一种户外轨道式移动机器人充电系统及充电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种户外轨道式移动机器人充电系统及充电方法，包括机器人运行的轨道、供电装置和充电装置，供电装置包括交流电供电模块和太阳能供电模块，充电装置包括设置于机器人上的充电上叉部，以及与充电上叉部结合的充电下叉部，其中，太阳能供电模块包括多个太阳能电池板，太阳能电池板安装于轨道上。本发明专利技术同时具备太阳能供电模块和交流电供电模块，当太阳能不足时可自动转换到交流电充电；两种电源可进行自由切换，不影响机器人工作；能够利用太阳能作为机器人的能源，节能环保；在轨道上布置多个太阳能电池板，能转化得到充足的电量，而且机器人的负载减小，提高了机器人的工作效率，延长了机器人的使用寿命。

A Charging System and Charging Method for Outdoor Track Mobile Robot

【技术实现步骤摘要】
一种户外轨道式移动机器人充电系统及充电方法
本专利技术涉及移动机器人领域，更具体的说，它涉及一种户外轨道式移动机器人充电系统及充电方法。
技术介绍
下面的
技术介绍
用于帮助读者理解本专利技术，而不能被认为是现有技术。户外移动机器人集成了诸多高新技术，采用移动机器人来代替人工完成巡检或作业是机器人技术和智能巡检技术发展的必然趋势。户外轨道式机器人具有轨道，轨道设置于空中，移动机器人沿轨道运行进行巡检。户外机器人在进行作业时候，一般采用内置蓄电池进行供电，但机器人长时间运行时需要频繁进行充电，目前多采用交流电进行充电。太阳能是一种清洁可再生能源，在所有的可再生能源中，太阳能分布最广，获取最容易。因此有必要开发一种可利用太阳能进行充电的智能移动机器人，充分利用太阳能的优势，节能环保。传统的利用太阳能电池板进行供电的模式是将太阳能电池板放置于机器人自身上，太阳能电池板随着机器人的移动而移动，但是该种模式存在诸多缺点：一是为合理放置太阳能电池板，机器人的结构为适应太阳能电池板的放置需要作诸多调整，不利于太阳能电池板的大范围应用；二是限制太阳能电池板的放置数量，太阳能电池板的放置数量过多，机器人负载过大，势必影响机器人的运行，还会影响机器人的使用寿命，放置数量过少，虽然降低了机器人的负载，但是储存的电量大大减少；第三，机器人移动过程中，太阳能电池板的角度一定，无法得到充足的光能，转化电能少；第四，太阳能电池板的光照情况根据机器人而定，一旦机器人在没有光照的环境中工作，或者停止工作需要维修时，太阳能电池板无法发挥其作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种户外轨道式移动机器人充电系统及充电方法，同时具备太阳能供电模块和交流电供电模块，当太阳能不足时可自动转换到交流电充电；两种电源可进行自由切换，不影响机器人工作；能够利用太阳能作为机器人的能源，节能环保；在轨道上布置多个太阳能电池板，能转化得到充足的电量，而且机器人的负载减小，提高了机器人的工作效率，延长了机器人的使用寿命。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种户外轨道式移动机器人充电系统，包括机器人运行的轨道、供电装置和充电装置，供电装置包括交流电供电模块和太阳能供电模块，充电装置包括设置于机器人上的充电上叉部，以及与充电上叉部结合的充电下叉部，其中，太阳能供电模块包括多个太阳能电池板，太阳能电池板安装于轨道上。作为优选的方案，所述太阳能供电模块包括支架，太阳能电池板呈倾斜状与支架固定，太阳能电池板固定于轨道的正上方。优选的，太阳能电池板呈45°与支架固定。作为优选的方案，太阳能电池板沿轨道均匀布置，或者将太阳能电池板放置于光照充足的区域。作为优选的方案，所述充电装置包括设置于机器人上的机器人电源管理单元和动力电池，充电上叉部的输出端与动力电池的输入端连接，机器人电源管理单元与动力电池连接。机器人电源管理单元与动力电池双向连接，机器人电源管理单元用于实时监测动力电池的电量信息。作为优选的方案，太阳能供电模块包括蓄电池、太阳能电源管理单元和逆变器，充电下叉部包括太阳能充电下叉部和交流电充电下叉部；蓄电池的输入端连接太阳能电池板，蓄电池的第一输出端连接太阳能电源管理单元，蓄电池的第二输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与太阳能充电下叉部连接；交流电供电模块包括220V交流电源，交流电充电下叉部一端与220V交流电源连接，另一端与充电上叉部连接，可通过220V交流电源对机器人的动力电池进行充电。太阳能电池板用于对蓄电池进行充电；太阳能电源管理单元，用于监测蓄电池信息；逆变器，用于将蓄电池的电量转换成220V交流电；太阳能充电下叉部与充电上叉部结合对动力电池充电。太阳能电池板对蓄电池进行充电，太阳能电源管理单元实时监测蓄电池的电压、电流等电量信息，如发现蓄电池的电量充满，通过控制系统停止太阳能电池板对蓄电池池进行充电。机器人安装有机器人电源管理单元和充电上叉部，蓄电池的电量通过逆变器转换成220V交流电，220V交流电通过第太阳能充电下叉部对机器人的充电上叉部进行充电。机器人电源管理单元实时监测充电上叉部的电压、电流等电量信息，如发现机器人电量充满，则停止充电。作为优选的方案，充电下叉部沿轨道布置；所述充电下叉部包括至少一个的交流电充电下叉部以及至少一个的太阳能充电下叉部，轨道上设有至少两个的充电区，交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部位于同一个充电区；或者交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部位于不同的充电区，交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部交替分布；充电区等间距分布。作为优选的方案，充电区具有腔室，腔室具有顶壁和侧壁，轨道位于充电区一侧，充电下叉部位于腔室外侧壁；或者轨道穿插于充电区，充电下叉部位于腔室内侧壁。作为优选的方案，充电下叉部、蓄电池、太阳能电源管理单元、逆变器和交流电供电模块均位于充电区内部。作为优选的方案，所述充电系统设有RFID位置标签以及安装于机器人的位置标签读取装置，RFID位置标签分别安装于交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部对应的轨道位置。机器人进入充电区时，能停靠在交流电供电模块和太阳能供电模块所在的位置进行准确充电。RFID位置标签为射频识别标签，可通过无线电讯号识别读取装置，本实施例中，RFID位置标签采用型号为ETAG-T320的射频识别标签。一种户外轨道式移动机器人的充电方法，包括以下步骤：步骤1、机器人电源管理单元实时监测充电上叉部的电量信息，如果动力电池的电量低于安全阈值，机器人进入充电区进行自动充电；如果动力电池的电量高于安全阈值，则机器人无需充电、继续沿轨道执行任务；步骤2、当机器人需要充电时，机器人与太阳能电源管理单元通讯，读取当前蓄电池的电量状态；如果蓄电池电量高于电量阈值，则机器人停靠在太阳能供电模块所对应的RFID位置标签位置，太阳能充电下叉部与充电上叉部结合，蓄电池对动力电池进行充电；如果蓄电池电量低于电量阈值，则机器人停靠在交流供电模块所对应的RFID位置标签位置，交流电充电下叉部与充电上叉部结合，220V交流电对机器人进行充电；步骤3、机器人电源管理单元实时监测动力电池的电量信息，如果发现机器人电量充满，则停止充电。本专利技术的有益效果：1、轨道的线路一般较长，沿轨道能够布置多个太阳能电池板，从而转化得到充足的电量，而且机器人的负载减小，提高了机器人的工作效率，延长了机器人的使用寿命。2、该轨道为高空式架构，将太阳能电池板安装于轨道上，节省了太阳能电池板的安装空间，而且无需另外搭建支撑构件，大大地节省了成本。3、太阳能电池板与机器人分割，机器人的工作状态不影响太阳能电池板的工作状态，即使机器人在没有光照的环境中工作，或者停止工作需要维修时，太阳能电池板依然能发挥其作用。4、机器人的结构无需作调整，任何结构或型号的机器人均可以利用太阳能供电模块进行供电。5、本专利技术机器人能够利用太阳能作为机器人的能源，节能环保。6、本专利技术同时具备太阳能充电模块和交流电充电模块，当太阳能不足时可自动转换到交流电充电；两种电源可进行自由切换，不影响机器人工作。7、本专利技术轨道上设有充电区，蓄电池、太阳能电源管理单元、逆变器、充电下叉部和交流电供电模块均位于充电区内部，可有效避免阴雨天气对充电装置和机器人造成的破坏。附图说明图1为轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：包括机器人运行的轨道、供电装置和充电装置，供电装置包括交流电供电模块和太阳能供电模块，充电装置包括设置于机器人上的充电上叉部，以及与充电上叉部结合的充电下叉部，其中，太阳能供电模块包括多个太阳能电池板，太阳能电池板安装于轨道上。

【技术特征摘要】
1.一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：包括机器人运行的轨道、供电装置和充电装置，供电装置包括交流电供电模块和太阳能供电模块，充电装置包括设置于机器人上的充电上叉部，以及与充电上叉部结合的充电下叉部，其中，太阳能供电模块包括多个太阳能电池板，太阳能电池板安装于轨道上。2.根据权利要求1所述的一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：所述太阳能供电模块包括支架，支架与轨道固定，太阳能电池板呈倾斜状与支架固定。3.根据权利要求2所述的一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：太阳能电池板沿轨道等间距分布。4.根据权利要求3所述的一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：充电下叉部沿轨道布置；所述充电下叉部包括至少一个的交流电充电下叉部以及至少一个的太阳能充电下叉部，轨道上设有至少两个的充电区，交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部位于同一个充电区；或者交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部位于不同的充电区，交流电充电下叉部和太阳能充电下叉部交替分布；充电区等间距分布。5.根据权利要求4所述的一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：充电区具有腔室，腔室具有顶壁和侧壁，轨道位于充电区一侧，充电下叉部位于腔室外侧壁；或者轨道穿插于充电区，充电下叉部位于腔室内侧壁。6.根据权利要求5所述的一种户外轨道式移动机器人充电系统，其特征在于：所述充电系统包括设置于机器人上的机器人电源管理单元和动力电池，充电上叉部的输出端与动力电池的输入端连接，机器人电源管理单元与动力电池连接。7.根据权利要求6所述的一种户外轨道式移...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹衍龙，刘永成，王明瑞，孙昊，马孝林，王洋，
申请(专利权)人：浙江大学山东工业技术研究院，山东大来智能技术有限公司，山东乐普韦尔自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37