[实用新型]一种碳渣清理机器人安全充电保护装置

说明书

本实用新型提供了一种碳渣清理机器人安全充电保护装置，该保护装置包括：机器人本体、电池、整流二极管、触头、负载、充电站、拨杆开关、充电器和滑触铜板。机器人本体需要充电时进入充电站，通过触碰拨杆码开关动作，使充电器开始工作，此时，滑触铜板与触头接触，电流通过触头和整流二极管为电池充电。机器人本体充满电离开充电站后，拨杆开关处于未触发状态，充电器8供电电源断开，滑触铜板不带电，起到安全保护作用。

技术领域

本实用新型属于充电保护领域，具体涉及一种碳渣清理机器人安全充电保护装置。

背景技术

电解槽生产作业需要每天清理积累在槽底的碳渣。由于现场存在强磁、粉尘等危害，极容易导致清扫人员发生职业病。因此，许多企业和科研院所都在攻关电解槽碳渣清理机器人的技术难题，其中之一就是解决机器人如何安全充电的问题。一般机器人为了安全充电，防止触电事故发生，多采用机械式继电器控制。当机器人不充电时，处理器控制机械式继电器线圈，实现继电器触点的断开。由于电解槽工况存在800GS左右强磁，导致机械式继电器触点不受线圈控制，出现机器人本体无法充电或者触点带电的问题。若采用固态继电器控制方案，则存在导通压降大（1.2V左右），导致电池电量无法充满，而且成本相对机械式继电器高出5倍左右。另外，还有无线充电技术，其原理采用电磁耦合技术，但受电解槽现场的磁场干扰，使其无法正常工作。所以，如何解决强磁环境中机器人的安全可靠充电，防止人员触电是个急需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种碳渣清理机器人安全充电保护装置，核心是利用整流二极管单向导通特性，代替继电器实现机器人的安全充电。充电站的充电器是否接通采用拨杆开关进行控制。当机器人本体进入充电站时，通过触碰拨杆开关，控制充电器进行充电工作。

本实用新型采用的技术方案是：一种碳渣清理机器人安全充电保护装置，该保护装置包括：机器人本体1、电池2、整流二极管3、触头4、负载5、充电站6、拨杆开关7、充电器8和滑触铜板9。所述机器人本体1用于现场作业，安装有电池2、整流二极管3、触头4和负载5。所述电池2为负载5提供电能，使其正常工作。所述负载5包括导航系统、清扫装置、驱动系统、传感器系统和控制系统，即所有机器人本体1的用电设备都看作负载5。所述整流二极管3为常规大功率整流二极管。所述触头4为机器人本体1外接的铜柱，用于和滑触铜板9接触实现电流接通。所述充电站6是机器人充电的设施，为拨杆开关7、充电器8和滑触铜板9提供安装固定作用。所述充电器8是给电池2进行充电的设备，两者必须进行匹配。所述滑触铜板9是固定的两块铜板，机器人本体1充电时，滑触铜板9带电。

本实用新型的工作流程为：机器人本体1检测到电量低或者完成巡检任务后返回充电站6，机器人本体1通过碰撞触发拨杆开关7，使充电器8得电，充电器8输出58V电压到充电站6的滑触铜板9。机器人本体1进入充电站6后，机器人本体上1的触头4触碰滑触铜板9，由于采用滑动摩擦进入充电站6，避免了尘土、异物、氧化等导致的接触不良问题。滑触铜板9上的电能通过触头4进入机器人本体1，利用整流二极管3的单向导通特性，使电流流过整流二极管3进入电池2实现充电。机器人本体1充电完成后，自动开离充电站6，由于拨杆开关7没有触发，充电器8的供电断开，充电站6的滑触铜板9不带电。机器人本体1离开充电站6后，电池2的电流无法反向通过整流二极管3，从而实现安全防护作用，即使人员触摸也不会出现触电风险。

本实用新型的有益效果是：在碳渣清理机器人上的应用，是一种成本低廉、稳定可靠的技术手段，主要特点是解决了强磁环境下继电器无法使用的问题，提升了机器人安全性能、使用寿命、稳定性等指标，并且成本相对继电器缩减70%左右，有利于产品大面积推广应用。

附图说明

图1是碳渣清理机器人安全充电保护装置组成结构示意图。

图中：1.机器人本体、2.电池、3.整流二极管、4.触头、5.负载、6.充电站、7.拨杆开关、8.充电器、9.滑触铜板。

具体实施方式