CN116316234B - 基于ar的变电站关键设备巡检子母机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，属于巡检设备技术领域。包括母机，母机内设有子机，母机包括安装块，安装块的两侧对称设有用于驱动母机移动的驱动组件，安装块的两侧还固定连接有用于支撑母机的支撑组件，安装块内还设有空腔，空腔的内部固定有用于放置子机的收放组件，空腔的最外侧转动连接有挡门，安装块的两侧还连接有用于巡检的巡检组件。本发明采用母机对变电站设备进行巡检，巡检人员只需远程操控即可，能大大节约人力，且母机内配合有子机，由于子机体积小，对于母机巡视不到的区域，驱动子机可继续对母机巡视不到的区域进行巡视，从而使巡视的更加清楚仔细，减少疏漏发生。

Description

基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人

技术领域

本发明属于巡检设备技术领域，具体涉及基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人。

背景技术

AR是一种全新的人机交互技术,利用这样一种技术,可以模拟真实的现场景观,它是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面，使用者能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的"身临其境"的逼真性。而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。

为了保证变电站的正常运作，需要对变电站内的关键设备进行巡检，一般多为人工巡检或者机器巡检。人工巡检工作量大，需要消耗大量的劳力资源；机器巡检虽然节约人力，但是巡检范围有限，比如一些设备的底部、狭窄区域，这些地方普通的机器巡检是无法到达的，导致该区域的巡检不够仔细，易产生安全隐患，因此设计一种新的变电站巡检设备显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，用以解决现有巡检设备因为部分区域无法到达，导致巡检不够仔细的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，包括母机，所述母机内设有子机，所述母机包括安装块，所述安装块的两侧设有对称设有用于驱动母机移动的驱动组件，所述安装块的两侧还固定连接有用于支撑母机的支撑组件，所述安装块内还开设有一空腔，所述空腔的内部固定连接有用于放置子机的收放组件，所述空腔的最外侧转动连接有挡门，所述安装块的两侧还固定有用于巡检的巡检组件且巡检组件位于驱动组件的上方，所述安装块的上方还设有一控制总成，所述控制总成与母机以及子机电性连接。

通过上述技术方案，本申请采用子母机器人对变电站进行巡检，通过控制母机两侧的巡检组件的移动来对变电站的一些设备进行巡检，当遇到巡检范围受阻，母机巡检不到的区域时，可以通过母机内的收放组件将子机放出，通过子机对该区域继续进行巡检，可以使巡检的更加仔细，从而减少安全事故的发生。

进一步地，所述巡检组件包括与安装块侧壁固定连接的第一固定板，所述第一固定板上设有一安装腔，所述安装腔内转动连接有齿筒，所述齿筒的一端连接有第一驱动电机，所述安装腔的下方设有第一滑槽，所述第一滑槽内安装有第一螺纹柱，所述第一螺纹柱的一端连接有第二驱动电机，所述第一螺纹柱上还螺纹配合有第一滑块，所述第一滑块与第一滑槽滑动连接，所述第一滑块上竖直安装有第一卡槽，所述第一卡槽内滑动连接有第一齿条，所述第一齿条与齿筒相配合，所述第一齿条的末端安装有第一AR监控探头。

通过上述技术方案，由于设备的高低以及体积大小不同，检测探头无法很好的覆盖到设备整体，为了便于能更加仔细的对设备进行巡检，通过设置的第一驱动电机带动齿筒转动，在与第一齿条配合后，可以带动第一AR监控探头在竖直方向上上下移动，来增加监视范围，同样通过设置的第二驱动电机带动第一螺纹柱转动，从而带动第一滑块在第一滑槽内来回移动，从而在水平方向上调节第一AR监控探头的位置，来增加监视范围，同时第二驱动电机和第一驱动电机可同时运动，从而可斜方向移动第一AR监控探头的位置，来方便巡视，使巡视更加的清楚仔细。

进一步地，所述驱动组件包括与安装块侧壁固定连接的第二固定板，所述第二固定板上转动连接有两个支撑架，所述支撑架的末端设有控制件，所述控制件与支撑架之间活动连接，所述第二固定板上还活动连接有第一电控气缸，所述第一电控气缸的输出端与底部的支撑架活动连接，所述控制件的底部还电性连接有驱动轮。

通过上述技术方案，控制件可控制驱动轮转动以及转弯，从而带动整个设备前行，由于变电站的地面不一定全部是平整的，为了保证设备的正常移动，通过第一电控气缸的伸缩可结合两个支撑架的配合，来调整母机的底部与地面的距离，当遇到凹凸不平的地面时，则可通过第一电控气缸的伸缩可结合两个支撑架的配合，来调整母机的底部与地面的距离，防止地面触碰到底盘，以次保证设备的正常移动。

进一步地，所述支撑组件包括与安装块侧壁连接的第三固定板，所述第三固定板上连接有液压缸，所述液压缸的末端连接有固定爪，所述固定爪的中间位置上还设有安装槽，所述安装槽内安装有第二电控气缸，所述第二电控气缸的末端连接有支撑墩，所述支撑墩的底部设有若干防滑纹。

通过上述技术方案，支撑组件可在投放子机时，将整个母机撑起，从而方便子机脱离母机，而由于变电站的地面的泥土松软不同，有混凝土路面也有草坪路面，为了保证支撑时的稳定，当在草坪路面使用时，通过固定爪牢牢抓住地面，来增加稳定性，当在混凝土路面使用时，则通过第二电控气缸将支撑墩伸出，通过四个支撑墩将母机支撑，来保证设备的稳定性。

进一步地，所述收放组件包括固定设置在空腔内的第二滑槽，所述第二滑槽内连接有第二螺纹柱，所述第二螺纹柱的一端连接有第三驱动电机，所述第二螺纹柱上螺纹配合有第二滑块，所述第二滑块与第二滑槽滑动连接，所述第二滑块的前端对称设有两个L型板，所述L型板之间转动设有第一转轴，所述第一转轴的中间位置上安装有第一齿轮，所述第一转轴的两端共同连接有第一连接块，所述第一连接块上连接有放置板，所述子机位于所述放置板上，所述第二滑块的下方连接有第二卡槽，所述第二卡槽内滑动连接有第二齿条，所述第二齿条与第一齿轮相配合，所述第二滑块的底部还设有一安装座，所述安装座上转动连接有第二转轴，所述第二转轴上安装有与第二齿条配合的第二齿轮，所述第二转轴的末端连接有连板，所述连板上连接有限位块，所述第二滑槽的一侧通过第二连接块连接有限位槽，所述限位块在限位槽内滑动连接，所述限位槽的一侧为水平槽，所述限位槽的另一侧为坡度槽。

通过上述技术方案，为了便于子机的自动放出或者收回，设有收放组件，通过第三驱动电机带动第二螺纹柱转动，从而带动第二滑块在第二滑槽内来回移动，结合限位块与限位槽的配合从而将放置板上的子机送出。而当限位块移动到斜度槽内后，在齿轮与齿条的相互配合下，又可使放置板向地面转动，从而行成一个斜坡，来将子机自动送到地面，不需要手动送出，大大方便使用。

进一步地，所述放置板上开设有四个放置槽，其中左右两侧的所述放置槽内转动连接有电动遮板，另外两个所述放置槽内安装有电动伸缩板。

通过上述技术方案，子机收纳在放置槽内后，两个电动遮板向中间位置转动靠拢，两边的电动伸缩板升起，将子机围挡起来，从而对收纳后的子机进行保护，来延长其使用寿命。

进一步地，所述子机包括智能小车，所述智能小车上连接有电动转台，所述电动转台上连接有两个支撑板，两个所述支撑板之间安装有安装轴，所述安装轴的一端连接有第四驱动电机，所述安装轴上连接有第二AR监控探头。

通过上述技术方案，智能小车驱动子机移动，而设置的转台以及第四驱动电机的相互配合，可以调节第二AR监控探头的角度以及位置，从而可更加清楚仔细的对设备进行巡检。

本发明的有益效果：

本发明采用母机对变电站设备进行巡检，巡检人员只需远程操控即可，能大大节约人力，且母机内配合有子机，当母机巡视范围受阻，遇到母机检测不到的区域时，由于子机体积小，驱动子机可继续对母机巡视不到的区域进行监视，从而使巡视的更加清楚仔细，减少疏漏发生。

本发明在母机内设有空腔，通过空腔内设置的收放组件的驱动，可便于将子机送入地面，或者回收回腔体内，不需要人工手动去拿取放置，从而便于工人操作使用，十分的方便。

本发明在母机上设有巡检组件可调节第一AR监控探头的位置，从而增大母机的监控区域，同样子机上设有电动转台以及第四驱动电机，可调节第二AR监控探头的角度以及位置，从而增加子机的监控区域，可使巡检操作人员对设备巡检的更加清楚仔细。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中巡检组件的结构示意图；

图3为本发明中驱动组件的结构示意图；

图4为本发明中支撑组件的结构示意图；

图5为本发明中收放组件的结构示意图；

图6为本发明中收放组件在另一种视角的结构示意图；

图7为本发明中子机的结构示意图。

图中附图标记：

1、安装块；2、驱动组件；3、支撑组件；4、空腔；6、挡门；7、控制总成；8、巡检组件；801、第一固定板；802、安装腔；803、齿筒；804、第一驱动电机；805、第一滑槽；806、第一螺纹柱；807、第二驱动电机；808、第一滑块；809、第一卡槽；810、第一齿条；811、第一AR监控探头；201、第二固定板；202、支撑架；203、控制件；204、第一电控气缸；205、驱动轮；301、第三固定板；302、液压缸；303、固定爪；304、安装槽；305、第二电控气缸；306、支撑墩；307、防滑纹；501、第二滑槽；502、第二螺纹柱；503、第三驱动电机；504、第二滑块；505、L型板；506、第一转轴；507、第一连接块；508、放置板；509、第一齿轮；510、第二卡槽；511、第二齿条；512、安装座；513、第二转轴；514、第二齿轮；515、连板；516、限位块；517、第二连接块；518、限位槽；519、放置槽；520、电动遮板；901、智能小车；902、电动转台；903、支撑板；904、安装轴；905、第四驱动电机；906、第二AR监控探头。

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。

基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，如图1所示，包括母机，母机内设有子机，母机包括安装块1，安装块1的两侧对称设有用于驱动母机移动的驱动组件2，安装块1的两侧还固定连接有用于支撑母机的支撑组件3，安装块1内还开设有一空腔4，空腔4的内部固定连接有用于放置子机的收放组件，空腔4的最外侧转动连接有挡门6，安装块1的两侧还固定设有用于巡检的巡检组件8且巡检组件8位于驱动组件2的上方，安装块1的上方还安装有一控制总成7，控制总成7与母机以及子机电性连接。控制总成7用来接收控制终端的信息，来驱动本设备上的各种电性器件，从而方便控制，驱动组件2来驱动整个设备移动，而母机用来巡视变电站的一些设备，通过控制巡检组件8的移动来对设备进行检测，而支撑组件3在需要使用到子机时将母机支撑起来，从而方便收放组件将子机从空腔4内放出，子机可对母机监控不到的区域进行巡视，从而可更加清楚仔细的对设备进行巡检，减少疏漏。

如图2所示，巡检组件8包括与安装块1侧壁固定连接的第一固定板801，第一固定板801上设有一安装腔802，安装腔802内转动连接有齿筒803，齿筒803的一端连接有第一驱动电机804，安装腔802的下方设有第一滑槽805，第一滑槽805内安装有第一螺纹柱806，所述第一螺纹柱806的一端连接有第二驱动电机807，第一螺纹柱806上还螺纹配合有第一滑块808，第一滑块808与第一滑槽805滑动连接，第一滑块808上竖直安装有第一卡槽809，第一卡槽809内滑动连接有第一齿条810，第一齿条810与齿筒803相配合，第一齿条810的末端安装有第一AR监控探头811。第二驱动电机807带动第一螺纹柱806转动，从而可带动第一滑块808在第一滑槽805内来回移动，在水平方向上带动第一AR监控探头811移动，来增大监控区域，同样的，第一驱动电机804可带动齿筒803转动，在与第一齿条810配合后会带动第一AR监控探头811在竖直方向上上下移动，以此增大监控区域，从而使监控的更加仔细，而第一驱动电机804以及第二驱动电机807可同时运转，从而可斜方向移动第一AR监控探头811的位置，来方便巡视，使巡视更加的清楚仔细。

如图3所示，驱动组件2包括与安装块1侧壁固定连接的第二固定板201，第二固定板201上转动连接有两个支撑架202，支撑架202的末端设有控制件203，控制件203与支撑架202之间活动连接，第二固定板201上还活动连接有第一电控气缸204，第一电控气缸204的输出端与底部的支撑架202活动连接，控制件203的底部还电性连接有驱动轮205。控制件203控制驱动轮205转动及转向，从而带动整个设备移动，而变电站的地面不一定全部是平整的，为了保证设备的正常移动，通过第一电控气缸204的伸缩可结合两个支撑架202的配合以及支撑组件3的配合，从而来调整安装块1底部与地面的距离，防止地面触碰到底盘，以次保证设备的正常移动。

如图4所示，支撑组件3包括与安装块1侧壁固定连接的第三固定板301，第三固定板301上连接有液压缸302，液压缸302的末端连接有固定爪303，固定爪303的中间位置上还设有安装槽304，安装槽304内安装有第二电控气缸305，第二电控气缸305的末端连接有支撑墩306，支撑墩306的底部设有若干防滑纹307。支撑组件3可在投放子机时，将整个母机撑起，从而方便子机脱离母机，而由于变电站的地面的泥土松软不同，有混凝土路面也有草坪路面，为了保证支撑时的稳定，当在草坪路面使用时，通过固定爪303牢牢抓住地面，来增加稳定性，当在混凝土路面使用时，则通过第二电控气缸305将支撑墩306伸出，通过四个支撑墩306将母机支撑，来保证设备的稳定性。

如图5、图6所示，收放组件包括固定设置在空腔4内的第二滑槽501，第二滑槽501内连接有第二螺纹柱502，第二螺纹柱502的一端连接有第三驱动电机503，第二螺纹柱502上螺纹配合有第二滑块504，第二滑块504与第二滑槽501滑动连接，第二滑块504的前端对称设有两个L型板505，L型板505之间转动设有第一转轴506，第一转轴506的中间位置上安装有第一齿轮509，第一转轴506的两端共同连接有第一连接块507，第一连接块507上连接有放置板508，子机位于放置板508上，第二滑块504的下方连接有第二卡槽510，第二卡槽510内滑动连接有第二齿条511，第二齿条511与第一齿轮509相配合，第二滑块504的底部还设有一安装座512，安装座512上转动连接有第二转轴513，第二转轴513上安装有与第二齿条511配合的第二齿轮514，第二转轴513的末端连接有连板515，连板515上连接有限位块516，第二滑槽501的一侧通过第二连接块517连接有限位槽518，限位块516在限位槽518内滑动连接，限位槽518的一侧为水平槽，限位槽518的另一侧为坡度槽，放置板508上开设有四个放置槽519，其中左右两侧的放置槽519内转动连接有电动遮板520，另外两个放置槽519内安装有电动伸缩板。第三驱动电机503带动第二螺纹柱502转动，从而可带动第二滑块504在第二滑槽501内移动，进而带动放置板508水平伸出，将子机送出空腔4，放置板508在向外伸出时，也会带动限位块516一同在限位槽518内移动，当第二滑块504继续前移时，而限位块516从水平槽滑入坡度槽内时，此时会带动第二转轴513转动，在第二齿轮514与第二齿条511的配合下，会带动第二齿条511在第二卡槽510内移动，而第二齿条511滑动时，第二齿条511又与第一齿轮509啮合，带动第一转轴506转动，从而改变放置板508的倾斜状态，从而将放置板508倾斜设置，从而便于将放置板508上的子机自动送入到地面，同样也便于子机回到母机上，不需要人工去手动拿取操作，方便使用，而当子机回到放置板508上时，两个电动遮板520向中间位置转动靠拢，而两边的电动伸缩板也会升起，从而将子机围挡起来，便于对收纳后的子机进行保护，来延长其使用寿命。

如图7所示，子机包括智能小车901，智能小车901上连接有电动转台902，电动转台902上连接有两个支撑板903，两个支撑板903之间安装有安装轴904，安装轴904的一端连接有第四驱动电机905，安装轴904上连接有第二AR监控探头906。智能小车901通过控制总成7控制移动，从而带动子机进行巡视，而电动转台902以及第四驱动电机905的相互配合可调整第二AR监控探头906的角度以及位置，从而可更加清楚仔细的对设备进行巡检。

使用时，巡检人员在控制室内控制母机以及子机在变电站内移动，配合AR技术，可以模拟真实的现场景观，来对关键设备进行巡检，通过向控制总成7发送指令来调整整个巡检设备，先根据巡检区域的路面情况来控制第一电控气缸204以及支撑组件3，来调整底盘与底面之间的距离，然后支撑组件3回到原始状态，驱动母机在该区域内缓慢移动；同时，根据巡检需求，来控制第一驱动电机804以及第二驱动电机807启动，在两者的相互配合驱动下，来调整两侧第一AR监控探头811的位置，从而扩大监控区域，来对设备进行更好的巡检，当一些部位检测不到时，此时通过控制液压缸302的伸缩，将四个支撑组件3升起，从而将整个母机支撑起来，然后空腔4内的收放组件启动，通过控制收放组件上的电性器件，将放置板508倾斜放置，从而将子机自动送入地面；然后控制智能小车901移动，对关键部位进行巡检，同时可通过电动转台902以及第四驱动电机905的相互配合，来调整第二AR监控探头906的角度以及位置，从而可更加清楚仔细的对设备进行巡检，使巡检人员能够更加清楚的观察设备，减少疏漏。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，包括母机，其特征在于，所述母机内设有子机，所述母机包括安装块（1），所述安装块（1）的两侧对称设有用于驱动母机移动的驱动组件（2），所述安装块（1）的两侧还固定连接有用于支撑母机的支撑组件（3），所述安装块（1）内还开设有一空腔（4），所述空腔（4）的内部固定连接有用于放置子机的收放组件，所述空腔（4）的最外侧转动连接有挡门（6），所述安装块（1）的两侧还固定有用于巡检的巡检组件（8）且巡检组件（8）位于驱动组件（2）的上方，所述安装块（1）的上方还安装有一控制总成（7），所述控制总成（7）与母机以及子机电性连接；

所述巡检组件（8）包括与安装块（1）侧壁固定连接的第一固定板（801），所述第一固定板（801）上设有一安装腔（802），所述安装腔（802）内转动连接有齿筒（803），所述齿筒（803）的一端连接有第一驱动电机（804），所述安装腔（802）的下方设有第一滑槽（805），所述第一滑槽（805）内安装有第一螺纹柱（806），所述第一螺纹柱（806）的一端连接有第二驱动电机（807），所述第一螺纹柱（806）上还螺纹配合有第一滑块（808），所述第一滑块（808）与第一滑槽（805）滑动连接，所述第一滑块（808）上竖直安装有第一卡槽（809），所述第一卡槽（809）内滑动连接有第一齿条（810），所述第一齿条（810）与齿筒（803）相配合，所述第一齿条（810）的末端安装有第一AR监控探头（811）；

所述驱动组件（2）包括与安装块（1）侧壁固定连接的第二固定板（201），所述第二固定板（201）上转动连接有两个支撑架（202），所述支撑架（202）的末端设有控制件（203），所述控制件（203）与支撑架（202）之间活动连接，所述第二固定板（201）上还活动连接有第一电控气缸（204），所述第一电控气缸（204）的输出端与底部的支撑架（202）活动连接，所述控制件（203）的底部还电性连接有驱动轮（205）；

所述支撑组件（3）包括与安装块（1）侧壁固定连接的第三固定板（301），所述第三固定板（301）上固定安装有液压缸（302），所述液压缸（302）的末端连接有固定爪（303），所述固定爪（303）的中间位置上还设有安装槽（304），所述安装槽（304）内安装有第二电控气缸（305），所述第二电控气缸（305）的末端连接有支撑墩（306），所述支撑墩（306）的底部设有若干防滑纹（307）；

所述收放组件包括固定设置在空腔（4）内的第二滑槽（501），所述第二滑槽（501）内连接有第二螺纹柱（502），所述第二螺纹柱（502）的一端连接有第三驱动电机（503），所述第二螺纹柱（502）上螺纹配合有第二滑块（504），所述第二滑块（504）与第二滑槽（501）滑动连接，所述第二滑块（504）的前端对称设有两个L型板（505），所述L型板（505）之间转动设有第一转轴（506），所述第一转轴（506）的中间位置上同轴安装有第一齿轮（509），所述第一转轴（506）的两端共同连接有第一连接块（507），所述第一连接块（507）上连接有放置板（508），所述子机位于所述放置板（508）上，所述第二滑块（504）的下方连接有第二卡槽（510），所述第二卡槽（510）内滑动连接有第二齿条（511），所述第二齿条（511）与第一齿轮（509）相配合。

2.根据权利要求1所述的基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，其特征在于，所述第二滑块（504）的底部还设有一安装座（512），所述安装座（512）上转动连接有第二转轴（513），所述第二转轴（513）上安装有与第二齿条（511）配合的第二齿轮（514），所述第二转轴（513）的末端连接有连板（515），所述连板（515）上连接有限位块（516），所述第二滑槽（501）的一侧通过第二连接块（517）连接有限位槽（518），所述限位块（516）在限位槽（518）内滑动连接。

3.根据权利要求2所述的基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，其特征在于，所述限位槽（518）的一侧为水平槽，所述限位槽（518）的另一侧为坡度槽。

4.根据权利要求1所述的基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，其特征在于，所述放置板（508）上开设有四个放置槽（519），其中左右两侧的所述放置槽（519）内转动连接有电动遮板（520），另外两个所述放置槽（519）内安装有电动伸缩板。

5.根据权利要求1所述的基于AR的变电站关键设备巡检子母机器人，其特征在于，所述子机包括智能小车（901），所述智能小车（901）上连接有电动转台（902），所述电动转台（902）上连接有两个支撑板（903），两个所述支撑板（903）之间安装有安装轴（904），所述安装轴（904）的一端连接有第四驱动电机（905），所述安装轴（904）上连接有第二AR监控探头（906）。