本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

采用高壓和超高壓架空電力線是長(zhǎng)距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外,因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時(shí)修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。巡線機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術(shù)手段，巡線機(jī)器人能夠?qū)€路進(jìn)行巡視、檢修，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有效的保障。

巡線機(jī)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(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)中巡線機(jī)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(jī)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(jī)器人每工作一段時(shí)間就需要取下充電或更換電池，這就給巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作帶來了障礙，降低了巡線效率，且增加了危險(xiǎn)性，這些因素會(huì)極大地限制巡線機(jī)器人的廣泛使用。因此，有必要提供一種能夠保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率和安全性的取電裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率和安全性的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案如下：

一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)，包括由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的可閉合磁回路的巡線機(jī)器人，所述巡線機(jī)器人上設(shè)置有取電裝置和用于控制磁回路的開合控制機(jī)構(gòu)，所述取電裝置包括纏繞在磁回路上的若干匝數(shù)的線圈。

進(jìn)一步的，所述巡線機(jī)器人包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)置有至少一個(gè)行走單元，其中：

所述行走單元包括一個(gè)行走輪支架，所述行走輪支架上設(shè)置有行走輪，所述線圈纏繞在所述行走輪支架上，所述行走單元上還設(shè)置有用于與所述行走輪支架共同形成磁回路的導(dǎo)磁桿，所述開合控制機(jī)構(gòu)控制所述行走輪支架和導(dǎo)磁桿相互對(duì)接或分離；

或者，所述行走單元包括用于形成磁回路的一對(duì)可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動(dòng)的剖分輪支架，所述開合控制機(jī)構(gòu)控制所述剖分輪支架相互對(duì)接或分離，所述剖分輪支架上還設(shè)置有剖分輪，所述剖分輪支架包括主動(dòng)剖分輪支架和從動(dòng)剖分輪支架，所述主動(dòng)剖分輪支架和從動(dòng)剖分輪支架上均設(shè)置有線圈且所述線圈的纏繞方向相同。

進(jìn)一步的，所述行走輪、行走輪支架、導(dǎo)磁桿和開合控制機(jī)構(gòu)設(shè)置有導(dǎo)磁材料，以形成閉合的磁回路；

或者，所述剖分輪支架、剖分輪和開合控制機(jī)構(gòu)設(shè)置有導(dǎo)磁材料，以形成閉合的磁回路；

或者，所述剖分輪上部設(shè)置有相互對(duì)接或分離的外置鐵芯，所述外置鐵芯通過外置支架與所述剖分輪支架固定連接，所述剖分輪支架、外置支架、外置鐵芯和開合控制機(jī)構(gòu)設(shè)置有導(dǎo)磁材料，以形成閉合的磁回路。

進(jìn)一步的，所述行走輪支架或者剖分輪支架的外表面采用非導(dǎo)磁性材料，所述行走輪和行走輪支架或者所述剖分輪和剖分輪支架內(nèi)部均為中空結(jié)構(gòu)且均采用導(dǎo)磁材料填充，所述外置鐵芯、外置支架和開合控制機(jī)構(gòu)均采用導(dǎo)磁材料。

進(jìn)一步的，所述非導(dǎo)磁性材料采用奧氏體不銹鋼、工程塑料或碳纖維，所述導(dǎo)磁材料采用硅鋼片、坡莫合金或?qū)Т欧勰?/p>

進(jìn)一步的，所述巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)還包括整流充電模塊和電池，所述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(jī)器人供電的電池。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)包括由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的可閉合磁回路的巡線機(jī)器人，巡線機(jī)器人上設(shè)置有取電裝置和用于控制磁回路的開合控制機(jī)構(gòu)，取電裝置包括纏繞在磁回路上的若干匝數(shù)的線圈。巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，纏繞在閉合磁回路上的線圈在電力導(dǎo)線一次電流的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，供巡線機(jī)器人使用，從而能夠使巡線機(jī)器人實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，避免因電量過低造成安全事故，同時(shí)巡線機(jī)器人代替現(xiàn)有技術(shù)中地面目測(cè)法和航測(cè)法來對(duì)輸電導(dǎo)線進(jìn)行巡檢、維護(hù)，可以解決人工巡檢方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、探測(cè)精度低和航測(cè)法運(yùn)費(fèi)成本高的問題。綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率和安全性的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼板的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼板的左視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼板的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼管的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼管的左視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的奧氏體鋼管的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的磁回路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本實(shí)用新型提供一種巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)，如圖1～9所示，包括由導(dǎo)磁材料構(gòu)成的可閉合磁回路的巡線機(jī)器人1，巡線機(jī)器人1上設(shè)置有取電裝置2和用于控制磁回路的開合控制機(jī)構(gòu)3，取電裝置2包括纏繞在磁回路上的若干匝數(shù)的線圈4。

本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人的感應(yīng)取電裝置，巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，纏繞在閉合磁回路上的線圈在電力導(dǎo)線一次電流的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，供巡線機(jī)器人使用，從而能夠使巡線機(jī)器人實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，避免因電量過低造成安全事故，同時(shí)巡線機(jī)器人代替現(xiàn)有技術(shù)中地面目測(cè)法和航測(cè)法來對(duì)輸電導(dǎo)線進(jìn)行巡檢、維護(hù)，可以解決人工巡檢方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、探測(cè)精度低和航測(cè)法運(yùn)費(fèi)成本高的問題。綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率和安全性的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選的，巡線機(jī)器人1包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有至少一個(gè)行走單元，其中：

行走單元包括一個(gè)行走輪支架，行走輪支架上設(shè)置有行走輪，線圈4纏繞在行走輪支架上，行走單元上還設(shè)置有用于與行走輪支架共同形成磁回路的導(dǎo)磁桿，開合控制機(jī)構(gòu)3控制行走輪支架和導(dǎo)磁桿相互對(duì)接或分離；

或者，行走單元包括用于形成磁回路的一對(duì)可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動(dòng)的剖分輪支架，開合控制機(jī)構(gòu)3控制剖分輪支架相互對(duì)接或分離，剖分輪支架上還設(shè)置有剖分輪7，剖分輪支架包括主動(dòng)剖分輪支架8和從動(dòng)剖分輪支架9，主動(dòng)剖分輪支架8和從動(dòng)剖分輪支架9上均設(shè)置有線圈4且線圈4的纏繞方向相同。

巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，行走輪或剖分輪在開合控制機(jī)構(gòu)和行走輪支架或剖分輪支架的作用下架設(shè)在線路上，纏繞在行走輪支架或剖分輪支架周圍的線圈，在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，供巡線機(jī)器人使用，相互對(duì)接或分離的剖分輪支架上的線圈纏繞方向相同，能夠防止產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消。

進(jìn)一步的，行走輪、行走輪支架、導(dǎo)磁桿和開合控制機(jī)構(gòu)3設(shè)置有導(dǎo)磁材料；或者，剖分輪支架、剖分輪7和開合控制機(jī)構(gòu)3設(shè)置有導(dǎo)磁材料；或者，剖分輪7上部設(shè)置有相互對(duì)接或分離的外置鐵芯10，外置鐵芯10通過外置支架11與剖分輪支架固定連接，剖分輪支架、外置支架11、外置鐵芯10和開合控制機(jī)構(gòu)3設(shè)置有導(dǎo)磁材料。上述設(shè)計(jì)可以形成閉合的磁回路，提高充電效率，另外，設(shè)計(jì)外置鐵芯可以提高剖分輪對(duì)接的準(zhǔn)確性和牢固性，增加巡線機(jī)器人工作時(shí)的安全性。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，行走輪支架或者剖分輪支架的外側(cè)采用非導(dǎo)磁性材料，行走輪和行走輪支架或者剖分輪7和剖分輪支架內(nèi)部均為中空結(jié)構(gòu)且均采用導(dǎo)磁材料填充，外置鐵芯10、外置支架11和開合控制機(jī)構(gòu)3均采用導(dǎo)磁材料。另外，非導(dǎo)磁性材料采用奧氏體不銹鋼、工程塑料或碳纖維，導(dǎo)磁材料采用硅鋼片、坡莫合金或?qū)Т欧勰渲校?/p>

如圖2～4所示，行走輪支架或者剖分輪支架采用長(zhǎng)方形輪臂，長(zhǎng)方形輪臂包括至少兩塊奧氏體鋼板24，相鄰的奧氏體鋼板24之間以及行走輪或者剖分輪7內(nèi)部均由硅鋼片23填充；

或者，如圖5～7所示，行走輪支架或者剖分輪支架采用奧氏體鋼管25，奧氏體鋼管25、行走輪或者剖分輪7內(nèi)部均由硅鋼片23填充；

或者，外置鐵芯10、外置支架11、導(dǎo)磁桿和開合控制機(jī)構(gòu)3均采用硅鋼材質(zhì)，行走輪支架與導(dǎo)磁桿之間的機(jī)架上設(shè)置有硅鋼片23。

如圖8所示，該設(shè)計(jì)可以使磁場(chǎng)在行走輪、行走輪支架、導(dǎo)磁桿和開合控制機(jī)構(gòu)或者剖分輪支架、剖分輪和開合控制機(jī)構(gòu)或者剖分輪支架、外置支架、外置鐵芯和開合控制機(jī)構(gòu)之間形成閉合的回路，而非閉合回路的磁場(chǎng)回路在空氣中，以導(dǎo)磁率高的材料為介質(zhì)的磁場(chǎng)，磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以空氣為介質(zhì)的磁場(chǎng)，前者產(chǎn)生的感應(yīng)電流也遠(yuǎn)大于后者，能夠提高充電效率。除了上述給出的實(shí)施方式以外，其還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。

為了防止剖分輪支架在分離時(shí)拉斷線圈，線圈4在相互對(duì)接或分離的剖分輪支架之間的連線可以設(shè)計(jì)為螺旋結(jié)構(gòu)或波形結(jié)構(gòu)12。另外，線圈4纏繞的匝數(shù)應(yīng)根據(jù)輸電線路的電壓和充電電壓計(jì)算確定。

進(jìn)一步的，每個(gè)剖分輪支架頂端設(shè)置有電機(jī)安裝架13，電機(jī)安裝架13上設(shè)置有水平排列的直流電機(jī)14和減速器15，減速器15可以通過聯(lián)軸器16與剖分輪7連接，這種設(shè)計(jì)可以提高剖分輪對(duì)接的穩(wěn)定性，控制方便。進(jìn)一步的，開合控制機(jī)構(gòu)包括底座17，底座17上設(shè)置有水平排列的開合電機(jī)18和齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)包括用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)剖分輪支架8的主動(dòng)齒輪20和與主動(dòng)齒輪20連接且用于驅(qū)動(dòng)從動(dòng)剖分輪支架9的從動(dòng)齒輪21，開合電機(jī)18通過傳動(dòng)軸19驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪20。齒輪傳動(dòng)方式具有工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高主動(dòng)剖分輪支架和從動(dòng)剖分輪支架動(dòng)作的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。另外，齒輪傳動(dòng)采用不完全齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)通過螺栓22與剖分輪支架固定連接。螺栓連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型中，巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)還包括整流充電模塊5和電池6，線圈4的輸出端連接整流充電模塊5，整流充電模塊5的輸出端連接有用于為巡線機(jī)器人1供電的電池6。巡線機(jī)器人正常工作時(shí)，纏繞在閉合磁回路上的線圈在電力導(dǎo)線一次電流的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過整流充電模塊轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電。另外，如圖9所示，整流充電模塊5包括整流模塊和穩(wěn)壓模塊，整流模塊包括整流濾波電路26和二次整流濾波電路27，穩(wěn)壓模塊采用半橋穩(wěn)壓電路28，整流充電模塊5還包括充電電流控制電路29、充電使能電路30、低壓保護(hù)電路31和低電量警報(bào)裝置，其中：

整流濾波電路26的輸出端連接半橋穩(wěn)壓電路28的輸入端，半橋穩(wěn)壓電路28的輸出端連接二次整流濾波電路27的輸入端，二次整流濾波電路27的輸出端連接充電電流控制電路29的輸入端，充電電流控制電路29的輸出端連接電池6，電池6的輸出端連接有低壓保護(hù)電路31的輸入端，低壓保護(hù)電路31的輸出端與充電使能電路30連接，充電使能電路30的輸出端連接有充電電流控制電路29。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(guān)，當(dāng)電池的電量低于80％時(shí)，充電使能電路接通為電池充電，同時(shí)，低壓保護(hù)電路也能開啟充電使能電路，當(dāng)電池充滿電后充電使能電路斷開，當(dāng)電池的電量在80％～100％之間時(shí)不充電，限制充電次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，停止給電池充電，若電池電量過低時(shí)，低電量警報(bào)裝置報(bào)警通知地面工作人員，防止發(fā)生安全事故。

另一方面，本實(shí)用新型還提供一種上述的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的取電方法，包括：

步驟1：巡線機(jī)器人1正常工作時(shí)時(shí)，每對(duì)剖分輪7在開合控制機(jī)構(gòu)3和剖分輪支架的作用下對(duì)接從而架設(shè)在輸電線路上，此時(shí)，纏繞在剖分輪支架上的線圈4產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過整流充電模塊5轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電，為電池6充電，供巡線機(jī)器人1使用；

步驟2：當(dāng)遇到障礙物時(shí)，剖分輪7在開合控制機(jī)構(gòu)3和剖分輪支架的作用下分離并脫離輸電線路，此時(shí)，停止給電池6充電；

步驟3：越過障礙物后，剖分輪7在開合控制機(jī)構(gòu)3和剖分輪支架的作用下對(duì)接并重新架設(shè)在輸電線路上，纏繞在剖分輪支架上的線圈4產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過整流充電模塊5轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電，繼續(xù)為電池6充電，供巡線機(jī)器人1使用，當(dāng)電池6充滿電后，結(jié)束充電。

本實(shí)用新型的巡線機(jī)器人感應(yīng)取電系統(tǒng)的取電方法，纏繞在剖分輪支架周圍的線圈，在電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，整流充電模塊將產(chǎn)生的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為電池充電，供巡線機(jī)器人使用，能夠使巡線機(jī)器人實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，避免巡線機(jī)器人因電量過低造成安全事故；遇到障礙物時(shí)，剖分輪在開合控制機(jī)構(gòu)和剖分輪支架的作用下分離并脫離線路，此時(shí)，不進(jìn)行充電；越過障礙物后，剖分輪在開合控制機(jī)構(gòu)和剖分輪支架的作用下對(duì)接并重新架設(shè)在線路上，形成閉合的磁回路，繼續(xù)為電池充電。另外，需要說明的是，當(dāng)越過障礙物后，當(dāng)電池的電量在高于50％時(shí)可以不繼續(xù)為電池充電，從而限制充電次數(shù)，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

綜上，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線勞動(dòng)強(qiáng)度大和飛機(jī)巡線運(yùn)行成本高的問題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路的連續(xù)巡檢、維護(hù)，而且，取電裝置可以為巡線機(jī)器人提供電量，保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠保證巡線機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，提高巡線效率和安全性的優(yōu)點(diǎn)。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。