CN109586208B - 一种用于变电站环境下的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变电站环境下的巡检机器人，包括机体，机体的前侧和后侧均设有行走装置，机体的内部设有主控机、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机，行走装置、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机均与主控机相连接；检测装置包括检测支架、检测驱动机构、检测调节机构和检测笔，检测驱动机构连接检测调节机构，检测调节机构连接检测笔。该巡检机器人结构简单、科学便利、针对性强、使用方便。该巡检机器人通过两组行走装置，两组行走装置分别设置于机体的前侧和后侧，每组行走装置均采用两点支承的方式进行运行，第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置，提高了巡检机器人的运行平稳性。

Description

一种用于变电站环境下的巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人领域，具体涉及一种用于变电站环境下的巡检机器人。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。变电站的正常运行是人们正常生活的保障。变电站传统的单一巡检方式为人工巡检，尤其是高空的输电线巡检，存在劳动强度大、巡检效率低、巡检不到位、雨雪恶劣环境下巡视困难等问题，并且简单依靠巡检人员的感官和经验，很难做到客观、全面、准确的评判，给设备的安全运行埋下安全隐患。

巡检机器人是帮助人类进行巡检的机器装置。随着城市化进程的推进，变电站的设置点位越来越多，电力电缆的应用日益增加，电缆网络的覆盖范围不断扩大，所以加强电力电缆的维护管理非常有必要。输电线存在一定的高度，通过人工巡检排查的方式存在人工劳动强度大，且效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于变电站环境下的巡检机器人。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种用于变电站环境下的巡检机器人，包括机体，机体的前侧和后侧均设有行走装置，行走装置包括行走驱动机构、行走传动机构和行走滑轮机构，行走驱动机构设置于机体的上部，行走驱动机构连接行走传动机构，行走传动机构连接行走滑轮机构，行走滑轮机构作用于输电线上；机体的内部设有主控机、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机，行走装置、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机均与主控机相连接；检测装置包括检测支架、检测驱动机构、检测调节机构和检测笔，检测驱动机构、检测调节机构和检测笔均安装于检测支架上，检测驱动机构连接检测调节机构，检测调节机构连接检测笔。

进一步，行走驱动机构包括行走驱动电机、行走输出轴、主动驱动齿轮、第一从动驱动齿轮、第二从动驱动齿轮、第一驱动轴和第二驱动轴，行走驱动电机设置于机体的顶部，行走驱动电机上设有行走驱动电机控制器，行走驱动电机控制器连接主控机，行走驱动电机的输出端设有行走输出轴，行走输出轴的端部设有主动驱动齿轮，主动驱动齿轮的左侧啮合连接有第一从动驱动齿轮，第一从动驱动齿轮连接第一驱动轴，第一驱动轴连接行走传动机构，主动驱动齿轮的右侧啮合连接有第二从动驱动齿轮，第二从动驱动齿轮连接第二驱动轴，第二驱动轴连接行走传动机构。

进一步，行走传动机构包括第一主动传动齿轮、第二主动传动齿轮、第一从动传动齿轮、第二从动传动齿轮、第一传动轴和第二传动轴，第一主动传动齿轮安装于第一驱动轴的端部，第一主动传动齿轮啮合连接有第一从动传动齿轮，第一从动传动齿轮连接有第一传动轴，第一传动轴连接行走滑轮机构，第二主动传动齿轮安装于第二驱动轴的端部，第二主动传动齿轮啮合连接有第二从动传动齿轮，第二从动传动齿轮连接有第二传动轴，第二传动轴连接行走滑轮机构。

进一步，行走滑轮机构包括第一行走滑轮和第二行走滑轮，第一行走滑轮位于输电线的左侧，第一行走滑轮的外端面和输电线的外端面相匹配，第一行走滑轮内接于第一传动轴上，第二行走滑轮位于输电线的右侧，第二行走滑轮的外端面和输电线的外端面相匹配，第二行走滑轮内接于第二传动轴上。

进一步，所述第一行走滑轮与竖直面的夹角为a，a的取值范围为0≤a＜90°，所述第二行走滑轮与竖直面的夹角为b，b的取值范围为0≤b＜90°，所述第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置。

进一步，检测驱动机构包括检测驱动电机、检测驱动输出轴和检测驱动齿轮，检测驱动电机固定安装于检测支架上，检测驱动电机上设有检测驱动电机控制器，检测驱动电机控制器连接主控机，检测驱动电机的输出端连接有检测驱动输出轴，检测驱动输出轴的端部设有检测驱动齿轮，检测驱动齿轮连接检测调节机构。

进一步，检测调节机构包括检测调节盘、导向外轮、导向内轮、检测笔安装座，检测调节盘的外部设有弧形齿条，弧形齿条与检测驱动齿轮相匹配，检测调节盘的外侧连接有导向外轮，导向外轮连接有导向外轮固定座，检测调节盘的内侧连接有导向内轮，检测笔安装座固定安装于检测调节盘上，检测笔安装座上设有检测笔，检测笔上设有检测头。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种用于变电站环境下的巡检机器人，该巡检机器人结构简单、科学便利、针对性强、使用方便。

该巡检机器人通过两组行走装置，两组行走装置分别设置于机体的前侧和后侧，每组行走装置均采用两点支承的方式进行运行，第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置，提高了巡检机器人的运行平稳性。

该巡检机器人通过设置主控机，控制整个巡检机器人的整体工作，当巡检机器人在行走装置的作用下正常向前进行巡检工作时，通过控制电动云台调节摄像机的角度，对沿线的输电线进行拍摄，发送给主控机，由主控机判断该输电线监测点是否异常，如果初次判断异常，主控机控制行走装置，将检测装置输送到异常的正上方，通过检测装置控制检测笔进行再次检测，确认该点是否异常，如果发生异常，立即展开修检工作，如果该点为正常，巡检机器人继续向前，进行下一步的巡检工作。这样通过摄像机拍摄初次检测，然后通过检测装置再次检测的方式，有效保证了检测的准确性，使整个巡检工作无差错，显著提高了电力电缆的巡检力度和巡检效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种用于变电站环境下的巡检机器人的主视结构示意图；

图2为本发明中一种用于变电站环境下的巡检机器人的侧视结构示意图；

图3为本发明中图2中A向的截面结构示意图。

图中：1-机体；2-输电线；3-行走装置；4-行走驱动机构；5-行走传动机构；6-行走滑轮机构；7-主控机；8-检测装置；9-蓄电池；10-电动云台；11-摄像机；12-检测支架；13-检测驱动机构；14-检测调节机构；15-检测笔；16-行走驱动电机；17-行走输出轴；18-主动驱动齿轮；19-第一从动驱动齿轮；20-第二从动驱动齿轮；21-第一驱动轴；22-第二驱动轴；23-行走驱动电机控制器；24-第一主动传动齿轮；25-第二主动传动齿轮；26-第一从动传动齿轮；27-第二从动传动齿轮；28-第一传动轴；29-第二传动轴；30-第一行走滑轮；31-第二行走滑轮；32-检测驱动电机；33-检测驱动输出轴；34-检测驱动齿轮；35-检测驱动电机控制器；36-检测调节盘；37-导向外轮；38-导向内轮；39-检测笔安装座；40-检测头；41-弧形齿条；42-导向外轮固定座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1至图3所示，一种用于变电站环境下的巡检机器人，包括机体1，机体1的前侧和后侧均设有行走装置3，行走装置3包括行走驱动机构4、行走传动机构5和行走滑轮机构6，行走驱动机构4设置于机体1的上部，行走驱动机构4连接行走传动机构5，行走传动机构5连接行走滑轮机构6，行走滑轮机构6作用于输电线2上；机体1的内部设有主控机7、检测装置8、蓄电池9、电动云台10和摄像机11，行走装置3、检测装置8、蓄电池9、电动云台10和摄像机11均与主控机7相连接；检测装置8包括检测支架12、检测驱动机构13、检测调节机构14和检测笔15，检测驱动机构13、检测调节机构14和检测笔15均安装于检测支架12上，检测驱动机构13连接检测调节机构14，检测调节机构14连接检测笔15。通过设置主控机7，控制整个巡检机器人的整体工作。巡检机器人内部还设有电动云台10和摄像机11，通过电动云台10可以调节摄像机11的角度，扩大了摄像机11的拍摄范围，便于摄像机11更好地完成输电线2的拍摄工作，将其拍摄的信息传输给主控机7，有主控机7做出初步判断，该检测点是否异常，如果初次判断异常，主控机7控制行走装置3，将检测装置8输送到异常的正上方，通过检测装置8控制检测笔15进行再次检测，确认该点是否异常，如果发生异常，立即展开修检工作，如果该点为正常，巡检机器人继续向前，进行下一步的巡检工作。这样通过摄像机11拍摄初次检测，然后通过检测装置8再次检测的方式，有效保证了检测的准确性，使整个巡检工作无差错，显著提高了电力电缆的巡检力度和巡检效率。另外通过设置蓄电池9给个电气部件供电，使用方便快捷。

在本实施例中，行走驱动机构4包括行走驱动电机16、行走输出轴17、主动驱动齿轮18、第一从动驱动齿轮19、第二从动驱动齿轮20、第一驱动轴21和第二驱动轴22，行走驱动电机16设置于机体1的顶部，行走驱动电机16上设有行走驱动电机控制器23，行走驱动电机控制器23连接主控机7，行走驱动电机16的输出端设有行走输出轴17，行走输出轴17的端部设有主动驱动齿轮18，主动驱动齿轮18的左侧啮合连接有第一从动驱动齿轮19，第一从动驱动齿轮19连接第一驱动轴21，第一驱动轴21连接行走传动机构5，主动驱动齿轮18的右侧啮合连接有第二从动驱动齿轮20，第二从动驱动齿轮20连接第二驱动轴22，第二驱动轴22连接行走传动机构5。

在本实施例中，行走传动机构5包括第一主动传动齿轮24、第二主动传动齿轮25、第一从动传动齿轮26、第二从动传动齿轮27、第一传动轴28和第二传动轴29，第一主动传动齿轮24安装于第一驱动轴21的端部，第一主动传动齿轮24啮合连接有第一从动传动齿轮26，第一从动传动齿轮26连接有第一传动轴28，第一传动轴28连接行走滑轮机构6，第二主动传动齿轮25安装于第二驱动轴22的端部，第二主动传动齿轮25啮合连接有第二从动传动齿轮27，第二从动传动齿轮27连接有第二传动轴29，第二传动轴29连接行走滑轮机构6。

在本实施例中，行走滑轮机构6包括第一行走滑轮30和第二行走滑轮31，第一行走滑轮30位于输电线2的左侧，第一行走滑轮30的外端面和输电线2的外端面相匹配，第一行走滑轮30内接于第一传动轴28上，第二行走滑轮31位于输电线2的右侧，第二行走滑轮31的外端面和输电线2的外端面相匹配，第二行走滑轮31内接于第二传动轴29上。

在本实施例中，所述第一行走滑轮与竖直面的夹角为a，a的取值范围为0≤a＜90°，所述第二行走滑轮与竖直面的夹角为b，b的取值范围为0≤b＜90°，所述第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置。

行走驱动机构4通过行走驱动电机16控制行走输出轴17进行高速旋转运动，从而带动主动驱动齿轮18也跟着做高速旋转运动，主动驱动齿轮18的左右两端分别啮合连接有第一从动驱动齿轮19和第二从动驱动齿轮20，由第一从动驱动齿轮19带动第一驱动轴21做旋转运动，第二从动驱动齿轮20带动第二驱动轴22做旋转运动。对应地，由第一驱动轴21带动第一主动传动齿轮24运动，在第一主动传动齿轮24和第一从动传动齿轮26的啮合作用下，带动第一传动轴28做旋转运动，从而带动第一行走滑轮30在输电线2上行走。同理地，第二驱动轴22带动第二主动传动齿轮25运动，在第二主动传动齿轮25和第二从动传动齿轮27的啮合作用下，带动第二传动轴29做旋转运动，从而带动第二行走滑轮31在输电线2上行走。这样通过一个行走驱动电机16，同时带动第一行走滑轮30和第二行走滑轮31同步行走，不但保证了第一行走滑轮30和第二行走滑轮31的行走步调的一致性，而且第一行走滑轮30与第二行走滑轮31之间关于竖直面对称设置，所述第一行走滑轮与竖直面的夹角为a，a的取值范围为0≤a＜90°，所述第二行走滑轮与竖直面的夹角为b，b的取值范围为0≤b＜90°，所述第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置。该角度可根据输电线2的类型不同进行调节选择，扩大了适用范围。

在本实施例中，检测驱动机构13包括检测驱动电机32、检测驱动输出轴33和检测驱动齿轮34，检测驱动电机32固定安装于检测支架12上，检测驱动电机32上设有检测驱动电机控制器35，检测驱动电机控制器35连接主控机7，检测驱动电机32的输出端连接有检测驱动输出轴33，检测驱动输出轴33的端部设有检测驱动齿轮34，检测驱动齿轮34连接检测调节机构14。

在本实施例中，检测调节机构14包括检测调节盘36、导向外轮37、导向内轮38、检测笔安装座39，检测调节盘36的外部设有弧形齿条41，弧形齿条41与检测驱动齿轮34相匹配，检测调节盘36的外侧连接有导向外轮37，导向外轮37连接有导向外轮固定座42，检测调节盘36的内侧连接有导向内轮38，检测笔安装座39固定安装于检测调节盘36上，检测笔安装座39上设有检测笔15，检测笔15上设有检测头40。

检测装置8通过检测驱动电机32带动检测驱动输出轴33做旋转运动，在检测驱动齿轮34和弧形齿条41的作用下，带动检测调节盘36整体以半圆形的检测调节盘36的圆心转动，从而带动检测笔15也以半圆形的检测调节盘36的圆心转动，使检测笔15顺利转动到检测点，完成检测工作，确认该点是否异常，如果发生异常，立即展开修检工作，如果该点为正常，巡检机器人继续向前，进行下一步的巡检工作。

实施例2

与本发明实施1不同的是，本实施2的行走驱动机构4设置有一个，即在机体1的前侧设置一个行走装置3，带有完整的行走驱动机构4、行走传动机构5和行走滑轮机构6，而在机体1的后侧仅仅设置行走滑轮机构6，完全靠前侧的行走驱动机构4完成整体的行走驱动。

实施例3

与本发明实施2不同的是，本实施2在机体1的后侧设置相应的配重块，保证机体1前后的重心平衡。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种用于变电站环境下的巡检机器人，其特征在于：包括机体，所述机体的前侧和后侧均设有行走装置，所述行走装置包括行走驱动机构、行走传动机构和行走滑轮机构，所述行走驱动机构设置于所述机体的上部，所述行走驱动机构连接所述行走传动机构，所述行走传动机构连接所述行走滑轮机构，所述行走滑轮机构作用于输电线上；所述机体的内部设有主控机、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机，所述行走装置、检测装置、蓄电池、电动云台和摄像机均与所述主控机相连接；所述检测装置包括检测支架、检测驱动机构、检测调节机构和检测笔，所述检测驱动机构、检测调节机构和检测笔均安装于所述检测支架上，所述检测驱动机构连接所述检测调节机构，所述检测调节机构连接所述检测笔；所述检测驱动机构包括检测驱动电机、检测驱动输出轴和检测驱动齿轮，所述检测驱动电机固定安装于所述检测支架上，所述检测驱动电机上设有检测驱动电机控制器，所述检测驱动电机控制器连接所述主控机，所述检测驱动电机的输出端连接有检测驱动输出轴，所述检测驱动输出轴的端部设有检测驱动齿轮，所述检测驱动齿轮连接所述检测调节机构；所述检测调节机构包括检测调节盘、导向外轮、导向内轮、检测笔安装座，所述检测调节盘的外部设有弧形齿条，所述弧形齿条与所述检测驱动齿轮相匹配，所述检测调节盘的外侧连接有导向外轮，所述导向外轮连接有导向外轮固定座，所述检测调节盘的内侧连接有导向内轮，所述检测笔安装座固定安装于所述检测调节盘上，所述检测笔安装座上设有检测笔，所述检测笔上设有检测头； 所述行走驱动机构包括行走驱动电机、行走输出轴、主动驱动齿轮、第一从动驱动齿轮、第二从动驱动齿轮、第一驱动轴和第二驱动轴，所述行走驱动电机设置于所述机体的顶部，所述行走驱动电机上设有行走驱动电机控制器，所述行走驱动电机控制器连接所述主控机，所述行走驱动电机的输出端设有行走输出轴，所述行走输出轴的端部设有主动驱动齿轮，所述主动驱动齿轮的左侧啮合连接有第一从动驱动齿轮，所述第一从动驱动齿轮连接所述第一驱动轴，所述第一驱动轴连接所述行走传动机构，所述主动驱动齿轮的右侧啮合连接有第二从动驱动齿轮，所述第二从动驱动齿轮连接所述第二驱动轴，所述第二驱动轴连接所述行走传动机构； 所述行走传动机构包括第一主动传动齿轮、第二主动传动齿轮、第一从动传动齿轮、第二从动传动齿轮、第一传动轴和第二传动轴，所述第一主动传动齿轮安装于所述第一驱动轴的端部，所述第一主动传动齿轮啮合连接有第一从动传动齿轮，所述第一从动传动齿轮连接有第一传动轴，所述第一传动轴连接所述行走滑轮机构，所述第二主动传动齿轮安装于所述第二驱动轴的端部，所述第二主动传动齿轮啮合连接有第二从动传动齿轮，所述第二从动传动齿轮连接有第二传动轴，所述第二传动轴连接所述行走滑轮机构； 所述行走滑轮机构包括第一行走滑轮和第二行走滑轮，所述第一行走滑轮位于所述输电线的左侧，所述第一行走滑轮的外端面和输电线的外端面相匹配，所述第一行走滑轮内接于所述第一传动轴上，所述第二行走滑轮位于所述输电线的右侧，所述第二行走滑轮的外端面和输电线的外端面相匹配，所述第二行走滑轮内接于所述第二传动轴上。

2.根据权利要求1所述的一种用于变电站环境下的巡检机器人，其特征在于：所述第一行走滑轮与竖直面的夹角为a，a的取值范围为0≤a＜90°，所述第二行走滑轮与竖直面的夹角为b，b的取值范围为0≤b＜90°，所述第一行走滑轮与第二行走滑轮之间关于竖直面对称设置。

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