CN115987213B - 一种农光互补光伏电站巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人巡检技术领域，公开了一种农光互补光伏电站巡检机器人，包括支撑装置，所述支撑装置的上方设有巡检装置，所述支撑装置的两侧设有对称分布的稳定装置；巡检装置通过第一电动气缸调节巡检设备的高度，为保证巡检设备的高度在上升的同时巡检机器人的依然有很好的稳定性，控制组件控制稳定装置运行，保证巡检机器人始终具有良好的稳定性。

Description

一种农光互补光伏电站巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人巡检技术领域，具体涉及一种农光互补光伏电站巡检机器人。

背景技术

随着经济的飞速发展，我国电网不断扩大，农光互补光伏电站数量和设备数量急剧增长，目前，农光互补光伏电站检查方法主要依靠人工和少量的环境监测器，但由于配电室数量多、范围广、封闭性强、通信不便等不良因素，一旦出现紧急突发状况，将对巡检人员的人身安全构成巨大威胁，因此，本发明提出一种农光互补光伏电站巡检机器人。

现有的巡检机器人在巡检过程中，难以调整摄像设备的高度，如果升降机构过度升降高度会导致整个巡检机器人重心高，无外部支撑，容易倾倒和摇晃，不利于图像获取和后续元素识别，同时，摄像设备的角度也不能调节，巡检机器人不断调整位置，对支撑轮胎造成很大磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农光互补光伏电站巡检机器人，解决上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种农光互补光伏电站巡检机器人，包括支撑装置，所述支撑装置的上方设有巡检装置，所述支撑装置的两侧设有对称分布的稳定装置；

所述巡检装置包括第一电动气缸，所述第一电动气缸固定在支撑筒底部，所述第一电动气缸的输出轴固定有升降柱，所述升降柱侧壁设有对称分布的两个滑动块，所述升降柱的顶部设有巡检设备；

所述稳定装置包括第三驱动电机和对称分布的两个稳定结构，所述第三驱动电机的输出轴固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的两侧设有对称分布的两个第二锥齿轮，两个第二锥齿轮都与第一锥齿轮啮合，每个第二锥齿轮的一侧都固定连接有连接杆，所述连接杆的一端固定连接有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮啮合有第四锥齿轮，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮之间设有支撑杆，所述连接杆与支撑杆的顶部活动连接。

作为本发明方案的进一步描述，所述支撑装置包括支撑箱体，所述支撑箱体的顶部设有支撑筒，所述支撑筒内侧壁设有对称分布的两个滑动槽，所述支撑箱体的底部设有阵列分布的四个万向轮，所述支撑箱体的两侧壁设有对称分布的两个安装板，所述支撑箱体的内部设有控制组件。

通过上述技术方案，巡检装置通过第一电动气缸调节巡检设备的高度，为保证巡检设备的高度在上升的同时巡检机器人的依然有很好的稳定性，控制组件控制稳定装置运行，保证巡检机器人始终具有良好的稳定性。

作为本发明方案的进一步描述，所述控制组件包括稳定装置调节模块、巡检控制模块、按键模块和主控制器：

所述稳定装置调节模块与主控制器连接，用于控制稳定装置运行保持整个巡检机器人稳定；

所述巡检控制模块与主控制器连接，用于控制整个巡检机器人移动和巡检装置完成巡检；

所述按键模块与主控制器连接，用于输入控制指令；

所述主控制器，用于控制整个巡检机器人正常运行。

作为本发明方案的进一步描述，所述巡检设备包括固定板，所述固定板的底部与升降柱的顶部固定连接，所述固定板的顶部设有阵列分布的两块电机安装板，两块电机安装板的两侧分别固定有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴贯穿电机安装板固定连接有蜗杆，所述蜗杆的两端与两块电机安装板转动连接。

作为本发明方案的进一步描述，所述第三驱动电机固定在安装板上，所述支撑杆的底部与安装板固定连接。

通过上述技术方案，第一驱动电机运转带动蜗杆转动，蜗杆转动带动蜗轮转动，从而带动摄像设备前后转动，第二驱动电机运转带动第一支撑架左右转动，从而带动摄像设备左右转动，从而带动摄像设备多角度测量，避免巡检机器人来回转动对轮胎磨损较大。

作为本发明方案的进一步描述，所述第二驱动电机的输出轴固定连接有第一支撑架，第一支撑架的两条支腿与两块电机安装板转动连接，所述蜗杆啮合有蜗轮，第一支撑架的上方设有第二支撑架，蜗轮与第一支撑架的顶部转动连接，且蜗轮贯穿第一支撑架顶部与第二支撑架的底部两侧固定连接，所述第二支撑架的顶部设有对称分布的两个摄像设备。

作为本发明方案的进一步描述，所述稳定结构包括转动杆，所述转动杆的顶部与第四锥齿轮固定连接，所述转动杆的底部与安装板转动连接，所述转动杆的一侧固定连接有安装杆，所述安装杆内开设有安装槽，所述安装槽的一侧固定有第二电动气缸，所述第二电动气缸的输出轴固定有滑动杆，所述滑动杆与安装槽内壁滑动连接，所述滑动杆的一端底部设有第三电动气缸，所述第三电动气缸的输出轴固定有连接板，所述连接板的底部固定有对称分布的两个缓冲支撑杆。

通过上述技术方案，第三驱动电机带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动带动两个第二锥齿轮同时转动，两个第二锥齿轮同时转动带动两个第三锥齿轮同时转动，两个第三锥齿轮同时转动带动两个第四锥齿轮同时转动，从而同时调节四个安装杆与支撑箱体侧壁夹角，同时第三电动气缸运转带动滑动杆在安装槽内滑动，从而调节滑动杆的端部与安装杆的端部距离。

作为本发明方案的进一步描述，所述稳定装置调节模块的具体工作原理为：

实时获取巡检设备的上升高度h，将h代入下式：

式中，

为安装杆与支撑箱体侧壁夹角，/>

为巡检机器人前端两个稳定结构中滑动杆的端部与安装杆的端部距离，/>

为巡检机器人后端两个稳定结构中滑动杆的端部与安装杆的端部距离，/>

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实时获取巡检机器人前、后区域的重量W_前和W_后，将W_前和W_后代入下式：

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分别代入式（5）分别求出巡检机器人前端两个稳定结构的第三电动气缸行程d_前，巡检机器人后端两个稳定结构的第三电动气缸行程d_后；

所述巡检机器人在行进过程中，巡检设备、安装杆和滑动杆都处在初始位置。

作为本发明方案的进一步描述，所述巡检设备的上升h高度时，稳定装置调节模块控制第二驱动电机带动第四锥齿轮转动n圈，稳定装置调节模块控制前、后端的第三电动气缸输出轴前进

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。

通过上述技术方案，根据巡检设备的上升高度，稳定装置调节模块实时控制第二驱动电机带动第四锥齿轮转动相应圈数，稳定装置调节模块控制前、后端的第三电动气缸输出轴前进行程，保证巡检设备在上升的过程中，一直处于稳定的状态。

本发明的有益效果：1、本发明第一驱动电机运转带动蜗杆转动，蜗杆转动带动蜗轮转动，从而带动摄像设备前后转动，第二驱动电机运转带动第一支撑架左右转动，从而带动摄像设备左右转动，从而带动摄像设备多角度测量，避免巡检机器人来回转动对轮胎磨损较大。

2、本发明根据巡检设备的上升高度，稳定装置调节模块实时控制第二驱动电机带动第四锥齿轮转动相应圈数，稳定装置调节模块控制前、后端的第三电动气缸输出轴前进行程，保证巡检设备在上升的过程中，一直处于稳定的状态。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人整体结构示意图；

图2是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人固定组件结构示意图；

图3是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人固定架结构示意图；

图4是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人转动组件结构示意图；

图5是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人悬臂组件结构示意图；

图6是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人支撑组件结构示意图；

图7是本发明提供的农光互补光伏电站巡检机器人整体结构示意图。

图中，1、支撑装置；2、巡检装置；3、稳定装置；11、支撑箱体；12、支撑筒；13、滑动槽；14、万向轮；15、安装板；21、第一电动气缸；22、升降柱；23、滑动块；24、巡检设备；31、第三驱动电机；32、第一锥齿轮；33、第二锥齿轮；34、连接杆；35、第三锥齿轮；36、第四锥齿轮；37、支撑杆；38、稳定结构；241、固定板；242、电机安装板；243、第一驱动电机；244、第二驱动电机；245、第一蜗杆；246、第一支撑架；247、第一涡轮；248、第二支撑架；249、摄像设备；381、转动杆；382、安装杆；383、安装槽；384、第二电动气缸；385、滑动杆；386、第三电动气缸；387、连接板；388、缓冲支撑杆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种农光互补光伏电站巡检机器人，包括支撑装置1，所述支撑装置1的上方设有巡检装置2，所述支撑装置1的两侧设有对称分布的稳定装置3。

请参阅图2所示，所述支撑装置1包括支撑箱体11，所述支撑箱体11的顶部设有支撑筒12，所述支撑筒12内侧壁设有对称分布的两个滑动槽13，所述支撑箱体11的底部设有阵列分布的四个万向轮14，所述支撑箱体11的两侧壁设有对称分布的两个安装板15，所述支撑箱体11的内部设有控制组件。

请参阅图3所示，所述控制组件包括稳定装置调节模块、巡检控制模块、按键模块和主控制器：

所述稳定装置调节模块与主控制器连接，用于控制稳定装置3运行保持整个巡检机器人稳定；

所述巡检控制模块与主控制器连接，用于控制整个巡检机器人移动和巡检装置2完成巡检；

所述按键模块与主控制器连接，用于输入控制指令；

所述主控制器，用于控制整个巡检机器人正常运行。

请参阅图4所示，所述巡检装置2包括第一电动气缸21，所述第一电动气缸21固定在支撑筒12底部，所述第一电动气缸21的输出轴固定有升降柱22，所述升降柱22侧壁设有对称分布的两个滑动块23，所述升降柱22的顶部设有巡检设备24。

请参阅图5所示，所述巡检设备24包括固定板241，所述固定板241的底部与升降柱22的顶部固定连接，所述固定板241的顶部设有阵列分布的两块电机安装板242，两块电机安装板242的两侧分别固定有第一驱动电机243和第二驱动电机244，所述第一驱动电机243的输出轴贯穿电机安装板242固定连接有蜗杆245，所述蜗杆245的两端与两块电机安装板242转动连接，所述第二驱动电机244的输出轴固定连接有第一支撑架246，第一支撑架246的两条支腿与两块电机安装板242转动连接，所述蜗杆245啮合有蜗轮247，第一支撑架246的上方设有第二支撑架248，蜗轮247与第一支撑架246的顶部转动连接，且蜗轮247贯穿第一支撑架246顶部与第二支撑架248的底部两侧固定连接，所述第二支撑架248的顶部设有对称分布的两个摄像设备249。

使用时，第一驱动电机243运转带动蜗杆245转动，蜗杆245转动带动蜗轮247转动，从而带动摄像设备249前后转动，第二驱动电机244运转带动第一支撑架246左右转动，从而带动摄像设备249左右转动。

请参阅图6所示，所述稳定装置3包括第三驱动电机31和对称分布的两个稳定结构38，所述第三驱动电机31固定在安装板15上，所述第三驱动电机31的输出轴固定连接有第一锥齿轮32，所述第一锥齿轮32的两侧设有对称分布的两个第二锥齿轮33，两个第二锥齿轮33都与第一锥齿轮32啮合，每个第二锥齿轮33的一侧都固定连接有连接杆34，所述连接杆34的一端固定连接有第三锥齿轮35，所述第三锥齿轮35啮合有第四锥齿轮36，所述第二锥齿轮33和第三锥齿轮35之间设有支撑杆37，所述支撑杆37的底部与安装板15固定连接，所述连接杆34与支撑杆37的顶部活动连接。

请参阅图7所示，所述稳定结构38包括转动杆381，所述转动杆381的顶部与第四锥齿轮36固定连接，所述转动杆381的底部与安装板15转动连接，所述转动杆381的一侧固定连接有安装杆382，所述安装杆382内开设有安装槽383，所述安装槽383的一侧固定有第二电动气缸384，所述第二电动气缸384的输出轴固定有滑动杆385，所述滑动杆385与安装槽383内壁滑动连接，所述滑动杆385的一端底部设有第三电动气缸386，所述第三电动气缸386的输出轴固定有连接板387，所述连接板387的底部固定有对称分布的两个缓冲支撑杆388。

使用时，第三驱动电机31带动第一锥齿轮32转动，第一锥齿轮32转动带动两个第二锥齿轮33同时转动，两个第二锥齿轮33同时转动带动两个第三锥齿轮35同时转动，两个第三锥齿轮35同时转动带动两个第四锥齿轮36同时转动，从而同时调节四个安装杆382与支撑箱体11侧壁夹角，同时第三电动气缸386运转带动滑动杆385在安装槽383内滑动，从而调节滑动杆的端部385与安装杆382的端部距离。

当第一电动气缸21带动巡检设备24上升时，为保持整个巡检机器人稳定，所述稳定装置调节模块的具体工作原理为：

实时获取巡检设备24的上升高度h，将h代入下式：

式中，

为安装杆382与支撑箱体11侧壁夹角，/>

为巡检机器人前端两个稳定结构38中滑动杆385的端部与安装杆382的端部距离，/>

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所述巡检机器人在行进过程中，巡检设备24、安装杆382和滑动杆385都处在初始位置。

所述巡检设备24的上升h高度时，稳定装置调节模块控制第二驱动电机244带动第四锥齿轮36转动n圈，稳定装置调节模块控制前、后端的第三电动气缸386输出轴前进

和

。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种农光互补光伏电站巡检机器人，其特征在于，包括支撑装置（1），所述支撑装置（1）的上方设有巡检装置（2），所述支撑装置（1）的两侧设有对称分布的稳定装置（3）；

所述巡检装置（2）包括第一电动气缸（21），所述第一电动气缸（21）固定在支撑筒（12）底部，所述第一电动气缸（21）的输出轴固定有升降柱（22），所述升降柱（22）侧壁设有对称分布的两个滑动块（23），所述升降柱（22）的顶部设有巡检设备（24）；

所述稳定装置（3）包括第三驱动电机（31）和对称分布的两个稳定结构（38），所述第三驱动电机（31）的输出轴固定连接有第一锥齿轮（32），所述第一锥齿轮（32）的两侧设有对称分布的两个第二锥齿轮（33），两个第二锥齿轮（33）都与第一锥齿轮（32）啮合，每个第二锥齿轮（33）的一侧都固定连接有连接杆（34），所述连接杆（34）的一端固定连接有第三锥齿轮（35），所述第三锥齿轮（35）啮合有第四锥齿轮（36），所述第二锥齿轮（33）和第三锥齿轮（35）之间设有支撑杆（37），所述连接杆（34）与支撑杆（37）的顶部活动连接；

所述支撑装置（1）包括支撑箱体（11），所述支撑箱体（11）的顶部设有支撑筒（12），所述支撑筒（12）内侧壁设有对称分布的两个滑动槽（13），所述支撑箱体（11）的底部设有阵列分布的四个万向轮（14），所述支撑箱体（11）的两侧壁设有对称分布的两个安装板（15），所述支撑箱体（11）的内部设有控制组件；

所述控制组件包括稳定装置调节模块、巡检控制模块、按键模块和主控制器：

所述稳定装置调节模块与主控制器连接，用于控制稳定装置（3）运行保持整个巡检机器人稳定；

所述巡检控制模块与主控制器连接，用于控制整个巡检机器人移动和巡检装置（2）完成巡检；

所述按键模块与主控制器连接，用于输入控制指令；

所述主控制器，用于控制整个巡检机器人正常运行；

所述稳定结构（38）包括转动杆（381），所述转动杆（381）的顶部与第四锥齿轮（36）固定连接，所述转动杆（381）的底部与安装板（15）转动连接，所述转动杆（381）的一侧固定连接有安装杆（382），所述安装杆（382）内开设有安装槽（383），所述安装槽（383）的一侧固定有第二电动气缸（384），所述第二电动气缸（384）的输出轴固定有滑动杆（385），所述滑动杆（385）与安装槽（383）内壁滑动连接，所述滑动杆（385）的一端底部设有第三电动气缸（386），所述第三电动气缸（386）的输出轴固定有连接板（387），所述连接板（387）的底部固定有对称分布的两个缓冲支撑杆（388）；

所述稳定装置调节模块的具体工作原理为：

实时获取巡检设备（24）的上升高度h，将h代入下式：

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为巡检机器人前端两个稳定结构（38）中滑动杆（385）的端部与安装杆（382）的端部距离，/>

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所述巡检机器人在行进过程中，巡检设备（24）、安装杆（382）和滑动杆（385）都处在初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种农光互补光伏电站巡检机器人，其特征在于，所述巡检设备（24）包括固定板（241），所述固定板（241）的底部与升降柱（22）的顶部固定连接，所述固定板（241）的顶部设有阵列分布的两块电机安装板（242），两块电机安装板（242）的两侧分别固定有第一驱动电机（243）和第二驱动电机（244），所述第一驱动电机（243）的输出轴贯穿电机安装板（242）固定连接有蜗杆（245），所述蜗杆（245）的两端与两块电机安装板（242）转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种农光互补光伏电站巡检机器人，其特征在于，所述第三驱动电机（31）固定在安装板（15）上，所述支撑杆（37）的底部与安装板（15）固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种农光互补光伏电站巡检机器人，其特征在于，所述第二驱动电机（244）的输出轴固定连接有第一支撑架（246），第一支撑架（246）的两条支腿与两块电机安装板（242）转动连接，所述蜗杆（245）啮合有蜗轮（247），第一支撑架（246）的上方设有第二支撑架（248），蜗轮（247）与第一支撑架（246）的顶部转动连接，且蜗轮（247）贯穿第一支撑架（246）顶部与第二支撑架（248）的底部两侧固定连接，所述第二支撑架（248）的顶部设有对称分布的两个摄像设备（249）。

5.根据权利要求2所述的一种农光互补光伏电站巡检机器人，其特征在于，所述巡检设备（24）的上升h高度时，稳定装置调节模块控制第二驱动电机（244）带动第四锥齿轮（36）转动n圈，稳定装置调节模块控制前、后端的第三电动气缸（386）输出轴前进

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