电力隧道巡检机器人锂电池快速充电管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力隧道巡检机器人锂电池快速充电管理系统及方法，包括：上位机、智能机器人充电调度模块、电池管理模块、轨道充电接触机构和定点智能快速充电装置；所述上位机与智能机器人充电调度模块和定点智能快速充电装置分别通信，智能机器人充电调度模块与电池管理模块通信，所述电池管理模块通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立通信。本发明专利技术有益效果：本充电设备安装在已有的轨道上，造价低，可以和机器人以及上位机进行实时通信，机器人存储了隧道内各个充电设备的位置，方便根据位置和自身电量的情况寻找最合理的充电设备，保障了机器人电力的稳定供应和有效工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力机器人锂电池充电
，尤其涉及一种电力隧道在轨巡检机器人大容量锂电池快速充电管理系统及其方法。
技术介绍
城市电缆隧道是重要的公共基础设施，内部一般安装有110KV或500KV高压电缆，这些都是城市供电的主动脉，不少隧道内部都已经建立自动巡检机器人，进行电缆的安全生产监测。目前电缆隧道在轨巡检机器人供电分为如下几种形式，一种是连续无线感应供电形式，一种是滑触线供电形式，还有就是普通充电形式。无线感应供电形式的优点为技术先进、供电连续稳定可靠(机器人不需要停车充电)、不产生电火花、能够应用在各种复杂的工况中，但缺点就是成本造价过高，不利于广泛推广。滑触线形式的优点为仍然拥有供电连续稳定可靠，但易产生电火花，而且不适合在高潮湿的环境下使用，造价相对无线感应形便宜，但总体成本还是过高。还有就是常规定点充电形式，这种目前最大优点就是成本相对较低，可以降低整个项目工程造价，便于在轨巡检机器人推广，但缺点就是充电时间过长，一般最少需要3小时以上，严重影响机器人巡检时效。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种，该系统及方法能够大幅度提高充电效率、缩短充电时间、提升电池能量管理效能，降低系统项目设备及施工成本。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:—种电力隧道巡检机器人锂电池快速充电管理系统，包括:上位机、智能机器人充电调度模块、电池管理模块、轨道充电接触机构和定点智能快速充电装置；上位机:实时获取所有定点智能快速充电装置内部温湿度环境及其工作状态，判断不可用的定点智能快速充电装置位置信息，并将所述信息传送至隧道巡检机器人；智能机器人充电调度模块:用于根据获取到的隧道定点智能快速充电装置的位置，控制隧道巡检机器人与上位机建立通信，同时控制电池管理模块通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立通信；电池管理模块:用于实时监测隧道巡检机器人充电电池的充放电流数据、充电电池电压与S0C数据，控制充放电继电器;根据上述监测数据确定隧道巡检机器人的续航里程；轨道充电接触机构:用于建立定点智能快速充电装置与隧道巡检机器人之间的连接通信；定点智能快速充电装置:根据隧道现场轨道长度，均匀分布在隧道内部，用于为隧道巡检机器人进行充电；所述上位机与智能机器人充电调度模块和定点智能快速充电装置分别通信，智能机器人充电调度模块与电池管理模块通信，所述电池管理模块通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立通信。进一步地，所述轨道充电接触机构分为两部分，一部分固定安装在轨道上，包括固定充电电极和固定通信电极;所述固定充电电极和固定通信电极分别通过电极与定点智能快速充电装置的充电输出及通信线相连接；另一部安装在隧道巡检机器人的内部，包括浮动充电接口电极、浮动通信接口电极、伸缩装置和限位开关;所述浮动充电接口电极与隧道巡检机器人充电电池输入线相连，所述浮动通信接口电极与电池管理模块的CAN总线相连;在所述伸缩装置与浮动充电接口电极、伸缩装置与浮动通信接口电极之间分别安装弹簧;确保浮动电极与固定电极接触良好。所述浮动充电接口电极和浮动通信接口电极分别由伸缩装置控制实现伸缩，由机械限位开关控制伸缩是否到位；所述浮动充电接口电极和浮动通信接口电极分别与安装在轨道上的固定充电电极和固定通信电极对接，实现定点智能快速充电装置与隧道巡检机器人通信。进一步地，所述伸缩装置为微型电动推杆控制伸缩或者液压缸控制伸缩。在电缆隧道机器人运行轨道上，定点安装轨道充电接触机构，同时将与之相连接的定点智能快速充电装置安装在隧道壁的控制柜内。所述智能机器人充电调度模块存储有隧道定点智能快速充电装置的位置信息，控制隧道巡检机器人根据所述位置信息查找最近的可用定点智能快速充电装置；当隧道巡检机器人的电量达到内部设定的充电阀值但没有达到设定的馈电预警值时，机器人在没有巡检任务或非紧急情况下自动启动智能充电流程；当机器人的电量低于馈电预警阀值后，机器人立即停止所有与充电无关的任务，快速寻找充电站进行智能充电任务。智能机器人充电调度模块与上位机建立通信，直接通过上位机获取距离隧道巡检机器人最近的可用定点智能快速充电装置的位置信息，通过精确定位准确与定点智能快速充电装置的轨道充电接触机构建立连接。智能机器人充电调度模块控制隧道巡检机器人通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置进行通信握手信号检测；通信链路建立成功后，充电继电器闭合，智能机器人充电调度模块接收电池管理模块检测到的锂电池充电口是否有电压信号的信息，如果没有电压信号，则控制隧道巡检机器人重新进行充电接口对接;重复设定次数后，如仍没有电压信号，则标记此定点智能快速充电装置故障，寻找下一个最近的定点智能快速充电装置。一种电力隧道巡检机器人锂电池快速充电管理系统的工作方法，包括以下步骤:(1)隧道巡检机器人的电池管理模块实时对充电电池的电量信息进行统计，估算机器人续航里程，电池电量达到充电指标时，启动充电流程；(2)智能机器人充电调度模块在没有接收到任何紧急任务时，自动寻找距离隧道巡检机器人最近的定点智能快速充电装置；(3)智能机器人充电调度模块控制隧道巡检机器人到达指定的定点智能快速充电装置，并通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立连接；(4)智能机器人充电调度模块控制电池管理模块与定点智能快速充电装置进行通信握手信号检测;通信链路建立成功，表明接口接触良好;否则返回步骤(3)重新建立连接；(5)控制充电继电器闭合，检测电池充电口是否有电压;如果有，进入充电流程;否贝1J，进入下一步；(6)控制隧道巡检机器人重新通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立连接;返回步骤(4);重复连接设定次数后，标记此定点智能快速充电装置故障，寻找下一个最近的定点智能快速充电装置，直至充电完成；(7)隧道巡检机器人在充电完成或遇紧急任务时，控制隧道巡检机器人与定点智能快速充电装置断开连接，再切断充电继电器。所述步骤(2)中寻找距离隧道巡检机器人最近的定点智能快速充电装置的过程具体为:根据智能机器人充电调度模块存储的隧道定点智能快速充电装置的位置信息，控制隧道巡检机器人根据所述位置信息查找最近的可用定点智能快速充电装置；或者，智能机器人充电调度模块与上位机建立通信，直接通过上位机获取距离隧道巡检机器人最近的可用定点智能快速充电装置的位置信息，通过精确定位准确与定点智能快速充电装置的轨道充电接触机构建立连接。所述步骤(3)中通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立连接的方法具体为:控制安装在隧道巡检机器人的内部的伸缩装置拉伸，使得浮动充电接口电极和浮动通信接口电极分别接触到安装在轨道上的固定充电电极和固定通信电极；判断机械限位开关是否到位，如果到位，启动通信握手信号检测；否则，继续拉伸伸缩装置，直至机械限位开关到位。本专利技术的有益效果:通过本专利技术的实施，给电力隧道内在轨运行机器人提供了一种稳定可靠高效迅速的充电方式。本充电设备安装在已有的轨道上，造价低，可以和机器人以及上位机进行实时通信，机器人存储了隧道内各个充电设备的位置，方便根据位置和自身电量的情况寻找最合理的充电设备，保障了机器人电力的稳定供应和有效工作。机器人和充电装置之间的对接电极，有高效的检测方式，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力隧道巡检机器人锂电池快速充电管理系统，其特征是，包括：上位机、智能机器人充电调度模块、电池管理模块、轨道充电接触机构和定点智能快速充电装置；上位机：实时获取所有定点智能快速充电装置内部温湿度环境及其工作状态，判断不可用的定点智能快速充电装置位置信息，并将所述信息传送至隧道巡检机器人；智能机器人充电调度模块：用于根据获取到的隧道定点智能快速充电装置的位置，控制隧道巡检机器人与上位机建立通信，同时控制电池管理模块通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立通信；电池管理模块：用于实时监测隧道巡检机器人充电电池的充放电流数据、充电电池电压与SOC数据，控制充放电继电器；根据上述监测数据确定隧道巡检机器人的续航里程；轨道充电接触机构：用于建立定点智能快速充电装置与隧道巡检机器人之间的连接通信；定点智能快速充电装置：根据隧道现场轨道长度，均匀分布在隧道内部，用于为隧道巡检机器人进行充电；所述上位机与智能机器人充电调度模块和定点智能快速充电装置分别通信，智能机器人充电调度模块与电池管理模块通信，所述电池管理模块通过轨道充电接触机构与定点智能快速充电装置建立通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔伟，杨震威，张明广，
申请(专利权)人：山东康威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37