[发明专利]一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统和方法，包括自动充电座和巡检机器人；自动充电座包含充电电极、U型挡板和定位装置，实现巡检机器人的充电与定位；所述巡检机器人配置二维图像传感器、激光测距传感器和机器人充电电极，分别用于实现巡检机器人充电过程中的图像采集、测距和巡检机器人充电。充电电极安装在U型挡板的后侧面，U型挡板的底面与地面成2°斜坡。定位装置包含无线通讯装置、红色、绿色、蓝色投射灯。无线通讯装置能够与巡检机器人进行数据交互，利用继电器控制充电电极的通断电，保证设备的用电安全。本发明能够实现稳定的充电连接，具有较大的机械冗余，定位系统精度相对较高。

技术领域

本发明属于机器人自动充电技术领域，具体涉及一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统和方法。

背景技术

随着电力与自动化技术的不断发展与完善，变电室作为电压转换和分配电能的重要环节，逐渐向着智能化与自动化的方向前进。传统的变电室巡检主要是采取人工方式，定期的人工巡检会给值班人员带来较大的疲劳问题，从而可能引起较大的安全事故。随着机器人技术的发展，智能巡检机器人逐渐部署在变电室内实现自动巡检，有效地提高了变电室的巡检效率、极大地环节了变电室的人员短缺问题。

目前巡检机器人主要分为挂轨式和地面式两种，其中地面式巡检机器人主要采用电池供电，为实现巡检机器人24小时不间断巡检，地面式巡检机器人需配备自动充电系统。目前，巡检机器人自动化充电系统主要分为无线充电、机械连接式充电及自动更换电池。无线充电系统的电源利用效率相对较低，而自动更换电池对机器人结构及自身结构精度和复杂度要求较高，因此，机械连接式充电系统主要采用触点式连接机构，通常采用锁紧机构实现稳定连接，但该机构对机器人的定位系统有较高要求。

目前地面式巡检机器人的充电站导航对接主要采用磁导航、二维码导航、激光导航等方式，其中磁导航与二维码导航需改变现场环境，并且导航磁条和二维码标签易于受损，激光导航虽无需改造现场环境，但其定位误差相对较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统和方法，具有简单的机械结构，能够实现高冗余、高稳定性的充电连接，同时具有高精度的导航对接性能。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统，包括自动充电座和巡检机器人；

所述自动充电座包含充电电极、U型挡板和定位装置，实现巡检机器人的充电与定位；

所述巡检机器人配置二维图像传感器、激光测距传感器和机器人充电电极，分别用于实现巡检机器人充电过程中的图像采集、测距和巡检机器人充电。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的自动充电座的充电电极横向安装在U型挡板的后侧面，U型挡板的底面与地面成2°斜坡，当巡检机器人在该平面上时，由于重力作用，巡检机器人的重力有向后的分力，使得巡检机器人电极始终与自动充电座的充电电极连接，为保障巡检机器人容易进入U型挡板，U型挡板的底面前端为60°斜坡；

所述U型挡板的左右两侧挡板保证电极正确连接；

所述定位装置用于巡检机器人的数据通讯与定位。

上述的定位装置包含无线通讯装置、红色投射灯、绿色投射灯和蓝色投射灯；

所述无线通讯装置能够与巡检机器人进行数据交互，并能够利用继电器控制充电电极的通断电，保证设备的用电安全；

所述无线通讯装置，控制红色、绿色、蓝色三色投射灯开关状态，所述红色、绿色、蓝色三色投射灯投射光斑至天花板，经二维图像传感器采集后用于自动充电座和巡检机器人的定位。

上述的一种用于变电室巡检机器人的自动充电系统的自动充电方法，包括：