[发明专利]一种变电站巡检机器人、无线充电室、无线充电系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电站巡检机器人、无线充电室、无线充电系统及方法，包括无线充电室以及巡检机器人；无线充电室的两个侧面与地面都安装有发射线圈；巡检机器人包括机器人主体、同样安装于其两侧与底部的接收线圈。当巡检机器人电量不足时，可以通过GPS模块行驶到无线充电室附近，再通过视觉识别模块辅助，准确进入无线充电室中，当检测到发射线圈与接收线圈对齐时，停止行驶，并开始进行无线充电，实现存在偏移情况下的稳定充电；由于采用三个接收线圈共同为储能模块供电，可以实现在有限电压条件下对巡检机器人的大功率无线充电，提高变电站巡检机器人无线充电的速度及效果。

【技术领域】

本发明属于无线电能传输技术领域，涉及一种无线充电装置，尤其是一种变电站巡检机器人、无线充电室、无线充电系统及方法。

【背景技术】

随着目前智能变电站建设的不断推进，无人值守或者少人值守成为中小变电站的常态。在此基础上，变电站巡检机器人为确保变电站稳定运行，及时发现设备故障，预防事故发生起到了积极作用。然而，在无人值守的情况下，受制于电池容量，传统的手动充电很难满足巡检机器人的续航需要。由于无线电能传输技术能够允许充电时在位置上有一定偏差，易于实现巡检机器人的自动充电，因此可以预见，无线电能传输技术在巡检机器人的充电方面会有较为广泛的应用。现有的无线电能传输技术中应用较为广泛的有电磁感应式、微波式及电磁共振式。

电磁感应式主要依据法拉第的电磁感应定律，其结构形态与变压器类似，能量传输部分主要由发射线圈和接收线圈构成，交变电流在发射线圈和接收线圈间通过电磁感应进行能量传递。其特点是传输能量大，效率高，但传输距离短。

微波式无线电能传输技术在发射端利用磁控管将电能转化为微波，并通过微波天线发出，在接收端则利用整流设备将其微波重新转化为电能。该方式能够传输较长距离，但需要发射设备严格对准接收设备，传输效率低，易对通信信号产生干扰。

电磁共振式的基本原理与电磁感应式相近，但是由于电磁共振式发射端与接收端有着相同的谐振频率，这就使得发射端与接收端有着较强的耦合效应。高频交流信号在驱动电路的放大下，对电源频率进行有效控制，保证电源频率与两端谐振频率相同，从而使能量在较长距离下保持较高的传输效率。

综上所述，现有无线电能传输技术存在传输距离短、发射设备与接收设备位置要求高、传输效率低、易对通信信号产生干扰，以及发射端与接收端必须具备相同谐振频率等问题。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于多拾取线圈的变电站巡检机器人、无线充电室、无线充电系统及方法，该系统能够容许较大偏差，易于自动充电的实现。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种变电站巡检机器人无线充电方法，包括以下步骤：

将巡检机器人导航至导航数据预设的无线充电室位置；

通过视觉识别使巡检机器人准确定位进入无线充电室到达充电位置；

到达充电位置的巡检机器人与无线充电室交互通信，相互确认准备完毕后开始充电，直至充电完成。

上述方法进一步的改进在于：

所述巡检机器人在到达充电位置后，将准备完毕信息通过无线方式发送给无线充电室，所述无线充电室接收到巡检机器人发送的准备完毕信息后，开始充电；所述巡检机器人检测到其储能模块已经充电完成时，将充电完毕信号通过无线方式发送给无线充电室，所述无线充电室接收到充电完成信息后，停止充电。

所述无线充电室接收到准备完毕信息后，产生控制信号，输出符合发射线圈和接收线圈要求的高频谐振电压；所述无线充电室接收到充电完毕信息后，停止产生控制信号，停止输出电能。

本发明还公开了一种变电站巡检机器人无线充电系统，包括：