于静止状态。

上述三点条件的作用：

盘煤巡检机器人位置不在充电桩1时，即使误动作机器人充电触头2，机器人充电控制模块6也不会发出充电使能信号，充电桩1不会上电；

盘煤巡检机器人位置位于充电桩1，机器人充电触头2损坏或和充电桩1接触不良，机器人充电触头2无法发出动作信号，机器人充电控制模块6不会发出充电使能信号，充电桩1不会上电；

盘煤巡检机器人到达充电桩1，但此时盘煤巡检机器人处于运动状态，有速度或处于滑行，机器人充电触头2同时也动作了，机器人充电控制模块6同样不会发出充电使能信号，充电桩1不会上电。

基于以上三点，盘煤巡检机器人在充电桩1处并处于静止状态，机器人充电触头2和充电桩1接触良好，此时才会控制充电桩1上电给电池7充电。充电桩1和机器人充电触头2在非充电时段都不带电。盘煤巡检机器人的充电过程可以由盘煤巡检机器人自主控制，在满足条件下自动充电。此充电方式能有效防止触头充电打火的发生，提高充电的安全性。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于本领域的技术人员来说，可根据本实用新型作出各种相应的更改和变型，而所有这些相应的更改和变型都属于本实用新型权利要求的保护范围。

设计图

盘煤巡检机器人充电控制装置论文和设计

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主设计要求

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设计说明书

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