管道机器人对整体重量和内部空间利用率有较高要求,所携带的电池组不但要经济实用、满足长时间续航,还要有更小的体积和重量,即更高的能量密度。根据实际调研和对比,几乎所有的管道机器人和其他用途机器人均使用锂离子电池作为能源供应单元,哪些单元支撑排水管道检测机器人有序工作?

1、无线充电装置

无线充电装置利用非接触式充电方式获取能量,布置在外壳侧面,由于金属材质会导致涡流效应,选用PVC材料作为无线充电装置接触面材料,充电控制电路板固定在机器人外壳内部,是主控板对无线充电模块控制的接口电路,负责控制系统对充放电过程的管理。管道机器人的重心位置对管道机器人的运动姿态有一定影响,机器人重心未落在导轨中轴线上,会导致机器人左右运动轮受力不同,长久运行会造成运动轮左右磨损不均匀。管道机器人在设计过程中虽然完全按照对称式结构设计,但是由于两侧布置元器件和模块有一定区别,会导致重心有一定的偏移。

2、运动执行器

步进电机是能够将脉冲信号转变为旋转角位移的开环控制器,在非超载情况下,步进电机的转动速度和旋转行程只与脉冲信号的频率和脉冲数有关,不会受到负载的干扰。步进电机在单个脉冲下按照设定方向转动的角度叫做“步距角”,该参数一般为固定值,因此可以看出步进电机的速度取决于单位时间内输入脉冲的个数,步进电机的旋转总行程取决于总的脉冲个数,由于此特性,步进电机可以做到较为准确的调速和定位。

排水管道检测机器人自主充电功能是巡检系统智能化的标志之一,充电方式分为接触式和非接触式两种,前者通过充电触头与充电插座接触实现充电,后者属于无线充电方式,充电功率较前者低。接触式充电接触失败率和卡死率较高,不适合于变电站室内无人环境,非接触式充电对接触位置精度要求较低。