CN207612081U - 一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，包括依次连接的充电单元、电源检测单元、充电切换单元和电池单元；所述电池单元包括内置电池组件和扩展电池组件；所述内置电池组件包括相连接的内置电池和内置放电切换单元；所述扩展电池组件包括相连接的扩展电池和扩展放电切换单元；所述内置电池和扩展电池均连接充电切换单元；所述内置放电切换单元和扩展放电切换单元相连接并对负载供电；所述电源检测单元、充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均连接控制单元。该装置根据不同场景需求灵活选择不同容量的扩展电池，提高了电力巡检机器人通用性，降低了不同场景下使用成本。

Description

一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电装置领域，更具体地说，涉及一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置。

背景技术

电力巡检机器人在目前电网变电，输电及终端配电中逐渐推广使用，如：发电产，变电站，地下电力管廊等应用场景。电力巡检机器人可有效代替原始人工巡检方式，且具备高可靠性，可出勤率，高一致性的显著优点，有效降低人力成本投入。

电力巡检机器人在实际应用中，由于特殊的行业应用环境，很多时候均采用内置电池供电；电力巡检机器人充电一次后进行一定时间的连续巡检操作，一次连续工作时间参数和电池内置电池容量密切相关。由于应用场景的千差万别，不同场景要求的电力巡检机器人单次运行时间也就是电池容量也不一致，电力巡检机器人在前期设计时无法确保覆盖后期所有可能遇到的应用场景，导致电力巡检机器人通用性差，电力巡检机器人在不满足单次运行时间要求下需要额外配置其他辅助电力巡检机器人或者重新设计更大容量电池的电力巡检机器人方能解决，导致电力巡检机器人成本高，阻碍了电力巡检机器人的大面推广。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，该装置根据不同场景需求灵活选择不同容量的扩展电池，提高了电力巡检机器人通用性，降低了不同场景下使用成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，包括依次连接的充电单元、电源检测单元、充电切换单元和电池单元；所述电池单元包括内置电池组件和扩展电池组件；所述内置电池组件包括相连接的内置电池和内置放电切换单元；所述扩展电池组件包括相连接的扩展电池和扩展放电切换单元；所述内置电池和扩展电池均连接充电切换单元；所述内置放电切换单元和扩展放电切换单元相连接并对负载供电；所述电源检测单元、充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均连接控制单元。

本实用新型的有益效果是：该装置实现简单，根据不同的应用环境需求选择相应容量的扩展电池，提高了电力巡检机器人通用性，降低不同环境下使用成本；同时，在放电切换短时间内，控制单元同时通过内置放电切换单元和扩展放电切换单元对内置电池和扩展电池均放电，确保了负载电压稳定。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述内置电池组件还包括内置放电保护单元，所述内置放电保护单元连接内置放电切换单元；所述扩展电池组件还包括扩展放电保护单元，所述扩展放电保护单元连接扩展放电切换单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过内置放电保护单元和扩展放电保护单元确保内置电池和扩展电池不相互放电，保护电池。

进一步，所述内置放电保护单元和扩展放电保护单元均为二极管，且各二极管的阴极相连接并对负载供电，各二极管的阳极分别连接内置放电切换单元和扩展放电切换单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过二极管的单向导通性，确保内置电池和扩展电池不相互放电，保护电池。

进一步，还包括报警单元，所述报警单元连接控制单元。

进一步，所述报警单元为声光报警器和/或短信报警。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过声音和灯光和/或短信提示故障信息，方便维护人员及时查看。

进一步，所述扩展电池的容量不限。

采用上述进一步方案的有益效果是：可根据不同应用环境要求选择相应容量的电池。

进一步，所述控制单元为MCU微处理器、PLC控制器、PFGA处理器、CPLD处理器或ARM处理器。

进一步，还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接控制单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：可通过无线通信模块进行远程传输，减少了布线麻烦，方便电力巡检机器人工作。

进一步，所述无线通信模块连接上位机。

采用上述进一步方案的有益效果是：报警信息可通过无线通信模块上传给上位机进行显示和监控，通知维护人员尽快确认处理，确保电力巡检机器人安全可靠运行。

进一步，所述充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均为继电器或开关模块。

附图说明

图1为本实用新型***原理图；

图2为本实用新型在充电位置上时的充电、放电流程图；

图3为本实用新型未在充电位置上时的放电流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型针对现有电力巡检机器人的电池容量固定，电力巡检机器人通用性差，不能满足不同场景要求，且电力巡检机器人在不满足单次运行时间要求下需要额外配置其他辅助电力巡检机器人，成本高的问题，提供了一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，包括依次连接的充电单元、电源检测单元、充电切换单元和电池单元；所述电池单元包括内置电池组件和扩展电池组件；所述内置电池组件包括相连接的内置电池和内置放电切换单元；所述扩展电池组件包括相连接的扩展电池和扩展放电切换单元；所述内置电池和扩展电池均连接充电切换单元；所述内置放电切换单元和扩展放电切换单元相连接并对负载供电；所述电源检测单元、充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均连接控制单元。

本实用新型中，充电单元为现有成熟充电模块，负责电力巡检机器人内置电池及扩展电池充电，提供整个电力巡检机器人电力来源；电源检测单元为现有技术中的常见模块，负责充电过程监控及当前所充电电池参数，将检测数据发送给后端控制单元；控制单元可以采用MCU微处理器、PLC控制器、PFGA处理器、CPLD处理器或ARM处理器，负责整个***控制，根据电源检测单元检测到当前电池充电完成后切换充电电池；充电切换单元负责控制内置电池及扩展电池充电通路，同时仅一个电池进行充电；内置放电切换单元和扩展放电切换单元负责电池向后端电力巡检机器人负载放电，切换放电后的一定时间内，两个电池均放电，确保负载电压稳定，但由于二极管的存在，扩展电池和内置电池并不会相互充放电，本实用新型中的充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均可采用继电器或者类似继电器的可控制开关单元均可实现。

为了确保内置电池和扩展电池不相互放电，保护电池，所述内置电池组件还包括内置放电保护单元，所述内置放电保护单元连接内置放电切换单元；所述扩展电池组件还包括扩展放电保护单元，所述扩展放电保护单元连接扩展放电切换单元。所述内置放电保护单元和扩展放电保护单元均可采用二极管，且各二极管的阴极相连接并对负载供电，各二极管的阳极分别连接内置放电切换单元和扩展放电切换单元。通过二极管的单向导通性，确保了内置电池和扩展电池不相互放电，保护了电池。

本实用新型中，还包括报警单元和无线通信模块，所述报警单元和无线通信模块均连接控制单元，所述无线通信模块连接上位机，上位机可以采用智能终端、笔记本电脑、台式电脑或I PAD，报警单元可选择声光报警器，无线通信模块可采用WIFI，433等常见无线通信模块。报警单元可根据电源检测单元检测到的电池故障类型，做出声光报警。如控制单元可通过电源检测单元检测电池状态，如根据充电电压，电流及时间判断电池容量是否老化或者降低，以及电池是否已经损坏等。电源检测单元检测到电池故障后，通过报警单元进行声光报警以及通过无线网络在线上报到上位机，通知维护人员尽快确认处理，确保电力巡检机器人安全可靠运行。

如图2所示，当电力巡检机器人在充电位置上时，电力巡检机器人内置电池和扩展电池均通过同一充电装置进行充电；但由于内置电池和扩展电池电气参数不一致，不能直接给两个电池同时充电，同一时间仅能给一个电池充电，待一个充电完成后再切换另一个充电。

实际中，优先给电力巡检机器人内置电池充电，控制单元通过电源检测单元实时检测充电电流及电压；当检测电压电流数据判断内置电池充电完成后，此时控制单元动作扩展充电切换单元，为扩展电池进行充电。

由于各种类型的电池均不能长时间充电，因此，当控制单元检测到扩展电池也充电完成后，便不再为电池充电。如果电力巡检机器人长时间在充电位置，当检测到其消耗内置电池容量导致其电压下降时，控制单元在检测到内置电池电压降低到预设值后再次开启充电，从而实现电力巡检机器人即使很长时间在充电位置，也能确保内置电池和扩展电池充电完成。

本实用新型的放电过程指电力巡检机器人未在充电位置上时，内置电池和扩展电池放电控制逻辑；电力巡检机器人在充电位置上时的放电如上图2所示，其一直使用充电装置供电或者内置电池供电实现，以降低***控制逻辑复杂程度。

电力巡检机器人未在充电位置上时的放电流程如图3所示，电力巡检机器人默认情况下先使用内置电池放电，控制单元通过电源检测单元判断内置电池放电是否结束，如果检测到内置电池放电即将结束，则控制单元控制扩展放电切换单元，电力巡检机器人便由扩展电池供电。当电源检测单元检测到扩展电池容量也偏低时，此次将相关信息上报控制器并控制电力巡检机器人返回到充电位置进行内置电池和扩展电池充电。

现有技术中使用常见的两个电池连接两个二极管对外供电，但同时存在以下问题：电池电压等参数在放电时会降低，一旦停止放电则会升高，如果直接使用两个二极管实现，则容易出现放电回路在两个二极管之间来回切换，导致电压不稳定；同时二极管频繁关端导通可能导致器件损坏，导致电力巡检机器人无法使用。故本实用新型采用如图1所示的内置电池和扩展电池对外供电前均分别通过各自的放电切换单元连接二极管作为方向保护单元，该处的方向防护单元作用为：切换电池放电时，如果直接二选一切换，则在切换瞬间很可能导致负载电压不稳定，因此，本实用新型为在切换短时间内，两个电池均放电，确保负载电压稳定；同时，此时通过各自的二极管防护，确保两个电池不相互放电，保护电池。即内置电池放电--(内置电池/扩展电池同时放电)--扩展电池放电。

综上，该装置实现简单，根据不同的应用环境需求选择相应容量的扩展电池，提高了电力巡检机器人通用性，降低不同环境下使用成本；同时，在放电切换短时间内，控制单元同时通过内置放电切换单元和扩展放电切换单元对内置电池和扩展电池均放电，确保了负载电压稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，包括依次连接的充电单元、电源检测单元、充电切换单元和电池单元；所述电池单元包括内置电池组件和扩展电池组件；所述内置电池组件包括相连接的内置电池和内置放电切换单元；所述扩展电池组件包括相连接的扩展电池和扩展放电切换单元；所述内置电池和扩展电池均连接充电切换单元；所述内置放电切换单元和扩展放电切换单元相连接并对负载供电；所述电源检测单元、充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均连接控制单元。

2.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述内置电池组件还包括内置放电保护单元，所述内置放电保护单元连接内置放电切换单元；所述扩展电池组件还包括扩展放电保护单元，所述扩展放电保护单元连接扩展放电切换单元。

3.根据权利要求2所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述内置放电保护单元和扩展放电保护单元均为二极管，且各二极管的阴极相连接并对负载供电，各二极管的阳极分别连接内置放电切换单元和扩展放电切换单元。

4.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元连接控制单元。

5.根据权利要求4所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述报警单元为声光报警器和/或短信报警。

6.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述扩展电池的容量不限。

7.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述控制单元为MCU微处理器、PLC控制器、PFGA处理器、CPLD 处理器或ARM处理器。

8.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接控制单元。

9.根据权利要求8所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述无线通信模块连接上位机。

10.根据权利要求1所述的电力巡检机器人电池扩展供电与充电装置，其特征在于，所述充电切换单元、内置放电切换单元和扩展放电切换单元均为继电器或开关模块。