[发明专利]管道机器人无线充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及涉及机器人无线充电领域，尤其是一种管道机器人无线充电系统。

背景技术

管道机器人用于大型管道工程的检测、清理、维护等，管道机器人理想的动力供应是机载蓄电池，但由于管道的密封性和尺寸特征所限，导致管道机器人机载蓄电池容量有限，导致管道机器人存在持续作业时间短、应用范围有限、工作效率低下等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种管道机器人无线充电系统，可以解决解决管道机器人电能持续供应问题，能够实现无线充电，确保管道机器人有充足的电量持续进行管道作业，大大提高管道机器人持续作业时间和范围，保证其密闭性、安全性和高效实用性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种管道机器人无线充电系统，

该系统包括用于电能的转换和传输的无线充电器装置和通过无线充电器装置对管道机器人进行无线充电的管道机器人无线充电接收装置；

安装于管道外部的无线充电器装置中，变频充电模块分别与初级线圈和电源模块连接，充电通讯定位及控制模块分别与变频充电模块和电源模块连接；

安装于管道机器人内部的管道机器人无线充电接收装置中，次级线圈与整流降压模块相连，整流降压模块连接机载电池模块，接收通讯定位及控制模块分别与整流降压模块和机载电池模块相连；

无线充电器装置中的充电通讯定位及控制模块与管道机器人无线充电接收装置中的接收通讯定位及控制模块之间实现通过无线移动通讯，准确定位无线充电器装置的位置。

当电源模块为交流电源时，无线充电器装置的变频充电模块由整流电路a、稳压滤波电路b及逆变电路c组成；

电压输入端一端与整流电路a中整流桥臂D2与整流桥臂D3相连，电压输入端另一端与整流桥臂D1与整流桥臂D4相连；整流桥臂D1与整流桥臂D3与稳压滤波电路b中的电容C1、电容C2和电阻R2、电阻R3相连；稳压滤波电路b中的电阻R1、二极管D分别与逆变电路c中的逆变桥臂T1与逆变桥臂T4相连；逆变电路c中的逆变桥臂T2与逆变桥臂T3与电压输出端相连；

逆变电路c的四个IGBT器件的门极G1、门极G2、门极G3、门极G4分别与充电通讯定位及控制模块中第一PWM驱动芯片连接。

当电源模块为直流电源时，变频充电模块由逆变电路c组成；

电压输入端正极与逆变电路c中的逆变桥臂T1与逆变桥臂T2相连，电压输入端负极与逆变电路c中的逆变桥臂T3与逆变桥臂T4相连，四个绝缘门极双极性晶体管IGBT的门极G1、门极G2、门极G3、门极G4分别与充电通讯定位及控制模块中第一PWM驱动芯片连接。

充电通讯定位及控制模块中，第一PWM驱动芯片与第一CPU模块、第一通讯模块相连。

管道机器人无线充电接收装置的整流降压模块的整流降压模块由整流电路d、稳压电路e、降压电路f、滤波电路g、稳压电路h组成；

整流电路d由整流桥QZ组成，稳压电路e由压二级管VS1组成，稳压电路h由稳压二级管VS2组成，降压电路f由全控型开关管T5、续流二极管D5和电感L组成，滤波电路g由电容C3、电容C4和电阻R4组成；

所述整流桥QZ输入端与次级线圈相连；稳压二级管VS1阴极N与整流桥QZ的正极输出端相连，稳压二级管VS1阳极P与整流桥QZ的负极输出端相连；续流二极管D5阳极与机载电池7负极输出端相连，全控型开关管T5的门极G5端由接收通讯定位及控制模块的第二PWM驱动芯片驱动，全控型开关管T5的C端与整流桥QZ的正极输出端相连，全控型开关管T5的E端与电感L、续流二极管D5阴极相连，电感L与电阻R4相连，电阻R4两端与电容C3、电容C4相连，稳压二级管VS2阴极N与电阻R4相连，稳压二级管VS2阳极P与整流桥QZ的负极输出端相连。

机载电池模块由机载锂电池与电池监测芯片组成，由电池监测芯片完成对电池当前状态的监测，包括当前电池的充、放电状态、电压、电流、温度和剩余电量等参数的监测，同时还能自动采集这些数据，并将其放在储存器中，电池监测芯片的数据输出端与接收通讯定位及控制模块中的第二CPU模块的数据输入端连接。

电池监测芯片的各引脚分别连接有电阻R5、电阻R6、电阻7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、场效应管F1及场效应管F2。

接收通讯定位及控制模块中，第二PWM驱动芯片分别与第二CPU模块、第二通讯模块相连。