CN114006297B - 城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程 - Google Patents

Abstract

本发明提供城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程，涉及电力设备维护检修技术领域，包括主体，所述主体的表面阵列固定有移动装置，所述主体的内侧设有环绕装置，且环绕装置与主体活动连接，所述环绕装置包括安装框架，所述安装框架的一端固定有环绕电机，所述安装框架的表面镶嵌有CCD相机，这种设计使无人巡检设备可以在输电线管道内进行长时间的工作，降低了城市埋地式电力设备的巡检成本，而且移动装置中的升降电机和升降框架使设备可以根据输电线管道的大小，对设备的整体半径进行调节，使设备的适用性增强。

Description

城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程

技术领域

本发明涉及电力设备维护检修技术领域，具体为城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程。

背景技术

电力设备主要包括发电设备和供电设备，且包含在电力系统中的电力设备种类多种多样，其中包括地埋式电力设备，随着我国对电力需求的增长，电力事业得到了高速发展，与之对应的是配套使用的电力管道的用量也与日增加，现有的电力管道一般为空心圆柱型，通常是将电缆穿在管道中使用，电缆线堆积在输电线管道底部，在对输电线管道内的电缆进行检修维护的工作时比较困难，从而影响到工作人员对该地埋式电力设备的检修维护工作。

现有的城市埋地式电力设备的无人巡检设备在对输电线管道内的电缆进行检修比较困难，不能长时间和大范围的对管道内的电缆情况进行检查，巡检效率低，成本高，而且输电线管道本身具有一定的长度，现有的无人巡检设备无法做到从始至终仔细盘查，会影响检查的效果。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程，解决了不能长时间和大范围的对管道内的电缆情况进行检查的问题，使城市埋地式电力设备的无人巡检设备的巡检效率提高，降低了巡检成本。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程，包括主体，所述主体的表面阵列固定有移动装置，所述移动装置包括套筒，所述套筒内设有升降框架，且升降框架与套筒活动连接，所述升降框架的顶面固定有安装板，所述安装板之间固定有移动电机，且移动电机的输出端贯穿安装板，所述安装板之间设有移动滚轮，且移动滚轮与安装板活动连接，所述移动电机的输出端固定有主动齿轮，且主动齿轮与安装板活动连接，所述安装板表面设有传动齿轮和从动齿轮，且传动齿轮和从动齿轮分别与安装板活动连接，且主动齿轮与传动齿轮相互啮合，且传动齿轮与从动齿轮相互啮合，且从动齿轮的中心轴与移动滚轮的中心轴固定连接，所述主体的正面开设有齿轮槽，所述主体的内侧设有环绕装置，且环绕装置与主体活动连接，所述环绕装置包括安装框架，所述安装框架的一端固定有环绕电机，且环绕电机的输出端贯穿安装框架，所述环绕电机的输出端固定有环绕齿轮，且环绕齿轮与齿轮槽相互啮合，所述安装框架的表面镶嵌有CCD相机。

优选的，所述套筒贯穿主体，所述套筒的内部固定有升降电机，所述升降电机的输出端固定有升降丝杆，且升降丝杆与升降框架螺纹连接，且升降丝杆贯穿升降框架，且升降电机的长度和升降丝杆的长度之和等于套筒的长度。

优选的，所述主体的背面开设有滑槽，且安装框架与滑槽活动连接，所述安装框架远离环绕电机的一端设有环绕滚珠，且环绕滚珠与安装框架活动连接，且环绕滚珠与滑槽活动连接，所述主体的正面剖视图为四分之三圆环。

优选的，所述主体的表面设有调节装置，所述调节装置包括固定板和连接轴，且固定板与主体表面固定连接，且连接轴与主体活动连接，所述连接轴的表面固定有支撑框架，所述支撑框架的底部设有限位板，且限位板与主体表面固定连接，所述固定板与支撑框架之间固定有复位弹簧，所述支撑框架内设有调节滚轮，且调节滚轮与支撑框架活动连接，所述支撑框架的表面固定有调节电机，且调节电机的输出端贯穿支撑框架，且调节电机的输出端与调节滚轮的中心轴固定连接。

优选的，所述主体的内部固定有控制器，且控制器分别与调节电机、移动电机、升降电机、环绕电机电性连接，所述主体的内侧均匀固定有照明灯，且照明灯与控制器电性连接。

优选的，所述主体的内部固定有数据存储器和信号处理器，且数据存储器与信号处理器分别与控制器电性连接，所述主体的内部固定有定位器，且定位器与控制器电性连接，所述主体的表面固定有信号收发器，且信号收发器与控制器电性连接。

优选的，所述城市埋地式电力设备的无人巡检流程如下：

Sp1：将设备安放在电力设备的输电线管道内时，移动装置中的升降电机会在套筒内带动升降丝杆旋转，升降丝杆会调节升降框架的延伸高度，使移动滚轮可以紧密的与输电线管道内壁贴合，而安装板之间固定的移动电机在控制器的控制下，通过主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮之间的啮合，使移动滚轮在输电线管道的内部移动；

Sp2：当设备在输电线管道内部移动的同时，控制器控制照明灯工作，然后控制器控制环绕电机转动，环绕电机带动环绕齿轮在齿轮槽内移动，而安装框架表面镶嵌的CCD相机在环绕滚轮的作用下，指向主体的中心点做圆周运动，使CCD相机可以大角度环绕检测；

Sp3：CCD相机在输电线管道内做圆弧移动，对输电线管道内的电缆进行拍摄，然后信号处理器将拍摄的图片与数据存储器中的对比数据进行对比，并将对比结果存储在数据存储器中；

Sp4：当信号处理器得到结果显示电缆损坏时，控制器会将信息通过信号收发器传送至终端，而主体内部的定位器会通过信号收发器将准确位置传送至终端。

有益效果

本发明提供了城市埋地式电力设备的无人巡检设备及流程。具备以下有益效果：

1、本发明设有移动装置，移动装置包括套筒，套筒内设有升降框架，且升降框架与套筒活动连接，升降框架的顶面固定有安装板，安装板之间固定有移动电机，且移动电机的输出端贯穿安装板，安装板之间设有移动滚轮，且移动滚轮与安装板活动连接，移动电机的输出端固定有主动齿轮，且主动齿轮与安装板活动连接，安装板表面设有传动齿轮和从动齿轮，且传动齿轮和从动齿轮分别与安装板活动连接，且主动齿轮与传动齿轮相互啮合，且传动齿轮与从动齿轮相互啮合，且从动齿轮的中心轴与移动滚轮的中心轴固定连接，这种设计使无人巡检设备可以在输电线管道内进行长时间的工作，降低了城市埋地式电力设备的巡检成本，而且移动装置中的升降电机和升降框架使设备可以根据输电线管道的大小，对设备的整体半径进行调节，使设备的适用性增强。

2、本发明在主体的内侧设有环绕装置，环绕装置中的安装框架的一端通过环绕齿轮与主体正面的齿轮槽连接，而安装框架的另一端与主体背面的滑槽通过环绕滚珠活动连接，使环绕装置可以沿着主体的内侧移动，使镶嵌在安装框架表面的CCD相机始终朝向主体的中心位置，这种设计使CCD相机在对输电线管道内的电缆进行拍摄时，可以多角度进行拍摄，避免出现检测死角，而且在主体的表面设有调节装置，调节装置中的调节滚轮与移动滚轮相互垂直，使设备在输电线管道中可以旋转调节，避免了因为电缆在输电线管道中的不均匀分布，造成设备与电缆卡合。

3、本发明通过基于机器视觉的设计，通过CCD相机，用机器代替人眼来做测量和判断，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的信号处理器，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，信号处理器对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的机器动作，使判别的结果通过信号收发器传递至终端，并对故障进行精准定位，这种设计使机器代替了人工，不仅提升了工作速度，而且提升了工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体轴侧图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明的剖视图；

图5为本发明中调节装置的结构图；

图6为本发明中环绕装置的结构图；

图7为本发明中移动装置的结构图；

图8为本发明的设备工作流程图。

其中：1、调节装置；101、固定板；102、复位弹簧；103、连接轴；104、限位板；105、支撑框架；106、调节电机；107、调节滚轮；2、环绕装置；201、环绕滚珠；202、安装框架；203、CCD相机；204、环绕齿轮；205、环绕电机；3、照明灯；4、移动装置；401、从动齿轮；402、传动齿轮；403、主动齿轮；404、升降框架；405、套筒；406、移动滚轮；407、安装板；408、移动电机；409、升降丝杆；410、升降电机；5、主体；6、信号收发器；7、齿轮槽；8、滑槽；9、数据存储器；10、信号处理器；11、控制器；12、定位器。

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。

具体实施例一：

如图1、7所示，城市埋地式电力设备的无人巡检设备，包括主体5，主体5的表面阵列固定有移动装置4，移动装置4包括套筒405，套筒405内设有升降框架404，且升降框架404与套筒405活动连接，升降框架404的顶面固定有安装板407，安装板407之间固定有移动电机408，且移动电机408的输出端贯穿安装板407，安装板407之间设有移动滚轮406，且移动滚轮406与安装板407活动连接，移动电机408的输出端固定有主动齿轮403，且主动齿轮403与安装板407活动连接，安装板407表面设有传动齿轮402和从动齿轮401，且传动齿轮402和从动齿轮401分别与安装板407活动连接，且主动齿轮403与传动齿轮402相互啮合，且传动齿轮402与从动齿轮401相互啮合，且从动齿轮401的中心轴与移动滚轮406的中心轴固定连接，主体5的正面开设有齿轮槽7，主体5的内侧设有环绕装置2，且环绕装置2与主体5活动连接，环绕装置2包括安装框架202，安装框架202的一端固定有环绕电机205，且环绕电机205的输出端贯穿安装框架202，环绕电机205的输出端固定有环绕齿轮204，且环绕齿轮204与齿轮槽7相互啮合，安装框架202的表面镶嵌有CCD相机203，套筒405贯穿主体5，套筒405的内部固定有升降电机410，升降电机410的输出端固定有升降丝杆409，且升降丝杆409与升降框架404螺纹连接，且升降丝杆409贯穿升降框架404，且升降电机410的长度和升降丝杆409的长度之和等于套筒405的长度。

移动装置4包括套筒405，套筒405内设有升降框架404，且升降框架404与套筒405活动连接，升降框架404的顶面固定有安装板407，安装板407之间固定有移动电机408，且移动电机408的输出端贯穿安装板407，安装板407之间设有移动滚轮406，且移动滚轮406与安装板407活动连接，移动电机408的输出端固定有主动齿轮403，且主动齿轮403与安装板407活动连接，安装板407表面设有传动齿轮402和从动齿轮401，且传动齿轮402和从动齿轮401分别与安装板407活动连接，且主动齿轮403与传动齿轮402相互啮合，且传动齿轮402与从动齿轮401相互啮合，且从动齿轮401的中心轴与移动滚轮406的中心轴固定连接，这种设计使无人巡检设备可以在输电线管道内进行长时间的工作，降低了城市埋地式电力设备的巡检成本，而且移动装置4中的升降电机410和升降框架404使设备可以根据输电线管道的大小，对设备的整体大小进行调节，使设备的适用性增强。

具体实施例二：

如图2-6所示，城市埋地式电力设备的无人巡检设备，主体5的背面开设有滑槽8，且安装框架202与滑槽8活动连接，安装框架202远离环绕电机205的一端设有环绕滚珠201，且环绕滚珠201与安装框架202活动连接，且环绕滚珠201与滑槽8活动连接，主体5的正面剖视图为四分之三圆环，主体5的表面设有调节装置1，调节装置1包括固定板101和连接轴103，且固定板101与主体5表面固定连接，且连接轴103与主体5活动连接，连接轴103的表面固定有支撑框架105，支撑框架105的底部设有限位板104，且限位板104与主体5表面固定连接，固定板101与支撑框架105之间固定有复位弹簧102，支撑框架105内设有调节滚轮107，且调节滚轮107与支撑框架105活动连接，支撑框架105的表面固定有调节电机106，且调节电机106的输出端贯穿支撑框架105，且调节电机106的输出端与调节滚轮107的中心轴固定连接，主体5的内部固定有控制器11，且控制器11分别与调节电机106、移动电机408、升降电机410、环绕电机205电性连接，主体5的内侧均匀固定有照明灯3，且照明灯3与控制器11电性连接，主体5的内部固定有数据存储器9和信号处理器10，且数据存储器9与信号处理器10分别与控制器11电性连接，主体5的内部固定有定位器12，且定位器12与控制器11电性连接，主体5的表面固定有信号收发器6，且信号收发器6与控制器11电性连接。

环绕装置2中的安装框架202的一端通过环绕齿轮204与主体5正面的齿轮槽7连接，而安装框架202的另一端与主体5背面的滑槽8通过环绕滚珠201活动连接，使环绕装置2可以沿着主体5的内侧移动，使镶嵌在安装框架202表面的CCD相机203始终朝向主体5的中心位置，这种设计使CCD相机在对输电线管道内的电缆进行拍摄时，可以多角度进行拍摄，避免出现检测死角，而且在主体5的表面设有调节装置1，调节装置1中的调节滚轮107与移动滚轮406相互垂直，使设备在输电线管道中可以旋转调节，避免了因为电缆在输电线管道中的不均匀分布，造成设备与电缆卡合，通过CCD相机203，用机器代替人眼来做测量和判断，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的信号处理器10，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，信号处理器10对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的机器动作，使判别的结果通过信号收发器6传递至终端，并对故障进行精准定位，这种设计使机器代替了人工，不仅提升了工作速度，而且提升了工作效率。

具体实施例三：

如图8所示，城市埋地式电力设备的无人巡检流程如下：

Sp1：将设备安放在电力设备的输电线管道内时，移动装置4中的升降电机410会在套筒405内带动升降丝杆409旋转，升降丝杆409会调节升降框架404的延伸高度，使移动滚轮406可以紧密的与输电线管道内壁贴合，而安装板407之间固定的移动电机408在控制器11的控制下，通过主动齿轮403、传动齿轮402、从动齿轮401之间的啮合，使移动滚轮406在输电线管道的内部移动；

Sp2：当设备在输电线管道内部移动的同时，控制器11控制照明灯3工作，然后控制器11控制环绕电机205转动，环绕电机205带动环绕齿轮204在齿轮槽7内移动，而安装框架202表面镶嵌的CCD相机203在环绕滚轮201的作用下，指向主体5的中心点做圆周运动，使CCD相机203可以大角度环绕检测；

Sp3：CCD相机203在输电线管道内做圆弧移动，对输电线管道内的电缆进行拍摄，然后信号处理器10将拍摄的图片与数据存储器9中的对比数据进行对比，并将对比结果存储在数据存储器9中；

Sp4：当信号处理器10得到结果显示电缆损坏时，控制器11会将信息通过信号收发器6传送至终端，而主体5内部的定位器12会通过信号收发器6将准确位置传送至终端。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.城市埋地式电力设备的无人巡检设备，包括主体（5），其特征在于：所述主体（5）的表面阵列固定有移动装置（4），所述移动装置（4）包括套筒（405），所述套筒（405）内设有升降框架（404），且升降框架（404）与套筒（405）活动连接，所述升降框架（404）的顶面固定有安装板（407），所述安装板（407）之间固定有移动电机（408），且移动电机（408）的输出端贯穿安装板（407），所述安装板（407）之间设有移动滚轮（406），且移动滚轮（406）与安装板（407）活动连接，所述移动电机（408）的输出端固定有主动齿轮（403），且主动齿轮（403）与安装板（407）活动连接，所述安装板（407）表面设有传动齿轮（402）和从动齿轮（401），且传动齿轮（402）和从动齿轮（401）分别与安装板（407）活动连接，且主动齿轮（403）与传动齿轮（402）相互啮合，且传动齿轮（402）与从动齿轮（401）相互啮合，且从动齿轮（401）的中心轴与移动滚轮（406）的中心轴固定连接，所述主体（5）的正面开设有齿轮槽（7），所述主体（5）的内侧设有环绕装置（2），且环绕装置（2）与主体（5）活动连接，所述环绕装置（2）包括安装框架（202），所述安装框架（202）的一端固定有环绕电机（205），且环绕电机（205）的输出端贯穿安装框架（202），所述环绕电机（205）的输出端固定有环绕齿轮（204），且环绕齿轮（204）与齿轮槽（7）相互啮合，所述安装框架（202）的表面镶嵌有CCD相机（203）;

所述主体（5）的表面设有调节装置（1），所述调节装置（1）包括固定板（101）和连接轴（103），且固定板（101）与主体（5）表面固定连接，且连接轴（103）与主体（5）活动连接，所述连接轴（103）的表面固定有支撑框架（105），所述支撑框架（105）的底部设有限位板（104），且限位板（104）与主体（5）表面固定连接，所述固定板（101）与支撑框架（105）之间固定有复位弹簧（102），所述支撑框架（105）内设有调节滚轮（107），且调节滚轮（107）与支撑框架（105）活动连接，所述支撑框架（105）的表面固定有调节电机（106），且调节电机（106）的输出端贯穿支撑框架（105），且调节电机（106）的输出端与调节滚轮（107）的中心轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的城市埋地式电力设备的无人巡检设备，其特征在于：所述套筒（405）贯穿主体（5），所述套筒（405）的内部固定有升降电机（410），所述升降电机（410）的输出端固定有升降丝杆（409），且升降丝杆（409）与升降框架（404）螺纹连接，且升降丝杆（409）贯穿升降框架（404），且升降电机（410）的长度和升降丝杆（409）的长度之和等于套筒（405）的长度。

3.根据权利要求1所述的城市埋地式电力设备的无人巡检设备，其特征在于：所述主体（5）的背面开设有滑槽（8），且安装框架（202）与滑槽（8）活动连接，所述安装框架（202）远离环绕电机（205）的一端设有环绕滚珠（201），且环绕滚珠（201）与安装框架（202）活动连接，且环绕滚珠（201）与滑槽（8）活动连接，所述主体（5）的正面剖视图为四分之三圆环。

4.根据权利要求1所述的城市埋地式电力设备的无人巡检设备，其特征在于：所述主体（5）的内部固定有控制器（11），且控制器（11）分别与调节电机（106）、移动电机（408）、升降电机（410）、环绕电机（205）电性连接，所述主体（5）的内侧均匀固定有照明灯（3），且照明灯（3）与控制器（11）电性连接。

5.根据权利要求1所述的城市埋地式电力设备的无人巡检设备，其特征在于：所述主体（5）的内部固定有数据存储器（9）和信号处理器（10），且数据存储器（9）与信号处理器（10）分别与控制器（11）电性连接，所述主体（5）的内部固定有定位器（12），且定位器（12）与控制器（11）电性连接，所述主体（5）的表面固定有信号收发器（6），且信号收发器（6）与控制器（11）电性连接。

6.根据权利要求1所述的城市埋地式电力设备的无人巡检设备的无人巡检流程,其特征在于包括如下步骤：

Sp1：将设备安放在电力设备的输电线管道内时，移动装置（4）中的升降电机（410）会在套筒（405）内带动升降丝杆（409）旋转，升降丝杆（409）会调节升降框架（404）的延伸高度，使移动滚轮（406）可以紧密的与输电线管道内壁贴合，而安装板（407）之间固定的移动电机（408）在控制器（11）的控制下，通过主动齿轮（403）、传动齿轮（402）、从动齿轮（401）之间的啮合，使移动滚轮（406）在输电线管道的内部移动；

Sp2：当设备在输电线管道内部移动的同时，控制器（11）控制照明灯（3）工作，然后控制器（11）控制环绕电机（205）转动，环绕电机（205）带动环绕齿轮（204）在齿轮槽（7）内移动，而安装框架（202）表面镶嵌的CCD相机（203）在环绕滚珠（201）的作用下，指向主体（5）的中心点做圆周运动，使CCD相机（203）可以大角度环绕检测；

Sp3：CCD相机（203）在输电线管道内做圆弧移动，对输电线管道内的电缆进行拍摄，然后信号处理器（10）将拍摄的图片与数据存储器（9）中的对比数据进行对比，并将对比结果存储在数据存储器（9）中；

Sp4：当信号处理器（10）得到结果显示电缆损坏时，控制器（11）会将信息通过信号收发器（6）传送至终端，而主体（5）内部的定位器（12）会通过信号收发器（6）将准确位置传送至终端。