CN108481295B - 变电站智能监控机器人 - Google Patents

Abstract

变电站智能监控机器人，用于实现对变电站的监控，及时发现变电站的异常。它包括底座、轮架、驱动轮、从动轮和摄像头，轮架固定在提升板上，在提升板与底座之间设有提升机构；在底座顶部固定有箱体，在箱体内滑动安装有升降杆，在箱体内设有驱动升降杆上下移动的升降机构；在升降杆的顶部固定有竖杆，在竖杆顶部固定有摄像头，在竖杆上设有清洁机构；在提升板的底部固定有壳体，在壳体内设有浮子，在壳体顶部固定有与提升板螺纹连接的端盖，在端盖内滑动安装有触块，在触块与浮子之间铰接安装有连杆，在触块的上方设有行程开关，行程开关与底座内的控制器信号连接。本发明可有效实现对变电站内的监控。

Description

变电站智能监控机器人

技术领域

本发明涉及变电站监控技术领域，具体地说是一种变电站智能监控机器人。

背景技术

变电站是重要的电力场所，变电站中有多种重要的电力设备，对于保障电网的安全运行具有重要的作用。变电站通常设置在野外，虽然可以经常对变电站进行检查，但是无法做到实时的监控，一旦变电站发生异常，即使细小的异常也会影响电网的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站智能监控机器人，用于实现对变电站的监控，及时发现变电站的异常。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：变电站智能监控机器人，它包括底座、轮架、驱动轮、从动轮和摄像头，驱动轮和从动轮均设置在轮架上，其特征是，所述轮架固定在提升板上，在所述提升板与底座之间设有提升机构，在提升机构的作用下底座与提升板之间上下相对移动；在底座顶部固定有箱体，在箱体内滑动安装有上下移动的升降杆，在箱体内设有驱动升降杆上下移动的升降机构；在升降杆的顶部固定有竖杆，在竖杆顶部固定有摄像头，在竖杆上设有清洁机构；在提升板的底部固定有壳体，在壳体内腔的底部设有底块，在底块上放置有浮子，在壳体顶部固定有与提升板螺纹连接的端盖，在端盖内滑动安装有触块，自触块下表面向下延伸有延伸杆，在延伸杆与浮子之间铰接安装有连杆，在触块的上方设有固定在端盖内的行程开关，行程开关与底座内的控制器信号连接，控制器与提升机构、升降机构、清洁机构均信号连接；在底座顶部固定有太阳能电板。

进一步地，所述提升机构包括设置在提升板与横板之间的两对提升杆、设置在提升杆与横板之间的提升油缸，成对的两个提升杆之间铰接连接呈“X”形结构；成对的两个提升杆中，第一个提升杆的第一端与横板铰接，第一个提升杆的第二端与提升板滑动连接，第二个提升杆的第一端与提升板铰接，第二个提升杆的第二端与横板滑动连接。

进一步地，在横板和提升板上均固定有导轨，在提升杆上转动安装有滚轮，滚轮上设有与导轨滑动配合的环槽。

进一步地，安装驱动轮的轮架固定在底座左侧的提升板上，在该提升板上固定有行走电机，在行走电机输出端固定有主动链轮，在驱动轮的轮轴上固定有从动链轮，在主动链轮与从动链轮之间设有传动链，且在提升板上设有调节传动链松紧的调节机构。

进一步地，调节机构包括固定在提升板上的轨道、转动安装在支架上的调节链轮、滑动设置在轨道上且位于顶块与轨道右端之间的支架、滑动设置在轨道上的顶块、设置在支架与顶块以及支架与轨道右端之间的顶紧弹簧、螺纹安装在轨道上的螺杆，在螺杆上固定有始终与顶块接触的推板。

进一步地，所述升降机构包括固定在底座上的升降电机、设置在箱体内的一对上下设置的支耳、转动安装在上方支耳上的升降齿轮和上链轮、转动安装在下方支耳上的下链轮和升降蜗轮、设置在上链轮与下链轮之间的链条、固定在升降电机输出端且与升降蜗轮啮合的升降蜗杆，升降齿轮与升降杆外壁上的齿啮合。

进一步地，所述清洁机构包括铰接安装在竖杆上的一对摆杆、与两摆杆铰接连接的安装板、固定在安装板上的清洁电机、固定在清洁电机输出端的清洁擦、与其中一个摆杆固连的摆动齿轮、固定在竖杆内的摆动电机、固定在摆动电机输出端的摆动蜗杆、与摆动蜗杆啮合且与主动齿轮共轴设置的摆动蜗轮，主动齿轮与摆动齿轮啮合，竖杆、摆杆和安装板构成一平行四边形连杆机构。

进一步地，在竖轨的外壁上设有锁止机构，锁止机构包括固定在竖轨上的锁止器、滑动设置在锁止器内的活动板、固定在活动板上的锁止销、设置在活动板与锁止器内壁之间的锁止弹簧，在锁止弹簧的作用下锁止销的第一端穿过锁止器，在升降杆的外壁上设有容纳锁止销的侧孔，侧孔竖向尺寸大于锁止销的外径，在锁止销的第二端固定有金属块，在箱体内壁上设有电池盒，在电池盒内设有蓄电池，在电池盒上固定有正对金属块的电磁铁；在竖轨外壁上固定有壳体，在壳体内腔顶部固定有导电杆，在壳体内固定有挡板，在挡板与壳体下部之间设有滑板，在滑板上固定有顶杆，在滑板与挡板之间设有推出弹簧，在推出弹簧的作用下顶杆的下部伸出壳体；在升降杆的外壁上固定有凸起，在竖轨外壁上设有与凸起滑动连接的长条孔；顶杆与导电杆接触后，顶杆、导电杆、电磁铁和蓄电池所组成的的电流回路导通。

本发明的有益效果是：本发明提供的变电站智能监控机器人，通过摄像头的设置，获取变电站的视频画面，实现监控。摄像头高度可以调节，以对变电站的低处和高处进行分别监控。清洁机构的设置，在需要时可以对摄像头的镜头进行清洁，以保证拍摄画面的清晰。底座与提升板之间提升机构的设置，可以在地面积水较多时，抬升底座，避免底座内的电器元件浸水。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为底座的示意图；

图3为提升机构的示意图；

图4为调节机构的示意图；

图5为滚轮与导轨的配合示意图；

图6为图3中的A处局部放大图；

图7为壳体的剖视示意图；

图8为升降机构的示意图；

图9为升降杆与竖轨的装配示意图；

图10为外壳内导电杆与顶杆的位置示意图；

图11为升降杆、竖轨和锁止机构的装配示意图之一；

图12为升降杆、竖轨和锁止机构的装配示意图之二；

图13为清洁机构的示意图；

图14为驱动单元的示意图；

图15为清洁机构展开后的示意图；

图中：1底座，11横板，12固定杆，13耳板，14导轨；

2提升板，21提升杆，22滚轮，221环槽，23铰接，24轮架，25驱动轮，26从动轮，27提升油缸，28行走电机，281主动链轮，282从动链轮，283传送链；

3壳体，31底块，311中心孔，32端盖，33触块，34延伸杆，35连杆，36浮子，37行程开关；

4支架，41轨道，42调节链轮，43滑块，44顶块，45顶紧弹簧，46推板，47支座，48螺杆，49通孔；

5箱体，51竖轨，511长条孔，52升降杆，521凸起，522侧孔，523齿条，53密封板，54竖杆，541缺口，542平板，55外壳，551挡板，552滑板，553顶杆，554推出弹簧，555导电杆，56锁止器，561活动板，562锁止销，563锁止弹簧，564金属块，57电池盒，58电磁铁；

6支耳，61升降齿轮，62上链轮，63链条，64升降蜗轮，65下链轮，66升降蜗杆，67升降电机；

7摄像头；

8摆杆，81摆动齿轮，82主动齿轮，83摆动蜗轮，84摆动蜗杆，85摆动电机，86安装架，87安装板，88清洁擦，89清洁电机。

具体实施方式

如图1至图15所示，本发明主要包括底座1、轮架24、驱动轮25、从动轮26、提升机构、箱体5、升降杆52、升降机构、竖杆54、摄像头7和清洁机构，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，底座1为本发明的基础部件，底座为底部敞口的中空结构，在底座的内腔中固定有横板11，在横板底部的两端均固定有耳板13，在横板的下方设有一对左右设置的提升板2，在横板与底座之间设有固定杆12，以保证横板的稳定性。

如图3所示，在提升板与横板之间设有两对提升杆21，成对的两个提升杆21呈“X”形设置且铰接23连接。提升杆的一端与耳板铰接，在提升杆的另一端转动安装有滚轮22，如图5所示，在滚轮的圆形外壁上设有环槽221，在横板左端和右端的底部均设有一对前后设置的导轨14，如图5所示，导轨为T字形结构，导轨穿在环槽中且导轨与滚轮之间仅可沿导轨长度方向相对移动。成对的两个提升杆中，第一个提升杆的第一端与横板铰接，第一个提升杆的第二端与提升板滑动连接，第二个提升杆的第一端与提升板铰接，第二个提升杆的第二端与横板滑动连接。

成对的两个提升杆与横板、提升板构成剪叉式升降机构，为驱动提升板与横板之间的相对运动，在横板与提升杆之间设有提升油缸27。提升油缸动作时，可以驱动提升杆的摆动，进而使得横板远离提升板，即使得底座远离地面。

在提升板的底部固定有一对轮架24，在左端成对的两个轮架之间通过轮轴转动安装有两个驱动轮25，在右端成对的两个轮架之间通过轮轴转动安装有两个从动轮26。为驱使驱动轮的转动，如图3所示，在左端的提升板上固定有行走电机28，在行走电机的输出端固定有主动链轮281，在安装两驱动轮的轮轴上固定有从动链轮282，在主动链轮与从动链轮之间设有传送链283。为调节传送链的松紧，以保证驱动轮的正常转动。在提升板上设有调节机构。

如图4所示，调节机构包括固定在提升板上的轨道41、滑动设置在轨道内的支架4、转动安装在支架上的调节链轮42、设置在支架左右两侧且与支架固定连接的滑块43、滑动设置在轨道内侧的顶块44、设置在顶块与左侧滑块之间的顶紧弹簧45、设置在右侧滑块与轨道内壁之间的顶紧弹簧、设置在轨道内侧的支座47、与支座螺纹连接的螺杆48、固定在螺杆上的推板46，推板与顶块保持接触。在轨道上设有通孔49，通孔的设置可以避让输送链。

当输送链变松时，可以旋转螺杆，使得推板推动顶块，进而使得支架向右移动，此时整个输送链向外撑，进而起到松紧调节的作用。反向转动螺杆时，可以使得输送链变松。

在提升板的底部设有壳体3，如图7所示，壳体为圆筒形结构，在壳体内腔的底部设有底块31，底块的上表面为球面，在底块的中心设有中心孔311，在壳体的内腔中设有浮子36，浮子为其内充满空气的球形结构，在浮子上固定有耳板，在壳体的上方设有端盖32，端盖的下部与壳体内壁螺纹连接，端盖的上部与提升板螺纹连接。端盖包括上部的圆柱形结构和下部的圆饼形结构，在端盖的内侧滑动安装有触块33，在触块的底部固定有延伸杆34，在延伸杆与浮子上的耳板之间设有连杆35，当水进入壳体内后，在浮力的作用下浮子上升，进而通过连杆推动触块的上移。在端盖上部的内腔中设有行程开关37，行程开关与控制器信号连接，当触块与行程开关接触后，控制器控制提升油缸动作，使得底座上升，以使得底座远离地面上的积水，避免底座上的电器元件被水浸泡。因此，在雨水较多的季节和地区，地面积水深度达到一定值时，可以驱使底座升高。

在底座上固定有箱体5，在箱体内设有升降杆52，在升降杆的顶部固定有密封板53，在密封板上固定有竖杆54，在竖杆上固定有摄像头7，在箱体内设有驱动升降杆上下移动的升降机构。

如图8、图9所示，在箱体内侧设有与底座固定连接的竖轨51，在竖轨的内侧滑动安装有升降杆52，在竖轨的侧壁上设有长条孔511，在升降杆的外壁上固定有凸起521，凸起置于长条孔中。在升降杆下部的外壁上设有侧孔522，在升降杆的顶部固定有密封板53，在密封板上固定有竖杆54，如图11所示,升降杆可以为方形的中空结构，升降杆的前后侧壁与竖轨滑动连接。在竖轨的外壁上固定有锁止器56，如图9所示，在锁止器的内腔中滑动安装有活动板561，在活动板上固定有锁止销562，在活动板与锁止器的内壁之间设有锁止弹簧563，在锁止弹簧的作用下锁止销的第一端伸入到升降杆上的侧孔522中，侧孔的竖向尺寸大于锁止销，这样锁止销可以在侧孔中上下移动，侧孔的竖向尺寸为锁止销外径的2-3倍，以实现对升降杆的托举和固定。锁止销的第二端伸出锁止器，并在锁止销的第二端固定有金属块564。在箱体的内壁上固定有电池盒57，在电池盒内设有蓄电池，在电池盒上固定有电磁铁58，电磁铁、蓄电池、顶杆和导电杆组成了电流回路。在竖轨的外壁上固定有长方体形的外壳55，如图10所示，在外壳内固定有挡板551，在挡板与外壳的内壁之间设有滑板552，在滑板与外壳内壁之间设有推出弹簧554，在滑板上固定有顶杆553，在推出弹簧的作用下顶杆的下部穿出外壳。挡板将外壳的内腔分成上下两部分，在挡板上方的外壳内壁上固定有导电杆555。锁止器、锁止销、活动板、锁止弹簧构成了锁止机构。

如图8、图9所示，升降机构包括设置在箱体内且上下设置的一对支耳6、转动安装在上方支耳上的升降齿轮61和上链轮62、转动安装在下方支耳上的升降蜗轮64和下链轮65、固定在箱体内的升降电机67、固定在升降电机输出端的升降蜗杆66，升降蜗杆与升降蜗轮啮合，升降齿轮与升降杆外壁上的齿啮合，在上链轮与下链轮之间设有链条63。两支耳中，上方的支耳与箱体固连，下方的支耳与底座固连。

当升降杆位于最下方时，摄像头可以对低处的变电站进行视频监控；当需要对变电站的高处进行视频监控时，可以驱动升降机构动作使得升降杆上移，直至锁止器内的锁止销与侧孔对正后，升降机构停止动作，此时升降杆到达最大工作高度，摄像头可以对高处进行监控。当对高处监控完，需要将摄像头落在低处时，控制器向升降机构发送信号，使得升降机构中的升降杆继续上移一段距离，此时凸起逐渐靠近顶杆直至与顶杆接触后压迫顶杆上移，当导电杆与顶杆接触后，电磁铁所在的电流回路导通，电磁铁得电吸住金属块，此时锁止销从侧孔中移出；随后升降机构反向动作，使得升降杆下移，直至升降杆下移到最下端。

为保证位于最高工作位置的升降杆的相对稳定，在竖轨的外壁上设置多个锁止器，如图12所示，此时竖轨和升降杆均为圆形结构。在升降杆的外壁上固定有齿条523，该齿条与升降齿轮啮合。

长时间的使用后，摄像头的镜头会被灰尘污染，导致拍摄画面不清晰，影响对变电站的监控。为此，在竖杆上设有清洁机构，如图13所示，清洁机构包括铰接安装在竖杆外壁上的一对摆杆8、与摆杆铰接连接的安装板87、转动安装在安装板上的清洁擦88、驱动清洁擦转动的清洁电机89、设置在竖杆内部的摆动电机85、固定在摆动电机输出端的摆动蜗杆84、与摆动蜗杆啮合的摆动蜗轮83、与摆动蜗轮共轴设置的主动齿轮82、与其中一个摆杆固连且与主动齿轮啮合的摆动齿轮81，在竖杆内固定有平板542，摆动电机固定在平板上，在平板上固定有支撑摆动蜗杆的安装架86。在竖杆的外壁上设有避让摆动齿轮的缺口541，需要清洁摄像头时，如图15所示，摆动电机动作使得摆杆顺时针摆动，直至摆杆摆动到极限位置时，清洁擦刚好与摄像头的镜头接触，此时清洁电机工作驱动清洁擦擦洗摄像头。如图14所示，当摆杆逆时针摆动到极限位置时，清洁擦及清洁电机位于摄像头的下方。为方便对摆杆的安装，在安装板上设有耳板13。摆动电机、摆动蜗杆、摆动蜗轮、摆动齿轮、主动齿轮、摆杆构成了驱动安装板移动的驱动单元。竖杆、摆杆和安装板构成平行四边形连杆机构。

在底座上方设有太阳能电板，以吸收太阳能转化为电能，为整个机器人供能。底座内的控制器，与清洁机构、提升机构、升降机构、提升油缸电磁阀均信号连接。

工作时，在行走机构的驱动下整个机器人向前行走，摄像头则对摄变电站内主要设备进行实时拍摄。运行一段时候，若传动链变松，可以旋转螺杆，通过调节机构调节传动链的松紧。当需要对高处进行监控时，升降机构动作将摄像头举升至高处。当变电站内因降雨导致积水较多时，浮子在浮力作用下上移，推动触块向上移动直至与行程开关接触后，控制器向提升油缸发送信号，使得提升机构动作抬高底座，以防止电器元件浸水。

Claims (7)

1.变电站智能监控机器人，它包括底座、轮架、驱动轮、从动轮和摄像头，驱动轮和从动轮均设置在轮架上，其特征是，所述轮架固定在提升板上，在所述提升板与底座之间设有提升机构，在提升机构的作用下底座与提升板之间上下相对移动；在底座顶部固定有箱体，在箱体内滑动安装有上下移动的升降杆，在箱体内设有驱动升降杆上下移动的升降机构；在升降杆的顶部固定有竖杆，在竖杆顶部固定有摄像头，在竖杆上设有清洁机构；在提升板的底部固定有壳体，在壳体内腔的底部设有底块，在底块上放置有浮子，在壳体顶部固定有与提升板螺纹连接的端盖，在端盖内滑动安装有触块，自触块下表面向下延伸有延伸杆，在延伸杆与浮子之间铰接安装有连杆，在触块的上方设有固定在端盖内的行程开关，行程开关与底座内的控制器信号连接，控制器与提升机构、升降机构、清洁机构均信号连接；在底座顶部固定有太阳能电板；

在竖轨的外壁上设有锁止机构，锁止机构包括固定在竖轨上的锁止器、滑动设置在锁止器内的活动板、固定在活动板上的锁止销、设置在活动板与锁止器内壁之间的锁止弹簧，在锁止弹簧的作用下锁止销的第一端穿过锁止器，在升降杆的外壁上设有容纳锁止销的侧孔，侧孔竖向尺寸大于锁止销的外径，在锁止销的第二端固定有金属块，在箱体内壁上设有电池盒，在电池盒内设有蓄电池，在电池盒上固定有正对金属块的电磁铁；在竖轨外壁上固定有壳体，在壳体内腔顶部固定有导电杆，在壳体内固定有挡板，在挡板与壳体下部之间设有滑板，在滑板上固定有顶杆，在滑板与挡板之间设有推出弹簧，在推出弹簧的作用下顶杆的下部伸出壳体；在升降杆的外壁上固定有凸起，在竖轨外壁上设有与凸起滑动连接的长条孔；顶杆与导电杆接触后，顶杆、导电杆、电磁铁和蓄电池所组成的的电流回路导通。

2.根据权利要求1所述的变电站智能监控机器人，其特征是,所述提升机构包括设置在提升板与横板之间的两对提升杆、设置在提升杆与横板之间的提升油缸，成对的两个提升杆之间铰接连接呈“X”形结构；成对的两个提升杆中，第一个提升杆的第一端与横板铰接，第一个提升杆的第二端与提升板滑动连接，第二个提升杆的第一端与提升板铰接，第二个提升杆的第二端与横板滑动连接。

3.根据权利要求2所述的变电站智能监控机器人，其特征是,在横板和提升板上均固定有导轨，在提升杆上转动安装有滚轮，滚轮上设有与导轨滑动配合的环槽。

4.根据权利要求2所述的变电站智能监控机器人，其特征是,安装驱动轮的轮架固定在底座左侧的提升板上，在该提升板上固定有行走电机，在行走电机输出端固定有主动链轮，在驱动轮的轮轴上固定有从动链轮，在主动链轮与从动链轮之间设有传动链，且在提升板上设有调节传动链松紧的调节机构。

5.根据权利要求4所述的变电站智能监控机器人，其特征是,调节机构包括固定在提升板上的轨道、转动安装在支架上的调节链轮、滑动设置在轨道上且位于顶块与轨道右端之间的支架、滑动设置在轨道上的顶块、设置在支架与顶块以及支架与轨道右端之间的顶紧弹簧、螺纹安装在轨道上的螺杆，在螺杆上固定有始终与顶块接触的推板。

6.根据权利要求1所述的变电站智能监控机器人，其特征是,所述升降机构包括固定在底座上的升降电机、设置在箱体内的一对上下设置的支耳、转动安装在上方支耳上的升降齿轮和上链轮、转动安装在下方支耳上的下链轮和升降蜗轮、设置在上链轮与下链轮之间的链条、固定在升降电机输出端且与升降蜗轮啮合的升降蜗杆，升降齿轮与升降杆外壁上的齿啮合。

7.根据权利要求1所述的变电站智能监控机器人，其特征是,所述清洁机构包括铰接安装在竖杆上的一对摆杆、与两摆杆铰接连接的安装板、固定在安装板上的清洁电机、固定在清洁电机输出端的清洁擦、与其中一个摆杆固连的摆动齿轮、固定在竖杆内的摆动电机、固定在摆动电机输出端的摆动蜗杆、与摆动蜗杆啮合且与主动齿轮共轴设置的摆动蜗轮，主动齿轮与摆动齿轮啮合，竖杆、摆杆和安装板构成一平行四边形连杆机构。

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