CN107623280A - 一种用于电缆巡检的管内机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电缆巡检的管内机器人，包括脚轮、脚轮电机、连接件、电缆上罩、电缆下罩和摄像机；所述电缆上罩为拱桥形状，电缆上罩的弧形两端设有竖直向下的上罩插销，电缆上罩的上弧形面的四个边角处连接着连接件的一端；所述连接件的另一端与脚轮电机连接；所述脚轮电机的输出轴与脚轮连接，脚轮电机驱动脚轮转动；所述电缆下罩为拱桥倒影形状，电缆下罩的弧形两端设有与上罩插销相配合的下罩套筒，电缆下罩的下弧形面的四个边角处连接着连接件的一端；所述电缆上罩的下弧形面和电缆下罩的上弧形面均设有所述摄像机；本发明可在狭小的地下管道内进行电缆全方位巡检；本发明结构简单，适应能力强，安全可靠。

Description

一种用于电缆巡检的管内机器人

技术领域

本发明涉及电缆巡检领域，尤其涉及一种用于电缆巡检的管内机器人。

背景技术

地下电缆是电力系统的重要组成部分，是保证供电可靠性的基础。但是地下电缆长期工作在高压、高温下，引起物理、化学变化，发展到一定程度在外部条件(雷电、短路等)激发下，造成绝缘性能下降，从而引发事故。

现用的地下电缆检测主要依靠人工进行预防性质或者维修性质的检测，这种检测存在诸多弊端，首先，对于狭窄管道内的电缆，人工根本无法检测到；其次，人工检测效率低下，而且随着我国人工成本的不断提高，维修成本也不断增加；另外，人工检测存在严重的安全性问题，有时候为了保证工人安全，可能需要停止供电进行检测，这又相当于增加了停电所带来的经济损失；最后，人工检测无法实现在线实时巡检功能。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种用于电缆巡检的管内机器人，该机器人可以在狭小的管道内在线实时巡检，且检测全面，安全可靠。

本发明提供的一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，包括脚轮、脚轮电机、连接件、电缆上罩、电缆下罩和摄像机；所述电缆上罩为拱桥形状，电缆上罩的弧形两端设有竖直向下的上罩插销，电缆上罩的上弧形面的四个边角处连接着所述连接件的一端；所述电缆下罩为拱桥倒影形状，电缆下罩的弧形两端设有与所述上罩插销相配合的下罩套筒，电缆下罩的下弧形面的四个边角处连接着所述连接件的一端；所述连接件的另一端与所述脚轮电机连接；所述脚轮电机的输出轴与所述脚轮连接，脚轮电机驱动脚轮转动；所述电缆上罩的下弧形面和电缆下罩的上弧形面均设有所述摄像机。

作为本发明的进一步优化，还包括压缩弹簧；所述压缩弹簧被下罩套筒贯穿，压缩弹簧的一端连接在电缆上罩的弧形一端，压缩弹簧的另一端连接在电缆下罩的弧形一端。

作为本发明的进一步优化，所述连接件包括连接件上部和连接件下部；所述连接件下部的一端与电缆上罩的上弧形面或电缆下罩的下弧形面连接，所述连接件下部的另一端设有连接件电机；所述连接件电机的输出轴与连接件上部的一端连接，连接件电机驱动连接件上部转动；所述连接件上部的另一端与脚轮电机连接。

作为本发明的进一步优化，所述电缆上罩的上弧形面和电缆下罩的下弧形面设有检修门。

作为本发明的进一步优化，所述电缆下罩的中部设有配重。

作为本发明的进一步优化，所述电缆上罩或电缆下罩设有控制模块、处理模块、无线通信模块、存储模块、数据传输接口和电源模块；所述处理模块分别与控制模块、无线通信模块和存储模块连接；所述数据传输接口与存储模块连接；所述电源模块为各个用电元器件充电。

作为本发明的进一步优化，所述电缆上罩的下弧形面或电缆下罩的上弧形面设有红外测温仪探头、声发射检测传感器和边缘电场传感器。

作为本发明的进一步优化，所述电缆上罩的下弧形面或电缆下罩的上弧形面设有伸缩装置；所述伸缩装置的端头与所述边缘电场传感器连接。

作为本发明的进一步优化，所述电缆上罩和电缆下罩为绝缘材质。

本发明提供的用于电缆巡检的管内机器人可在狭小的地下管道内进行电缆全方位巡检，内置的传感器能检测多项数据，并能实时将数据发送给总服务器；本机器人能在管道内直线行走和拐弯，且所设的压缩弹簧结构能够适应各种粗细的电缆以及各种内径不同的管道，适应能力强；本发明结构简单，内置的配重又能很好的保证机器人拍摄角度的稳定性，绝缘材质的电缆上罩和电缆下罩能防止机器人触电，安全可靠。

附图说明

图1是本发明一种用于电缆巡检的管内机器人结构示意透视图；

图2是图1所示结构示意正视图；

其中，管道1，脚轮2，脚轮电机3，连接杆4，连接杆下部41，连接杆上部42，电缆上罩5，上罩插销51，电缆下罩6，下罩套筒61，摄像机7，压缩弹簧8，电缆9，检修门10。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供的一种用于电缆巡检的管内机器人，包括脚轮2、脚轮电机3、连接件4、电缆上罩5、电缆下罩6和摄像机7；所述电缆上罩5为拱桥形状，电缆上罩5的弧形两端设有竖直向下的上罩插销51，电缆上罩5的上弧形面的四个边角处连接着连接件4的一端，连接件4最好与电缆上罩5的上弧形面的切面垂直。

所述电缆下罩6为拱桥倒影形状，电缆下罩6的弧形两端设有与上罩插销51相配合的下罩套筒61；电缆下罩6的形状最好与电缆上罩5相对应，上罩插销51插入对应的下罩套筒61之后，电缆9可以置于电缆上罩5的拱桥形状和电缆下罩6的拱桥倒影形状形成的空腔内；电缆下罩6的下弧形面的四个边角处连接着连接件4的一端；连接件4最好与电缆下罩6的下弧形面的切面垂直。

所述连接件4的另一端与脚轮电机3连接；所述脚轮电机3的输出轴与脚轮2连接，脚轮电机3驱动脚轮2转动，脚轮电机3优选带减速器的步进电机，如果对于巡检要求较高，或者机器人体积较大的话，可以选用伺服电机；所述电缆上罩5的下弧形面和电缆下罩6的上弧形面均设有所述摄像机7。

如图1、图2所示，巡检时，脚轮电机3驱动脚轮2转动，脚轮2抵住管道1的内壁，利用脚轮2与管道1的内壁的摩擦力前进；上罩插销51插入下罩套筒61后形成的立柱将电缆下罩6与电缆上罩5撑开，留出足够的空间给电缆9，使得机器人在行走时不会与电缆9发生接触，造成触电；为了更进一步防范触电发生，可将电缆上罩5和电缆下罩6设为绝缘材质，以防电缆漏电等其它因素造成机器人触电。

优选的，可以增加压缩弹簧8，压缩弹簧8套住下罩套筒61，压缩弹簧8的一端连接在电缆上罩5的弧形一端，压缩弹簧8的另一端连接在电缆下罩6的弧形一端；压缩弹簧8利用弹簧的弹力撑开电缆上罩5和电缆下罩6，使脚轮2更好地压紧管道1的内壁，避免脚轮2空转打滑的现象。

本发明采用上罩插销51和下罩套筒61配合的方式实现机器人拼接式的安装，本机器人可以在电缆9的任意位置组装，可以从电缆9的任意位置开始巡检，使用非常灵活；而且压缩弹簧8套接在上罩插销51和下罩套筒61上，安装简单，实用性强。事实上，压缩弹簧8不单可以增加脚轮2和管道1的内壁的压紧力，还能通过更换不同长度的压缩弹簧8来增加电缆上罩5和电缆下罩6的间距，从而使本机器人适应不同粗细的电缆9和不同内径的管道1。

另外，由于电缆上罩5的下弧形面与电缆下罩6的上弧形面形成圆状，所以电缆上罩5的下弧形面与电缆下罩6的上弧形面所设的摄像机7只需2-4个就能实现电缆9的全方位无死角拍摄，使巡检的拍摄信息更为全面。

优选的，所述连接件4包括连接件上部42和连接件下部41；所述连接件下部41的一端与电缆上罩5的上弧形面或电缆下罩6的下弧形面连接，所述连接件下部41的另一端设有连接件电机；所述连接件电机的输出轴与连接件上部42的一端连接，连接件电机驱动连接件上部42转动；所述连接件上部42的另一端与脚轮电机3连接；连接件电机可以使脚轮2偏转从而实现转向功能，使本机器人在地下巡检时可任意转向，从而适应更多更复杂的地下管道环境，适应性强。

优选的，所述电缆上罩5的上弧形面和电缆下罩6的下弧形面设有检修门10，检修门10用于检修，将检修门10设在上电缆上罩5和电缆下罩6最大的弧形面上可以使检修门10开得最大，为检修提供最大空间，利于检修。

优选的，所述电缆下罩6的中部设有配重；由于管道1的内壁未必光滑，机器人在行走时可能出现偏转，从而使拍摄角度出现变化，增加拍摄数据的分析难度，电缆下罩6的中部设置配重，能使机器人在行走时保持稳定，从而避免机器人偏转影响拍摄效果。

优选的，所述电缆上罩5或电缆下罩6设有控制模块、处理模块、无线通信模块、存储模块、数据传输接口和电源模块；所述处理模块分别与控制模块、无线通信模块和存储模块连接，所述数据传输接口与存储模块连接；所述电源模块为各个用电元器件充电。

所述控制模块用于控制脚轮电机3和连接杆电机，实现对机器人行走及转向功能的控制；所述处理模块用于接收摄像机7传来的视频文件，并将其压缩传送给无线通信模块；无线通信模块将传来的信息无线传送给总服务器，总服务器也可以通过无线通信模块给机器人发送实时命令，实现远程控制；另外处理模块能将传来的信息存储、记录到存储模块，存储模块连接着传输接口，可供操作人员随时拷贝信息。

优选的，所述电缆上罩5的下弧形面或电缆下罩6的上弧形面设有红外测温仪探头、声发射检测传感器和边缘电场传感器。

所述红外测温仪探头可捕捉从物体辐射出的红外能量，红外测温仪探头体积小、质量轻、灵敏度高、能够实现非接触测量，非常适合本机器人携带，可随机器人沿电缆移动读取温度，实现在线移动测温。

所述声发射检测传感器不仅可以检测放电过程中产生的超声波信号，还能检测到放电前后绝缘层缺陷扩展时对外发出的AE信号，相当于，声发射检测传感器不单检测到了电缆的绝缘老化，还检测到放电前后的绝缘层受损状态，实现了“预防性”检测；但是，声发射信号在传播过程中会衰减，需要近距离检测，而本机器人的结构特点正好解决这一难题；同时，声发射检测传感器不受电磁干扰，体积小，非常适合本机器人携带。

所述边缘电场传感器是利用介电测量技术对绝缘层进行间隔无损的水树老化检测；作为优选，可以在电缆上罩5的下弧形面或电缆下罩6的上弧形面设伸缩装置，伸缩装置可以是小型的气缸或者液压缸等，伸缩装置的端头与所述边缘电场传感器连接，伸缩装置可以使边缘电场传感器贴紧电缆表面，使边缘电场传感器的检测具有良好的效果。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，包括脚轮、脚轮电机、连接件、电缆上罩、电缆下罩和摄像机；所述电缆上罩为拱桥形状，电缆上罩的弧形两端设有竖直向下的上罩插销，电缆上罩的上弧形面的四个边角处连接着所述连接件的一端；所述电缆下罩为拱桥倒影形状，电缆下罩的弧形两端设有与所述上罩插销相配合的下罩套筒，电缆下罩的下弧形面的四个边角处连接着所述连接件的一端；所述连接件的另一端与所述脚轮电机连接；所述脚轮电机的输出轴与所述脚轮连接，脚轮电机驱动脚轮转动；所述电缆上罩的下弧形面和电缆下罩的上弧形面均设有所述摄像机。

2.根据权利要求1所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，还包括压缩弹簧；所述压缩弹簧被下罩套筒贯穿，压缩弹簧的一端连接在电缆上罩的弧形一端，压缩弹簧的另一端连接在电缆下罩的弧形一端。

3.根据权利要求1或2所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述连接件包括连接件上部和连接件下部；所述连接件下部的一端与电缆上罩的上弧形面或电缆下罩的下弧形面连接，所述连接件下部的另一端设有连接件电机；所述连接件电机的输出轴与连接件上部的一端连接，连接件电机驱动连接件上部转动；所述连接件上部的另一端与脚轮电机连接。

4.根据权利要求3所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述电缆上罩的上弧形面和电缆下罩的下弧形面设有检修门。

5.根据权利要求1、2或4中任意一项所述一种用于电缆检修的管内机器人，其特征在于，所述电缆下罩的中部设有配重。

6.根据权利要求1所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述电缆上罩或电缆下罩设有控制模块、处理模块、无线通信模块、存储模块、数据传输接口和电源模块；所述处理模块分别与控制模块、无线通信模块和存储模块连接；所述数据传输接口与存储模块连接；所述电源模块为各个用电元器件充电。

7.根据权利要求6所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述电缆上罩的下弧形面或电缆下罩的上弧形面设有红外测温仪探头、声发射检测传感器和边缘电场传感器。

8.根据权利要求7所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述电缆上罩的下弧形面或电缆下罩的上弧形面设有伸缩装置；所述伸缩装置的端头与所述边缘电场传感器连接。

9.根据权利要求1所述一种用于电缆巡检的管内机器人，其特征在于，所述电缆上罩和电缆下罩为绝缘材质。