CN113202045A - 一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，包括：车架；滚轮，滚轮设置在车架上，车架上设置驱动滚轮远离或接触地面的驱动机构，滚轮与车架之间设置探测装置；旋转刷，旋转刷设置在滚轮后方，旋转刷由电机一驱动旋转；顶部开口的容纳箱，容纳箱由电机驱动；行走轮，行走轮设置在车架底面上，车架底面上设置刹车机构；微处理器，探测装置电连接微处理器的输入端，电机一、电机二电连接微处理器的输出端，本发明通过滚轮是否上下迅速移动来判断路面上是否有块状异物，发现块状异物后通过旋转刷将其扫入到容纳箱内，块状异物的检测过程不受光线的影响，无需人员捡拾块状异物，节省人力。

Description

一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置

技术领域

本发明涉及路面安全检测技术领域，尤其涉及一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置。

背景技术

智能巡检机器人整合机器人技术、电力设备非接触检测技术、多传感器融合技术、模式识别技术、导航定位技术以及物联网技术等，实现变电站全天候、全方位、全自主智能巡检和监控，有效降低劳动强度，降低变电站运维成本，提高正常巡检作业和管理的自动化和智能化水平，为智能变电站和无人值守变电站提供创新型的技术检测手段和全方位的安全保障，更快地推进变电站无人值守的进程，目前很多变电站均采用智能巡检机器人进行全天候的巡检监测。

在智能巡检机器人工作的过程中，通常沿固定的通道行走，在变电站中，通道上容易出现螺钉、石子等异物，智能巡检机器人的行走轮经过这些异物时，由于车身较轻，在车速较快的情况下会发生剧烈颠簸，严重时容易发生侧翻，对变电站的正常巡检工作造成影响，因此变电站通常由工作人员对智能巡检机器人的行走通道进行排查，发现异物时迅速清除，但是人眼识别能力有限，在光线昏暗是容易排查失误。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，通过滚轮是否上下迅速移动来判断路面上是否有块状异物，发现块状异物后通过旋转刷将其扫入到容纳箱内，块状异物的检测过程不受光线的影响，无需人员捡拾块状异物，节省人力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，包括：

车架；

滚轮，所述滚轮设置在车架上，所述车架上设置驱动滚轮远离或接触地面的驱动机构，所述滚轮与车架之间设置探测装置，用于探测滚轮与地面接触滚动时，滚轮是否上下移动；

旋转刷，所述旋转刷设置在滚轮后方，所述旋转刷由电机一驱动旋转；

顶部开口的容纳箱，所述容纳箱设置在旋转刷后方，所述容纳箱由电机驱动，所述容纳箱顶部两侧滑动连接滑动板，所述滑动板之间设置连接板，所述连接板靠近容纳箱开口处的一侧设置挡板，所述挡板向容纳箱开口处倾斜，所述容纳箱旋转至开口侧朝向滚轮时，所述连接板与地面贴合；

行走轮，所述行走轮设置在车架底面上，所述车架底面上设置刹车机构；

微处理器，所述探测装置电连接微处理器的输入端，所述电机一、电机二电连接微处理器的输出端。

进一步的，所述滚轮转动连接在转轴上，所述转轴两端对称静连接连杆，所述连杆转动连接在车架上，所述探测装置为倾角传感器，所述连杆静连接探测装置。

进一步的，所述驱动组件为伸缩杆，所述伸缩杆静连接在车架上，所述伸缩杆的端头与连杆相接触，所述伸缩杆的长度最短时，所述伸缩杆的端头不与连杆接触，所述伸缩杆的控制端与微处理器的输出端电连接。

进一步的，所述滑动板两侧与车架之间分别设置连接绳，所述滑动板上设置多个穿绳孔，所述连接绳插接在穿绳孔内，所述容纳箱旋转时，所述滑动板相对于容纳箱向旋转方向滑动。

进一步的，所述挡板转动设置在连接板上，所述挡板始终与容纳箱顶部接触，所述容纳箱从开口朝向滚轮的位置向上旋转时，所述挡板与连接板之间的角度增加。

进一步的，所述容纳箱靠近旋转刷的侧壁上设置斜板，所述斜板向远离容纳箱开口处的方向倾斜，所述斜板与容纳箱另一侧壁之间设置空隙。

进一步的，所述刹车机构包括L型板一和电磁铁，所述L型板一的竖板滑动连接在车架上，所述L型板一的横板端面上设置与行走轮外周面相匹配的凹槽，所述电磁铁静连接在车架上，所述电磁铁与L型板一的竖杆之间设置压缩弹簧，所述电磁铁通电时，所述凹槽与行走轮的外周面相接触，所述电磁铁不通电时，所述凹槽与行走轮之间有空隙，所述电磁铁与微处理器的输出端相接触。

进一步的，所述车架上设置摄像头，所述摄像头用与实时拍摄滚轮和容纳箱之间的路面情况，所述摄像头电连接显示屏。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，通过探测装置来判断滚轮是否上下移动以及移动的幅度，进而判断滚轮2是否滚过异物，对异物的判断无需通过人眼识别，识别的过程不受外部光线的影响，适合在光线昏暗的情况下工作。

2、伸缩杆伸长，伸缩杆的顶部推动滚轮离开地面，在不需要对地面进行检测时，方便车架的移动。

3、发现块状异物后，刹车组件将行走轮锁死，车架被动，容纳箱旋转至开口朝向滚轮，此时连接板与地面紧贴，旋转刷启动将异物扫在连接板上，之后容纳箱向上旋转，异物沿倾斜角度越来越大的挡板滑入到容纳箱内，完成异物收集，无需工作人员捡拾，省时省力。

4、车架上设置摄像头，摄像头用与实时拍摄滚轮和容纳箱之间的路面情况，摄像头电连接显示屏，方便工作人员检查各组件的工作状态，发现故障时及时进行维修。

附图说明

图1为本发明第一种的结构示意图；

图2为滚轮与伸缩杆的安装示意图；

图3为旋转刷的安装结构示意图；

图4为容纳箱开口朝上时的结构示意图；

图5为图4的剖切图；

图6为容纳箱开口朝向滚轮时的结构示意图；

图7为图6的剖切图；

图8为微处理器的安装结构示意图；

图9为刹车组件的安装结构示意图

图10为本发明第二种实施例的结构示意图；

其中，1-车架，2-滚轮，3-旋转刷，4-电机一，5-容纳箱，6-电机二，7-滑动板，8-连接板，9-挡板，10-行走轮，11-微处理器，12-转轴，13-连杆，14-倾角传感器，15-伸缩杆，16-连接绳，17-穿绳孔，18-斜板，19-L型板一，20-电磁铁，21-压缩弹簧，22-摄像头，23-显示屏，24-连接轴，25-安装架，26-滑轨，27-L型板二，28-蓄电池。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-9所示为本发明的第一种实施方式，一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，包括车架1，车架1为顶部、底部和一侧开口的长方体壳状结构，车架1上焊接把手，方便对车架1进行移动；

滚轮2，如图2所示，滚轮2设置在车架1上，转轴12上粘接两个轴承，滚轮2内部有贯穿的圆孔，轴承外壁粘接在圆孔内，此时滚轮2转动连接在转轴12上；转轴12两端对称粘接连杆13，连杆13之间粘接连接轴24，连接轴24两端凸出连杆13，车架1上开设与连接轴24相匹配的清除孔，此时连杆13转动连接在车架1上；连接轴24上粘接支撑板，支撑板上粘接探测装置，探测装置为倾角传感器14，此时倾角传感器14与连杆13静连接，滚轮2与地面接触时，若遇到异物，滚轮2会上下移动，此时连杆13的倾角改变，改变值可由倾角传感器14检测出来；

车架1上设置驱动滚轮2远离或接触地面的驱动机构，驱动组件为伸缩杆15，伸缩杆15固定安装在安装架25上，如图2所示，安装架25粘接在车架1上，伸缩杆15伸长时，伸缩杆15的端头与连杆13相接触，伸缩杆15的长度最短时，伸缩杆15的端头不与连杆13接触，保证滚轮2能够与底面相接触，且此时连杆13的摆动不受伸缩杆15的影响。

旋转刷3，旋转刷3设置在滚轮2后方，如图3所示，旋转刷3由电机一4驱动旋转，电机一4固定安装在车架1上，车架1上设置供电机一4的输出轴穿过的圆孔，电机一4的输出轴上粘接轴承，输出轴另一端与旋转刷3一侧静粘接，旋转刷3另一侧粘接圆柱，圆柱上粘接轴承，车架1上加工出盲孔，轴承粘接在盲孔内，此时旋转刷3可在电机一4的驱动下旋转；

容纳箱5，容纳箱5设置在旋转刷3的后方，如图4-7所示，容纳箱5为顶部开口的长方体壳状结构，容纳箱5靠近旋转刷3的侧壁上粘接斜板18，斜板18向远离容纳箱5开口处的方向倾斜，斜板18顶部与容纳箱5另一侧壁之间设置空隙；容纳箱5由电机二6驱动，容纳箱5的安装方式与旋转刷3相同，容纳箱5顶部两侧通过滑轨26滑动连接滑动板7，滑动板7之间粘接连接板8，连接板8靠近容纳箱5开口处的一侧通过合页铰接挡板9，挡板9向容纳箱5开口处倾斜且与容纳箱5顶部相接触；滑动板7两侧与车架1之间分别设置连接绳16，连接绳16一端粘接在滑动板7上，另一端粘接在车架1上，滑动板7上焊接两个穿绳件，穿绳件上设置有穿绳孔17，连接绳16插接在穿绳孔17内，容纳箱5旋转时，在连接绳16的作用下，滑动板7相对于容纳箱5向旋转方向滑动，容纳箱5从开口朝向滚轮2的位置向上旋转时，挡板9与连接板8之间的角度增加，容纳箱5从开口朝上的位置向下旋转时，挡板9与连接板8之间的角度减小，容纳箱5旋转至开口侧朝向滚轮2时，连接板8与地面贴合；

车架1底面两侧分别设置两个行走轮10，靠近滚轮2的两个行走轮10为定向轮，远离滚轮2的两个行走轮10为万向轮，车架1底面上设置刹车机构，本实施例中，刹车机构设置在定向轮附近，如图9所示，刹车机构包括L型板一19和电磁铁20，L型板一19的竖板滑动连接在车架1上，车架1底面上粘接L型板二27，L型板二27的横板上加工出滑槽，L型板一19的竖板卡合在滑槽内且可在滑槽内左右滑动；L型板一19的横板端面上加工出与行走轮10外周面相匹配的凹槽，电磁铁20粘接在L型板二27的竖板上，电磁铁20与L型板一19的竖杆之间粘接压缩弹簧21，电磁铁20通电时，凹槽与行走轮10的外周面相接触，行走轮10无法旋转，整个车架1停止；电磁铁20不通电时，凹槽与行走轮10之间有空隙，此时行走轮10可自由旋转，车架1可自由推动；

微处理器11，如图8所示，靠近把手的车架1上设置有容纳槽，微处理器11和蓄电池28均安装在容纳槽内，倾角传感器14电连接微处理器11的输入端，电机一4、电机二6、伸缩杆15和电磁铁20电连接微处理器11的输出端，蓄电池28为电机一4、电机二6、伸缩杆15和电磁铁20、微处理器11和倾角传感器14供电。

本实施例的工作方式为:推动车架1到指定区域，在微处理器11的控制下同步缩短伸缩杆15，滚轮2与底面接触，推动把手，在行走轮10的作用下车架1前移，遇到异物时，滚轮2滚过异物会造成倾角传感器14的倾角突变，之后微处理器11控制电磁铁20通电，车架1停止后，微处理器11控制电机二6的输出轴旋转90度，连接板8底面与地面相贴合，此时已经被扫入容纳箱5内的异物位于斜板18上，不会从空隙中跑出；之后微处理器11控制电机一4的输出轴旋转，带动旋转刷3旋转，此时异物与滚轮2之间存在一定距离，异物位于旋转刷3的清扫范围内，旋转刷3旋转，将异物扫在连接板8上，最后微处理器11控制电机二6的输出轴反向旋转度，连接板8上的异物沿挡板9下落，之后沿斜板18通过空隙进入到容纳箱5内，完成异物的清扫，清扫完成后，微处理器11控制电磁铁20断电，此时可推动车架1继续前进，直至检查完成变电站巡检机器人需要经过的道路。

实施例二

如图10所示为本发明的第二种实施方式，本实施例与实施例一的区别在于，车架1底面两侧分别安装摄像头22，两个摄像头22相互协同，用于实时拍摄滚轮2和容纳箱5之间的路面情况，摄像头22电连接显示屏23，显示屏23安装在保护壳顶面上，工作人员可以通过显示屏23实时观察异物的位置和其是否被准确扫入到连接板8上。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，包括：

车架（1）；

滚轮（2），所述滚轮（2）设置在车架（1）上，所述车架（1）上设置驱动滚轮（2）远离或接触地面的驱动机构，所述滚轮（2）与车架（1）之间设置探测装置，用于探测滚轮（2）与地面接触滚动时，滚轮（2）是否上下移动；

旋转刷（3），所述旋转刷（3）设置在滚轮（2）后方，所述旋转刷（3）由电机一（4）驱动旋转；

顶部开口的容纳箱（5），所述容纳箱（5）设置在旋转刷（3）后方，所述容纳箱（5）由电机二（6）驱动，所述容纳箱（5）顶部两侧滑动连接滑动板（7），所述滑动板（7）之间设置连接板（8），所述连接板（8）靠近容纳箱（5）开口处的一侧设置挡板（9），所述挡板（9）向容纳箱（5）开口处倾斜，所述容纳箱（5）旋转至开口侧朝向滚轮（2）时，所述连接板（8）与地面贴合；

行走轮（10），所述行走轮（10）设置在车架（1）底面上，所述车架（1）底面上设置刹车机构；

微处理器（11），所述探测装置电连接微处理器（11）的输入端，所述电机一（4）、电机二（6）电连接微处理器（11）的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述滚轮（2）转动连接在转轴（12）上，所述转轴（12）两端对称静连接连杆（13），所述连杆（13）转动连接在车架（1）上，所述探测装置为倾角传感器（14），所述连杆（13）静连接探测装置。

3.根据权利要求2所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述驱动组件为伸缩杆（15），所述伸缩杆（15）静连接在车架（1）上，所述伸缩杆（15）的端头与连杆（13）相接触，所述伸缩杆（15）的长度最短时，所述伸缩杆（15）的端头不与连杆（13）接触，所述伸缩杆（15）的控制端与微处理器（11）的输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述滑动板（7）两侧与车架（1）之间分别设置连接绳（16），所述滑动板（7）上设置多个穿绳孔（17），所述连接绳（16）插接在穿绳孔（17）内，所述容纳箱（5）旋转时，所述滑动板（7）相对于容纳箱（5）向旋转方向滑动。

5.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述挡板（9）转动设置在连接板（8）上，所述挡板（9）始终与容纳箱（5）顶部接触，所述容纳箱（5）从开口朝向滚轮（2）的位置向上旋转时，所述挡板（9）与连接板（8）之间的角度增加。

6.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述容纳箱（5）靠近旋转刷（3）的侧壁上设置斜板（18），所述斜板（18）向远离容纳箱（5）开口处的方向倾斜，所述斜板（18）与容纳箱（5）另一侧壁之间设置空隙。

7.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述刹车机构包括L型板一（19）和电磁铁（20），所述L型板一（19）的竖板滑动连接在车架（1）上，所述L型板一（19）的横板端面上设置与行走轮（10）外周面相匹配的凹槽，所述电磁铁（20）静连接在车架（1）上，所述电磁铁（20）与L型板一（19）的竖杆之间设置压缩弹簧（21），所述电磁铁（20）通电时，所述凹槽与行走轮（10）的外周面相接触，所述电磁铁（20）不通电时，所述凹槽与行走轮（10）之间有空隙，所述电磁铁（20）与微处理器（11）的输出端相接触。

8.根据权利要求1所述的一种变电站巡检机器人行走道路用清扫装置，其特征在于，所述车架（1）上设置摄像头（22），所述摄像头（22）用与实时拍摄滚轮（2）和容纳箱（5）之间的路面情况，所述摄像头（22）电连接显示屏（23）。

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