[发明专利]用于输电线路巡线机器人充电的无线充电器

说明书

技术领域

本发明涉及输电；领域，尤其是一种用于输电线路巡线机器人充电的无线充电器。

背景技术

目前，电力输电线路巡线机器人通过悬挂运行在线路架空地线上的方式巡视输电线路。巡线机器人配备机载蓄电池组，采用电机驱动，因体积、重量限制，巡线机器人配备的蓄电池组容量有限，需不断地补充电能，才能完成长距离输电线路的巡视作业工作。能否有效解决巡线机器人充电难题是能否有力推动巡线机器人的广泛应用，大大提高输电线路的巡视效率和故障检出率的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于输电线路巡线机器人充电的无线充电器，可以解决巡线机器人续航时间短、无法进行长距离输电线路巡视作业的技术问题，实现巡线机器人机载电池组输电线路上的无线充电。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于输电线路巡线机器人充电的无线充电器，

该充电器由巡线机器人部分以及与巡线机器人部分相配合的无线充电器部分组成；

巡线机器人部分中，安装在巡线机器人外壳上的受电电容正极和受电电容负极分别与带机载蓄电池组的整流模块连接，机器人控制与通讯模块与机载蓄电池组连接；

无线充电器部分中，与杆塔绝缘的充电电容正极和充电电容负极安装在输电线路杆塔上，充电电容正极和充电电容负极分别与带蓄电池组的逆变模块连接，蓄电池组两端连接至开关电源，开关电源输入端连接至太阳能电池板，充电器控制与通讯模块与蓄电池组及逆变模块连接；

巡线机器人控制与通讯模块与无线充电器控制与通讯模块之间实现无线移动通讯，并相互配合实现充电控制和工作状态监测；

巡线机器人部分的受电电容正极和受电电容负极与无线充电器部分的充电电容正极和充电电容负极的尺寸、位置相对应。

巡线机器人部分的整流模块中，受电电容正极与第一整流桥臂D1，D4的输入端连接，受电电容负极与第二整流桥臂D2，D3的输入端连接，第一整流桥臂D1，D4和第二整流桥臂D2，D3的输出端与平波电抗器L1连接，平波电抗器L1与由电阻R2、电容C2、稳压二极管D5组成的滤波稳压器连接，滤波稳压器与机载蓄电池组连接。

无线充电器部分的逆变模块中，充电电容正极与第一逆变桥S1，S4的输出端连接，充电电容负极与第二逆变桥S2，S3的输出端连接，第一逆变桥S1，S4和第二逆变桥S2，S3的输入端分别蓄电池组的正负极连接，逆变桥电力电子器件栅极G1、逆变桥电力电子器件栅极G2、逆变桥电力电子器件栅极G3和逆变桥电力电子器件栅极G4分别与充电器控制与通讯模块的PWM驱动芯片连接，PWM驱动芯片连接无线充电器部分的逆变模块所包含的CPU模块；无线充电器控制与通讯模块与蓄电池组连接；蓄电池组两端连接至开关电源输出端。

无线充电器部分的开关电源中，太阳能电池板连接至由TPS55340电源芯片构成的开关电源的输入端，开关电源的输出端连接至蓄电池组，TPS55340电源芯片的各引脚分别连接有电阻R3、电阻R4、电阻R5及电阻R6，电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，电感L2及二极管D6。

巡线机器人部分的受电电容正极和受电电容负极为两块电极表面覆盖绝缘涂层的铝合金板。

无线充电器部分的充电电容正极和充电电容负极为两块电极表面覆盖绝缘涂层的铝合金板。

本发明的设计原理如下：

当巡线机器人运行到输电线路杆塔，且需要充电时，在机器人控制与通讯模块1的控制下，会自行驻留在充电位置，调整至充电状态，并通过充电器控制与通讯模块进行通讯，并发出指令启动无线充电器对巡线机器人充电。本发明将蓄电池组储存的电能通过逆变模块转换为高频电流，使充电电极(充电电容正极和充电电容负极)与受电电极(受电电容正极和受电电容负极)之间发生电场耦合，将电能传递至巡线机器人受电电极(受电电容正极和受电电容负极)，整流模块将高频电流经整流、滤波、稳压后，对机载蓄电池组充电，充电完毕后，巡线机器人进入正常运行状态，继续进行下一段线路巡线作业。