CN114346989A - 一种双影像电缆沟道微型巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，包括机体，所述机体上设有驱动轮，机体下方设有微型检测云台，微型检测云台包括摄像头以及红外检测仪，微型检测云台可实现X、Y、Z三个维度的转动调节，机架上还设有倾角传感器、平衡调节装置，平衡调节装置包括支撑杆，支撑杆上安装有配重块，配重块的两侧分别设有第一电磁铁和第二电磁铁，配重块的两端设有磁块，倾角传感器可控制第一电磁铁或第二电磁铁通电，第一电磁铁和第二电磁铁不可同时通电。本发明可检测机器人实际运行中的倾斜程度，并实时调节机器人的平衡，保证机器人运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于巡检机器人技术领域，尤其是一种双影像电缆沟道微型巡检机器人。
背景技术
目前，配网电缆沟的应用越来越广泛，安全运维至关重要。由于配网电缆沟空间狭小、环境复杂、夏季温度高、沟内存在有毒易燃气体等因素，巡检人员沟内工作时需要随身携带红外测温仪、气体检测仪、手电筒和相机等多种工具，劳动强度大、作业效率低，漏检误检频繁发生；当电缆沟发生起火、冒烟或不明原因断电等紧急事件时，抢修人员难以第一时间准确查找故障点并靠近事故现场进行应急处理，而且沟内抢修容易发生人身危险。此外，随着城市化进程的不断推进，道路、高楼等建设大规模开展，基建施工对电缆沟造成的沟壁倒塌、电缆破损等事件时有发生，目前对这种外力破坏缺乏有效的监督和评判，往往是发生停电事故，才去检查处理，经济损失大。
采用机器人进行电缆沟巡检是保障电缆沟安全运行的有效手段，国内外有电缆沟巡检机器人的报道，但均为地面行走型，电缆沟地面环境复杂，障碍多，机器人难以正常工作，实用性差，不能推广应用，但是采用索道式的巡检机器人，由于机器人在柔性索道上运行，在运行过程中容易造成倾倒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，通过检测机器人实际运行中的倾斜程度，并通过平衡调节装置实时调节机器人的平衡，保证机器人运行的稳定性。
本发明提供了一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其解决技术问题的技术方案包括机体，所述机体上设有至少一个驱动轮，所述机体的下方设有微型检测云台，所述微型检测云台包括摄像头以及红外检测仪，所述微型检测云台可实现X、Y、Z三个维度的转动调节，所述机架上还设有倾角传感器、平衡调节装置，所述倾角传感器用于检测机器人运行过程中的倾斜度，所述平衡调节装置包括支撑杆，所述支撑杆上安装有滑动连接的配重块，所述配重块的两侧分别设有第一电磁铁和第二电磁铁，所述配重块的两端设有磁块，所述倾角传感器检测到机器人倾斜时发出控制信号控制所述第一电磁铁或第二电磁铁通电，所述第一电磁铁通电可通过磁力吸引配重块超向第一电磁铁的方向滑动，所述第二电磁铁通电可通过磁力吸引配重块超向第二电磁铁的方向滑动，所述第一电磁铁和第二电磁铁不可同时通电。
优选的，所述支撑杆的两端分别设有一个限位台，所述第一电磁铁和第二电磁铁分别安装在限位台朝向配重块的端面上。
优选的，所述配重块的两端与限位台之间分别连接有一个套接在支撑杆上的弹簧。
优选的，所述倾角传感器检测到机器人的倾斜角度α大于±5°时发出控制信号。
优选的，所述控制电路的电流随α的大小而不同；α值越大，电流越大。
优选的，还包括两个间隔分布的安装板，两个安装板之间安装有防坠装置，所述防坠装置包括导杆、推板、液压缸，所述导杆跨接在两个安装板之间，所述导杆在轨道的上部和下部分别设有一个，所述导杆上滑动安装由位于所述轨道两侧的推板，所述推板朝向轨道的端面上设有压力传感器，每个推板的另一端设有液压驱动装置，所述压力传感器与液压驱动装置通讯连接。
优选的，所述导杆距离所述轨道的距离为5-8mm，所述推板距离轨道侧面的距离为2-5cm。
优选的，所述机器人的连接部位采用多层橡胶圈进行密封，所述机器人的防护等级达到IP66。
优选的，所述机器人内部设有内嵌式强迫散热风道。
综上所述，运用本发明的技术方案，至少具有如下的有益效果：
1、通过具有摄像以及红外双影像的检测装置，可以很好的实现对电缆沟的巡检，可以实现对沟内电缆以及周边环境的精确感知；
2、通过设计了倾角传感器，可以及时检测机器人在运行过程中的倾斜度，并通过平衡调节装置进行自动平衡补偿，使机器人运行更加稳定；
3、通过设计了防坠装置，可以避免在意外情况发生时，机器人从索道上掉落，造成重大损失；
4、微型检测云台可实现三维的调节，可以全方位的对电缆沟内进行检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明主视图；
图2是本发明俯视图；
图3是本发明平衡调节装置配重块向一侧移动后示意图；
图4是本发明防坠装置示意图；
图5是本发明倾斜状态下防坠装置示意图；
图6是本发明限位台上电磁铁示意图。
图中：1、机体；2、驱动轮；3、微型检测云台；4、倾角传感器；5、支撑杆；6、配重块；7、第一电磁铁；8、第二电磁铁；9、磁块；10、限位台；11、弹簧；12、安装板；13、导杆；14、推板；15、液压缸；16、压力传感器。
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。
本发明提供一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，如图1-6所示，包括机体1，所述机体1上设有至少一个驱动轮2，本发明中驱动轮2为带轮结构，其中索道为软性同步带结构，这样在运行过程中，通过驱动轮2与索道的带齿咬合作用可提高机器人运行的摩擦力，使运行更加稳定，在机器人机体1的下方设有微型检测云台3，所述微型检测云台3包括摄像头以及红外检测仪，可以实现对沟内电缆以及周边环境的精确感知；其中微型检测云台3可实现X、Y、Z三个维度的转动调节，使巡检范围更加全面，更加广泛；为了保证机器人在运行过程中的平稳性，本发明在机架上还设有倾角传感器4、平衡调节装置，倾角传感器4用于检测机器人运行过程中的倾斜度，所述平衡调节装置包括支撑杆5，所述支撑杆5上安装有滑动连接的配重块6，所述配重块6的两侧分别设有第一电磁铁7和第二电磁铁8，所述配重块6的两端设有磁块9，初始状态时，配重块6位于支撑杆5的中心位置，该中心位置也位于整个机器人装置的整体的中心位置，在机器人运行过程中，由于索道的波动或者外界环境的干扰，机器人可能会发生倾斜，倾角传感器4检测到机器人倾斜时发出控制信号，需要注意的时，本发明中倾角传感器4检测到机器人的倾斜角度α大于±5°时才可以发出控制信号，该控制信号可以控制所述第一电磁铁7或第二电磁铁8通电，其中第一电磁铁7通电可通过磁力吸引配重块6超向第一电磁铁7的方向滑动，所述第二电磁铁8通电可通过磁力吸引配重块6超向第二电磁铁8的方向滑动，所述第一电磁铁7和第二电磁铁8不可同时通电；需要注意的是，在实际设计时，可以通过电路设计，使控制电路的电流随α的大小而不同；α值越大，电流越大，α值越小，电流越小，这样可以通过电流的改变控制电磁铁磁场的强弱，进而可以控制磁力的大小，直接反应至配重块6的移动距离的不同，可以很好的根据不同的倾斜角度进行针对性的平衡补偿。
为了避免配重块6在平衡补偿过程中移动过位，本发明在支撑杆5的两端分别设有一个限位台10，所述第一电磁铁7和第二电磁铁8分别安装在限位台10朝向配重块6的端面上，电磁铁采用环形设计，可以更好的实现对配重块6的吸引。
本发明在配重块6的两端与限位台10之间分别连接有一个套接在支撑杆5上的弹簧11，这样当磁力消失时，配重块6可在弹簧11的左右下自动复位。
为了保证在意外情况下，机器人整体不脱离索道，避免掉落造成机器人的严重损坏，本发明还设计了防坠装置，包括两个间隔分布的安装板12，两个安装板12之间安装有防坠装置，所述防坠装置包括导杆13、推板14、液压缸15，所述导杆13跨接在两个安装板12之间，所述导杆13在轨道的上部和下部分别设有一个，所述导杆13上滑动安装由位于所述轨道两侧的推板14，所述推板14朝向轨道的端面上设有压力传感器16，每个推板14的另一端设有液压驱动装置，所述压力传感器16与液压驱动装置通讯连接；导杆13距离所述轨道的距离为5-8mm，推板14距离轨道侧面的距离为2-5cm,防坠装置可保证在机器人发生倾倒的情况下不会从轨道上掉落。
本发明中机器人的连接部位采用多层橡胶圈进行密封，所述机器人的防护等级达到I P66，为了保证良好的散热效果，本发明在机器人内部设有内嵌式强迫散热风道；使机器人满足防水、散热要求。
本发明通过具有摄像以及红外双影像的检测装置，可以很好的实现对电缆沟的巡检，可以实现对沟内电缆以及周边环境的精确感知；通过设计了倾角传感器4，可以及时检测机器人在运行过程中的倾斜度，并通过平衡调节装置进行自动平衡补偿，使机器人运行更加稳定；通过设计了防坠装置，可以避免在意外情况发生时，机器人从索道上掉落，造成重大损失。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，包括机体，所述机体上设有至少一个驱动轮，所述机体的下方设有微型检测云台，所述微型检测云台包括摄像头以及红外检测仪，所述微型检测云台可实现X、Y、Z三个维度的转动调节，所述机架上还设有倾角传感器、平衡调节装置，所述倾角传感器用于检测机器人运行过程中的倾斜度，所述平衡调节装置包括支撑杆，所述支撑杆上安装有滑动连接的配重块，所述配重块的两侧分别设有第一电磁铁和第二电磁铁，所述配重块的两端设有磁块，所述倾角传感器检测到机器人倾斜时发出控制信号控制所述第一电磁铁或第二电磁铁通电，所述第一电磁铁通电可通过磁力吸引配重块超向第一电磁铁的方向滑动，所述第二电磁铁通电可通过磁力吸引配重块超向第二电磁铁的方向滑动，所述第一电磁铁和第二电磁铁不可同时通电。
2.根据权利要求1所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述支撑杆的两端分别设有一个限位台，所述第一电磁铁和第二电磁铁分别安装在限位台朝向配重块的端面上。
3.根据权利要求2所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述配重块的两端与限位台之间分别连接有一个套接在支撑杆上的弹簧。
4.根据权利要求1所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述倾角传感器检测到机器人的倾斜角度α大于±5°时发出控制信号。
5.根据权利要求4所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述控制电路的电流随α的大小而不同；α值越大，电流越大。
6.根据权利要求1所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，还包括两个间隔分布的安装板，两个安装板之间安装有防坠装置，所述防坠装置包括导杆、推板、液压缸，所述导杆跨接在两个安装板之间，所述导杆在轨道的上部和下部分别设有一个，所述导杆上滑动安装由位于所述轨道两侧的推板，所述推板朝向轨道的端面上设有压力传感器，每个推板的另一端设有液压驱动装置，所述压力传感器与液压驱动装置通讯连接。
7.根据权利要求1所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述机器人的连接部位采用多层橡胶圈进行密封，所述机器人的防护等级达到IP66。
8.根据权利要求1所述一种双影像电缆沟道微型巡检机器人，其特征在于，所述机器人内部设有内嵌式强迫散热风道。
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