本發(fā)明涉及機器人技術領域，特別是指一種巡線機器人感應取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)。

背景技術：

采用高壓和超高壓架空電力線是長距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長期暴露在野外,因受到持續(xù)的機械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴大,最終導致嚴重事故,造成大面積的停電和巨大的經濟損失。巡線機器人技術的發(fā)展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術手段，巡線機器人能夠對線路進行巡視、檢修，為電力系統(tǒng)的正常運行提供有效的保障。

巡線機器人在線路上需要完成行走、跨越障礙物、清理雜物、視頻及圖像傳輸?shù)裙ぷ?，這就需要足夠的電力供應?，F(xiàn)有技術中巡線機器人使用的是普通的充電電池，如鎳氫電池、鋰電池等，由于巡線機器人工作環(huán)境的特殊性，自身不可能攜帶很大的電池，因此巡線機器人每工作一段時間就需要取下充電或更換電池，這就給巡線機器人長時間持續(xù)工作帶來了障礙，降低了巡線效率，且增加了危險性，這些因素會極大地限制巡線機器人的廣泛使用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種既能保證巡線機器人長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性的巡線機器人感應取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供技術方案如下：

一方面，提供一種巡線機器人感應取電裝置，包括由導磁材料構成的可閉合磁回路的環(huán)形鐵芯，所述環(huán)形鐵芯上纏繞著若干匝數(shù)的線圈，所述環(huán)形鐵芯的下方設置有開合控制機構。

進一步的，所述環(huán)形鐵芯包括主動半環(huán)形鐵芯和從動半環(huán)形鐵芯。

進一步的，所述從動半環(huán)形鐵芯的末端設置有凸臺結構，所述主動半環(huán)形鐵芯的末端設置有與所述凸臺結構相嵌合的凹槽結構。

進一步的，所述環(huán)形鐵芯的內側均勻設置有用于防止磨損所述線圈外皮的滾輪，所述滾輪通過滾輪支架與所述環(huán)形鐵芯連接。

進一步的，所述開合控制機構包括底座，所述底座上設置有水平排列的鐵芯開合電機和齒輪傳動。

進一步的，所述齒輪傳動采用不完全齒輪傳動。

另一方面，提供一種巡線機器人感應取電系統(tǒng)，包括巡線機器人，所述巡線機器人上設置有整流充電模塊、電池和上述的巡線機器人感應取電裝置，所述巡線機器人感應取電裝置的線圈的輸出端連接所述整流充電模塊，所述整流充電模塊的輸出端連接有用于為所述巡線機器人供電的電池。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的巡線機器人感應取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)，巡線機器人正常工作時，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下閉合，形成閉合的磁回路，纏繞在環(huán)形鐵芯周圍的線圈，在電磁感應的作用下產生感應交流電，整流充電模塊將產生的交流電轉換為穩(wěn)定的直流電，為巡線機器人的電池充電，從而使巡線機器人實現(xiàn)長時間持續(xù)工作，避免巡線機器人因電量過低造成安全事故；遇到障礙物時，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下分離并脫離線路，此時，不進行充電，越過障礙物后，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下重新閉合，繼續(xù)為電池充電。同時，閉合回路的磁場在環(huán)形鐵芯內部形成回路，而非閉合回路的磁場回路在空氣中，以鐵芯為介質的磁場的磁通量遠遠大于以空氣為介質的磁場的磁通量，前者產生的感應電流也遠大于后者，能夠明顯提高充電效率。

綜上，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明既能保證巡線機器人長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性和電池的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的巡線機器人感應取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的巡線機器人感應取電裝置及具有該裝置的取電系統(tǒng)的原理結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的巡線機器人感應取電裝置的環(huán)形鐵芯內磁回路的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

一方面，本發(fā)明提供一種巡線機器人感應取電裝置，如圖1-3所示，包括由導磁材料構成的可閉合磁回路的環(huán)形鐵芯1，環(huán)形鐵芯1上纏繞著若干匝數(shù)的線圈4，環(huán)形鐵芯1的下方設置有開合控制機構5。

本發(fā)明的巡線機器人感應取電裝置，巡線機器人正常工作時，纏繞在閉合磁回路上的線圈在電力導線一次電流的作用下產生感應電流，供巡線機器人使用，從而使巡線機器人可以實現(xiàn)長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，避免巡線機器人因電量過低造成安全事故；同時，閉合回路的磁場在環(huán)形鐵芯內部形成回路，而非閉合回路的磁場回路在空氣中，以鐵芯為介質的磁場的磁通量遠遠大于以空氣為介質的磁場的磁通量，前者產生的感應電流也遠大于后者，能夠提高充電效率。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明既能保證巡線機器人長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性。

優(yōu)選的，環(huán)形鐵芯1包括主動半環(huán)形鐵芯2和從動半環(huán)形鐵芯3。主動半環(huán)形鐵芯和從動半環(huán)形鐵芯可以在開合控制機構的作用下上線、離線和跨越障礙物，其之間的連線可以設計為螺旋結構或波形結構，防止環(huán)形鐵芯分離時拉斷線圈。另外，主動半環(huán)形鐵芯2和從動半環(huán)形鐵芯3上的線圈4的纏繞方向相同，線圈的纏繞方向相同可以防止產生的感應電流相互抵消，線圈纏繞的匝數(shù)應根據(jù)輸電線路的電壓和充電電壓計算確定。主動半環(huán)形鐵芯2和從動半環(huán)形鐵芯3均采用導磁材料，優(yōu)選采用硅鋼片、坡莫合金或導磁粉末等材質。硅鋼片、坡莫合金或導磁粉末具有良好的導磁性能。

為了提高主動環(huán)形鐵芯和從動環(huán)形鐵芯的契合度，提高巡線機器人自身的安全性，從動半環(huán)形鐵芯3的末端設置有凸臺結構，主動半環(huán)形鐵芯2的末端設置有與凸臺結構相嵌合的凹槽結構。

作為本發(fā)明的一種改進，環(huán)形鐵芯1的內側均勻設置有用于防止磨損線圈4外皮的滾輪14，滾輪14通過滾輪支架15與環(huán)形鐵芯1連接。當遇到起伏較大的輸電線路時，輸電線路會和滾輪直接接觸，避免接觸線圈和環(huán)形鐵芯，從而保護線圈的外皮，提高線圈的使用壽命。另外，在纏繞完線圈4后，還應用絕緣布將線圈4和環(huán)形鐵芯1包住，起到防雨、防護的作用。

進一步的，開合控制機構5包括底座12，底座12上設置有水平排列的鐵芯開合電機7和齒輪傳動，齒輪傳動包括用于驅動主動半環(huán)形鐵芯2的主動齒輪8和與主動齒輪8連接且用于驅動從動半環(huán)形鐵芯3的從動齒輪11，鐵芯開合電機7通過傳動軸6驅動主動齒輪8。齒輪傳動方式具有工作可靠、結構緊湊、效率高和壽命長等優(yōu)點，能夠提高主動半環(huán)形鐵芯和從動半環(huán)形貼心動作的平穩(wěn)性和準確性。除了上述給出的實施方式以外，其還可以采用本領域技術人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。

本發(fā)明中，齒輪傳動采用不完全齒輪傳動，主動齒輪8和從動齒輪11分別通過螺栓13與主動半環(huán)形鐵芯2和從動半環(huán)形鐵芯3固定連接。螺栓連接具有結構簡單、連接可靠、裝卸方便等優(yōu)點。需要說明的是，本發(fā)明中的環(huán)形鐵芯1可以采用圓形、橢圓形、方形等可以形成閉合磁回路的所有形狀。

另一方面，提供一種巡線機器人感應取電系統(tǒng)，巡線機器人上設置有整流充電模塊9、電池10和上述的巡線機器人感應取電裝置，巡線機器人感應取電裝置的線圈4的輸出端連接整流充電模塊9，整流充電模塊9的輸出端連接有用于為巡線機器人供電的電池10。

進一步的，整流充電模塊9包括整流模塊和穩(wěn)壓模塊，其中，整流模塊包括整流濾波電路16和二次整流濾波電路18，穩(wěn)壓模塊為半橋穩(wěn)壓電路17，線圈4的輸出端通過整流濾波電路16與半橋穩(wěn)壓電路17連接，半橋穩(wěn)壓電路17連接二次整流濾波電路18。巡線機器人感應取電系統(tǒng)還包括充電使能電路20、充電電流控制電路19和低電量警報裝置，電池10自身攜帶有低壓保護電路21。其中，充電電流控制電路通過獲取電池信息來控制充電使能電路的開關，當電池的電量低于80％時，充電使能電路接通為電池充電，同時，電池自身攜帶的低壓保護電路也能開啟充電使能電路，當電池充滿電后充電使能電路斷開，當電池的電量在80％～100％之間時不充電，限制充電次數(shù)，延長電池的使用壽命，當遇到障礙物時，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下分離，此時停止給電池充電，若電池電量過低時，低電量警報裝置報警通知地面工作人員，防止發(fā)生安全事故。

再一方面，提供一種巡線機器人感應取電系統(tǒng)的充電方法，包括：

步驟1：巡線機器人正常工作時，環(huán)形鐵芯1在開合控制機構5的作用下閉合，形成閉合的磁回路，線圈4內產生的感應電流經過整流充電模塊9轉化為穩(wěn)定的直流電，為電池10充電；

步驟2：當遇到障礙物時，環(huán)形鐵芯1在開合控制機構5的作用下分離，此時停止給電池10充電；

步驟3：越過障礙物后，環(huán)形鐵芯1在開合控制機構5的作用下重新閉合，形成閉合的磁回路，線圈4內產生的感應電流經過整流充電模塊9轉化為穩(wěn)定的直流電，此時，若電池10的電量低于80％將繼續(xù)充電，當電池10充滿電后，結束充電。

本發(fā)明的巡線機器人感應取電系統(tǒng)的充電方法，巡線機器人正常工作時，主動半環(huán)形鐵芯和從動半環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下閉合時，形成閉合的磁回路，纏繞在環(huán)形鐵芯周圍的線圈，在電磁感應作用下會產生感應交流電，整流充電模塊將產生的交流電轉換為穩(wěn)定的直流電，為巡線機器人的電池充電，從而使巡線機器人可以實現(xiàn)長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，避免巡線機器人因電量過低造成安全事故；遇到障礙物時，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下分離并脫離線路，此時，不進行充電，越過障礙物后，環(huán)形鐵芯在開合控制機構的作用下重新閉合，若電池的電量低于80％，繼續(xù)為電池充電；當電池的電量在80％～100％之間時不充電，從而限制充電次數(shù)，延長電池的使用壽命。綜上，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明既能保證巡線機器人長時間持續(xù)工作，提高巡線效率，又能提高安全性和電池的使用壽命。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。