CN116812008B - 一种电力运维用变电站巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力巡检技术领域，且公开了一种电力运维用变电站巡检装置，包括主机、图像采集系统、广角摄像头、测距传感器组件、升降架、伸缩轴、移动电源和两个壳体，两个壳体的上端均设有凸起部，两个壳体之间共同连接有两个铰接组件，壳体内通过滚动轴承转动连接有主轴，主轴的两端均穿过滚动轴承并固定连接有摆臂，且摆臂上安装有轮毅电机，伸缩轴的两端均通过滚珠轴承分别与两个壳体的侧壁转动连接，伸缩轴的两端分别延伸至两个壳体内并连接有传动机构。该电力运维用变电站巡检装置，可以在地面承载技术人员进行电力巡检作业，并且能够根据需求改变行走方式，实现在不同的场地行走进行巡检作业，提高了在配电站内的巡检效率。

Description

一种电力运维用变电站巡检装置

技术领域

本发明涉及电力巡检技术领域，具体为一种电力运维用变电站巡检装置。

背景技术

在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为:升压变电站、主网变电站、二次变电站、配电站以及地面控制室等多个场所，且在地域上分布非常分散，导致对变电站的巡检工作量急剧增加，传统变电站的日常巡检工作以人工为主，通过固定的监控检测设备和手持式检测设备进行辅助巡检，随着技术的进步出现了多种可代替人工进行日常巡检的巡检设备，如轨道式的巡检机器人在电力行业的主要应用场景包括配电室、控制室、地下电力管廊等，地面自行走式巡检机器人主要是用于室外场景包括电力架空输电线路、塔架以及各种较为分散的室外安装设备，如此与传统巡检方式相比，使用巡检机器人也为变电站巡检工作带来了质量与效益。

目前，轨道机器人需要有固定的行走轨道，需要一定的室内空间进行安装，如此需要占用较多的站内空间，而地面自行走式巡检机器人虽然可以在站内站外行走，但是行走的方式固定，且使用场地有限，必要场地还需人工进行巡检，巡检效率不高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力运维用变电站巡检装置，可以在地面承载技术人员进行电力巡检作业，并且能够根据需求改变行走方式，实现在不同的场地行走进行巡检作业，提高了在配电站内的巡检效率。解决了轨道机器人需要有固定的行走轨道，需要一定的室内空间进行安装，如此需要占用较多的站内空间，而地面自行走式巡检机器人虽然可以在站内站外行走，但是行走的方式固定，且使用场地有限的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种电力运维用变电站巡检装置，包括主机、图像采集系统、广角摄像头、测距传感器组件、升降架、伸缩轴、移动电源和两个壳体，两个所述壳体的上端均设有凸起部，两个所述壳体之间共同连接有两个铰接组件，所述壳体内通过滚动轴承转动连接有主轴，所述主轴的两端均穿过滚动轴承并固定连接有摆臂，且摆臂上安装有轮毅电机，所述伸缩轴的两端均通过滚珠轴承分别与两个壳体的侧壁转动连接，所述伸缩轴的两端分别延伸至两个壳体内并连接有传动机构；

所述传动机构与主轴相连用于改变轮毅电机的角度，使轮毅电机驱动巡检装置在不同支撑件上行走；

所述铰接组件随轮毅电机的角度变化改变两个壳体之间的间距，两个所述壳体之间共同连接有两个限位辊；

其中一个所述壳体内固定连接有电机，且电机的输出端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与传动机构相连。

优选的，所述传动机构包括蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合有蜗杆，所述蜗杆通过滚针轴承转动连接在壳体内，所述蜗杆的杆壁上绕接有同步带，所述同步带内绕接有第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮固定在伸缩轴的一端，所述第二同步轮固定在蜗杆的杆壁上；

所述第一锥齿轮的一侧啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮固定在蜗杆的杆壁上，所述壳体的一侧设有开口，且开口出通过螺栓固定连接有密封板，所述密封板的一侧通过密封轴承与蜗杆的一端转动连接。

优选的，所述铰接组件包括第一铰接杆和第二铰接横杆，所述第一铰接杆和第二铰接杆的中心处通过铰接轴转动连接并呈X形结构分布，所述第一铰接杆和第二铰接杆的一端均通过连接轴分别与两个壳体的侧壁转动连接，所述第一铰接杆和第二铰接杆远离连接轴的一端均通过转轴转动连接有传动杆，且传动杆的一端通过销轴转动连接有支臂，所述壳体的侧壁开设有装配口，所述支臂的一端穿过装配口并与主轴的轴壁固定连接。

优选的，所述限位辊的中心处开设有通孔，所述通孔内套接有两个横轴，两个所述横轴的轴壁上套接有套管，且套管的管壁上均固定连接有支撑臂，所述支撑臂的一端固定连接有导向杆，所述壳体的侧壁通过导向孔与导向杆的杆壁套接，所述导向杆的一侧固定连接有齿条，所述导向孔的一侧通过缺口与齿条套接，所述齿条的一侧啮合有齿轮，所述齿轮固定在主轴的轴壁上。

优选的，所述横轴的轴壁上套接有弹簧，所述弹簧的一端与套管的一端固定连接，所述弹簧的另一端固定连接有限位环，所述限位环与限位辊的一端接触。

优选的，两个所述壳体的上端共同设有一个保护罩，所述保护罩的上端与升降架的下端固定连接，所述保护罩相对的两端均设有两个固定部，且两个固定部的底部位于同一水平面上，两个所述固定部均通过螺栓与摆臂的上端固定连接，其中位于同一侧的两个摆臂之间共同固定连接有拉杆。

优选的，所述伸缩轴包括多棱管和多棱轴，所述多棱管套接在多棱轴的轴壁上，所述多棱管和多棱轴相背的一端均设有传动轴，所述传动轴通过滚珠轴承与壳体的侧壁转动连接。

优选的，所述图像采集系统固定在升降架的上端，所述升降架的侧壁对称固定连接有两个手扶杆。

优选的，所述壳体上端的凸起部一侧固定连接有横板，所述横板的侧壁开设有固定孔，所述横板的侧壁通过轴承座与伸缩轴的轴壁转动连接。

优选的，所述壳体的下端固定连接有电池盒，所述移动电源安装在电池盒内，所述广角摄像头和测距传感器组件均固定连接在摆臂的一侧，所述主机安装在其中一个所述壳体的一侧。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种电力运维用变电站巡检装置，具备以下有益效果：

1、本发明在使用的时候，通过多个轮毅电机能够实现驱动巡检装置在地面行走，且技术人员能够站立在保护罩上在场地内行走，进而能够实现巡检装置自主在场地内进行巡检作业，且也能够承载技术人员在场地内进行人工巡检，方便技术人员使用，此外，通过开启电机利用第一锥齿轮驱动传动机构，使主轴改变轮毅电机的角度与不同直径的支撑件侧壁接触，使轮毅电机能够驱动巡检装置能够在不同支撑件上行走，通过设置有的铰接组件能够随轮毅电机的角度变化改变两个壳体之间的间距，两个壳体之间的间距缩小时能够使巡检装置稳定的夹持在不同直径的支撑杆上，进而能够实现巡检装置可以在除地面之外的场地行走进行巡检作业。

2、本发明设置有的传动机构，在使用时，通过电机带动第一锥齿轮使第二锥齿轮使蜗杆旋转，蜗杆旋转时带动蜗轮使主轴旋转，主轴旋转带动摆臂使轮毅电机摆动，实现其角度的变化，由于巡检装置为对称设置，因此在蜗杆旋转时带动第二同步带使同步带旋转，同步带旋转带动第一同步带时伸缩轴旋转，伸缩轴旋转时带动另一个壳体内安装的传动机构旋转工作，且两个壳体内设置的蜗轮和蜗杆的螺旋方向相反，因此能够实现两个传动机构带动两个主轴实现相对旋转，使安装在摆臂上的轮毅电机相对远离或是相对靠近，实现巡检装置可以在不同支撑件上行走。

3、本发明设置有的铰接组件，通过设有的第一铰接杆和第二铰接杆，在第一铰接杆和第二铰接杆之间的角度越大时，二者位于同一水平面上的两端之间的间距会发生变化，进而能够实现拉动两个壳体相对移动，实现在改变轮毅电机的角度时，其位置也随之发生改变实现利用轮毅电机将巡检装置夹持在不同的支撑件上，设有的限位辊能够与轮毅电机配合改变其在竖直面上的位置，使两个限位辊与四个轮毅电机配合共同与支撑件的侧壁接触并形成多个与支撑件之间的接触点，增强巡检装置的行走稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置图1中壳体、铰接组件、限位辊和轮毅电机的结构示意图；

图3为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置中铰接组件、限位辊和主轴的结构示意图；

图4为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置中两个壳体的剖视图；

图5为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置中图4中A处的结构示意图；

图6为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置中限位辊的结构示意图；

图7为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置改变结构攀爬支撑件时的结构示意图一；

图8为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置改变结构攀爬支撑件时的结构示意图二；

图9为本发明提出的一种电力运维用变电站巡检装置改变结构攀爬支撑件时的结构示意图三。

图中：1、壳体；2、轮毅电机；3、摆臂；4、测距传感器组件；5、电池盒；6、密封板；7、保护罩；8、升降架；9、图像采集系统；10、手扶杆；11、第二铰接杆；12、第一铰接杆；13、支臂；14、传动杆；15、导向杆；16、支撑臂；17、横板；18、伸缩轴；19、限位辊；20、主轴；21、齿条；22、齿轮；23、横轴；24、弹簧；25、蜗轮；26、蜗杆；27、同步带；28、第一同步轮；29、第二同步轮；30、电机；31、第二锥齿轮；32、第一锥齿轮；33、限位环；34、主机；35、广角摄像头。

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。

实施例1：

参照附图1-9,一种电力运维用变电站巡检装置，包括主机34、图像采集系统9、广角摄像头35、测距传感器组件4、升降架8、伸缩轴18、移动电源和两个壳体1，图像采集系统9固定在升降架8的上端，升降架8的侧壁对称固定连接有两个手扶杆10，两个壳体1的上端均设有凸起部，壳体1上端的凸起部一侧固定连接有横板17，横板17的侧壁开设有固定孔，横板17的侧壁通过轴承座与伸缩轴18的轴壁转动连接，两个壳体1之间共同连接有两个铰接组件，壳体1内通过滚动轴承转动连接有主轴20，主轴20的两端均穿过滚动轴承并固定连接有摆臂3，且摆臂3上安装有轮毅电机2，伸缩轴18的两端均通过滚珠轴承分别与两个壳体1的侧壁转动连接，伸缩轴18包括多棱管和多棱轴，多棱管套接在多棱轴的轴壁上，多棱管和多棱轴相背的一端均设有传动轴，传动轴通过滚珠轴承与壳体1的侧壁转动连接，伸缩轴18的两端分别延伸至两个壳体1内并连接有传动机构，传动机构与主轴20相连用于改变轮毅电机2的角度，使轮毅电机2驱动巡检装置在不同支撑件上行走；

铰接组件随轮毅电机2的角度变化改变两个壳体1之间的间距，两个壳体1之间共同连接有两个限位辊19，其中一个壳体1内固定连接有电机30，且电机30的输出端固定连接有第一锥齿轮32，第一锥齿轮32与传动机构相连，两个壳体1的上端共同设有一个保护罩7，保护罩7的上端与升降架8的下端固定连接，保护罩7相对的两端均设有两个固定部，且两个固定部的底部位于同一水平面上，两个固定部均通过螺栓与摆臂3的上端固定连接，其中位于同一侧的两个摆臂3之间共同固定连接有拉杆，壳体1的下端固定连接有电池盒5，移动电源安装在电池盒5内，广角摄像头35和测距传感器组件4均固定连接在摆臂3的一侧，主机34安装在其中一个壳体1的一侧。

本发明中，主机34用于接收操控的技术人员发送的指令，通过接收到的指令控制轮毅电机2旋转进行驱动巡检装置行走，且能够通过测距传感器组件4和广角摄像头35采集的信号控制多个轮毅电机2旋转不同的速度和方向，实现驱动巡检装置转向避障，同时主机34接受到信号时通过控制电机30进行驱动两个传动机构进行工作，且图像采集系统9采用现有的设备，且由电池盒5内的移动电源对巡检装置整机进行供电，此技术在生活中已被广泛的使用，本领域技术人员已经知晓，故不再做过多赘述。

本发明在使用的时候，如图1所示，通过多个轮毅电机2能够实现驱动巡检装置在地面行走，且技术人员能够站立在保护罩7上在场地内行走，进而能够实现巡检装置自主在场地内进行巡检作业，且也能够承载技术人员在场地内进行人工巡检，方便技术人员使用；

如图7-9所示，先拆卸下防护罩7，并将图像采集系统9安装在横板17上，然后通过开启电机30利用第一锥齿轮32驱动传动机构，使主轴20改变轮毅电机2的角度与不同直径的支撑件侧壁接触，使轮毅电机2能够驱动巡检装置能够在不同支撑件上行走，如电缆、柱状杆件以及方形杆件，并且能够直接利用轮毅电机2进行驱动，此外，通过设置有的铰接组件能够随轮毅电机2的角度变化改变两个壳体1之间的间距，两个壳体1之间的间距缩小时能够使巡检装置稳定的夹持在不同直径的支撑杆上，进而能够实现巡检装置可以在除地面之外的场地行走进行巡检作业。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

参照附图3-5,传动机构包括蜗轮25，蜗轮25的一侧啮合有蜗杆26，蜗杆26通过滚针轴承转动连接在壳体1内，蜗杆26的杆壁上绕接有同步带27，同步带27内绕接有第一同步轮28和第二同步轮29，第一同步轮28固定在伸缩轴18的一端，第二同步轮29固定在蜗杆26的杆壁上；

第一锥齿轮32的一侧啮合有第二锥齿轮31，第二锥齿轮31固定在蜗杆26的杆壁上，壳体1的一侧设有开口，且开口出通过螺栓固定连接有密封板6，密封板6的一侧通过密封轴承与蜗杆26的一端转动连接。

本发明设置有的传动机构，在使用时，防护罩7拆卸下后与多个摆臂3分离解除对其的限位固定，之后即可通过电机带动第一锥齿轮32使第二锥齿轮31使蜗杆26旋转，蜗杆26旋转时带动蜗轮25使主轴20旋转，主轴20旋转带动摆臂3使轮毅电机2摆动，实现其角度的变化，由于巡检装置为对称设置，因此在蜗杆36旋转时带动第二同步带29使同步带27旋转，同步带27旋转带动第一同步带28时伸缩轴18旋转，伸缩轴18旋转时带动另一个壳体1内安装的传动机构旋转工作，且两个壳体1内设置的蜗轮25和蜗杆26的螺旋方向相反，因此能够实现两个传动机构带动两个主轴20实现相对旋转，使安装在摆臂3上的轮毅电机2相对远离或是相对靠近，如此即可实现通过调节轮毅电机2的角度，实现巡检装置可以在不同支撑件上行走。

实施例3：基于实施例1有所不同的是；

参照附图2-9,铰接组件包括第一铰接杆12和第二铰接横杆，第一铰接杆12和第二铰接杆11的中心处通过铰接轴转动连接并呈X形结构分布，第一铰接杆12和第二铰接杆11的一端均通过连接轴分别与两个壳体1的侧壁转动连接，第一铰接杆12和第二铰接杆11远离连接轴的一端均通过转轴转动连接有传动杆14，且传动杆14的一端通过销轴转动连接有支臂13，如图3所示，同一侧的铰接件，即连接轴和转轴的轴线相互平行且位于同一竖直面，壳体1的侧壁开设有装配口，支臂13的一端穿过装配口并与主轴20的轴壁固定连接；

限位辊19的中心处开设有通孔，通孔内套接有两个横轴23，两个横轴23的轴壁上套接有套管，且套管的管壁上均固定连接有支撑臂16，支撑臂16的一端固定连接有导向杆15，壳体1的侧壁通过导向孔与导向杆15的杆壁套接，导向杆15的一侧固定连接有齿条21，导向孔的一侧通过缺口与齿条21套接，齿条21的一侧啮合有齿轮22，齿轮22固定在主轴20的轴壁上，横轴23的轴壁上套接有弹簧24，弹簧24的一端与套管的一端固定连接，弹簧24的另一端固定连接有限位环33，限位环33与限位辊19的一端接触。

本发明设置有的铰接组件，在使用时，由于两个传动机构中的主轴20为不同向的相对旋转，因此在两个主轴20旋转时带动其侧壁上安装的支臂13相对摆动，支臂13摆动时推动传动杆14使第一铰接杆12和第二铰接杆11发生交叉摆动，由于第一铰接杆12和第二铰接杆11发生摆动时围绕同一个铰接轴运动，如此在第一铰接杆12和第二铰接杆11之间的角度越大时，二者位于同一水平面上的两端之间的间距会发生变化，进而能够实现拉动两个壳体1相对移动，实现在改变轮毅电机2的角度时，其位置也随之发生改变实现利用轮毅电机2将巡检装置夹持在不同的支撑件上，此外，在主轴20旋转时带动齿轮22旋转，齿轮22旋转时带动齿条21使导向杆15下移，导向杆15下移时带动支撑臂16使横轴23移动，横轴23下移时带动限位辊19下移，进而能够使两个限位辊19与四个轮毅电机2配合共同与支撑件(如图7-9中虚线所示)的侧壁接触并形成多个与支撑件之间的接触点，增强巡检装置的行走稳定性。

需要说明的是，术语“包括”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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (8)

1.一种电力运维用变电站巡检装置，包括主机（34）、图像采集系统（9）、广角摄像头（35）、测距传感器组件（4）、升降架（8）、伸缩轴（18）、移动电源和两个壳体（1），两个所述壳体（1）的上端均设有凸起部，所述图像采集系统（9）固定在升降架（8）的上端，其特征在于：两个所述壳体（1）之间共同连接有两个铰接组件，所述铰接组件包括第一铰接杆（12）和第二铰接杆（11），所述第一铰接杆（12）和第二铰接杆（11）的中心处通过铰接轴转动连接并呈X形结构分布，所述第一铰接杆（12）和第二铰接杆（11）的一端均通过连接轴分别与两个壳体（1）的侧壁转动连接，所述第一铰接杆（12）和第二铰接杆（11）远离连接轴的一端均通过转轴转动连接有传动杆（14），且传动杆（14）的一端通过销轴转动连接有支臂（13），所述壳体（1）的侧壁开设有装配口，所述支臂（13）的一端穿过装配口并与主轴（20）的轴壁固定连接，所述壳体（1）内通过滚动轴承转动连接有主轴（20），所述主轴（20）的两端均穿过滚动轴承并固定连接有摆臂（3），且摆臂（3）上安装有轮毅电机（2），所述伸缩轴（18）的两端均通过滚珠轴承分别与两个壳体（1）的侧壁转动连接，所述伸缩轴（18）的两端分别延伸至两个壳体（1）内并连接有传动机构；

所述传动机构与主轴（20）相连用于改变轮毅电机（2）的角度，使轮毅电机（2）驱动巡检装置在不同支撑件上行走，所述传动机构包括蜗轮（25），所述蜗轮（25）的一侧啮合有蜗杆（26），所述蜗杆（26）通过滚针轴承转动连接在壳体（1）内，所述蜗杆（26）的杆壁上绕接有同步带（27），所述同步带（27）内绕接有第一同步轮（28）和第二同步轮（29），所述第一同步轮（28）固定在伸缩轴（18）的一端，所述第二同步轮（29）固定在蜗杆（26）的杆壁上；

所述铰接组件随轮毅电机（2）的角度变化改变两个壳体（1）之间的间距，两个所述壳体（1）之间共同连接有两个限位辊（19）；

其中一个所述壳体（1）内固定连接有电机（30），且电机（30）的输出端固定连接有第一锥齿轮（32），所述第一锥齿轮（32）与传动机构相连，所述第一锥齿轮（32）的一侧啮合有第二锥齿轮（31），所述第二锥齿轮（31）固定在蜗杆（26）的杆壁上，所述壳体（1）的一侧设有开口，且开口处通过螺栓固定连接有密封板（6），所述密封板（6）的一侧通过密封轴承与蜗杆（26）的一端转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述限位辊（19）的中心处开设有通孔，所述通孔内套接有两个横轴（23），两个所述横轴（23）的轴壁上套接有套管，且套管的管壁上均固定连接有支撑臂（16），所述支撑臂（16）的一端固定连接有导向杆（15），所述壳体（1）的侧壁通过导向孔与导向杆（15）的杆壁套接，所述导向杆（15）的一侧固定连接有齿条（21），所述导向孔的一侧通过缺口与齿条（21）套接，所述齿条（21）的一侧啮合有齿轮（22），所述齿轮（22）固定在主轴（20）的轴壁上。

3.根据权利要求2所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述横轴（23）的轴壁上套接有弹簧（24），所述弹簧（24）的一端与套管的一端固定连接，所述弹簧（24）的另一端固定连接有限位环（33），所述限位环（33）与限位辊（19）的一端接触。

4.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：两个所述壳体（1）的上端共同设有一个保护罩（7），所述保护罩（7）的上端与升降架（8）的下端固定连接，所述保护罩（7）相对的两端均设有两个固定部，且两个固定部的底部位于同一水平面上，两个所述固定部均通过螺栓与摆臂（3）的上端固定连接，其中位于同一侧的两个摆臂（3）之间共同固定连接有拉杆。

5.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述伸缩轴（18）包括多棱管和多棱轴，所述多棱管套接在多棱轴的轴壁上，所述多棱管和多棱轴相背的一端均设有传动轴，所述传动轴通过滚珠轴承与壳体（1）的侧壁转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述升降架（8）的侧壁对称固定连接有两个手扶杆（10）。

7.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述壳体（1）上端的凸起部一侧固定连接有横板（17），所述横板（17）的侧壁开设有固定孔，所述横板（17）的侧壁通过轴承座与伸缩轴（18）的轴壁转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种电力运维用变电站巡检装置，其特征在于：所述壳体（1）的下端固定连接有电池盒（5），所述移动电源安装在电池盒（5）内，所述广角摄像头（35）和测距传感器组件（4）均固定连接在摆臂（3）的一侧，所述主机（34）安装在其中一个所述壳体（1）的一侧。