CN112186569A - 一种野外信息自动监控变电箱 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变电箱技术领域，尤其是一种野外信息自动监控变电箱，包括箱体和无人机，所述无人机对所述箱体内的数据进行采集；所述箱体的上表面开设有安装槽，所述安装槽的内侧顶壁固定安装有围板，所述围板的四周上表面均铰接有太阳能电池板；所述安装槽的内底壁固定安装有升降机构。该野外信息自动监控变电箱，通过设置升降机构，达到了利用同一动力源对太阳能电池板和自动展开机构实现同时驱动联动的效果，升降液压缸向上驱动时，顶起太阳能电池板向上向外侧转动展开，同时利用撑杆向外侧转动的动作带动自动展开机构中的密封板铰接离开插孔，从而便于数据传输，同时密封板可对数据总线接口实现密封保护的效果。

Description

一种野外信息自动监控变电箱
技术领域
本发明涉及变电箱技术领域，尤其涉及一种野外信息自动监控变电箱。
背景技术
变电箱就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所的箱体。
现有用于野外的变电箱，尤其在户外水利或者风力或太阳能发电系统中，需要定时定点的对整个发电系统中的所有可检测的数据进行数理统计，便于快速的掌控和了解整个发电系统是否正常，以方便后期能够及时的做出调整，而由于在户外，其发电系统中的各类传感器所产生的数据若直接使用铺设数据线进行传输，其成本太高，且维护相当困难，需要专员去维护；若采用无线传输，距离远的情况下，对信号传输的发射接收设备要求会极高，尤其需要同时对多个发电系统数据进行采集时，很可能会造成数据传输中断和缺失。
发明内容
基于现有的野外发电系统用的变电箱数据传输不方便的技术问题，本发明提出了一种野外信息自动监控变电箱。
本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱，包括箱体和无人机，所述无人机对所述箱体内的数据进行采集；
所述箱体的上表面开设有安装槽，所述安装槽的内侧顶壁固定安装有围板，所述围板的四周上表面均铰接有太阳能电池板；
所述安装槽的内底壁固定安装有升降机构，所述升降机构控制所述太阳能电池板的铰接开合；
所述升降机构顶部设置有连接定位机构，所述连接定位机构将所述箱体内的数据使用数据线接口置于所述其顶部供所述无人机采集；
所述太阳能电池板所发的电供所述升降机构和所述连接定位机构使用。
优选地，所述太阳能电池板由四块组成构成四棱锥形状，相邻所述太阳能电池板的表面均固定连接有密封条。
优选地，所述升降机构为直线升降源，所述直线升降源包括升降液压缸，所述升降液压缸的活塞杆顶部固定安装有连轴，所述连轴位于四个所述太阳能电池板的中点处。
优选地，所述箱体的上表面固定安装有湿度传感器，所述安装槽的内侧壁固定安装有时间控制器，所述时间控制器与所述湿度传感器串联后控制所述升降液压缸的升起与否；
所述安装槽的内侧壁还固定安装有GPS定位器，所述GPS定位器将所述箱体的位置信息传送至所述无人机内。
优选地，所述连轴的外表面开设有回缩槽，所述回缩槽的内底壁铰接有撑杆，四个所述撑杆的顶端分别与四个所述太阳能电池板的下表面固定连接，所述撑杆向上驱动的同时向所述回缩槽的外侧铰接撑开所述太阳能电池板。
优选地，所述连接定位机构包括自动展开机构和自动定位机构，所述自动展开机构将所述箱体内的数据使用数据线接口打开供所述无人机采集，所述自动定位机构安装于所述无人机的下表面处。
优选地，所述自动展开机构包括插孔，所述插孔的内底壁固定安装有数据总线接口，所述插孔的内侧壁开设有旋转槽，所述旋转槽的内壁通过销轴铰接有密封板，四个所述密封板拼接成圆形状后密封住所述插孔，所述销轴的表面还活动套接有扭簧，所述扭簧的两端自由端分别与所述旋转槽的内壁和密封板的表面固定连接。
优选地，所述旋转槽的内底壁开设有绳孔，所述绳孔的内壁串接有拉绳，所述拉绳的一端与所述密封板的表面固定连接，所述拉绳的另一端延伸至所述回缩槽后与所述撑杆的内表面固定连接，所述撑杆向外侧铰接后通过所述拉绳带动所述密封板转动脱离所述插孔。
优选地，所述自动定位机构包括放置槽，所述放置槽开设于所述无人机机体的下表面，所述放置槽的内端内侧壁铰接有夹板；
所述无人机机体的内部分别固定安装有微型液压泵和环形液压缸，所述微型液压泵为所述环形液压缸供油，所述环形液压缸的活塞杆延伸至所述放置槽的内部后与所述夹板的上表面固定连接；
所述环形液压缸驱动所述夹板铰接伸出后夹住所述连轴的表面，所述夹板的宽度大于所述回缩槽的宽度。
优选地，所述放置槽的内顶壁中心处固定安装有数据总线接头，所述数据总线接头与所述数据总线接口滑动插接后传输数据；
所述放置槽的内顶壁固定安装有摄像头。
本发明中的有益效果为：
1、通过设置升降机构，达到了利用同一动力源对太阳能电池板和自动展开机构实现同时驱动联动的效果，升降液压缸向上驱动时，顶起太阳能电池板向上向外侧转动展开，同时利用撑杆向外侧转动的动作带动自动展开机构中的密封板铰接离开插孔，从而便于数据传输，同时密封板可对数据总线接口实现密封保护的效果。
2、通过设置自动定位机构，达到了对无人机实现自动定位夹紧的效果，当无人机依靠GPS定位器自动达到箱体顶部时，依靠摄像头拍摄图片进行图像拍照对比，用以识别太阳能电池板俯视图的样子，拍照后自动与无人机内部的图片进行比对，当比对值与数据库内预先拍摄的图片值在合格范围值后，微型液压泵启动，为环形液压缸供油，驱动夹板铰接伸出，逐步夹住连轴表面，进行最后的精确定位，之后无人机停止，在自身重力下，数据总线接头与数据总线接口滑动插接后传输数据，完成数据传输后，无人机再次启动，拔出数据总线接头，完成数据传输，其他结构自动复位，接口直接进行数据传输，能够更加方便，节省时间，避免无线数据传输的丢失以及其他弊端，之后再到下一个地点进行数据传输。
附图说明
图1为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的示意图；
图2为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的太阳能电池板结构关闭状态图；
图3为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的旋转槽结构俯视图；
图4为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的的无人机结构示意图；
图5为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的无人机靠近前图像识别原理图；
图6为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的无人机靠近中图像识别原理图；
图7为本发明提出的一种野外信息自动监控变电箱的无人机拾取框识别后图像识别原理图。
图中：1、箱体；2、无人机；3、安装槽；31、升降液压缸；32、连轴；33、湿度传感器；34、时间控制器；35、GPS定位器；36、回缩槽；37、撑杆；4、围板；5、太阳能电池板；6、数据总线接口；61、插孔；62、数据总线接头；63、旋转槽；64、密封板；65、绳孔；66、拉绳；67、放置槽；68、夹板；69、微型液压泵；610、环形液压缸；611、摄像头；7、密封条；8、拾取框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-7，一种野外信息自动监控变电箱，包括箱体1和无人机2，无人机2对箱体1内的数据进行采集；
箱体1的上表面开设有安装槽3，安装槽3的内侧顶壁固定安装有围板4，围板4的四周上表面均铰接有太阳能电池板5；
进一步地，太阳能电池板5由四块组成构成四棱锥形状，相邻太阳能电池板5的表面均固定连接有密封条7；
设置密封条7，可增加太阳能电池板5之间的密封性，避免雨水浸入。
安装槽3的内底壁固定安装有升降机构，升降机构控制太阳能电池板5的铰接开合；
进一步地，升降机构为直线升降源，直线升降源包括升降液压缸31，升降液压缸31的活塞杆顶部固定安装有连轴32，连轴32位于四个太阳能电池板5的中点处；
直线升降源还可以设为螺杆结构和气缸结构。
进一步地，箱体1的上表面固定安装有湿度传感器33，安装槽3的内侧壁固定安装有时间控制器34，时间控制器34与湿度传感器33串联后控制升降液压缸31的升起与否；
设置时间控制器34与湿度传感器33串联后控制升降液压缸31的升起与否，湿度传感器33能够感应野外湿度，只有在湿度合格时，才会连通电路，不合格时说明野外湿度过大，不适合数据传输，此时电路被切断，起到保护内部结构的效果，同时时间控制器34能够在规定时间内自动打开太阳能电池板5，方便无人机2的对接。
安装槽3的内侧壁还固定安装有GPS定位器35，GPS定位器35将箱体1的位置信息传送至无人机2内；
设置GPS定位器35，能够对箱体1的位置进行初步定位，精确度能够控制在几米范围内，而箱体1体积一般较大，都超过几立方米的体积，根据GPS定位器35的初步定位，将为无人机2指引位置。
进一步地，连轴32的外表面开设有回缩槽36，回缩槽36的内底壁铰接有撑杆37，四个撑杆37的顶端分别与四个太阳能电池板5的下表面固定连接，撑杆37向上驱动的同时向回缩槽36的外侧铰接撑开太阳能电池板5。
升降机构顶部设置有连接定位机构，连接定位机构将箱体1内的数据使用数据线接口置于其顶部供无人机2采集；
太阳能电池板5所发的电供升降机构和连接定位机构使用。
进一步地，连接定位机构包括自动展开机构和自动定位机构，自动展开机构将箱体1内的数据使用数据线接口打开供无人机2采集，自动定位机构安装于无人机2的下表面处；
通过设置升降机构，达到了利用同一动力源对太阳能电池板5和自动展开机构实现同时驱动联动的效果，升降液压缸31向上驱动时，顶起太阳能电池板5向上向外侧转动展开，同时利用撑杆37向外侧转动的动作带动自动展开机构中的密封板64铰接离开插孔61，从而便于数据传输，同时密封板64可对数据总线接口6实现密封保护的效果。
进一步地，自动展开机构包括插孔61，插孔61的内底壁固定安装有数据总线接口6，插孔61的内侧壁开设有旋转槽63，旋转槽63的内壁通过销轴铰接有密封板64，四个密封板64拼接成圆形状后密封住插孔61，销轴的表面还活动套接有扭簧，扭簧的两端自由端分别与旋转槽63的内壁和密封板64的表面固定连接。
进一步地，旋转槽63的内底壁开设有绳孔65，绳孔65的内壁串接有拉绳66，拉绳66的一端与密封板64的表面固定连接，拉绳66的另一端延伸至回缩槽36后与撑杆37的内表面固定连接，撑杆37向外侧铰接后通过拉绳66带动密封板64转动脱离插孔61。
进一步地，自动定位机构包括放置槽67，放置槽67开设于无人机2机体的下表面，放置槽67的内端内侧壁铰接有夹板68；
无人机2机体的内部分别固定安装有微型液压泵69和环形液压缸610，微型液压泵69为环形液压缸610供油，环形液压缸610的活塞杆延伸至放置槽67的内部后与夹板68的上表面固定连接；
环形液压缸610驱动夹板68铰接伸出后夹住连轴32的表面，夹板68的宽度大于回缩槽36的宽度。
进一步地，放置槽67的内顶壁中心处固定安装有数据总线接头62，数据总线接头62与数据总线接口6滑动插接后传输数据；
放置槽67的内顶壁固定安装有摄像头611；
通过设置自动定位机构，达到了对无人机2实现自动定位夹紧的效果，当无人机依靠GPS定位器35自动达到箱体1顶部时，依靠摄像头611拍摄图片进行图像拍照对比，用以识别太阳能电池板5俯视图的样子，拍照后自动与无人机2内部的图片进行比对，当比对值与数据库内预先拍摄的图片值在合格范围值后，微型液压泵69启动，为环形液压缸610供油，驱动夹板68铰接伸出，逐步夹住连轴32表面，进行最后的精确定位，之后无人机2停止，在自身重力下，数据总线接头62与数据总线接口6滑动插接后传输数据，完成数据传输后，无人机2再次启动，拔出数据总线接头62，完成数据传输，其他结构自动复位，接口直接进行数据传输，能够更加方便，节省时间，避免无线数据传输的丢失以及其他弊端，之后再到下一个地点进行数据传输；
其无人机2上的摄像头611工作原理如图5-7所示；
无人机2事先拍好对应降落点的照片存储在无人机2内，另外在摄像头611的中心处标记一个拾取框8，如图5所示，当无人机2通过GPS定位器35获取箱体1大致位置时，其下方的摄像头611垂直在箱体1上方对箱体1上方的图像进行拍照，拍照后的照片将与事先存储在无人机2内的照片进行对比，发现无人机2中间的拾取框并未对准太阳能电池板5的中心点，此时无人机2根据图像反馈的信息，向太阳能电池板5方向飞行调整；
如图6所示，当拾取框8逐步捕捉到太阳能电池板5时，再进一步调整飞行姿态，直至拾取框8完全拾取捕捉到太阳能电池板5时，如图7所示，无人机2垂直下降至太阳能电池板5的正上方，同时可根据拾取到的信息识别，自动启动升降液压缸31，撑开太阳能电池板5，当遇到下雨天时，以前者湿度传感器33的电路优先，逐步下降后，驱动夹板68铰接伸出，逐步夹住连轴32表面，进行最后的精确定位后进行数据传输，此拾取框8的图像捕捉原理可采用“数字图像处理技术在电气控制柜开关状态识别中的应用（丁四海、刘玉雪、路林吉）；微型电脑应用；2013年第30卷第五期”。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种野外信息自动监控变电箱，包括箱体（1）和无人机（2），其特征在于：所述无人机（2）对所述箱体（1）内的数据进行采集；
所述箱体（1）的上表面开设有安装槽（3），所述安装槽（3）的内侧顶壁固定安装有围板（4），所述围板（4）的四周上表面均铰接有太阳能电池板（5）；
所述安装槽（3）的内底壁固定安装有升降机构，所述升降机构控制所述太阳能电池板（5）的铰接开合；
所述升降机构顶部设置有连接定位机构，所述连接定位机构将所述箱体（1）内的数据使用数据线接口置于所述其顶部供所述无人机（2）采集；
所述太阳能电池板（5）所发的电供所述升降机构和所述连接定位机构使用。
2.根据权利要求1所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述太阳能电池板（5）由四块组成构成四棱锥形状，相邻所述太阳能电池板（5）的表面均固定连接有密封条（7）。
3.根据权利要求1所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述升降机构为直线升降源，所述直线升降源包括升降液压缸（31），所述升降液压缸（31）的活塞杆顶部固定安装有连轴（32），所述连轴（32）位于四个所述太阳能电池板（5）的中点处。
4.根据权利要求3所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述箱体（1）的上表面固定安装有湿度传感器（33），所述安装槽（3）的内侧壁固定安装有时间控制器（34），所述时间控制器（34）与所述湿度传感器（33）串联后控制所述升降液压缸（31）的升起与否；
所述安装槽（3）的内侧壁还固定安装有GPS定位器（35），所述GPS定位器（35）将所述箱体（1）的位置信息传送至所述无人机（2）内。
5.根据权利要求3所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述连轴（32）的外表面开设有回缩槽（36），所述回缩槽（36）的内底壁铰接有撑杆（37），四个所述撑杆（37）的顶端分别与四个所述太阳能电池板（5）的下表面固定连接，所述撑杆（37）向上驱动的同时向所述回缩槽（36）的外侧铰接撑开所述太阳能电池板（5）。
6.根据权利要求5所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述连接定位机构包括自动展开机构和自动定位机构，所述自动展开机构将所述箱体（1）内的数据使用数据线接口打开供所述无人机（2）采集，所述自动定位机构安装于所述无人机（2）的下表面处。
7.根据权利要求6所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述自动展开机构包括插孔（61），所述插孔（61）的内底壁固定安装有数据总线接口（6），所述插孔（61）的内侧壁开设有旋转槽（63），所述旋转槽（63）的内壁通过销轴铰接有密封板（64），四个所述密封板（64）拼接成圆形状后密封住所述插孔（61），所述销轴的表面还活动套接有扭簧，所述扭簧的两端自由端分别与所述旋转槽（63）的内壁和密封板（64）的表面固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述旋转槽（63）的内底壁开设有绳孔（65），所述绳孔（65）的内壁串接有拉绳（66），所述拉绳（66）的一端与所述密封板（64）的表面固定连接，所述拉绳（66）的另一端延伸至所述回缩槽（36）后与所述撑杆（37）的内表面固定连接，所述撑杆（37）向外侧铰接后通过所述拉绳（66）带动所述密封板（64）转动脱离所述插孔（61）。
9.根据权利要求6所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述自动定位机构包括放置槽（67），所述放置槽（67）开设于所述无人机（2）机体的下表面，所述放置槽（67）的内端内侧壁铰接有夹板（68）；
所述无人机（2）机体的内部分别固定安装有微型液压泵（69）和环形液压缸（610），所述微型液压泵（69）为所述环形液压缸（610）供油，所述环形液压缸（610）的活塞杆延伸至所述放置槽（67）的内部后与所述夹板（68）的上表面固定连接；
所述环形液压缸（610）驱动所述夹板（68）铰接伸出后夹住所述连轴（32）的表面，所述夹板（68）的宽度大于所述回缩槽（36）的宽度。
10.根据权利要求9所述的一种野外信息自动监控变电箱，其特征在于：所述放置槽（67）的内顶壁中心处固定安装有数据总线接头（62），所述数据总线接头（62）与所述数据总线接口（6）滑动插接后传输数据；
所述放置槽（67）的内顶壁固定安装有摄像头（611）。
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