CN115126539A - 一种隧道变电站电气自动化监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道变电站电气自动化监测装置，包括轨道；巡检机器人主体，巡检机器人主体通过驱动轮和导向轮安装在轨道上；检测机构，检测机构安装在轨道的外侧，巡检机器人主体在移动至检测装置后被检测；检测机构包括位于轨道外侧的机架，机架的一侧设有升降机构，机架的底部设有对多个驱动轮检测的多个检测单元，轨道的一侧设有将驱动轮抬起的抬升机构，本发明在山区隧道距离市区或者电力公司路程较远时，使用巡检机器人监测，在巡检机器人监测至异常信号后，工作人员可及时的到达变电站进行检修，减小人力物力的消耗，而且巡检机器人可以较为稳定的对变电站全方位监测，更加方便对变电站全面的监测。

Description

一种隧道变电站电气自动化监测装置

技术领域

本发明涉及变电站检测技术领域，具体为一种隧道变电站电气自动化监测装置。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所，在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道，高速公路隧道为了保证隧道内部通风条件，减小有毒气体以及保证氧气浓度，需要安装通风设备，隧道的内部需要安装照明灯具以及应急诱导灯，一般隧道只需在隧道两端布置变电站即可完成对隧道内部电器设备的供电，对于3KM以上的特长隧道则必须在隧道内增设变电站，以满足隧道内电气设备的供电，在部分山区隧道距离市区和服务区较远，电器柜等电子设备内的传感器存在老化故障的可能性，需要人员定时定期去变电站人为检查，降低变电站故障的可能性，但是，山区隧道距离市区或者电力公司路程较远，检修人员在检测时需要乘坐交通工具到达位置后，再进行检修，耗费较多的人力物力，检修成本较高。为此，我们提出一种隧道变电站电气自动化监测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道变电站电气自动化监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道变电站电气自动化监测装置，包括：

轨道；

巡检机器人主体，巡检机器人主体通过驱动轮和导向轮安装在轨道上；

检测机构，检测机构安装在轨道的外侧，巡检机器人主体在移动至检测装置后被检测；

检测机构包括位于轨道外侧的机架，机架的一侧设有升降机构，机架的底部设有对多个驱动轮检测的多个检测单元，轨道的一侧设有将驱动轮抬起的抬升机构。

优选的，抬升机构包括安装在轨道两侧的导向条，导向条位于导向轮的底部，轨道的底部开设有两个缺口，轨道位于缺口位置处设有翻板，翻板与轨道转动连接，两个翻板的底部设有对翻板支撑的支撑柱，两个支撑柱的底部均设有活塞，轨道的底部设有导向筒，导向筒与轨道之间通过弹簧一连接，弹簧一的一侧设有套筒与套杆，套杆的底部设有开关一，轨道位于导向条的一侧设有电磁铁，电磁铁与开关一电性连接。

优选的，升降机构包括安装在机架上方的电机一，电机一的底部连接有螺杆，机架的内部设有与螺杆螺纹连接的螺纹套，电磁铁的一侧设有开关二，开关二与电机一电性连接，机架与房顶之间设有导柱和导套。

优选的，检测单元包括安装在机架一侧的电机二，电机二的输出端连接有驱动轴，驱动轴的外侧连接有检测轮，检测轮的两侧设有两个偏转轮，两个偏转轮分别与机架之间连接有弹簧二，偏转轮位于机架的一侧设有凸起一，机架位于偏转轮一侧设有对凸起一顶起的凸起二。

优选的，机架的底部设有开关三，开关三分别与电机一和电机二电性连接，开关三的一侧设有开关四，开关四分别电磁铁和电机二电性连接。

优选的，驱动轮包括安装在巡检机器人主体转轴外侧的金属部，金属部的外侧设有橡胶部，橡胶部的内部开设有挤压腔，橡胶部的外侧开设有多个将污泥收回的收集腔，金属部套在转轴连接键的外侧，转轴的外侧设有将金属部固定的螺帽。

优选的，偏转轮的外侧设有多个对收集腔内污泥清除的清除杆，清除杆为橡胶杆。

优选的，清除杆呈弧形，收集腔的面积沿着驱动轮向转轴轴线方向逐渐增大。

优选的，驱动轴与机架之间设有对驱动轮轴线方向压力检测的轴向压力传感器，驱动轴的外侧设有径向压力传感器。

本发明至少存在以下有益效果：

通过巡检机器人主体和轨道在隧道变电站内进行无人监测，通过检测机构定时对巡检机器人的易损件检测，相对于现有技术中，山区隧道距离市区或者电力公司路程较远，检修人员在检测时需要乘坐交通工具到达位置后，再进行检修，耗费较多的人力物力，检修成本较高，本发明在山区隧道距离市区或者电力公司路程较远时，使用巡检机器人监测，在巡检机器人监测至异常信号后，工作人员可及时的到达变电站进行检修，减小人力物力的消耗，而且巡检机器人可以较为稳定的对变电站全方位监测，更加方便对变电站全面的监测，其次，通过设置检测机构对巡检机器人定时检测，延长巡检机器人的使用寿命，降低检修成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明仰视结构图；

图3为本发明巡检机器人结构图；

图4为本发明驱动轮与导向轮局部图；

图5为本发明驱动轮局部剖视图；

图6为本发明驱动轮剖视图；

图7为本发明检测机构局部图；

图8为本发明检测单元局部爆炸图；

图9为图8中A区域放大图；

图10为本发明机架局部剖视图。

图中：1-轨道；2-巡检机器人主体；3-驱动轮；31-金属部；32-橡胶部；33-挤压腔；34-收集腔；4-导向轮；5-检测机构；6-升降机构；61-电机一；62-螺杆；63-导柱；64-导套；7-检测单元；71-电机二；72-驱动轴；73-检测轮；74-偏转轮；75-弹簧二；76-凸起一；77-凸起二；78-轴向压力传感器；79-径向压力传感器；8-抬升机构；81-导向条；82-翻板；83-支撑柱；84-活塞；85-套筒；86-弹簧一；87-导向筒；88-套杆；89-电磁铁；9-机架；10-清除杆；11-开关一；12-开关二；13-开关三；14-开关四。

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。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种隧道变电站电气自动化监测装置，包括：

轨道1，轨道1通过多个连接杆和螺栓安装在变电站的房顶上，轨道1相对变电站墙壁固定，轨道1为巡检机器人提供稳定的运动路径；

巡检机器人主体2，巡检机器人主体2通过驱动轮3和导向轮4安装在轨道1上，巡检机器人主体2的驱动轮3是被巡检机器人内部驱动电机驱动，进而可以保证巡检机器人在轨道1上稳定的移动，导向轮4起到方便巡检机器人主体2更加稳定的在轨道1上移动的作用，方便巡检机器人的使用，巡检机器人可以在固定的时间对隧道内变电站内的机柜巡检，进而可以保证技术人员可以及时的发现变电站的异常，以便于技术人员及时的处理，减小变电站故障的可能性；

检测机构5，检测机构5安装在轨道1的外侧，巡检机器人主体2在移动至检测装置后被检测，检测机构5可以对巡检机器人主体2周期性检测，方便技术人员及时的发现巡检机器人的故障，延长巡检机器人的使用寿命，保证巡检机器人的工作状态较为稳定；

检测机构5包括位于轨道1外侧的机架9，机架9的一侧设有升降机构6，机架9的底部设有对多个驱动轮3检测的多个检测单元7，轨道1的一侧设有将驱动轮3抬起的抬升机构8，抬升机构8在巡检机器人主体2移动至检测单元7底部后将巡检机器人主体2抬起，进而方便升降机构6将检测单元7降下后检测，方便对巡检机器人驱动轮3的检测，隧道内的变电站需要使用散热设备散热，因为隧道过往车辆导致粉尘容易被扬起，因此会通过散热设备进入变电站内部，从而会导致轨道1表面附着较多的灰尘，隧道内的空气较为潮湿，在雨天或者潮湿天气，位于轨道1上的积灰会变成污泥，进而在驱动轮3移动时会对驱动轮3造成阻碍，其次，驱动轮3长时间处于潮湿环境下其橡胶部32容易腐蚀，再者，驱动轮3与巡检机器人主体2的转轴位置处，长时间使用会发生松动，驱动轮3容易损坏，需要定期对驱动轮3检测，保证巡检机器人的正常使用，通过对巡检机器人驱动轮3的周期性检查方便驱动轮3的使用。

抬升机构8包括安装在轨道1两侧的导向条81，导向条81与轨道1固定连接，导向条81位于导向轮4的底部，轨道1的底部开设有两个缺口，轨道1位于缺口位置处设有翻板82，翻板82与轨道1转动连接，翻板82的一端可以贴合在轨道1的表面，起到对驱动轮3支撑的作用，方便其中两个驱动轮3的通过，两个翻板82的底部设有对翻板82支撑的支撑柱83，两个支撑柱83的底部均设有活塞84，支撑柱83与活塞84固定连接，套筒85与活塞84滑动连接，轨道1的底部设有套筒85，套筒85与轨道1之间通过弹簧一86连接，弹簧一86的两端分别与轨道1和套筒85固定连接，弹簧的一侧设有导向筒87与套杆88，套杆88的底部设有开关一11，轨道1位于导向条81的一侧设有电磁铁89，电磁铁89与轨道1固定连接，电磁铁89与开关一11电性连接，在驱动轮3在轨道1上运动时，此时位于巡检机器人主体2运动前方的两个驱动轮3会挤压前一个翻板82，前一个翻板82受到两个驱动轮3的压力会下压，前端的支撑柱83会直接挤压活塞84，进而将端的支撑柱83顶起，后端的翻板82翻转至较大的角度，此时导向轮4一直沿着导向条81运动，待前端的驱动轮3越过前端翻板82后，后端的驱动轮3与前端的驱动轮3同时运动至四个翻板82上，导向轮4移动至导向条81的弯折位置处，四个驱动轮3和四个导向轮4在翻板82和导向条81的作用下上升，进而整个巡检机器人直接上升，待巡检机器人主体2运动至翻板82的顶部时，此时两侧的支撑柱83受到两侧驱动轮3的挤压，进而带动活塞84下降，套筒85内部处于密封条件下，套筒85在活塞84作用下下降，带动弹簧一86拉升，套杆88相对导向筒87运动，此时开关一11被挤压，开关一11带动电磁铁89通电，产生的吸附力直接将巡检机器人外壳吸附在电磁铁89的一侧，巡检机器人随着导向轮4移动，进而四个驱动轮3完全脱离翻板82，此时将巡检机器人稳定的吊起，方便后续检测单元7对巡检机器人检测。

升降机构6包括安装在机架9上方的电机一61，电机一61一端与天花板固定连接，电机一61的底部连接有螺杆62，螺杆62与电机一61输出轴的自由端固定连接，机架9的内部设有与螺杆62螺纹连接的螺纹套，螺纹套与机架9固定连接，电磁铁89的一侧设有开关二12，开关二12位于电磁铁89的表面，开关二12与电机一61电性连接，机架9与房顶之间设有导柱63和导套64，导柱63与机架9固定连接，导套64与天花板通过螺栓固定连接，导柱63与导套64滑动连接，在电磁铁89吸附巡检机器人外壳后，此时开关二12被打开，电机一61转动，在导柱63与导套64的作用下，机架9下降，将检测单元7下降至驱动轮3的外侧，方便检测单元7对驱动轮3的检测。

检测单元7包括安装在机架9一侧的电机二71，电机二71与机架9固定连接，电机二71的输出端连接有驱动轴72，驱动轴72与电机二71输出轴的自由端通过联轴器相对固定，驱动轴72可以相对机架9左右部分滑动，驱动轴72的外侧连接有检测轮73，检测轮73与驱动轴72固定连接，检测轮73的两侧设有两个偏转轮74，偏转轮74与驱动轴72滑动连接，两个偏转轮74分别与机架9之间连接有弹簧二75，弹簧二75的一端与偏转轮74固定连接，弹簧二75的另一端与机架9通过转动槽转动连接，弹簧二75的端部插入转动槽内，可以相对机架9转动并不脱离机架9，偏转轮74位于机架9的一侧设有凸起一76，凸起一76与偏转轮74固定连接，机架9位于偏转轮74一侧设有对凸起一76顶起的凸起二77，凸起二77与机架9固定连接。

驱动轴72与机架9之间设有对驱动轮3轴线方向压力检测的轴向压力传感器78，轴向压力传感器78与机架9固定连接，轴向压力传感器78一端与驱动轴72接触，驱动轴72的外侧设有径向压力传感器79，径向压力传感器79安装在驱动轴72机架9之间，径向压力传感器79可以方便在检测轮73与驱动轮3相对转动后，对检测轮73和驱动轴72外侧受力情况收集，若是受力较为均匀，则说明驱动轮3沿着圆周方向较为稳定，驱动轮3与转轴沿着直径方向并未松动，其次驱动轮3表面并未破损，而轴向压力传感器78在两侧偏转轮74推动驱动轮3的作用下，若是驱动轮3沿着驱动轴72的轴向发生移动时，会推动检测轮73移动，进而轴向压力传感器78的数值发生较大的变化，从而方便对驱动轮3全面的检测。

机架9的底部设有开关三13，开关三13分别与电机一61和电机二71电性连接，开关三13的一侧设有开关四14，开关四14分别电磁铁89和电机二71电性连接，在电机一61带动机架9下降时，当检测轮73与驱动轮3接触后，此时开关三13挤压至轨道1上，开关三13将电机一61关闭，开关三13将电机二71启动，电机二71带动驱动轴72转动，驱动轴72带动检测轮73转动，检测轮73带动驱动轮3同步转动，进而径向压力传感器79受到驱动轴72的压力，在驱动轮3径向破损或者与转轴之间发生松动后径向压力传感器79数值会发生较大的波动，在驱动轮3径向稳定转动时，此时径向压力传感器79的波动较小，进而方便技术人员判断驱动轮3的使用情况，在检测轮73转动的同时，偏转轮74的内圈通过凸块插入驱动轮3的滑槽内，偏转轮74随着检测轮73的转动而转动，偏转轮74的凸起一76运动至凸起二77位置后，凸起二77顶起凸起一76，偏转轮74向驱动轮3位置移动，进而推动驱动轮3轴向移动，弹簧二75被拉伸，若是轴向压力传感器78压力数值并未有改变时，说明驱动轮3沿着转轴轴向并未发生松动，进而确保驱动轮3处于稳定状态，通过两侧交错的偏转轮74可以方便对驱动轮3的两侧检测，在检测一段时间后，电机一61继续下降，开关四14被挤压至轨道1上，此时电机二71停止转动，电磁铁89停止通电，巡检机器人的驱动轮3反向转动，驱动轮3在检测轮73停止转动后，以检测轮73作为支点，从而反向转动提供反向力，磁石检测轮73在电机一61的作用下持续转动，进而推动推动导向轮4反向运动，进而导向轮4和驱动轮3反向运动至轨道1和导向条81上，电机一61在下降至底部后，反向转动将检测单元7和机架9上升至初始位置。

驱动轮3包括安装在巡检机器人主体2转轴外侧的金属部31，金属部31呈环形，金属部31中部开设有一个安装孔，金属部31的外侧设有橡胶部32，橡胶部32与金属部31固定连接，橡胶部32的内部开设有挤压腔33，挤压腔33呈密封状态，橡胶部32的外侧开设有多个将污泥收回的收集腔34，收集腔34方便将位于橡胶部32和轨道1接触位置的污泥收集，减小轨道1上污泥对驱动轮3的影响，金属部31套在转轴连接键的外侧，连接键插入安装孔，再通过螺帽将金属部31固定在状元洲的外侧，转轴的外侧设有将金属部31固定的螺帽，在巡检机器人的驱动轮3在轨道1上移动时，此时橡胶部32接触轨道1表面，巡检机器人的重量作用在橡胶部32上，橡胶部32发生部分变形，挤压腔33由于内部气流流动，进而与轨道1接触的收集腔34压扁，收集腔34的外部开口缩小，收集腔34两侧的边缘处向内挤压，进而将污泥铲至收集腔34内，在收集腔34转动至驱动轮3顶部后，由于底部收集腔34的压缩，顶部的收集腔34张开，进而污泥在重力的作用下下降至收集腔34的内部，进而更加方便驱动轮3在行走时对污泥的收集，在保证轨道1较为洁净的基础上，方便驱动轮3稳定的运动。

偏转轮74的外侧设有多个对收集腔34内污泥清除的清除杆10，清除杆10与偏转轮74固定连接，清除杆10为橡胶杆，在偏转轮74对驱动轮3侧面推动时，此时清除杆10随着偏转轮74推动至收集腔34内，两侧的清除杆10呈交错式将收集腔34内的污泥刮除，污泥产生松动，部分污泥会直接掉落，方便收集腔34后续的使用，此外在轨道1上开设有的开口，方便污泥在排出收集腔34后从轨道1内排出。

清除杆10呈弧形，收集腔34的面积沿着驱动轮3向转轴轴线方向逐渐增大，在检测轮73挤压至驱动轮3表面后，此时收集腔34被压缩，位于驱动轮3底部的收集腔34张开，在张开的同时驱动轮3处于转动状态，驱动轮3的离心力以及污泥的重力方便将污泥甩出收集腔34，在保证对驱动轮3检测的前提下，方便收集腔34处于较为洁净的状态。

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。

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 (9)

1.一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：包括：

轨道（1）；

巡检机器人主体（2），所述巡检机器人主体（2）通过驱动轮（3）和导向轮（4）安装在轨道（1）上；

检测机构（5），所述检测机构（5）安装在轨道（1）的外侧，所述巡检机器人主体（2）在移动至检测装置后被检测；

所述检测机构（5）包括位于轨道（1）外侧的机架（9），所述机架（9）的一侧设有升降机构（6），所述机架（9）的底部设有对多个驱动轮（3）检测的多个检测单元（7），所述轨道（1）的一侧设有将驱动轮（3）抬起的抬升机构（8）。

2.根据权利要求1所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述抬升机构（8）包括安装在轨道（1）两侧的导向条（81），所述导向条（81）位于导向轮（4）的底部，所述轨道（1）的底部开设有两个缺口，所述轨道（1）位于缺口位置处设有翻板（82），所述翻板（82）与轨道（1）转动连接，两个所述翻板（82）的底部设有对翻板（82）支撑的支撑柱（83），两个所述支撑柱（83）的底部均设有活塞（84），所述轨道（1）的底部设有导向筒（87），所述导向筒（87）与轨道（1）之间通过弹簧一（86）连接，所述弹簧一（86）的一侧设有套筒（85）与套杆（88），所述套杆（88）的底部设有开关一（11），所述轨道（1）位于导向条（81）的一侧设有电磁铁（89），所述电磁铁（89）与开关一（11）电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述升降机构（6）包括安装在机架（9）上方的电机一（61），所述电机一（61）的底部连接有螺杆（62），所述机架（9）的内部设有与螺杆（62）螺纹连接的螺纹套，所述电磁铁（89）的一侧设有开关二（12），所述开关二（12）与电机一（61）电性连接，所述机架（9）与房顶之间设有导柱（63）和导套（64）。

4.根据权利要求3所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述检测单元（7）包括安装在机架（9）一侧的电机二（71），所述电机二（71）的输出端连接有驱动轴（72），所述驱动轴（72）的外侧连接有检测轮（73），所述检测轮（73）的两侧设有两个偏转轮（74），两个所述偏转轮（74）分别与机架（9）之间连接有弹簧二（75），所述偏转轮（74）位于机架（9）的一侧设有凸起一（76），所述机架（9）位于偏转轮（74）一侧设有对凸起一（76）顶起的凸起二（77）。

5.根据权利要求4所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述机架（9）的底部设有开关三（13），所述开关三（13）分别与电机一（61）和电机二（71）电性连接，所述开关三（13）的一侧设有开关四（14），所述开关四（14）分别电磁铁（89）和电机二（71）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述驱动轮（3）包括安装在巡检机器人主体（2）转轴外侧的金属部（31），所述金属部（31）的外侧设有橡胶部（32），所述橡胶部（32）的内部开设有挤压腔（33），所述橡胶部（32）的外侧开设有多个将污泥收回的收集腔（34），所述金属部（31）套在转轴连接键的外侧，所述转轴的外侧设有将金属部（31）固定的螺帽。

7.根据权利要求4或6所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述偏转轮（74）的外侧设有多个对收集腔（34）内污泥清除的清除杆（10），所述清除杆（10）为橡胶杆。

8.根据权利要求7所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述清除杆（10）呈弧形，所述收集腔（34）的面积沿着驱动轮（3）向转轴轴线方向逐渐增大。

9.根据权利要求4所述的一种隧道变电站电气自动化监测装置，其特征在于：所述驱动轴（72）与机架（9）之间设有对驱动轮（3）轴线方向压力检测的轴向压力传感器（78），所述驱动轴（72）的外侧设有径向压力传感器（79）。

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