CN111326979A - 一种变电站用的巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站用的巡检装置，其提升了整个巡检装置的防护性能，对于摄像头调节更加的灵活，对于摄像头和移动车体的防护更加的可靠；提升了耐用性和适应性。本发明包含移动车体，移动车体外设置有防护框架，移动车体底部后方设置驱动后轮，前方设置万向前轮；所述移动车体顶部前方通过支撑架支撑有用于固定传感器的传感器固定组件，移动车体顶部后方安装有三关节机械臂，三关节机械臂的末端安装有摄像头组件，三关节机械臂的底部通过固定台固定在移动车体顶表面；所述三关节机械臂包含第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；第一关节臂通过第一连接轴与固定台转动连接。

Description

一种变电站用的巡检装置

技术领域

本发明涉及一种变电站巡检装置，具体用于变电站的设备巡视检查。

背景技术

变电站由于其特殊性，要经常进行人工巡检才能保证其安全性。人工巡检受人员的生理、心理素质、责任心、外部工作环境、工作经验、技能技术水平的影响较大，存在漏巡，漏发现的可能性。且对于设备内部的缺陷，运行人员无专业仪器或者仪器精确度太低，通过简单的巡视是不能发现的，比如油气试验项目超标，设备特殊部位发热、绝缘不合格等缺陷；所以，越来越多的变电站采用机器人巡检方式。通常巡检机器人包括检测模块，驱动模块，遥控可视模块，工作人员只需在控制室遥控巡检机器人，机器人就可利用各种传感器来检测设备的热度，湿度以及是否漏电。

随着巡检机器人的普及，变电站智能巡检系统开始将计算机基站、固定监控设备和智能巡检机器人有机的结合起来，相互协调。智能巡检机器人采用完全自主或远程遥控的方式，代替巡视人员对变电站的部分设备进行巡检。固定监测设备采用固定式监测的方式，对变电站内关键设备形成点对点监测。智能巡检机器人和固定监测设备还能进行相互监测，以确保智能巡检机器人和固定监测设备的正常运行。因此基于机器人的巡检装置的普及程度及其建立的系统将越来越重要和广泛；

申请人通过日常对现有巡检机器人的使用以及变电站的日常运维工作的长期研究发现，现有的巡检机器人的摄像头采用固定结构，尤其是高度固定，调节结构仅限于类似云台的调节方式，这样对于复杂的现场工况就会出现一些困难；需要用于摄像头尽可能贴近设备的场合，不太灵活，而且由于尽可能贴近设备就会导致摄像头朝向设备贴近时的损坏；这些设备一般为包含透明观察窗口的设备，摄像头需要贴住窗口查看柜体内部环境和显示信息；

对于巡检机器人的防护一方面很重要，另一方面也很实用，能够大大降低维护成本，提升使用寿命；不仅对于摄像头的贴近观察防护目前存在缺陷，对于机器人移动的移动车体本身的防护目前也较为欠缺，撞击会频繁的发生在移动车体的四周，长期撞击造成移动车体不可避免的损坏和停机修复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种变电站用的巡检装置，其提升了整个巡检装置的防护性能，对于摄像头调节更加的灵活，对于摄像头和移动车体的防护更加的可靠；提升了耐用性和适应性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变电站用的巡检装置，包含移动车体，移动车体外设置有防护框架，移动车体底部后方设置驱动后轮，前方设置万向前轮；

所述移动车体顶部前方通过支撑架支撑有用于固定传感器的传感器固定组件，移动车体顶部后方安装有三关节机械臂，三关节机械臂的末端安装有摄像头组件，三关节机械臂的底部通过固定台固定在移动车体顶表面；

所述三关节机械臂包含第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；第一关节臂通过第一连接轴与固定台转动连接，所述的第一连接轴上设置有第一步进电机，所述的第二关节臂通过第二连接轴与第一关节臂转动连接，所述的第二连接轴上设置有第二步进电机，所述的第三关节臂通过第三连接轴与第二关节臂转动连接，所述的第三连接轴上设置有第三步进电机，安装臂通过第四连接轴与第三关节臂转动连接，所述的第四连接轴上设置有第四步进电机，所述的安装臂上安装所述的摄像头组件；

所述摄像头组件包含摄像头组装壳，摄像头组装壳固定安装在所述安装臂上；摄像头组装壳内安装摄像头，摄像头的镜头对应的摄像头组装壳的表面为透明的镜头盖；所述摄像头组装壳表面位于摄像头的镜头盖的外部均布有多个缓冲弹簧；

所述移动车体两侧对称开设有前后缓冲槽，前后缓冲槽内滑动安装有前后缓冲杆，前后缓冲杆的与前后缓冲槽的内壁之间连接有前后缓冲簧；所述前后缓冲杆上安装有左右缓冲连杆，左右缓冲连杆的两端对称安装有左右缓冲杆，左右缓冲杆上套装有左右缓冲簧，左右缓冲杆滑动穿过防护侧框后连接用于限位的限位压板；所述防护侧框的形状为C型，包含与移动滑槽平行的长边和位于长边两端且位于移动车体前后端的垂直边。

作为本发明的一种优选实施方式：两个防护侧框的前端的垂直边之间的距离和两个防护侧框的后端的垂直边之间的距离为D；且0＜D≤10cm。

作为本发明的一种优选实施方式：所述摄像头组装壳的表面设置有槽体，槽体内组装有压力传感器，压力传感器上组装所述缓冲弹簧；所述缓冲弹簧侧面设置限位板，缓冲弹簧的远端安装有缓冲垫板。

作为本发明的一种优选实施方式：所述的固定台底部设置有固定旋转装置，所述的支撑架顶部通过多维转动座连接所述传感器固定组件的底座；所述多维转动座，多维转动座的下端可以在水平面内进行360°旋转，多维转动座的上端可以在竖直面进行0-90°旋转，多维转动座与控制器电连接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述传感器固定组件包含固定安装在支撑架上的底座，底座上开设移动滑槽，两个横移杆的底部的横移限位端头对称的滑动安装在所述移动滑槽内；底座表面位于移动滑槽的两侧对称安装左挡板和右挡板；左挡板内转动安装双向丝杆的左端转动端头，双向丝杆转动穿过所述右挡板后连接转盘；所述双向丝杆包含对称的正向螺旋和反向螺旋，两个横移杆分别对称安装在正向螺旋和反向螺旋上；横移杆顶部相向一侧设置有夹持橡胶垫。

作为本发明的一种优选实施方式：所述传感器位于两个夹持橡胶垫之间且底部通过横移杆上延伸的托板支撑；所述转盘的顶端和底端分别转动连接一个固定连杆，对应的，所述右挡板的表面分布多个用于和固定连杆连接的固定件。

作为本发明的一种优选实施方式：所述摄像头组装壳的上边缘设置弧形的挡雨帽檐。

作为本发明的一种优选实施方式：所述移动车体内部安装有配重块和平衡机构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明公开的一种变电站用的巡检装置，包含移动车体，移动车体外设置有防护框架，移动车体底部后方设置驱动后轮，前方设置万向前轮；后轮驱动，前轮转向，结构轻巧可靠；本发明为移动车体设置了防护框架，可以实现前后左右的撞击防护缓冲，大大减小了移动车体本身以及内部的损坏，即使损坏，也是对防护框架的损坏和更换，更加便捷；

本发明的移动车体顶部前方通过支撑架支撑有用于固定传感器的传感器固定组件，移动车体顶部后方安装有三关节机械臂，三关节机械臂的末端安装有摄像头组件，三关节机械臂的底部通过固定台固定在移动车体顶表面；传感器固定组件用于固定巡检过程中的专用传感器的固定，比如热红外传感器，气体成分监测传感器，烟雾传感器等；这些专用传感器在一些区域需要单独设置更换，无需长期携带，只是专门的检测需求时进行安装固定。一般的温度传感器和湿度传感器都要集成在移动车体上，实时采集。

本发明的三关节机械臂包含第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；第一关节臂通过第一连接轴与固定台转动连接，所述的第一连接轴上设置有第一步进电机，所述的第二关节臂通过第二连接轴与第一关节臂转动连接，所述的第二连接轴上设置有第二步进电机，所述的第三关节臂通过第三连接轴与第二关节臂转动连接，所述的第三连接轴上设置有第三步进电机，安装臂通过第四连接轴与第三关节臂转动连接，所述的第四连接轴上设置有第四步进电机，所述的安装臂上安装所述的摄像头组件；本发明采用机械臂的方式来实现摄像头组件的灵活移动；当移动车体移动至指定位置时，三关节机械臂可以进行大范围的角度高度调整，有利于获取更全面的视频信息。当需要贴近观察窗口时，本发明将摄像头组装壳朝向窗口驱动移动，第一时间是缓冲弹簧接触观察窗口，此时即可停止(停止过程可以人为遥控或者采用自动化的控制方式，这类控制属于现有技术，本发明主要是对机械结构部分改动)；实现贴近观察的同时，也避免了摄像头直接碰撞观察窗口。

为了实现对移动车体的防护，本发明在所述移动车体两侧对称开设有前后缓冲槽，前后缓冲槽内滑动安装有前后缓冲杆，前后缓冲杆的与前后缓冲槽的内壁之间连接有前后缓冲簧；所述前后缓冲杆上安装有左右缓冲连杆，左右缓冲连杆的两端对称安装有左右缓冲杆，左右缓冲杆上套装有左右缓冲簧，左右缓冲杆滑动穿过防护侧框后连接用于限位的限位压板；所述防护侧框的形状为C型，包含与移动滑槽平行的长边和位于长边两端且位于移动车体前后端的垂直边。前后缓冲槽可以在移动车体前进后退方向碰撞时进行缓冲，具体的，垂直边会第一时间接触碰撞物，然后通过前后缓冲簧的移动来缓冲防护；左右缓冲时通过长边第一之间接触碰撞物，通过左右缓冲杆的移动，左右缓冲簧的缓冲来实现左右缓冲防护，防护的方向全面可靠。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图；

图2为本发明的一种具体实施方式的侧视方向的结构示意图；

图3为本发明的摄像头组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明的传感器固定组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明的防护框架的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1-移动车体，2-驱动后轮，3-万向前轮，4-第二关节臂，5-第三关节臂，6-第四连接轴，7-安装臂，8-摄像头组件，9-防护框架，10-第一关节臂，11-第一连接轴，12-固定台，13-支撑架，14-传感器固定组件，15-驱动电机，16-万向前轮，17-第二连接轴、18-第三连接轴；

81-摄像头，82-缓冲弹簧，83-摄像头组装壳，84-压力传感器，85-镜头盖；

901-防护侧框，902-前后缓冲槽，903-前后缓冲杆，904-前后缓冲簧，905-左右缓冲连杆，906-左右缓冲簧，907-左右缓冲杆，908-限位压板；

1401-传感器，1402-夹持橡胶垫，1403-横移杆，1404-左挡板，1405-转动端头，1406-底座，1407-横移限位端头，1408-固定件，1409-固定连杆，1410-转盘，1411-右挡板，1412-双向丝杆，1413-托板。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

如图1～5所示，其示出了本发明的具体实施例；如图所示，本发明公开的一种变电站用的巡检装置，包含移动车体1，移动车体1外设置有防护框架9，移动车体1底部后方设置驱动后轮2，前方设置万向前轮16；

所述移动车体1顶部前方通过支撑架支撑有用于固定传感器的传感器固定组件14，移动车体1顶部后方安装有三关节机械臂，三关节机械臂的末端安装有摄像头组件8，三关节机械臂的底部通过固定台12固定在移动车体1顶表面；

所述三关节机械臂包含第一关节臂10、第二关节臂4和第三关节臂5；第一关节臂10通过第一连接轴11与固定台12转动连接，所述的第一连接轴11上设置有第一步进电机，所述的第二关节臂4通过第二连接轴17与第一关节臂10转动连接，所述的第二连接轴17上设置有第二步进电机，所述的第三关节臂5通过第三连接轴18与第二关节臂4转动连接，所述的第三连接轴18上设置有第三步进电机，安装臂7通过第四连接轴6与第三关节臂5转动连接，所述的第四连接轴6上设置有第四步进电机，所述的安装臂7上安装所述的摄像头组件8；步进电机对每个关节的驱动细节结构可以在机械臂的现有技术中参考，本领域技术人员也可以直接的毫无疑义的选用现有的步进电机及其驱动结构实现对连接轴的驱动；本发明主要是根据实际需求进行了创新性的机械臂关节数量，各个关节的相对位置关系，安装臂的位置以及整个机械臂的设计位置的结构方案设计，其他电控细节属于本领域公知。

所述摄像头组件8包含摄像头组装壳83，摄像头组装壳83固定安装在所述安装臂7上；摄像头组装壳83内安装摄像头81，摄像头81的镜头对应的摄像头组装壳83的表面为透明的镜头盖85；所述摄像头组装壳表面位于摄像头的镜头盖的外部均布有多个缓冲弹簧82；镜头盖为透明，实现防护且保证了透视效果。

所述移动车体1两侧对称开设有前后缓冲槽902，前后缓冲槽902内滑动安装有前后缓冲杆903，前后缓冲杆903的与前后缓冲槽902的内壁之间连接有前后缓冲簧904；所述前后缓冲杆903上安装有左右缓冲连杆905，左右缓冲连杆905的两端对称安装有左右缓冲杆907，左右缓冲杆907上套装有左右缓冲簧906，左右缓冲杆907滑动穿过防护侧框901后连接用于限位的限位压板908；所述防护侧框901的形状为C型，包含与移动滑槽902平行的长边和位于长边两端且位于移动车体前后端的垂直边。防护框架的的材质为硬质塑料或者尼龙，在保证强度的同时降低重量。本发明说明的C型或者U型是一个大概造型，具体到本实施例没有曲面，是一个长边和两个垂直边；可以在拐角设置圆角。

优选的，如图5所示：两个防护侧框901的前端的垂直边之间的距离和两个防护侧框的后端的垂直边之间的距离为D；且0＜D≤10cm。漏出10cm既保证了防护缓冲距离，又避免了空隙过大存在过多未保护区域。本说明书记载的前后左右都是依照图纸描述，实际的相对位置关系设计在最终实物方案中保持不变就可以实现本申请的技术方案。

优选的，如图1、2、3所示：所述摄像头组装壳的表面设置有槽体，槽体内组装有压力传感器84，压力传感器84上组装所述缓冲弹簧82；所述缓冲弹簧侧面设置限位板，缓冲弹簧的远端安装有缓冲垫板。本实施例设计了压力传感器，有助于自动控制的实现，也就是当压力触感器感知到最大压力时自动停止贴近，保证贴近距离和可靠性；缓冲垫板用于增加接触面积。本实施例进一步设计了对摄像头的缓冲效果；具体的电路控制采用现有的电控技术即可，本实施例仅仅是结构上的改进，有利于可靠的缓冲，可靠的贴近，可靠的防护。

优选的，如图1所示：所述的固定台底部设置有固定旋转装置，所述的支撑架顶部通过多维转动座连接所述传感器固定组件的底座；所述多维转动座，多维转动座的下端可以在水平面内进行360°旋转，多维转动座的上端可以在竖直面进行0-90°旋转，多维转动座与控制器电连接。本实施例设计了多维转动座给传感器固定组件，有助于传感器固定组件的角度调节，可以适应更多的传感器类别，更广的监测范围，保证精度；固定旋转装置一般为旋转电机，类似于旋转云台；可以让机械臂具备更广的调节范围。本实施例设计的多维转动座采用现有的具备360度旋转和0到90度摆动的组件，细节不再赘述，主要是设计了这种多维调节的技术方案。

优选的，如图1、4所示：所述传感器固定组件14包含固定安装在支撑架13上的底座1406，底座上开设移动滑槽，两个横移杆1403的底部的横移限位端头1407对称的滑动安装在所述移动滑槽内；底座1406表面位于移动滑槽的两侧对称安装左挡板1404和右挡板1411；左挡板1404内转动安装双向丝杆1412的左端转动端头1405，双向丝杆1412转动穿过所述右挡板1411后连接转盘1410；所述双向丝杆1412包含对称的正向螺旋和反向螺旋，两个横移杆1403分别对称安装在正向螺旋和反向螺旋上；横移杆1403顶部相向一侧设置有夹持橡胶垫1402。本实施例公开的传感器固定组件能够夹持固定传感器，因此可以非常方便的安装固定，拆除更换传感器。双向丝杆的巧妙设计是的顺时针转动两个横移杆靠近夹持，反向转动，两个横移杆远离放松。本实施例具体公开的传感器固定组件，成本第，机械固定更加可靠；相比其他夹持结构各有利弊，但是此方案更适合我们的现场和预算，而且目前该类巡检机器人没有夹持传感器的结构设计。

优选的，如图4所示：所述传感器1401位于两个夹持橡胶垫之间且底部通过横移杆上延伸的托板1413支撑；所述转盘的顶端和底端分别转动连接一个固定连杆，对应的，所述右挡板1411的表面分布多个用于和固定连杆连接的固定件。本实施例设计的托板能够支撑稳住传感器，固定连杆和固定件可以在调节夹持位置后将转盘锁死，避免丝杆转动。

优选的，如图所示：所述摄像头组装壳的上边缘设置弧形的挡雨帽檐。挡雨帽檐用于为摄像头挡雨。

优选的，如图所示：所述移动车体内部安装有配重块和平衡机构。平衡机构目前的设计非常多，这是平衡车的功劳，因此可以采用该部分的现有技术来让整个巡检装置移动式更加平稳可靠。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种变电站用的巡检装置，其特征在于：包含移动车体，移动车体外设置有防护框架，移动车体底部后方设置驱动后轮，前方设置万向前轮；

所述移动车体顶部前方通过支撑架支撑有用于固定传感器的传感器固定组件，移动车体顶部后方安装有三关节机械臂，三关节机械臂的末端安装有摄像头组件，三关节机械臂的底部通过固定台固定在移动车体顶表面；

所述三关节机械臂包含第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；第一关节臂通过第一连接轴与固定台转动连接，所述的第一连接轴上设置有第一步进电机，所述的第二关节臂通过第二连接轴与第一关节臂转动连接，所述的第二连接轴上设置有第二步进电机，所述的第三关节臂通过第三连接轴与第二关节臂转动连接，所述的第三连接轴上设置有第三步进电机，安装臂通过第四连接轴与第三关节臂转动连接，所述的第四连接轴上设置有第四步进电机，所述的安装臂上安装所述的摄像头组件；

所述摄像头组件包含摄像头组装壳，摄像头组装壳固定安装在所述安装臂上；摄像头组装壳内安装摄像头，摄像头的镜头对应的摄像头组装壳的表面为透明的镜头盖；所述摄像头组装壳表面位于摄像头的镜头盖的外部均布有多个缓冲弹簧；

所述移动车体两侧对称开设有前后缓冲槽，前后缓冲槽内滑动安装有前后缓冲杆，前后缓冲杆的与前后缓冲槽的内壁之间连接有前后缓冲簧；所述前后缓冲杆上安装有左右缓冲连杆，左右缓冲连杆的两端对称安装有左右缓冲杆，左右缓冲杆上套装有左右缓冲簧，左右缓冲杆滑动穿过防护侧框后连接用于限位的限位压板；所述防护侧框的形状为C型，包含与移动滑槽平行的长边和位于长边两端且位于移动车体前后端的垂直边。

2.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：两个防护侧框的前端的垂直边之间的距离和两个防护侧框的后端的垂直边之间的距离为D；且0＜D≤10cm。

3.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述摄像头组装壳的表面设置有槽体，槽体内组装有压力传感器，压力传感器上组装所述缓冲弹簧；所述缓冲弹簧侧面设置限位板，缓冲弹簧的远端安装有缓冲垫板。

4.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述的固定台底部设置有固定旋转装置，所述的支撑架顶部通过多维转动座连接所述传感器固定组件的底座；所述多维转动座，多维转动座的下端可以在水平面内进行360°旋转，多维转动座的上端可以在竖直面进行0-90°旋转，多维转动座与控制器电连接。

5.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述传感器固定组件包含固定安装在支撑架上的底座，底座上开设移动滑槽，两个横移杆的底部的横移限位端头对称的滑动安装在所述移动滑槽内；底座表面位于移动滑槽的两侧对称安装左挡板和右挡板；左挡板内转动安装双向丝杆的左端转动端头，双向丝杆转动穿过所述右挡板后连接转盘；所述双向丝杆包含对称的正向螺旋和反向螺旋，两个横移杆分别对称安装在正向螺旋和反向螺旋上；横移杆顶部相向一侧设置有夹持橡胶垫。

6.如权利要求5所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述传感器位于两个夹持橡胶垫之间且底部通过横移杆上延伸的托板支撑；所述转盘的顶端和底端分别转动连接一个固定连杆，对应的，所述右挡板的表面分布多个用于和固定连杆连接的固定件。

7.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述摄像头组装壳的上边缘设置弧形的挡雨帽檐。

8.如权利要求1所述的一种变电站用的巡检装置，其特征在于：所述移动车体内部安装有配重块和平衡机构。

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