1.一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮机器人,其特征是:包括纵切装置、环切装置和底座支撑装置,底座支撑装置上安装有平行两套丝杠机构,纵切装置和环切装置分别安装在两套丝杠机构上,纵切装置包括纵切机构、第一直驱伺服电机基板和第一圆盘,纵切机构安装在第一圆盘上,第一直驱伺服电机基板上安装有第一直驱伺服电机,第一直驱伺服电机动力输出端轴向设置有供线缆进出的通孔,第一圆盘安装在第一直驱伺服电机动力输出端,第一直驱伺服电机基板和第一圆盘上与第一直驱伺服电机动力输出端对应开设有供线缆进出的开口;第一圆盘和第二圆盘分别安装有用于对纵切机构和环切机构供电的蓄电池,第一直驱伺服电机和第一圆盘之间安装有第一无线充电模组,第一无线充电模组包括第一发射线圈和第一接收线圈,第一发射线圈通过螺钉安装在第一直驱伺服电机的端盖上,第一接收线圈通过螺钉安装在第一圆盘上,第一接收线圈和第一圆盘上的蓄电池连接,第二直驱伺服电机和第二圆盘之间安装有第二无线充电模组,第二无线充电模组包括第二发射线圈和接第二收线圈,第二发射线圈通过螺钉安装在第二直驱伺服电机的端盖上,第二接收线圈通过螺钉安装在第二圆盘上,第二接收线圈和第二圆盘上的蓄电池连接;环切装置包括环切机构、第二直驱伺服电机基板和第二圆盘,纵切机构安装在第二圆盘上,第二直驱伺服电机基板上安装有第二直驱伺服电机,第二直驱伺服电机动力输出端轴向设置有供线缆进出的通孔,第二圆盘安装在第二直驱伺服电机动力输出端,第二直驱伺服电机基板和第二圆盘上与第二直驱伺服电机动力输出端对应开设有供线缆进出的开口,环切机构包括第二激光雷达测距传感器、环切刀头径向进给机构、第四法兰机座、环切刀头和环切刀头旋转驱动伺服电机,第四法兰机安装在纵切刀头径向进给机构的活动端,环切刀头旋转驱动伺服电机通过螺钉固定到第四法兰机座上,纵切刀头通过第二轴套和螺钉固定到纵切刀头旋转驱动伺服电机的主轴上,第二激光雷达测距传感器通过螺钉固定到第四法兰机座上,第二激光雷达测距传感器、纵切刀头和纵切刀头径向进给机构活动端三者在同一纵切面且通过第二圆盘的圆心。
2.根据权利要求1所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮机器人,其特征是:还包括有蓄电池无线充电系统,蓄电池无线充电系统包括继电器、变压器、单相桥式整流电路、单相H桥逆变电路、无线耦合器、单相H桥整流电路、BUK降压电路、蓄电池和无线充电模组控制器,单相交流电经继电器连接变压器,变压器连接单相桥式整流电路,单相桥式整流电路连接单相H桥逆变电路,单相H桥逆变电路连接无线耦合器的发射线圈,无线耦合器的接收线圈连接单相H桥整流电,单相H桥整流电路连接BUK降压电路,BUK降压电路连接蓄电池,无线充电模组控制器分别连接继电器、蓄电池、单相H桥逆变电路和单相H桥整流电路。
3.根据权利要求1所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮机器人,其特征是:纵切机构包括第一激光雷达测距传感器、纵切刀头径向进给机构、第二法兰机座、纵切刀头和纵切刀头旋转驱动伺服电机,纵切刀头径向进给机构安装在第一圆盘上,第二法兰机座安装在切刀头径向进给机构的活动端,纵切刀头旋转驱动伺服电机通过螺钉固定到第二法兰机座上,纵切刀头通过第一轴套和螺钉固定到纵切刀头旋转驱动伺服电机的主轴上,第一激光雷达测距传感器通过螺钉固定到第二法兰机座上,第一激光雷达测距传感器、纵切刀头和纵切刀头径向进给机构活动端三者在同一纵切面且通过第一圆盘的圆心。
4.根据权利要求1所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮机器人,其特征是:底座支撑装置两侧还分别设置有第一直线导轨和第二直线导轨,并在第一直线导轨上设置有第一滑块和第三滑块,第二直线导轨上设置有第二滑块和第四滑块,第一直驱伺服电机基板两侧通过螺钉分别与第一滑块和第二滑块连接,第二直驱伺服电机基板两侧通过螺钉分别与第三滑块和第四滑块连接;两套丝杠机构分别为第一丝杠螺母和第二丝杠螺母,底座支撑装置一端还安装有第一丝杠驱动伺服电机和第二丝杠驱动伺服电机,第一丝杠螺母采用第一丝杠驱动伺服电机驱动,第二丝杠螺母采用第二丝杠驱动伺服电机驱动。
5.一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮方法,采用权利要求1所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮机器人,其特征是:将电缆伸入第一直驱伺服电机和第二直驱伺服电机的中空动力输出端,根据切割位置需要,由PLC运动控制器通过信号线发送指令给第一底座丝杠驱动伺服电机控制器和第二底座丝杠驱动伺服电机控制器,第一底座丝杠驱动伺服电机控制器和第二底座丝杠驱动伺服电机控制器分别带动第一丝杠螺母和第二丝杠螺母旋转,使第一滑块和第三滑块在第一直线导轨上滑动,第二滑块和第四滑块在第二直线导轨上滑动,调节纵切装置和环切装置之间的位置,然后通过纵切装置纵切电缆绝缘层,通过环切装置环切绝缘层,切割过程中,单相交流电经开关电源整流后,供电给PLC运动控制器,控制信号通过Wifi/蓝牙/Zigbee无线传输的方式,由PLC运动控制器发送指令给纵切刀头径向进给伺服电机控制器,通过第一圆盘上的蓄电池供电,纵切刀头径向进给伺服电机带动第一丝杠旋转,第一T型螺母、第一倒T滑块、纵切刀头、纵切刀头旋转驱动伺服电机及其控制器、第一激光雷达测距传感器,作为整体径向运动,通过第一激光雷达测距传感器的探头检测纵切刀头与电缆实际外轮廓在径向的实际距离,将实际距离与理论值比较的差值,并转换成电压或者电流信号,传输到PLC运动控制器,并发送指令给纵切刀头径向进给伺服电机控制器,通过第一丝杠和第一T型螺母实时控制第一倒T滑块径向运动,当第一激光雷达测距传感器的探头与电缆外轮廓的距离重合时,纵切刀头径向进给伺服电机停止动作;当刀头与电缆实际外轮廓距离大于理论值时,纵切刀头径向进给伺服电机驱动第一滑块远离电缆中心方向运动;当纵切刀头与电缆实际外轮廓距离小于理论值时,纵切刀头径向进给伺服电机驱动第一滑块靠近电缆中心方向运动;保证纵切刀头运动轨迹与电缆实际外圆轮廓曲线重合,在纵切过程中,无线充电模组控制器实时监测蓄电池的电流和电压判断蓄电池电量SOC,蓄电池电量SOC不足时,第一无线充电模组为蓄电池充电;单相交流电经开关电源整流后,供电给PLC运动控制器,控制信号通过Wifi/蓝牙/Zigbee无线传输的方式,由PLC运动控制器发送指令给环切刀头径向进给伺服电机控制器,通过第二圆盘上的蓄电池供电,环切刀头径向进给伺服电机带动第二丝杠旋转,第二T型螺母、第二倒T型滑块、环切刀头、纵切刀头旋转驱动伺服电机及其控制器、第二激光雷达测距传感器,作为整体径向运动,通过第二激光雷达测距传感器的探头检测刀头与电缆实际外轮廓在径向的实际距离,将实际距离与理论值比较的差值,并转换成电压或者电流信号,传输到PLC运动控制器,并发送指令给环切刀头径向进给伺服电机控制器,通过第二丝杠和第二T型螺母实时控制第二倒T型滑块径向运动,当第二激光雷达测距传感器的探头与电缆外轮廓的距离重合时,环切刀头进给伺服电机停止动作;当环切刀头与电缆实际外轮廓距离大于理论值时,环切刀头进给伺服电机驱动第二倒T型滑块远离电缆中心方向运动;当环切刀头与电缆实际外轮廓距离小于理论值时,环切刀头进给伺服电机驱动第二倒T型滑块靠近电缆中心方向运动;保证纵切刀头运动轨迹与电缆实际外圆轮廓曲线重合,在环切过程中,无线充电模组控制器实时监测蓄电池的电流和电压判断蓄电池电量SOC,蓄电池电量SOC不足时,第二无线充电模组为蓄电池充电。
6.根据权利要求5所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮方法,其特征是:第一直驱伺服电机和第二直驱伺服电机均采用24槽20极分数槽集中绕组且转子表贴式永磁电机,通过PLC运动控制器设定其旋转角度间隔检测时间,使其每旋转一个角度,在设定的时间间隔内,对电缆外绝缘的位置检测与切割作业。
7.根据权利要求5所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮方法,其特征是:纵切刀头旋转驱动伺服电机采用第一圆盘上的蓄电池供电,在纵切时,蓄电池供电给三相全桥逆变电路的母线和纵切刀头旋转驱动伺服电机控制器,纵切刀头旋转驱动伺服电机控制器通过接收霍尔或者光电编码传感器的位置和转速信号,输出六路PWM门极驱动信号,驱动三相全桥逆变电路,从而使纵切刀头旋转驱动伺服电机驱动器驱动纵切刀头旋转驱动伺服电机带动纵切刀头旋转切割。
8.根据权利要求5所述的一种集成无线充电与激光雷达测距的电缆剥皮方法,其特征是:在纵切装置环线缆切割时,单相交流电经开关电源整流供电给三相全桥逆变电路的母线和第一直驱伺服电机控制器,第一直驱伺服电机控制器通过接收霍尔传感器或者光电编码传感器的位置和转速信号,输出六路PWM门极驱动信号,驱动三相全桥逆变电路,从而使第一直驱伺服电机带动第一圆盘转动进行环线缆切割。