[发明专利]一种非接触感应充电装置

说明书

技术领域

本发明属于自动化及工业机器人技术领域，具体涉及一种非接触感应取电装置。该非接触感应取电装置用于高压输电线路巡检机器人的电能补给，延长机器人的现场作业时间，适用于500KV以下高压输电线路巡检机器人。

背景技术

高压输电线路巡检机器人工作在高压输电线上，利用机器人装载的检测设备对输电线路及相关设施进行故障巡检。

由于机器人本身体积重量，机构设计等方面原因，一次上线、下线的操作过程非常复杂，需要线上多人配合，在地面操作人员指挥下协同操作完成；此外，高压输电线路带电作业危险性高，频繁操作容易造成人员伤害，也容易对输电线路的正常运行带来影响。因此，巡检机器人必须具备自己聚能的功能才能实用化。

另外，由于国家对输电线路的安全等级有明确规定，宜不可能通过有线的方式从输电线路直接取电。

因此，急需要提出一种通过无线方式就能够对高压输电线路巡检机器人进行充电的方法。

发明内容

本发明为解决巡线机器人在线充电需要，设计了以非接触无线电能传输技术为基础的非接触感应取电装置用于机器人线上取电。该装置可以适应输电线路的电流变化，可在短路冲击电流下实现自我保护，并在较大电流变化范围内正常取电，并根据锂电池的物理特性，按照锂电池充电特性曲线完成对锂电池的监测和充电。

本发明的非接触感应充电装置包括电流互感器1、双向可控硅2、过压保护电路3、整流电路4、BUCK电路5、锂电池组6、电压反馈控制电路7、电压电流反馈电路8，其中电流互感器1的两个C型铁芯构成圆环并套在输电线路上，电流互感器1的输出端与继电器矩阵9连接，用于控制电流互感器1的次级线圈匝数，继电器矩阵9的输出与双向可控硅2相连，同时与过压保护电路3和整流电路4相连，整流电路4的输出端通过电压反馈控制信号7与双向可控硅2连接，BUCK电路5的输入为整流电路4的输出，且BUCK电路5的输出直接连接锂电池组6，锂电池组6通过电压电流反馈电路8与BUCK电路5相连。

本发明采用了上述技术方案，通过充分利用输电线路周围交变的电磁能，可为巡检机器人可用的提供充电电能，省去了人工更换电池导致机器人频繁上下线带来的不必要工作量和不安全因素，为延长线路巡检机器人工作时间提供可靠保障。

附图说明

图1为本发明非接触感应取电装置的原理图；

图2为本发明非接触感应取电装置中匝数可变电流互感器示意图；

图3为本发明非接触感应取电装置中整流电路的电路图；

图4为本发明非接触感应取电装置中控制和状态显示电路的电路图；

图5为本发明非接触感应取电装置中MOSFET驱动电路的电路图；

图6为本发明非接触感应取电装置中电压比较电路的电路图；

图7为本发明非接触感应取电装置中2.5V基准电压源电路的电路图；

图8为本发明非接触感应取电装置中电流检测电路的电路图；

图9为本发明非接触感应取电装置中继电器组的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的应用于输电线路巡检机器人的非接触感应取电装置是以无线电能传输技术，开关电源机关技术，及锂电池充电技术为技术背景。无线电能传输技术是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术，分为电磁感应式，电磁共振式和电磁辐射式。电磁感应方式可用于低功率、近距离传输，电磁共振适用于中等功率，中距离能量传输；电磁辐射适用于大功率，巡检机器人线上取电使用电磁感应方式取电最为可行。本发明的非接触感应取电装置利用开关电源技术，将取回的能量整合为充电电路可用的电压电流值，以单片机为控制核心，监测充电电流电压值及充电时间，实现智能充电。

图1为本发明非接触感应取电装置的结构图。参照图1，非接触感应取电装置包括电流互感器1、双向可控硅2、过压保护电路3、整流电路4、BUCK电路5、锂电池组6、电压反馈控制电路7、电压电流反馈电路8。