CN102170146A - 一种用于变电站巡视机器人的电池智能管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于变电站巡视机器人的电池智能管理***，包括蓄电池箱温度控制、实时电池电量监测、低电量报警、自导航完成与基站充电接口对接，实现智能充电的电池管理***。机器人小车蓄电池装在密封温控箱内，温控箱温度维持在蓄电池额定工作温度范围内。巡视过程中，当电量不足，向电池控制***报警，强制机器人小车返回变电站基站充电。充电时，机器人小车采用红外线循迹方式或通过红外测距***引导，与充电接口对合，进行充电。在充电过程中，机器人小车接收到开始巡视指令时，判断电池电量，如果充足，温控装置进行预加热或降温，脱离基站，执行巡视任务；否则，延迟执行巡视指令，直至蓄电池充满。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池智能管理***，具体的说是一种适用于变电站巡视机器人的电池智能管理***。
背景技术
长期以来，我国电力行业沿用的变电站设备人工巡检作业方式，在高压、超高压环境下，不仅对人身危害大，而且对电网安全运行带来一定隐患。变电站设备巡视机器人可代替人工完成变电站设备的巡视工作，巡视机器人可以根据预先设定的任务指令或工作人员的远程操作，自动导航定位和路径规划，对设备进行巡视。工作人员只需通过后台基站计算机接收到的实时数据、图像等信息，即可了解变电站设备的工作情况。变电站设备巡检机器人的电池***作为其主要的动力能量来源，是实现设备巡检工作的关键技术之一。
蓄电池工作在一定的温度范围内，超出规定的工作温度将会造成蓄电池容量减少和使用寿命的降低。尤其在我国北方地区，四季温度变化大，昼夜温差大，变电站巡视机器人电池工作的可靠性和稳定性受到极大影响，因此，对巡视机器人车载蓄电池的温度监测、温度控制***提出了严格要求。蓄电池充放电很频繁，我国变电站已逐步改进成无人值守变电站，不可能依靠人工完成蓄电池充电。巡视机器人电池电量监测、低电量报警、自导航返回基站充电以及配套的基站充电***，成为变电站巡视机器人研制工作中的重点和难点。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的缺陷，提出了一种蓄电池箱温度可控制、实时电池电量监测、低电量报警、自导航完成与基站充电接口对接、实现智能充电的变电站巡视机器人电池智能管理***。
本发明的技术方案是：变电站巡视机器人电池智能管理***包括机器人小车电池***和基站充电***，其中，机器人小车电池***由单片机控制电路，温控装置，电池电量检测装置，距离检测装置等组成；基站充电***包括单片机控制电路、电磁铁吸盘等。距离检测装置包括红外线循迹装置和红外测距装置。
机器人小车车载蓄电池装在密封温控箱内，温控箱内装设半导体制冷制热器，填充保暖石棉，温控箱内、外分别装设温度传感器。箱内温度传感器将温度值反馈给机器人小车电池控制单片机，控制半导体制冷制热器加热或降温，保证蓄电池在额定工作温度范围内。实时检测电池电量，当剩余电量值低于设定的某一电量值时，向机器人小车电池控制***报警，强制机器人小车停止巡视工作，返回变电站基站充电。
返回基站充电时，机器人小车采用红外线循迹方式或通过机器人小车及基站充电***上安装的红外测距***引导，靠近基站充电器，与充电接口对合，进行充电。在充电过程中，机器人小车实时检测工作人员发送的命令指令，当接收到开始巡视指令时，测量蓄电池充电电量，如果充足，温控装置接通基站电源，进行预加热或降温，将电池箱内温度提高或降低到蓄电池额定工作温度范围内，机器人小车脱离基站，执行巡视任务；否则，小车延迟执行巡视指令，直至蓄电池充满。
附图说明
图1是本发明变电站巡视机器人电池智能管理***的结构框图。
具体实施方式
本发明的结构框图如图1所示，机器人小车车载蓄电池装在密封温控箱内，温控箱内装设温度测量传感器、半导体制冷制热器、填充保暖石棉、箱外装有温度测量传感器。箱内温度传感器将温度值实时反馈给单片机，单片机控制半导体制冷制热器加热或降温，使温控箱内温度维持在蓄电池额定工作温度范围内。
电池电量检测装置实时监测电池电量，当剩余电量低于设定的某一电量值时，向单片机电路发送报警信号。机器人小车中止巡视工作，强制返回变电站基站充电。
机器人小车返回基站充电时，可采用两种方式精确控制充电接口对合，一种是通过红外线循迹方式，小车沿地面划定的标示线，向充电器靠近，当检测到地面特定标识，单片机控制电路通过无线传输模块，向基站充电***发出信号，基站单片机电路接收到信号后，控制电磁铁吸盘回路闭合，将机器人小车与基站充电器吸合，机器人小车开始充电；第二种是在机器人小车车身和基站充电站上分别装设红外测距模块，小车单片机和基站单片机通过无线传输模块，实时交换距离信息，当机器人进入充电范围内，基站单片机控制电磁铁吸盘回路闭合，将机器人小车与基站充电器吸合，机器人小车开始充电。
在充电过程中，机器人小车单片机实时监测工作人员发送的命令指令，当接收到开始巡视指令时，检测蓄电池当前电量，如果充足，机器人小车单片机控制电路通过无线传输模块向基站充电***发出信号，基站充电***断开电磁铁吸盘回路，小车停止充电，执行巡视任务；当蓄电池没有充满时，小车延迟执行巡视指令，直至蓄电池充满。
机器人小车在变电站基站接收到巡视指令时，电池箱体外温度检测传感器测量当地温度，接通温控装置，利用基站电源进行加热或降温，将蓄电池温控箱内温度控制在蓄电池额定工作温度范围内，减少机器人小车脱离基站后蓄电池电量消耗。
Claims (6)
1.变电站巡视机器人电池智能管理***，包括机器人小车电池***和基站充电***，其特征在于：所述机器人小车电池***包括单片机控制电路，温控装置，电池电量检测装置，距离检测装置等；所述基站充电***包括单片机控制电路，电磁铁吸盘等；所述距离检测装置包括红外线循迹装置和红外测距装置。
2.根据权利要求1所述的变电站巡视机器人电池智能管理***，其特征在于：机器人小车车载蓄电池装在密封温控箱内，温控箱内装设半导体制冷制热器，填充保暖石棉，箱内、外分别装有温度测量传感器。
3.根据权利要求1所述的变电站巡视机器人电池智能管理***，其特征在于：剩余电量低于设定的某一电量值时，向电池控制***报警，机器人小车中止巡视工作，强制返回变电站基站充电。
4.根据权利要求1所述的变电站巡视机器人电池智能管理***，其特征在于：机器人小车返回基站充电时，可采用两种方式精确控制充电接口对合，一种是通过红外线循迹方式，另一种是通过红外线测距引导。小车进入充电范围内，电磁铁吸盘回路导通，充电接口吸和，开始充电。
5.根据权利要求1所述的变电站巡视机器人电池智能管理***，其特征在于：充电过程中，接收到开始巡视指令时，测量蓄电池当前电量，如果充足，断开电磁铁吸盘回路，小车停止充电，执行巡视任务；否则，延迟执行巡视指令，直至蓄电池充满。
6.根据权利要求1所述的变电站巡视机器人电池智能管理***，其特征在于：接收到巡视指令时，利用基站电源对电池箱加热或降温，减少蓄电池电量消耗。
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