CN110026961B - 无人继电保护室自主巡检及dtrf识别操控机器人 - Google Patents
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Abstract
无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，包括全方位移动装置、二段式三轴移动装置、三工位多功能执行末端转换装置和摄像头，二段式三轴移动装置安装于全方位移动装置，三工位多功能执行末端转换装置连接于二段式三轴移动装置的自由端，摄像头固定在二段式三轴移动装置的顶部。本发明利用摄像头进行视觉导航，通过全方位移动装置到达指定位置，实现了在无人值守室的移动功能；通过二段式三轴移动装置，到达不同高度的设备开关位置；通过三工位多功能执行末端转换装置对不同类型的设备开关进行操作，有效代替了人工。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人。
背景技术
继电器室是变电站、换流站、发电厂二次屏柜及自动装置安放和布置的区域，其重要地位可比喻为变电站的神经和大脑，二次设备的安全平稳运行对变电站整体安全运维发挥着决定性作用。
目前国家电网的变电站采用人工巡检的运行维护方式，技术人员需兼具扎实的专业知识和长时间的实践经验，根据某330kV变电站设备巡视制度，每天巡回检查不少于四次，包括夜间全站设备熄灯检查一次。
但是考虑到我国幅员辽阔，地形复杂，以及线路设置的要求，西电东送工程中变电站多设置在人烟稀少的西部平原、南方丘陵山区等远离生活区域的地区。少人值守变电站为每天4次，无人值守变电站为：110kV变电站，3天巡检一次；220kV变电站，2天巡检一次，夜巡1月一次。受到工作人员业务技能、综合水平、感知能力等主观人为因素，以及设备老化、短路、环境变化等客观随机因素的影响，问题往往不能及时发现或延后发现，及其处理问题的滞后，都将造成问题严重化、损失巨大化。
目前变电站的采取的措施是：
(1)建设新的智能变电站，改造传统变电站。资金投入大，改造周期长，而且当前的在线监测系统存在较多问题：a.抗环境干扰能力差，灵敏度、可靠性低，设备的介损值随温度产生较大波动；b.系统维护工作量大，可信度低，内部元件特性随时间改变产生较大偏差；c.存在局限性，如只能测量工频运行电压下的绝缘参量，无法测量电力设备在高于运行电压下的参量。
(2)采用先进技术智能巡检，主要是巡检机器人。目前投入使用巡检机器人主要分为两种，第一种为轨道巡检机器人，成本高昂，轨道布局施工复杂，且根据使用场所定制。另一种为轮式移动巡检机器人，目前电网巡检所用机器人价格每台高达100万，每台维护费用5-10万元一年。
上述两种措施存在一共同问题，无法完成对电气设备的操作，一旦发生设备故障、线路检修等事故，仍需工作人员前往变电站、配电站的继电保护室，对相应屏柜中的设备开关进行人工倒闸操作，损失依旧难以避免。
发明内容
本发明要克服现有技术的上述缺陷提供一种无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，能在强电压、强磁场、强辐射等危险场合内，能进行日常巡检、数据监控和操纵设备开关。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，包括全方位移动装置、二段式三轴移动装置、三工位多功能执行末端转换装置和摄像头，所述二段式三轴移动装置安装于全方位移动装置，所述三工位多功能执行末端转换装置连接于二段式三轴移动装置的自由端，所述摄像头固定在二段式三轴移动装置的顶部。
所述的全方位移动装置包括麦克纳姆轮、轴承支座、步进电机、铁片、铝型材框架、铝型材底架、弹簧、第一角件组成。所述铁片安装在铝型材底盘结构上，所述步进电机安装在铁片底部，所述轴承支座安装在铁片底部，所述步进电机的输出轴通过轴承支座与麦克纳姆轮相连接，所述弹簧通过第一角件与铝型材框架和铝型材底架连接。
所述二段式三轴移动装置包括竖直移动机构、水平移动机构、水平电动推杆。所述水平移动机构安装在竖直移动机构上，所述水平电动推杆安装在水平移动机构上。
所述竖直移动机构包括竖直电动推杆、铝型材、第二角件、上固定板、下固定板、第一联轴器、第一电机、第一丝杠、光杆、第一滑块。所述水平移动机构包括第二滑块、第二电机、第二丝杠、第二联轴器。
所述三工位多功能执行末端转换装置包括直流减速电机、转换底盖、平面推力轴承、转换上盖、转换轴杆、九针插孔。所述直流减速电机同心设置有转换底盖，通过沉头螺钉固定；所述转换底盖上表面与平面推力轴承下表面相接触；所述转换上盖下端内孔与直流减速电机的输出轴相连接；所述转换上盖下端外圆与平面推力轴承内孔相配合；所述转换轴杆通过螺丝与转换上盖周向固定；所述九针插孔嵌入转换轴杆缺口。
进一步，所述铝型材框架和铝型材底架均包括铝型材和角件。
本发明利用摄像头进行视觉导航，通过全方位移动装置到达指定位置，实现了在无人值守室的移动功能；通过二段式三轴移动装置，到达不同高度的设备开关位置；通过三工位多功能执行末端转换装置对不同类型的设备开关进行操作，有效代替了人工。
本发明的优点是：提供一种无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，能在强电压、强磁场、强辐射等危险场合内，能进行日常巡检、数据监控和操纵设备开关。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明全方位移动装置的结构示意图。
图3是本发明全方位移动装置的仰视图。
图4是本发明二段式三轴移动装置的结构示意图。
图5是本发明二段式三轴移动装置竖直移动机构的结构示意图
图6是本发明三工位多功能执行末端转换装置的俯视图。
图7是图6的A-A向剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
参考图1～图7，实施例1涉及本发明所述的无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，包括：全方位移动装置1、二段式三轴移动装置2、三工位多功能执行末端转换装置3和摄像头4，二段式三轴移动装置2安装在全方位移动装置1上，三工位多功能执行末端转换装置3连接于二段式三轴移动装置2的自由端，所述摄像头4固定在二段式三轴移动装置2的顶部。
参考图2、图3，全方位移动装置1包括麦克纳姆轮11、轴承支座12、步进电机13、铁片14、铝型材框架15、铝型材底架16、弹簧17、第一角件18组成。铁片14安装在铝型材底架16上，步进电机13安装在铁片14底部，轴承支座12安装在铁片14底部，步进电机13的输出轴通过轴承支座12与麦克纳姆轮11相连接，弹簧17通过第一角件18与铝型材框架15和铝型材底架16连接。
全方位移动装置1的工作过程为：步进电机13工作，输出轴带动麦克纳姆轮11转动，从而实现整个机器人的移动功能。
参考图4、图5，二段式三轴移动装置2包括竖直移动机构21、水平移动机构22、水平电动推杆23。水平移动机构22安装在竖直移动机构21上，水平电动推杆23安装在水平移动机构22上。
竖直移动机构21包括竖直电动推杆211、铝型材212、第二角件213、上固定板214、下固定板215、第一联轴器216、第一电机217、第一丝杠218、光杆219，第一滑块210。水平移动机构22包括第二滑块221、第二丝杠222、第二电机224、第二联轴器225。
水平电动推杆23底部固定在第二滑块221上，第二电机224通过第二联轴器225和第二丝杠222连接，第二丝杠222穿过第二滑块221，第二滑块221可在第二丝杠222上移动，实现沿杆方向的移动。水平移动机构22固定在第一滑块210上，随第一滑块210在竖直方向上移动。
竖直电动推杆211底部固定在铝型材框架15上，竖直电动推杆211顶部通过第二角件213与铝型材212固定。铝型材212之间用第二角件213连接，上固定板214和下固定板215固定在铝型材212上。第一丝杠218穿过第一滑块210，第一滑块210可在第一丝杠218上移动。两根光杆219穿过滑块，起稳定作用。第一丝杠218和光杆219的两端由上固定板214和下固定板215固定，第一电机217通过第一联轴器216与第一丝杠218连接。
二段式三轴移动装置的工作过程为：竖直电动推杆211伸长，实现装置的第一段升降功能；第一电机217工作，使第一滑块210在第一丝杠218和光杆219上移动，实现装置的第二段升降功能；第二电机224工作，带动第二滑块221和水平电动推杆23在第二丝杠222上移动，实现横向移动功能。
参考图6、图7，三工位多功能执行末端转换装置3包括直流减速电机31、转换底盖32、平面推力轴承33、转换上盖34、转换轴杆35、九针插孔36。直流减速电机31同心设置有转换底盖32，通过沉头螺钉311固定；转换底盖32上表面与平面推力轴承33下表面相接触；转换上盖34下端内孔与直流减速电机31的输出轴相连接；转换上盖34下端外圆与平面推力轴承33内孔相配合；转换轴杆35通过螺丝312与转换上盖34周向固定；所述九针插孔36嵌入转换轴杆35缺口。
三工位多功能执行末端转换装置3的工作过程为：直流减速电机31工作，输出轴带动转换上盖34转动，同时转换轴杆35和九针插孔36转动，实现不同功能的选择。
综上，本发明利用摄像头进行视觉导航，通过全方位移动装置到达指定位置，实现了在无人值守的继电保护室的移动功能；通过二段式三轴移动装置，到达不同高度的设备开关位置；通过三工位多功能执行末端转换装置对不同类型的设备开关进行操作，有效代替了人工。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (1)
1.无人继电保护室自主巡检及DTRF识别操控机器人，其特征在于：包括全方位移动装置、二段式三轴移动装置、三工位多功能执行末端转换装置和摄像头，所述二段式三轴移动装置安装于全方位移动装置，所述三工位多功能执行末端转换装置连接于二段式三轴移动装置的自由端，所述摄像头固定在二段式三轴移动装置的顶部；
所述全方位移动装置包括麦克纳姆轮、轴承支座、步进电机、铁片、铝型材框架、铝型材底架、弹簧、第一角件组成；所述铁片安装在铝型材底架上，所述步进电机安装在铁片底部，所述轴承支座安装在铁片底部，所述步进电机的输出轴通过轴承支座与麦克纳姆轮相连接，所述弹簧通过第一角件与铝型材框架和铝型材底架连接；
所述二段式三轴移动装置包括竖直移动机构、水平移动机构、水平电动推杆；所述水平移动机构安装在竖直移动机构上，所述水平电动推杆安装在水平移动机构上；
所述竖直移动机构包括竖直电动推杆、铝型材、第二角件、上固定板、下固定板、第一联轴器、第一电机、第一丝杠、光杆、第一滑块；所述水平移动机构包括第二滑块、第二电机、第二丝杠、第二联轴器；
所述水平电动推杆底部固定在第二滑块上，第二电机通过第二联轴器和第二丝杠连接，第二丝杠穿过第二滑块，第二滑块可在第二丝杠上移动；水平移动机构固定在第一滑块上，随第一滑块在竖直方向上移动；
所述竖直电动推杆底部固定在铝型材框架上，竖直电动推杆顶部通过第二角件与铝型材固定；铝型材之间用第二角件连接，上固定板和下固定板固定在铝型材上；第一丝杠穿过第一滑块，第一滑块可在第一丝杠上移动；两根光杆穿过第一滑块；第一丝杠和光杆的两端由上固定板和下固定板固定，第一电机通过第一联轴器与第一丝杠连接；
所述三工位多功能执行末端转换装置包括直流减速电机、转换底盖、平面推力轴承、转换上盖、转换轴杆、九针插孔；所述直流减速电机同心设置有转换底盖，通过沉头螺钉固定；所述转换底盖上表面与平面推力轴承下表面相接触；所述转换上盖下端内孔与直流减速电机的输出轴相连接；所述转换上盖下端外圆与平面推力轴承内孔相配合；所述转换轴杆通过螺丝与转换上盖周向固定；所述九针插孔嵌入转换轴杆缺口，通过螺丝固定。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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