一种巡线机器人动力源补给系统技术方案

本申请公开了一种巡线机器人动力源补给系统，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。本申请的巡线机器人动力源补给系统所采用的动力源是液体燃料电池与蓄电池相结合的混合动力，以液体燃料电池作为主动力，蓄电池作为辅助动力，通过控制系统保证当巡线机器人当燃料耗尽时，能够到达燃料补给站，补给液体燃料。并且机器人无需从线路取下来便可以进行高空补加燃料。

A power supply system of line patrol robot

【技术实现步骤摘要】
一种巡线机器人动力源补给系统
本申请涉及巡线机器人
，特别涉及一种巡线机器人动力补给系统。
技术介绍
动力源是控制巡线机器人在输电线路上移动和作业的关键。传统的巡线机器人在动力源方面主要是依靠蓄电池，目前普遍采用的蓄电池体积重量大、功率密度低、充电时间长、使用寿命短等缺点极大地限制了巡线机器人在输电线路上移动和作业。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种巡线机器人动力补给系统，以解决采用具有体积重量大、功率密度低、充电时间长、使用寿命短等缺点蓄电池限制巡线机器人在输电线路上移动和作业的问题。根据本申请的实施例，提供了一种巡线机器人动力源补给系统，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。进一步地，所述液体燃料电池与蓄电池混合动力系统包括液体燃料电池，蓄电池，DC/DC变换器和微程序控制器；所述液体燃料电池，所述蓄电池和所述DC/DC变换器分别与所述微程序控制器连接；所述液体燃料电池和所述蓄电池分别与所述DC/DC变换器连接。进一步地，所述控制系统包括主控制器，所述主控制器包括PID控制器。进一步地，所述PID控制器包括：获取单元，用于获取巡线机器人到基站的距离，巡线机器人的速度，巡线机器人的燃料消耗量和巡线机器人的内部电能，所述内部电能包括液体燃料的电能和蓄电池的电能；计算单元，用于根据所述距离，所述速度和所述燃料消耗量计算到达基站所需要的燃料；控制单元，用于如果所述液体燃料的电能大于所述到达基站所需要的燃料，所述内部电能与所述到达基站所需要的燃料的差值大于临界值，增大燃料消耗，控制微控制器将多余的电储存到蓄电池中；如果所述液体燃料的电能等于所述到达基站所需要的燃料，所述内部电能与所述到达基站所需要的燃料的差值等于预设值，减小燃料消耗，停止给蓄电池充电，所有能源只用于机器人运动。进一步地，所述巡线机器人高空补加液体燃料装置包括加液体燃料软管，液体燃料储存室，储管室和软管输送机构；所述液体燃料储存室和所述储管室相邻；所述液体燃料软管与所述液体燃料储存室连通；所述液体燃料软管与所述软管输送机构设于所述储管室中。进一步地，所述软管输送机构包括两个胶皮圆柱滚子，联轴器，伺服电机，滑轨和滑槽；所述胶皮圆柱滚子与所述伺服电机通过所述联轴器连接，所述联轴器设于所述滑槽内，所述伺服电机与所述滑轨滑动连接，所述加液体燃料软管设于两个胶皮圆柱滚子之间。进一步地，所述液体燃料储存室的内壁上设有液体燃料指示计。由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种巡线机器人动力源补给系统，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。本申请的巡线机器人动力源补给系统所采用的动力源是液体燃料电池与蓄电池相结合的混合动力，以液体燃料电池作为主动力，蓄电池作为辅助动力，通过控制系统保证当巡线机器人当燃料耗尽时，能够到达燃料补给站，补给液体燃料。并且机器人无需从线路取下来便可以进行高空补加燃料。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本申请实施例示出一种液体燃料电池与蓄电池混合动力系统的结构示意图；图2为根据本申请实施例示出PID控制流程图；图3为根据本申请实施例示出测距原理图；图4为根据本申请实施例示出一种PID控制器的结构示意图；图5为根据本申请实施例示出一种巡线机器人高空补加液体燃料装置的结构示意图；图6为根据本申请实施例示出一种软管输送机构的结构示意图。图示说明：其中，11-液体燃料电池，12-蓄电池，13-DC/DC变换器，14-微程序控制器，21-获取单元，22-计算单元，23-控制单元，31-加液体燃料软管，32-液体燃料储存室，321-液体燃料指示计，322-进液口，33-储管室，34-软管输送机构，341-胶皮圆柱滚子，342-联轴器，343-伺服电机，344-滑轨，345-滑槽。具体实施方式动力源是控制巡线机器人在输电线路上移动和作业的关键。传统的巡线机器人在动力源方面主要是依靠蓄电池，无论用的是哪种蓄电池，它们所储存的电能终归是有限制的。当电能耗光之后机器人必须要从线路上取下来充完电后才能继续作业。基于上述问题，本申请实施例提供一种巡线机器人动力源补给系统，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。液体燃料电池具有功率密度大、比能量高、无污染等优点，具有无需对接电源的漫长充电过程等特点，可以有效解决巡线机器人所面临的能源供给方面的问题，为自主机器人动力系统提供一个良好的供电方案,解决自主机器人当前的动力源问题，因此液体燃料电池在巡线机器人领域具有广阔的应用前景。基站定位的大致原理为：巡线机器人端测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(TimeofArrival)，到达时刻或TDOA(TimeDifferenceofArrival，到达时间差)，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出巡线机器人的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站(3个或3个以上)定位的情况，因此算法要复杂很多。一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显，通过准确的位置可以间接计算出到达基站所需要液体燃料的量，对机器人进行优化控制，保证机器人可以运动到基站顺利补给。空中加液体燃料技术是，在地面对输电线路的机器人加液体燃料，液体燃料是有机物，因为有机物是不导电，即使液体燃料泄漏也不会产生安全事故，同时机器人无需下导线可以直接在导线上补给完成之后继续作业。本申请的巡线机器人动力源补给系统及装置所采用的动力源是液体燃料电池与蓄电池相结合的混合动力，以液体燃料电池作为主动力，蓄电池作为辅助动力，通过控制系统保证当巡线机器人当燃料耗尽时，能够到达燃料补给站，补给液体燃料。并且机器人无需从线路取下来便可以进行高空补加燃料。进一步地，参阅图1，所述液体燃料电池与蓄电池混合动力系统包括液体燃料电池11，蓄电池12，DC/DC变换器13和微程序控制器14；所述液体燃料电池11，所述蓄电池12和所述DC/DC变换器13分别与所述微程序控制器14连接；所述液体燃料电池11和所述蓄电池12分别与所述DC/DC变换器13连接。本申请中，液体燃料电池做为主动力，为巡线机器人提供移动的同时，通过微程序控制器14将一部分电能储存到蓄电池12中去，作为辅助动力源。在此动力系统中，液体燃料电池11作为主要动力源，由于液体燃料电池11本身适合长时间平稳供电，负载功率变化过大或者过快都会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巡线机器人动力源补给系统，其特征在于，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种巡线机器人动力源补给系统，其特征在于，包括液体燃料电池与蓄电池混合动力系统，控制系统和巡线机器人高空补加液体燃料装置。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液体燃料电池与蓄电池混合动力系统包括液体燃料电池(11)，蓄电池(12)，DC/DC变换器(13)和微程序控制器(14)；
所述液体燃料电池(11)，所述蓄电池(12)和所述DC/DC变换器(13)分别与所述微程序控制器(14)连接；
所述液体燃料电池(11)和所述蓄电池(12)分别与所述DC/DC变换器(13)连接。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制系统包括主控制器，所述主控制器包括PID控制器。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述PID控制器包括：
获取单元(21)，用于获取巡线机器人到基站的距离，巡线机器人的速度，巡线机器人的燃料消耗量和巡线机器人的内部电能，所述内部电能包括液体燃料的电能和蓄电池的电能；
计算单元(22)，用于根据所述距离，所述速度和所述燃料消耗量计算到达基站所需要的燃料；
控制单元(23)，用于如果所述液体燃料的电能大于所述到达基站所需要的燃料，所述内部电能与所述到达基站所需要的燃料的差值大于临界值，增大燃料消耗，控制微控制器将...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑欣，邵鑫明，刘荣海，郭新良，杨迎春，何运华，程雪婷，杨雪滢，周静波，代克顺，虞鸿江，焦宗寒，李宗红，孔旭辉，许宏伟，宋玉峰，陈国坤，彭詠涛，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53