CN115091428A - 一种智慧变电站巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧变电站巡检机器人，涉及电力输送技术领域，包括移动组件，所述移动组件包括底盘，底盘上固定安装有四个转向电机，转向电机的输出轴上转动安装有电机轮，所述底盘上还通过桨叶支架转动安装有左旋桨叶和右旋桨叶，底盘上固定安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸缩杆上固定安装有气泵，气泵的两端分别固定安装有第一电磁阀和第二电磁阀。本发明通过给摄像机和热成像仪散热，可以提高工作环境温度的上限，从而让摄像机和热成像仪在高温环境下正常工作，通过降低摄像机温度的形式，让摄像机的噪点更低，从而来提高摄像机拍摄的清晰度。

Description

一种智慧变电站巡检机器人

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域，具体为一种智慧变电站巡检机器人。

背景技术

高压输电线路是承载人民生活和国民经济的电力动脉，为保证高压输电线路正常运行，输电线路巡检成为确保电网正常运行的关键。不过，伴随近年来电网规模的快速增长和运检人员相对不足的矛盾日益凸显，城镇化进程的不断推进，致使输电线路通道不断向山区湖泊滩涂等人力较难到达的区域扩展，人力巡检效率低、风险高。

为解决上述技术问题，现有技术公开号为CN110014411B的专利技术公开了一种变电站巡检机器人，包括检测设备和设置有行走机构的车体，车体上沿上下方向导向移动装配有升降杆，检测设备可俯仰转动的装配于所述升降杆的顶端，升降杆上设置有驱动楔面，车体上沿前后方向导向移动驱动楔块，升降杆上转动装配有第一齿轮和第二齿轮，第二齿轮为扇形齿轮，检测设备与扇形齿轮传动连接以在检测设备俯仰转动时带动所述扇形齿轮转动，升降杆上还沿前后方向导向移动装配有传动齿条，传动齿条上固定有竖向布置的传动杆，驱动楔块上设置有与所述传动杆在上下方向上适配导向配合的传动孔。该发明提供了一种检测设备可以进行俯仰角调整，并能够根据检测设备的俯仰角调整来调整检测设备高度的变电站巡检机器人。但是该现有技术在炎热的夏天使用时，由于外界环境温度的升高，导致了电子产品工作温度的上升。电子产品自身工作产生的热量不能及时排出从而积聚在装置内,这样就使得内部的电路和元器件电阻增大,为了保持电压的恒定将会引起流通电流的增加,进而造成了电能的消耗。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧变电站巡检机器人，包括移动组件，所述移动组件包括底盘，底盘上固定安装有四个转向电机，转向电机的输出轴上转动安装有电机轮，所述底盘上还通过桨叶支架转动安装有左旋桨叶和右旋桨叶，底盘上固定安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸缩杆上固定安装有气泵，气泵的两端分别固定安装有第一电磁阀和第二电磁阀，所述底盘上还固定设置有平衡模块；检测组件，所述检测组件包括通过网罩支架固定安装在底盘上的网罩，网罩上固定安装有旋转柱，旋转柱上转动安装有旋转板，旋转板上固定安装有旋转被动齿轮，旋转被动齿轮上齿轮啮合有旋转主动齿轮，旋转主动齿轮固定安装在旋转电机的输出轴上，旋转板上固定安装有摆动支架，摆动支架上转动安装有冷却箱支架，冷却箱支架上固定安装有冷却箱，冷却箱内固定设置有仪器支架。

优选地，所述桨叶支架与底盘固定连接，左旋桨叶和右旋桨叶与桨叶支架转动连接，并且左旋桨叶和右旋桨叶的旋向相反，右旋桨叶上通过第二传动带与第二带轮传动连接，左旋桨叶上固定安装有桨叶轴，桨叶轴通过第一传动带与第一带轮传动连接，第一带轮和第二带轮上分别固定安装有输出齿轮和输入齿轮，第一带轮、第二带轮、输出齿轮和输入齿轮均转动安装在底盘上，所述输出齿轮和输入齿轮与转向齿轮齿轮啮合，转向齿轮转动安装在底盘上，动力电机的输出轴上设置有齿轮，且该齿轮与输入齿轮啮合，动力电机固定安装在底盘上。

优选地，所述的平衡模块包括固定安装在底盘上的伸缩杆，伸缩杆的顶部固定连接有导通片，导通片与底盘之间设置有弹簧，弹簧环绕在伸缩杆的外侧，第一触点与平衡导电杆以及第二触点与平衡导电杆之间和第一电磁阀、第二电磁阀构成单刀双掷开关电路，第一触点和平衡导电杆串联在第二电磁阀电路中，第二触点和平衡导电杆串联在第一电磁阀电路中。

优选地，所述导通片的上方设置有平衡导电杆，平衡导电杆转动安装在平衡支架上，平衡支架上对称设置有限位杆，平衡支架固定安装在底盘上，所述伸缩杆的两侧对称设置有电磁铁，电磁铁固定安装在底盘上。

优选地，所述旋转柱固定安装在网罩的中心，所述旋转电机固定安装在旋转柱上。

优选地，所述冷却箱支架上固定连接有被动摆动带轮，被动摆动带轮通过摆动传动带与摆动电机的输出轴传动连接，摆动电机固定安装在旋转板上。

优选地，所述仪器支架内固定安装有摄像机和热成像仪，仪器支架上还滑动安装有雨刮，雨刮固定安装在雨刮传动带上，雨刮传动带转动安装在仪器支架上，雨刮传动带由雨刮电机驱动。

优选地，所述旋转板上还固定安装有蒸发箱，蒸发箱与冷却箱的内部通过管道连通，蒸发箱上固定安装有冷凝管，冷凝管的内部与蒸发箱内部连通，蒸发箱内部填充有冷却液，并且蒸发箱内部设置三分之二的大气压强，冷凝管上固定安装有散热片，管道上固定安装有水泵，水泵串联在管道上，用于带动冷却液流动。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明通过给摄像机和热成像仪散热，可以提高工作环境温度的上限，从而让摄像机和热成像仪在高温环境下正常工作；（2）本发明通过降低摄像机温度的形式，让摄像机的噪点更低，从而来提高摄像机拍摄的清晰度；（3）本发明通过设置右旋桨叶和左旋桨叶的转动，可以降低电机轮对地面的压力，从而减少对地面上草坪的压迫。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明图1中A处结构示意图。

图3为本发明限位杆处结构示意图。

图4为本发明网罩支架处结构示意图。

图5为本发明底盘结构示意图。

图6为本发明底盘结构剖视图。

图7为本发明图6中B处结构示意图。

图8为本发明检测组件结构示意图。

图9为本发明雨刮处结构示意图。

图10为本发明冷却箱结构剖视图。

图11为本发明蒸发箱结构剖视图。

图中：101-电机轮；102-底盘；103-转向电机；104-电动伸缩杆；105-气泵；1051-第一电磁阀；1052-第二电磁阀；106-平衡支架；1061-限位杆；107-平衡导电杆；108-导通片；1081-第一触点；1082-第二触点；109-伸缩杆；110-弹簧；111-电磁铁；112-左旋桨叶；113-桨叶支架；114-右旋桨叶；115-桨叶轴；116-第一传动带；117-第二传动带；118-第一带轮；119-第二带轮；120-输出齿轮；121-输入齿轮；122-转向齿轮；123-动力电机；201-网罩；202-网罩支架；203-旋转板；204-旋转柱；205-旋转被动齿轮；206-旋转主动齿轮；207-旋转电机；208-摆动支架；209-冷却箱支架；210-摆动传动带；211-被动摆动带轮；212-冷却箱；213-摄像机；214-热成像仪；215-雨刮；216-仪器支架；217-雨刮传动带；218-雨刮电机；219-管道；220-散热片；221-蒸发箱；222-水泵；223-冷凝管；224-摆动电机。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明提供一种技术方案：一种智慧变电站巡检机器人，包括移动组件，移动组件包括底盘102，底盘102上固定安装有四个转向电机103，转向电机103的输出轴上转动安装有电机轮101，底盘102上还通过桨叶支架113转动安装有左旋桨叶112和右旋桨叶114，底盘102上固定安装有电动伸缩杆104，电动伸缩杆104的伸缩杆上固定安装有气泵105，气泵105的两端分别固定安装有第一电磁阀1051和第二电磁阀1052，桨叶支架113与底盘102固定连接，左旋桨叶112和右旋桨叶114与桨叶支架113转动连接，并且左旋桨叶112和右旋桨叶114的旋向相反，右旋桨叶114上通过第二传动带117与第二带轮119传动连接，左旋桨叶112上固定安装有桨叶轴115，桨叶轴115通过第一传动带116与第一带轮118传动连接，第一带轮118和第二带轮119上分别固定安装有输出齿轮120和输入齿轮121，第一带轮118、第二带轮119、输出齿轮120和输入齿轮121均转动安装在底盘102上，输出齿轮120和输入齿轮121与转向齿轮122齿轮啮合，转向齿轮122转动安装在底盘102上，动力电机123的输出轴上设置有齿轮，且该齿轮与输入齿轮121啮合，动力电机123固定安装在底盘102上，底盘102上还固定设置有平衡模块。

平衡模块包括固定安装在底盘102上的伸缩杆109，伸缩杆109的顶部固定连接有导通片108，导通片108与底盘102之间设置有弹簧110，弹簧110环绕在伸缩杆109的外侧，第一触点1081与平衡导电杆107以及第二触点1082与平衡导电杆107之间和第一电磁阀1051、第二电磁阀1052构成单刀双掷开关电路，第一触点1081和平衡导电杆107串联在第二电磁阀1052电路中，第二触点1082和平衡导电杆107串联在第一电磁阀1051电路中，导通片108的上方设置有平衡导电杆107，平衡导电杆107转动安装在平衡支架106上，平衡支架106上对称设置有限位杆1061，平衡支架106固定安装在底盘102上，伸缩杆109的两侧对称设置有电磁铁111，电磁铁111固定安装在底盘102上。

检测组件包括通过网罩支架202固定安装在底盘102上的网罩201，网罩201上固定安装有旋转柱204，旋转柱204上转动安装有旋转板203，旋转板203上固定安装有旋转被动齿轮205，旋转被动齿轮205上齿轮啮合有旋转主动齿轮206，旋转主动齿轮206固定安装在旋转电机207的输出轴上，旋转板203上固定安装有摆动支架208，摆动支架208上转动安装有冷却箱支架209，冷却箱支架209上固定安装有冷却箱212，冷却箱212内固定设置有仪器支架216，旋转柱204固定安装在网罩201的中心，旋转电机207固定安装在旋转柱204上，冷却箱支架209上固定连接有被动摆动带轮211，被动摆动带轮211通过摆动传动带210与摆动电机224的输出轴传动连接，摆动电机224固定安装在旋转板203上，仪器支架216内固定安装有摄像机213和热成像仪214，仪器支架216上还滑动安装有雨刮215，雨刮215固定安装在雨刮传动带217上，雨刮传动带217转动安装在仪器支架216上，雨刮传动带217由雨刮电机218驱动，旋转板203上还固定安装有蒸发箱221，蒸发箱221与冷却箱212的内部通过管道219连通，蒸发箱221上固定安装有冷凝管223，冷凝管223的内部与蒸发箱221内部连通，蒸发箱221内部填充有冷却液，并且蒸发箱221内部设置三分之二的大气压强，冷凝管223上固定安装有散热片220，管道219上固定安装有水泵222，水泵222串联在管道219上，用于带动冷却液流动。

本发明公开的一种智慧变电站巡检机器人的工作原理如下：在使用时，通过控制四个电机轮101的转动即可控制装置整体的前进后退以及转弯，并且还可以通过控制转向电机103的转动使其电机轮101旋转90°让装置横着走，从而提高了装置移动的灵活性，当地面为软质土层或者为草坪地时，为了减少电机轮101对草坪的伤害，启动动力电机123，动力电机123的输出轴就会带动输入齿轮121转动，输入齿轮121转动就会通过转向齿轮122带动输出齿轮120转动，输出齿轮120和输入齿轮121转动就会分别带动第一带轮118和第二带轮119转动，第一带轮118和第二带轮119分别通过第一传动带116和第二传动带117带动左旋桨叶112和右旋桨叶114转动，此时左旋桨叶112和右旋桨叶114的转动方向相反，从而抵消左旋桨叶112和右旋桨叶114之间的扭矩，并且左旋桨叶112和右旋桨叶114的旋转会产生部分升力来减少电机轮101施加到地面上的力，与此同时，启动电动伸缩杆104，电动伸缩杆104伸出带动气泵105移动，此步骤为了增加气泵105的力臂，因为左旋桨叶112和右旋桨叶114产生了升力，从而导致电机轮101的附着力降低，因此装置在前进后退的时候可能发生侧倾，此时启动气泵105以及控制第一电磁阀1051和第二电磁阀1052的通断来控制气泵105处喷射气流的方向，需要说明的是，如图1所示，气泵105的出气口连接有三通管道，三通管道的另外两端分别固定安装第一电磁阀1051和第二电磁阀1052，并且当装置发生向前倾斜时，平衡导电杆107的两端就会与第二触点1082接触，此时将第一电磁阀1051打开，使其装置产生一个向下的压力，从而使装置恢复水平，反之，当装置发生向后倾斜时，平衡导电杆107的两端就会与第一触点1081接触，此时将第二电磁阀1052打开，使其装置产生一个向下的压力，从而使装置恢复水平，当不需要此功能时，启动两个电磁铁111，使第一带轮118向下移动远离平衡导电杆107，并且由于设置的限位杆1061，无论平衡导电杆107怎么摆动均会被限位杆1061限制而无法与导通片108接触。

当需要对变压器等器件进行观察时，控制旋转电机207的转动，旋转电机207转动就会带动旋转被动齿轮205转动，旋转被动齿轮205转动会带动旋转板203转动，旋转板203转动就会带动仪器支架216上的摄像机213和热成像仪214沿着垂直轴心旋转，通过控制摆动电机224，摆动电机224的输出轴会通过摆动传动带210带动被动摆动带轮211转动，被动摆动带轮211转动会带动冷却箱支架209转动，冷却箱支架209转动会带动冷却箱212转动，冷却箱212转动会带动仪器支架216上的摄像机213和雨刮215沿着冷却箱支架209的轴线转动，从而让摄像机213和热成像仪214沿着两个轴线自由摆动，使其摄像机213和热成像仪214朝向需要检测的变压器，并将变压器的温度和外观情况记录下来。当在炎热的夏天工作时，热成像仪214和摄像机213产生的大量温度会传递到冷却箱212中，冷却箱212内部冷却液就会吸热，通过水泵222将吸收热量的冷却液传送到蒸发箱221中，由于蒸发箱221内部的压力低于大气压，此时蒸发箱221、管道219、冷却箱212内部的冷却液变成气态，然后上升到冷凝管223内，由于冷凝管223上固定安装有散热片220，因此冷凝管223内处于低温，此时蒸发的气态冷却液就会冷能，顺着冷凝管223的斜坡滑落到蒸发箱221内，从而再次进行循环，与此同时，左旋桨叶112和右旋桨叶114的转动还会加速散热片220周围的空气流速，因此会进一步提升散热效率，这样就可以提高热成像仪和摄像机工作环境温度的上限，同时可以解决因温度过高电子的平均动能越大，光电荷的转换转移和输出过程中的不确定性就越高，这也就意味着成像噪点也就越多，而且过高的温度会加速电子器件的老化，这是一种不可逆转的老化的问题，从而降低摄像机画质的噪点。当下雨时，可以控制雨刮电机218的转动，通过雨刮传动带217带动雨刮215在热成像仪214和摄像机213的上滑动，从而将雨水刮掉。

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 (8)

1.一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：包括移动组件，所述移动组件包括底盘（102），底盘（102）上固定安装有四个转向电机（103），转向电机（103）的输出轴上转动安装有电机轮（101），所述底盘（102）上还通过桨叶支架（113）转动安装有左旋桨叶（112）和右旋桨叶（114），底盘（102）上固定安装有电动伸缩杆（104），电动伸缩杆（104）的伸缩杆上固定安装有气泵（105），气泵（105）的两端分别固定安装有第一电磁阀（1051）和第二电磁阀（1052），所述底盘（102）上还固定设置有平衡模块；

检测组件，所述检测组件包括通过网罩支架（202）固定安装在底盘（102）上的网罩（201），网罩（201）上固定安装有旋转柱（204），旋转柱（204）上转动安装有旋转板（203），旋转板（203）上固定安装有旋转被动齿轮（205），旋转被动齿轮（205）上齿轮啮合有旋转主动齿轮（206），旋转主动齿轮（206）固定安装在旋转电机（207）的输出轴上，旋转板（203）上固定安装有摆动支架（208），摆动支架（208）上转动安装有冷却箱支架（209），冷却箱支架（209）上固定安装有冷却箱（212），冷却箱（212）内固定设置有仪器支架（216）。

2.根据权利要求1所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述桨叶支架（113）与底盘（102）固定连接，左旋桨叶（112）和右旋桨叶（114）与桨叶支架（113）转动连接，并且左旋桨叶（112）和右旋桨叶（114）的旋向相反，右旋桨叶（114）上通过第二传动带（117）与第二带轮（119）传动连接，左旋桨叶（112）上固定安装有桨叶轴（115），桨叶轴（115）通过第一传动带（116）与第一带轮（118）传动连接，第一带轮（118）和第二带轮（119）上分别固定安装有输出齿轮（120）和输入齿轮（121），第一带轮（118）、第二带轮（119）、输出齿轮（120）和输入齿轮（121）均转动安装在底盘（102）上，所述输出齿轮（120）和输入齿轮（121）与转向齿轮（122）齿轮啮合，转向齿轮（122）转动安装在底盘（102）上，动力电机（123）的输出轴上设置有齿轮，且该齿轮与输入齿轮（121）啮合，动力电机（123）固定安装在底盘（102）上。

3.根据权利要求2所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述的平衡模块包括固定安装在底盘（102）上的伸缩杆（109），伸缩杆（109）的顶部固定连接有导通片（108），导通片（108）与底盘（102）之间设置有弹簧（110），弹簧（110）环绕在伸缩杆（109）的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述导通片（108）的上方设置有平衡导电杆（107），平衡导电杆（107）转动安装在平衡支架（106）上，平衡支架（106）上对称设置有限位杆（1061），平衡支架（106）固定安装在底盘（102）上，所述伸缩杆（109）的两侧对称设置有电磁铁（111），电磁铁（111）固定安装在底盘（102）上。

5.根据权利要求4所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述旋转柱（204）固定安装在网罩（201）的中心，所述旋转电机（207）固定安装在旋转柱（204）上。

6.根据权利要求5所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述冷却箱支架（209）上固定连接有被动摆动带轮（211），被动摆动带轮（211）通过摆动传动带（210）与摆动电机（224）的输出轴传动连接，摆动电机（224）固定安装在旋转板（203）上。

7.根据权利要求6所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述仪器支架（216）内固定安装有摄像机（213）和热成像仪（214），仪器支架（216）上还滑动安装有雨刮（215），雨刮（215）固定安装在雨刮传动带（217）上，雨刮传动带（217）转动安装在仪器支架（216）上，雨刮传动带（217）由雨刮电机（218）驱动。

8.根据权利要求7所述的一种智慧变电站巡检机器人，其特征在于：所述旋转板（203）上还固定安装有蒸发箱（221），蒸发箱（221）与冷却箱（212）的内部通过管道（219）连通，蒸发箱（221）上固定安装有冷凝管（223），冷凝管（223）的内部与蒸发箱（221）内部连通，冷凝管（223）上固定安装有散热片（220），管道（219）上固定安装有水泵（222）。

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