本实用新型属于电力行业充电桩技术领域，具体涉及一种用于巡检机器人精确定位充电的充电桩。
背景技术：
电力行业直接关系到社会的稳定运行以及人民的生产生活，保证电力供应的可靠性至关重要，因此对对电力系统设备进行定期巡检是供电可靠性的前提。目前在电力行业中除了人工巡检的方式外常采用电力巡检机器人进行巡检。而巡检机器人通过电池供应能源，在电量过低时必须进入充电系统进行充电。
目前采用的电力巡检机器人充电系统实际使用中存在以下问题：首先，因为机器人运行时产生的定位误差，常常存在机器人进入充电系统后无法和充电桩进行有效接触，从而无法充电；其次，机器人因存在定位误差常与充电系统中的充电桩发生碰撞，造成机器人及充电桩的损坏。目前使用的充电桩为机器人在电量较低时进入指定充电地点，通过车身充电触点与充电桩进行接触来充电。但是目前采用的该方案缺乏对机器人车身位姿的校准，同时因机器人的定位误差极易发生碰撞。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：解决目前电力巡检机器人充电使用充电桩时，由于缺乏对机器人车身位姿的校准和机器人容易存在定位误差，使机器人在充电时充电触头无法与充电点很好结合，容易导致机器人充电失败和撞坏充电装置及机器人本身的问题，提出了一种用于变电站巡检机器人精确定位充电的充电桩。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于变电站巡检机器人精确定位充电的充电桩，包括充电桩本体，还包括：设置于充电桩本体底部的充电桩导轨，充电桩导轨一端引导机器人进入，另一端与充电桩本体连接，充电桩导轨与充电桩本体连接一端的两侧上分别设置有方向相对进行光传输的光电传感器发送装置和光电传感器接收装置，充电桩导轨与充电桩本体之间通过电控的可移动底座连接，充电桩本体随移动底座移动，充电桩本体上还设置有集成图像处理的控制器，充电桩本体的充电触头上设置有摄像装置，集成图像处理的控制器与可移动底座、摄像装置和光电传感器接收装置连接。
进一步，所述充电桩导轨为u形开口状且开口宽于机器人车身，开口的两侧存在弧度，导轨沿机器人进入方向的开口宽度由宽到窄。
进一步，所述集成图像处理的控制器根据输入的光电传感器接收装置输入的信号控制摄像装置工作，其控制电路采用：光电传感器接收装置接收到红外信号经放大译码电路输出，放大译码电路输出端连接非门对输出信号进行反相，非门输出端连接到集成图像处理的控制器的信号输入端。
进一步，所述集成图像处理的控制器采用compactrio控制器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，通过充电桩导轨将待充电的机器人引导至光电传感器探测位置和充电桩本体的充电触头前方，机器人遮挡光电传感器传输信号时，控制充电触头上的摄像装置开始工作，识别机器人车身位置，根据摄像装置识别的位置进行移动底座的移动，充电桩本体随移动底座移动，使得机器人车身充电时与充电触头能够完全匹配接触，有效解决了巡检机器人充电过程中定位不准确而无法充电以及与充电桩发生碰撞的问题，使得巡检机器人充电时的自主工作更加稳定，不需人员帮助操作，使用更加方便。
2、本实用新型中，充电桩导轨开口其宽度略宽与机器人车身，因此机器人在导轨的引导下可以良好地矫正车身位姿，防止车身歪斜，特别的，u形开口状的电桩导轨的两侧存在弧度，导轨沿机器人进入方向的开口宽度由宽到窄，使得机器人被引导进入的过程更加顺畅，不存在机器人无法倒车入库的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是本实用新型可移动底座结构示意图；
图3是本实用新型光电传感器接收装置输出控制信号电路示意图；
图中标记：1-充电桩导轨，2-光电传感器发送装置，3-充电触头，4-摄像装置，5--控制器，6-光电传感器接收装置，7-可移动底座。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实用新型较佳实施例提供的一种用于变电站巡检机器人精确定位充电的充电桩，包括充电桩本体，还包括：设置于充电桩本体底部的充电桩导轨1，充电桩导轨1一端引导机器人进入，另一端与充电桩本体连接，充电桩导轨1与充电桩本体连接一端的两侧上分别设置有方向相对进行光传输的光电传感器发送装置2和光电传感器接收装置6，充电桩导轨与充电桩本体之间通过电控的可移动底座7连接，充电桩本体随移动底座7移动，充电桩本体上还设置有集成图像处理的控制器5，充电桩本体的充电触头3上设置有摄像装置4，集成图像处理的控制器5与可移动底座7、摄像装置4和光电传感器接收装置6连接。
其工作原理是：当机器人电量过低时，开始执行充电程序，机器人驶向充电系统。机器人在倒车状态下靠近充电桩时，由于充电桩导轨为u形开口，其宽度略宽与机器人车身，因此机器人在导轨的引导下矫正车身位姿，防止车身歪斜。待到机器人驶入充电桩导轨末端时，机器人车身遮挡光电传感器，此时控制器控制充电桩顶部摄像头开始工作，通过摄像头识别车身位置，对充电桩整体进行调整，直至充电触头与车身接触开始充电后结束工作。待到机器人充电完毕，机器人驶离充电桩，光电传感器重新获得传输信号，摄像装置结束工作，充电桩可由控制器控制恢复初始位置，也可停留在当前位置。
而图像识别程序通过集成图像处理的控制器5进行计算，控制器可采用compactrio控制器，支持机器视觉和图像处理任务，开源支持所有符合gigevision和usb3vision标准的第三方相机(摄像装置4可以采用符合gigevision和usb3vision标准的第三方相机)。通过将图像采集集成到compactrio控制器中，这些图像就可以直接与应用中的i/o及运动控制等其他进程进行互动，从而有效地把图像处理纳入到控制循环中。compactrio控制器本地支持ni和第三方电机和驱动器，compactrio可直接连接到运动硬件(即电控的可移动底座7)，并使用内置的运动ip来仿真和配置轴设置、调节电机并实现自定义控制，而不需要使用单独的运动控制器。摄像装置4采集的机器人车身位置相对于充电桩本体的充电触头位置进行识别的图像处理可采用在compactrio控制器上采用图像处理软件来实现，对充电桩整体进行调整，图像处理软件采用现有的图像比对对齐算法，先保存有一张当充电触头和机器人充电触点完美接触时相机拍摄的标准图像，将摄像装置拍摄的充电触头前方的采集的实时照片与标准图像比对匹配从而对齐得到位置信息，根据该位置信息，compactrio控制器输出运动控制信号控制电控的可移动底座的电机工作，令可移动底座左右前后移动让充电触头和机器人充电触点位置完全匹配。
进一步，所述集成图像处理的控制器5根据输入的光电传感器接收装置6输入的信号控制摄像装置4工作，摄像装置4的控制电路如图3所示，如下：其控制电路采用：光电传感器接收装置6接收到红外信号经放大译码电路输出，放大译码电路输出端连接非门对输出信号进行反相，非门输出端连接到集成图像处理的控制器5的信号输入端。
进一步，所述集成图像处理的控制器5根据对摄像装置4的图像数据处理结果输出信号至可移动底座7的驱动电机的控制板，进而控制可移动底座7的移动。
电控的可移动底座7的结构示意图如图2所示。可移动底座7底部有可移动的滚轮，通过滚轮在安装于充电桩导轨上的导轨上前后移动，完成充电桩本体的前后移动。可移动底座上还设置有导轨和导杆，让放置充电桩本体的底座通过导杆和导轨连接在可移动底座上左右移动。放置充电桩本体的底座的移动和可移动底座7整体的移动都由电机控制，例如电机转动控制滚轮转动，电机转动控制放置充电桩本体的底座左右移动。
本实用新型中，通过充电桩导轨将待充电的机器人引导至光电传感器探测位置和充电桩本体的充电触头前方，机器人遮挡光电传感器传输信号时，控制充电触头上的摄像装置开始工作，识别机器人车身位置，根据摄像装置识别的位置进行移动底座的移动，充电桩本体随移动底座移动，使得机器人车身充电时与充电触头能够完全匹配接触，有效解决了巡检机器人充电过程中定位不准确而无法充电以及与充电桩发生碰撞的问题，使得巡检机器人充电时的自主工作更加稳定，不需人员帮助操作，使用更加方便。
实施例2
本实用新型较佳实施例在实施例一的基础上，所述充电桩导轨1的为u形开口状，其开口大于机器人车身宽度(开口略大于机器人车身宽度，可以是略宽几厘米)，开口两侧存在弧度，导轨沿机器人进入方向的开口宽度由宽到窄。
充电桩导轨开口其宽度略宽与机器人车身，因此机器人在导轨的引导下可以良好地矫正车身位姿，防止车身歪斜，特别的，u形开口状的电桩导轨的两侧存在弧度，导轨沿机器人进入方向的开口宽度由宽到窄，使得机器人被引导进入的过程更加顺畅，不存在机器人无法倒车入库的问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种用于巡检机器人精确定位充电的充电桩，包括充电桩本体，其特征在于：还包括：设置于充电桩本体底部的充电桩导轨(1)，充电桩导轨(1)一端引导机器人进入，另一端与充电桩本体连接，充电桩导轨(1)与充电桩本体连接一端的两侧上分别设置有方向相对进行光传输的光电传感器发送装置(2)和光电传感器接收装置(6)，充电桩导轨与充电桩本体之间通过电控的可移动底座(7)连接，充电桩本体随移动底座(7)移动，充电桩本体上还设置有集成图像处理的控制器(5)，充电桩本体的充电触头(3)上设置有摄像装置(4)，集成图像处理的控制器(5)与可移动底座(7)、摄像装置(4)和光电传感器接收装置(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人精确定位充电的充电桩，其特征在于：所述充电桩导轨(1)为u形开口状且开口宽于机器人车身，开口的两侧存在弧度，导轨沿机器人进入方向的开口宽度由宽到窄。
3.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人精确定位充电的充电桩，其特征在于：所述集成图像处理的控制器(5)根据输入的光电传感器接收装置(6)输入的信号控制摄像装置(4)工作，其控制电路采用：光电传感器接收装置(6)接收到红外信号经放大译码电路输出，放大译码电路输出端连接非门对输出信号进行反相，非门输出端连接到集成图像处理的控制器(5)的信号输入端。
4.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人精确定位充电的充电桩，其特征在于：所述集成图像处理的控制器(5)采用compactrio控制器。
技术总结