一種管道機(jī)器人供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電方法，具體是一種管道機(jī)器人供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]上世紀(jì)70年代，石油、化工、天然氣及核工業(yè)的發(fā)展及管道維護(hù)的需要刺激了管內(nèi)機(jī)器人的研究。近幾年來管道機(jī)器人在我國發(fā)展速度迅速，僅僅幾年的時間就能夠應(yīng)用與市場。國外，特別是美國和德國，管道機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展的很成熟，國外的管道管理都應(yīng)用了管道機(jī)器人，我國目前管道管理運用了這一技術(shù)。但管道機(jī)器人普遍存在作業(yè)范圍有限，維護(hù)故障率高的問題。尤其是供電系統(tǒng)，可以說是機(jī)器人可以實現(xiàn)其作業(yè)操作的技術(shù)，但自上世紀(jì)80年代應(yīng)用多芯電纜手段實現(xiàn)供電以來30年間并無實際改進(jìn)。
[0003]追其主要原因部分是由于傳統(tǒng)多芯電纜采用平行布線結(jié)構(gòu)，其中心使用繩索加強(qiáng)不利于高速數(shù)據(jù)信號與高功率電能傳輸。同時，由于數(shù)據(jù)信號線與供電能量線必須使用不同線徑導(dǎo)線，導(dǎo)致電纜在頻繁收放后出現(xiàn)線芯位移造成螺旋力矩，電纜成螺旋型無法有效盤起，機(jī)器人在管道中退回時容易出現(xiàn)打結(jié)現(xiàn)象造成無法順利回收。出此之外管道機(jī)器人普遍使用直流供電，過長的平行電纜將導(dǎo)致寄生交流的產(chǎn)生影響供電效率，進(jìn)而影響管道機(jī)器人作業(yè)半徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種管道機(jī)器人供電方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種管道機(jī)器人供電方法，使用高強(qiáng)度超五類雙絞以太網(wǎng)線作為介質(zhì)載體，數(shù)據(jù)信號與供電電源通過供電端設(shè)備中的電能解調(diào)器，將供電電源依據(jù)數(shù)據(jù)信號調(diào)制為正負(fù)48伏混合信號，同時，電能解調(diào)器中的逆變器將輸入的12伏供電電源提升為正負(fù)96伏電源以便提高送電功率，經(jīng)過隔離變壓器混合信號送入介質(zhì)載體，混合信號在通過介質(zhì)載體后依次進(jìn)入隔離變壓器和電能解調(diào)器，將混合信號解調(diào)為正負(fù)96伏供電電源與數(shù)據(jù)信號，正負(fù)96伏供電電源經(jīng)過開關(guān)電源變?yōu)?2伏可用電源。
[0006]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述逆變器采用TL5001芯片控制
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實用性達(dá)到前所未有的高度，可以將從根本上解決管道機(jī)器人供能電纜設(shè)計問題，同時成本低廉，電纜結(jié)構(gòu)簡單更換容易。
【附圖說明】
[0007]圖1為管道機(jī)器人供電方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0009]請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種管道機(jī)器人供電方法，其特征在于，使用高強(qiáng)度超五類雙絞以太網(wǎng)線作為介質(zhì)載體，數(shù)據(jù)信號與供電電源通過供電端設(shè)備中的電能解調(diào)器2，將供電電源依據(jù)數(shù)據(jù)信號調(diào)制為正負(fù)48伏混合信號，同時，電能解調(diào)器2中的逆變器1將輸入的12伏供電電源提升為正負(fù)96伏電源以便提高送電功率，經(jīng)過隔離變壓器3混合信號送入介質(zhì)載體，混合信號在通過介質(zhì)載體后依次進(jìn)入隔離變壓器3和電能解調(diào)器2，將混合信號解調(diào)為正負(fù)96伏供電電源與數(shù)據(jù)信號，正負(fù)96伏供電電源經(jīng)過開關(guān)電源6變?yōu)?2伏可用電源；所述逆變器1采用TL5001芯片控制。
[0010]本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明管道機(jī)器人供電方法使用高強(qiáng)度超五類雙絞以太網(wǎng)線作為介質(zhì)載體，數(shù)據(jù)信號與供電電源通過供電端設(shè)備中的電能解調(diào)器2，將供電電源依據(jù)數(shù)據(jù)信號調(diào)制為正負(fù)48伏混合信號。同時，電能解調(diào)器中的逆變器1將輸入的12伏供電電源提升為正負(fù)96伏電源以便提高送電功率。經(jīng)過隔離變壓器3混合信號被送入介質(zhì)載體，一般超五類雙絞以太網(wǎng)線芯級耐壓均為300伏單芯銅纜，所以無可靠性風(fēng)險。
[0011]混合信號在通過介質(zhì)載體后依次進(jìn)入隔離變壓器3和電能解調(diào)器2，將混合信號解調(diào)為正負(fù)96伏供電電源與數(shù)據(jù)信號，正負(fù)96伏供電電源經(jīng)過開關(guān)電源6變?yōu)?2伏可用電源，數(shù)據(jù)信號與IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)兼容，可以進(jìn)行最高1000Mbps至最低10Mbps的數(shù)據(jù)連接。
[0012]介質(zhì)載體芯級實際承載800mA電流，在傳輸1000米后通過銅纜電阻率對電流的衰減作用管道機(jī)器人接收端可獲得近600mA電流，通過計算可得管道機(jī)器人可以獲得近100瓦的12伏直流電源。
[0013]其供能端逆變器1，它其實與隔離變壓器3是一種電壓逆變的過程，隔離變壓器3是將電網(wǎng)的高壓交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的低壓12伏直流輸出，而逆變器1是將12伏直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?；兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調(diào)制PWM技術(shù)，其核心部分都是一個PWM集成控制器，逆變器則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6?40V，其內(nèi)部設(shè)有一個誤差放大器，一個調(diào)節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護(hù)回路及短路保護(hù)回路等。經(jīng)過整流后得到正96伏，與負(fù)96伏，組合為正負(fù)96伏電源。
[0014]電能解調(diào)器2是一個工作在正負(fù)96伏下的高速功率放大器，其信號源就是輸入的IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號，將微弱的以太網(wǎng)信號放大為正負(fù)96伏的信號，同時通過電流放大器進(jìn)行增流完成能量傳輸。
[0015]電能解調(diào)器2的作用是將正負(fù)96伏的混合信號進(jìn)行分離，其原理類似有線電話通過隔離變壓器3耦合將數(shù)據(jù)信號分離直接輸出，通過整流橋4獲得高壓直流電，經(jīng)過降壓就可以供管道機(jī)器人使用了。
[0016]本發(fā)明通過使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電的同時，使用高壓驅(qū)動器與電流放大器在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時傳輸交流電，其輸電信號承載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號，增強(qiáng)了一倍的電能傳輸能力，并提高了數(shù)據(jù)信號傳輸能力。
[0017]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0018]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種管道機(jī)器人供電方法，其特征在于，使用高強(qiáng)度超五類雙絞以太網(wǎng)線作為介質(zhì)載體，數(shù)據(jù)信號與供電電源通過供電端設(shè)備中的電能解調(diào)器(2)，將供電電源依據(jù)數(shù)據(jù)信號調(diào)制為正負(fù)48伏混合信號，同時，電能解調(diào)器⑵中的逆變器⑴將輸入的12伏供電電源提升為正負(fù)96伏電源以便提高送電功率，經(jīng)過隔離變壓器(3)混合信號送入介質(zhì)載體，混合信號在通過介質(zhì)載體后依次進(jìn)入隔離變壓器(3)和電能解調(diào)器(2)，將混合信號解調(diào)為正負(fù)96伏供電電源與數(shù)據(jù)信號，正負(fù)96伏供電電源經(jīng)過開關(guān)電源(6)變?yōu)?2伏可用電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道機(jī)器人供電方法，其特征在于，所述逆變器(1)采用TL5001芯片控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道機(jī)器人供電方法，使用高強(qiáng)度超五類雙絞以太網(wǎng)線作為介質(zhì)載體，數(shù)據(jù)信號與供電電源通過供電端設(shè)備中的電能解調(diào)器，將供電電源依據(jù)數(shù)據(jù)信號調(diào)制為正負(fù)48伏混合信號，同時，電能解調(diào)器中的逆變器將輸入的12伏供電電源提升為正負(fù)96伏電源以便提高送電功率，經(jīng)過隔離變壓器混合信號送入介質(zhì)載體，混合信號在通過介質(zhì)載體后依次進(jìn)入隔離變壓器和電能解調(diào)器。本發(fā)明實用性達(dá)到前所未有的高度，可以將從根本上解決管道機(jī)器人供能電纜設(shè)計問題，同時成本低廉，電纜結(jié)構(gòu)簡單更換容易。
【IPC分類】H02J5/00
【公開號】CN105391100
【申請?zhí)枴緾N201510949419
【發(fā)明人】馬進(jìn), 徐達(dá), 楊義軍, 張國平, 冀超, 馮俊博, 馮燁
【申請人】國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月18日