一种利用架空导线取能的分体式充电装置及方法与流程

本发明属于架空导线电能变换，具体涉及一种利用架空导线取能的分体式充电装置及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、架空导线，一般采用钢芯铝绞线或铝绞线，即架设在地面上的架空明线，通过绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上，以实现传输电能的功能。架空导线沿线地理环境复杂、铺设线路长，为掌控架空导线的运行状况并及时发现架空导线沿线潜在的安全问题，需定期进行架空导线的巡检。在架空导线巡检工作中，人工巡检的工作量较大，且，架空导线沿线的地理环境复杂(部分架空导线地处高山峡谷以及荒郊野外)，人工巡检的交通运输困难；因此，巡检机器人或无人机技术应运而生。

3、据发明人了解，巡检机器人或无人机在巡检工作中需要采用电能，但是，因自身的电池容量导致单次飞行时间有限，需经常返回地面基站来更换电池或者是进行电池的充电，这就限制了巡检机器人或无人机的使用频次和时长；同时，巡检机器人或无人机进行电池更换或者充电时，需从高空飞回地面基站，在电力巡检工作中就存在着一定的弊端，比如巡检效率低下、往返基站过程中电能的浪费、野外基站安全性差、成本高等等。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种利用架空导线取能的分体式充电装置及方法，采用分体式结构设置，采用取电固定组件和充电移动组件，取电固定组件上设置用于通过架空导线上的负荷电流所产生的电磁感应获取充电电能的夹爪机构以及用于与充电移动组件进行电接触的触点；同时，在充电移动组件上设置环形金属片以及环形沟槽，结合设置在取电固定组件上的储能机构，通过取电固定组件和充电移动组件实现对待充电设备的高效快速充电。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种利用架空导线取能的分体式充电装置，采用如下技术方案：

3、一种利用架空导线取能的分体式充电装置，呈分体式结构设置，包括取电固定组件和充电移动组件；其中，所述取电固定组件包括夹爪机构和取电对接机构，以及用于连接所述夹爪机构和所述取电对接机构的储能机构；所述夹爪机构夹持在架空导线上，包括内置感应线圈的第一夹爪和第二夹爪；所述取电对接机构呈台状结构，所述台状结构的上底面内侧设置有若干个沿轴向均匀分布的吸附电磁铁；所述取电对接机构上设置有沿所述上底面内侧径向分布的若干个触点；所述台状结构的内侧面上至少设置一个电磁锁舌；所述充电移动组件采用套设在所述取电对接机构内部的充电对接机构；所述充电对接机构包括若干个与径向分布触点相匹配的圆环状金属片、与所述吸附电磁铁相匹配的金属环，以及与所述电磁锁舌相匹配的环形沟槽。

4、需要说明的是，充电移动组件可以为巡检机器人或无人机等待充电设备进行充电。

5、作为进一步的技术限定，所述夹爪机构用于通过电磁感应将架空导线上负荷电流所产生的磁场能转化成电能，以提供充电所需电能。

6、进一步的，所述储能机构至少包括蓄电池和电流互感器，所述电流互感器从所述架空导线上获取感应电流为所述蓄电池充电。

7、作为进一步的技术限定，所述台状结构的上底面内侧的中间设置有与所述充电移动组件相匹配的对接标志；所述充电对接机构的顶端中心设置有用于识别所述对接标志的视觉机构。

8、作为进一步的技术限定，所述充电移动组件还包括定位机构，所述定位机构采用gps定位器。

9、作为进一步的技术限定，所述夹爪机构还包括设置在所述第一夹爪和所述第二夹爪上的锁紧元件。

10、进一步的，所述锁紧元件采用电磁锁，所述电磁锁包括固定在所述第一夹爪外侧的电磁铁和固定在所述第二夹爪外侧的吸合板；所述电磁铁与所述储能机构电连接，通过所述储能机构提供所述电磁锁在电磁吸合过程中所需的电能。

11、进一步的，所述锁紧元件采用机械式的压紧夹钳，所述压紧夹钳包括固定在所述第一夹爪外侧的第一底座和固定在所述第二夹爪外侧的第二底座，所述第一底座上设置有限位槽，所述第二底座上设置有u型扣和压紧把手，所述压紧把手铰接在所述第二底座上，所述u型扣铰接在所述压紧把手上。

12、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种利用架空导线取能的分体式充电方法，采用了第一方案中所提供的利用架空导线取能的分体式充电装置，采用如下技术方案：

13、一种利用架空导线取能的分体式充电方法，包括：

14、在充电之前，基于夹爪结构将取电固定组件固定在架空导线上；

15、充电移动组件根据对接标志进行与取电对接机构位置上的对接，对接完成后吸附电磁铁得电实现充电移动组件与取电对接机构的吸合，触点与金属环接触，实现充电对接机构与取电对接机构的电连接，电磁锁舌卡接在环形沟槽内以实现充电移动组件与取电对接机构的固定连接，连接后吸附电磁铁断电，取电固定组件通过充电移动组件向待充电设备进行充电。

16、作为进一步的技术限定，取电固定组件向充电移动组件充电的过程中，通过储能机构缓存电能，当充电移动组件所需充电功率大时，储能机构和架空导线同时通过充电移动组件向待充电设备充电，以提高充电功率。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本发明采用分体式结构设置，采用取电固定组件和充电移动组件，取电固定组件上设置用于通过架空导线上的负荷电流所产生的电磁感应获取充电电能的夹爪机构以及用于与充电移动组件进行电接触的触点；同时，在充电移动组件上设置环形金属片以及环形沟槽，结合设置在取电固定组件上的储能机构，实现对待充电设备的高效快速充电；

19、本发明可广泛应用在电力巡检机器人或者是无人机领域，缩减了巡检机器人或无人机往返充电的弊端，提高巡检机器人或无人机的续航能力，实现充电的方便快捷。

1.一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，呈分体式结构设置，包括取电固定组件和充电移动组件；其中，所述取电固定组件包括夹爪机构和取电对接机构，以及用于连接所述夹爪机构和所述取电对接机构的储能机构；所述夹爪机构夹持在架空导线上，包括内置感应线圈的第一夹爪和第二夹爪；所述取电对接机构呈台状结构，所述台状结构的上底面内侧设置有若干个沿轴向均匀分布的吸附电磁铁；所述取电对接机构上设置有沿所述上底面内侧径向分布的若干个触点；所述台状结构的内侧面上至少设置一个电磁锁舌；所述充电移动组件采用套设在所述取电对接机构内部的充电对接机构；所述充电对接机构包括若干个与径向分布触点相匹配的圆环状金属片、与所述吸附电磁铁相匹配的金属环，以及与所述电磁锁舌相匹配的环形沟槽。

2.如权利要求1中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述夹爪机构用于通过电磁感应将架空导线上负荷电流所产生的磁场能转化成电能，以提供充电所需电能。

3.如权利要求2中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述储能机构至少包括蓄电池和电流互感器，所述电流互感器从所述架空导线上获取感应电流为所述蓄电池充电。

4.如权利要求1中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述台状结构的上底面内侧的中间设置有与所述充电移动组件相匹配的对接标志；所述充电对接机构的顶端中心设置有用于识别所述对接标志的视觉机构。

5.如权利要求1中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述充电移动组件还包括定位机构，所述定位机构采用gps定位器。

6.如权利要求1中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述夹爪机构还包括设置在所述第一夹爪和所述第二夹爪上的锁紧元件。

7.如权利要求6中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述锁紧元件采用电磁锁，所述电磁锁包括固定在所述第一夹爪外侧的电磁铁和固定在所述第二夹爪外侧的吸合板；所述电磁铁与所述储能机构电连接，通过所述储能机构提供所述电磁锁在电磁吸合过程中所需的电能。

8.如权利要求6中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，所述锁紧元件采用机械式的压紧夹钳，所述压紧夹钳包括固定在所述第一夹爪外侧的第一底座和固定在所述第二夹爪外侧的第二底座，所述第一底座上设置有限位槽，所述第二底座上设置有u型扣和压紧把手，所述压紧把手铰接在所述第二底座上，所述u型扣铰接在所述压紧把手上。

9.一种利用架空导线取能的分体式充电方法，采用了如权利要求1-8中所述的利用架空导线取能的分体式充电装置，其特征在于，包括：

10.如权利要求9中所述的一种利用架空导线取能的分体式充电方法，其特征在于，取电固定组件向充电移动组件充电的过程中，通过储能机构缓存电能，当充电移动组件所需充电功率大时，储能机构和架空导线同时通过充电移动组件向待充电设备充电，以提高充电功率。