CN205377160U - 电缆隧道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆隧道巡检机器人，包括机器人本体和悬挂式轨道，机器人本体顶部设置有跨骑在悬挂式轨道上行走的滚轮，还包括控制器以及与之连接的可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器、LED补光灯、烟雾传感器、广角双视云台、音频收发器和灭火弹；在机器人本体的前端面和后端面上都设置有可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器和LED补光灯；烟雾传感器、灭火弹和广角双视云台设置在机器人本体的底面上，音频收发器设置在机器人本体的侧面上，控制器设置在机器人本体内部。它具有自动实时巡检、保护人身安全、及时报警、及时灭火处理、远程监控、远程实时通讯、数据可保存回放以便于分析总结等优点。

Description

电缆隧道巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及一种巡检机器，具体地说是一种电缆隧道巡检机器人。

背景技术

中心城区等区域架空线入地既是对城市电网电缆化供电模式的推动，更对城区内电力通道的建设提出了新的要求。目前中心城区地下的煤气、通信、热力、上下水等市政管线密如蛛网，留给电力的通道有限，要贯彻政府架空线入地的政策，就必须建设以电缆隧道为主的城市地下电力输送通道网络，以充分和高效利用城市地下通道资源，全面符合和兼顾城市整体发展和城市电网发展的需要。

我国多数电缆集中敷设在电缆隧道中，其特点是距离长、地形复杂、相互纵横交错、潮湿，电缆种类多，并经常存在有各类有毒气体及可燃气体，电缆隧道特殊环境使得传统人工巡检效率低下，并伴随人身安全威胁。由于绝大部分的火灾是由于电缆接头运行长时间过热击穿，短路放炮起火，造成火势蔓延，所以对接头火灾的防控成为对整个电缆火灾防控的重中之重。

为了确保电缆隧道内电气设备的安全稳定运行，及时发现设备的缺陷或隐患，积累状态检修原始数据，往往要求定期或不定期对现场设备进行巡视检查或采用红处线测温手段对设备状态进行监视。

但是，目前电力电缆线路的运行巡视和检修工作大部分都由人工完成，而电缆隧道中空间狭小、环境湿度大，积水情况常见，且经常伴有有毒气体存在，对人工巡视造成非常大的障碍。由于人工巡检频率低，间隔长，则相关单位对巡视期间内可能发生的情况无法准确及时的了解，也无法对电力电缆线路运行历史数据进行实时的收集分析整理，难以得到准确的设备运行情况，基本无法开展对电力电缆系统和电缆隧道网络的实时监控。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种电缆隧道巡检机器人，其能够有效解决周期巡视电缆隧道电缆及附属设施的运行情况，以便对电力电缆系统和电缆隧道网络的实时监控。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是：电缆隧道巡检机器人，包括机器人本体和设置在电缆隧道内的悬挂式轨道，所述机器人本体顶部设置有跨骑在悬挂式轨道上行走的滚轮，其特征是，还包括可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器、LED补光灯、烟雾传感器、广角双视云台、音频收发器、灭火弹和控制器；在所述机器人本体的前端面和后端面上都设置有可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器和LED补光灯；所述的烟雾传感器、灭火弹和广角双视云台设置在机器人本体的底面上，所述音频收发器设置在机器人本体的侧面上；所述灭火弹为多个干粉灭火弹和/或泡沫灭火弹；所述控制器设置在机器人本体内部且分别与可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器、LED补光灯、烟雾传感器、广角双视云台、音频收发器和灭火弹相连。

优选地，电缆隧道巡检机器人还包括可充电电池和感应式充电器和若干分布式充电端，所述的可充电电池和感应式充电器设置在机器人本体内部，可充电电池用以为巡检机器人提供工作电源，感应式充电器的输出端与可充电电池的充电端相连，分布式充电端均匀分布设置在悬挂式轨道上。

优选地，所述感应式充电器设置在机器人本体内部上端靠近悬挂式轨道的地方，所述分布式充电端设置在悬挂式轨道的底部。

优选地，所述悬挂式轨道上设置多台机器人本体，每台机器人本体在悬挂式轨道上一定范围距离内来回运动。

优选地，所述悬挂式轨道为一体式结构，所述滚轮通过位于悬挂式轨道两侧的悬杆与机器人本体相连，所述悬杆下端与机器人本体顶部相连，悬杆顶部与悬挂式轨道上的滚轮相连。

优选地，所述悬杆顶端与悬挂式轨道相配处设置有滚筒。

优选地，电缆隧道巡检机器人还包括设置在机器人本体内的无线通信模块，所述控制器通过无线通信模块与上位机相连。

优选地，所述可燃气体检测传感器包括O2、H2S、CO和CH4四合一可燃气体检测传感器。

优选地，所述广角双视云台采用可见光/热成像双视云台。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述悬挂式巡检机器人可代替人工进行电缆隧道内各巡检点的巡检工作，具有自动实时巡检、保护人身安全、及时报警、及时灭火处理、远程监控、远程实时通讯、数据可保存回放以便于分析总结等优点。具体表现为：（1）、悬挂式轨道既作为巡检机器人运行的轨道路径，也作为机器人电力能源的传输介质，从而实现为机器人在线提供电源的目的，省去了传统的滑触线取电方式，降低了成本；（2）、电缆隧道巡检机器人的滚轮采用悬挂方式安装于机器人本体上，保证滚轮与轨道面接触稳定可靠，保证巡检机器人运行稳定性；（3）、电缆隧道巡检机器人设置有音频收发器，当现场有异常情况时，可采集现场声音信息，便于故障诊断与排除，在现场有人员工作时，便于通过对讲器与远程控制中心的人员及时沟通交流；（4）、灭火及时，巡检机器人处于隧道中，无需等待人员到达隧道即可自动启动灭火或远程人工遥控启动灭火，节省工作人员到达现场的时间，在第一时间进行灭火处理；（5）、安全，巡检机器人可代替人工进行巡检、灭火，无需人员到达充满有毒有害气体的隧道内，在火灾扑灭前，不需要工作人员亲自到达现场，不存在巡视或灭火带来的人身安全问题；（6）控制器通过无线通信模块实时将巡检数据发送给上位机，不仅实现了远程监控、远程实时通讯，而且巡检数据可保存回放，以便于分析总结。

本实用新型采用电缆隧道巡检机器人与集中监控相结合的方式构架的电缆隧道巡检系统，用其来解决周期巡视电缆隧道电缆及附属设施的运行情况，有效的解决了高压供电电缆正常运作状态不间断巡检与工作人员的周期巡检不足的矛盾，保障了巡检任务的数量、质量和可靠性，提升了供电组网及供电设施及电缆隧道工作人员安全性；周期性巡检信息的集中监控记录、交互分析功能，为电力设备及时维护和故障分析提供了更为可靠的依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为所述机器人本体在悬挂式轨道上的设置；

图3为本实用新型在变电站内的一具体应用示意图；

图中，1机器人本体、2悬挂式轨道、3滚轮、4可燃气体检测传感器、5温湿度传感器、6超声波雷达传感器、7LED补光灯、8烟雾传感器、9广角双视云台、10音频收发器、11悬杆、12灭火弹、13感应式充电器、14分布式充电端。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型的一种电缆隧道巡检机器人，包括机器人本体1和设置在电缆隧道内的悬挂式轨道2，所述机器人本体1顶部设置有跨骑在悬挂式轨道上行走的滚轮3；还包括可燃气体检测传感器4、温湿度传感器5、超声波雷达传感器6、LED补光灯7、烟雾传感器8、广角双视云台9、音频收发器10、灭火弹12和控制器；在所述机器人本体1的前端面和后端面上都设置有可燃气体检测传感器4、温湿度传感器5、超声波雷达传感器6和LED补光灯7，以便于来回巡检，所述的烟雾传感器8、灭火弹12和广角双视云台9设置在机器人本体1的底面上，广角双视云台9可以自由旋转；所述音频收发器10设置在机器人本体1的侧面上，用以用于音频广播和语音对讲；所述灭火弹12为多个干粉灭火弹和/或泡沫灭火弹；所述控制器设置在机器人本体内部且分别与可燃气体检测传感器4、温湿度传感器5、超声波雷达传感器6、LED补光灯7、烟雾传感器8、广角双视云台9、音频收发器10和灭火弹12相连。在机器人本体上设置有灭火弹12，当发生火情时进行及时灭火，无需等待人员到达隧道，即可自动启动灭火或远程人工遥控启动灭火，不仅节省了工作人员到达现场的时间，而且能够在第一时间进行灭火处理。

电缆隧道巡检机器人还包括可充电电池、感应式充电器13和若干分布式充电端14，所述的可充电电池和感应式充电器13设置在机器人本体1的内部，可充电电池用以为巡检机器人提供工作电源，感应式充电器的输出端与可充电电池的充电端相连，分布式充电端14均匀分布设置在悬挂式轨道2上。为了达到更好地充电效果，所述感应式充电器设置在机器人本体内部上端靠近悬挂式轨道的地方，所述分布式充电端设置在悬挂式轨道的底部。由于电缆隧道巡检机器人采用可充电电池供电，且通过感应式充电器以电磁场耦合的方式进行能量传输，实现对可充电电池的充电，这种方式没有输入电源负载，线路之间没有电气连接和物理接触，具有可靠性高、安全性高、防水性好、气密性好、可维护性高等特点。

如图2所示，为了能够对电缆隧道电缆及附属设施进行全面检测，所述悬挂式轨道2上设置多台机器人本体1，每台机器人本体1在悬挂式轨道上一定范围距离内来回运动，这样不仅可以实现对电缆隧道网络的运行情况及环境进行全面检测，而且还能有效缩短巡检时间，提高巡检效率，从真正意义上实现电缆隧道无人智能巡检的使用效果。

上述结构中，所述悬挂式轨道2为一体式结构，所述滚轮3通过位于悬挂式轨道两侧的悬杆11与机器人本体1相连，所述悬杆11下端与机器人本体1的顶部相连，悬杆顶部与悬挂式轨道上的滚轮2相连。为了机器人行走平稳，本实用新型采用4个滚轮，每个滚轮分别通过一个悬杆与机器人本体1相连，4个滚轮分为前后两组，每组左右对称设置。在所述悬杆顶端与悬挂式轨道相配处还设置有滚筒，当悬杆与轨道刮擦时滚筒滚动，从而减少了轨道和悬杆的磨损。

电缆隧道巡检机器人还包括设置在机器人本体内部的无线通信模块，所述控制器通过无线通信模块与上位机相连，控制器将巡检机器人采集的相关信息发送给上位机进行集中监控，电缆隧道巡检机器人与集中监控相结合的方式来构建变电缆隧道巡检系统。无线通信模块采用GPRS、3G或WIFI中的一种或多种。

所述可燃气体检测传感器至少包括O2、H2S、CO和CH4四合一可燃气体检测传感器，用以对O2、H2S、CO、CH4及其他可燃气体进行检测。

所述广角双视云台采用可见光/热成像双视云台，智能巡检机器人通过双视云台搭载可见光高清相机与红外热成像仪，针对电缆隧道内的各类电力设备以及环境进行24小时实时的可见光监控与红外热成像视频监控。

本实用新型的工作原理如下：

电缆隧道巡检机器人运行于悬挂式轨道上，滚轮的踏面与轨道的上面相切接触，感应式充电器到达分布式充电端附近时采用电磁场耦合的方式进行能量传输来对可充电电池的充电；控制器通过无线通信模块与位于监控室内的上位机进行信息交流，通过控制器控制命令、各类传感器采集数据，采集现场实时可见光视频、图像、语音和巡检机器人状态数据等；巡检机器人通过广角双视云台搭载可见光高清相机与红外热成像仪，针对电缆隧道内的各类电力设备以及环境进行24小时实时的可见光监控与红外热成像视频监控；工作人员在监控室内可通过视频发现异常情况并判断其准确位置，可以实现自由度全方位视角实时监控及数据采集工作；控制器可控制巡检机器人进行自动巡检，实现对电缆隧道内设备及环境的定期、反复巡检及故障预警；巡检机器巡检内容包括：环境温度及是否正常、环境湿度及是否正常、隧道内O2、H2S、CO、CH4及其它可燃气体浓度及是否超标、设备温度及是否超标、设备外观是否有破损。

在巡检机器人巡检过程中，如果发现并确定火灾已经发生，则由控制器自动控制或由管理中心的管理人员控制巡检机器人移动到发生火灾的位置，引爆灭火弹实现自动灭火。

本实用新型的轨道采用高强度工字型铝合金轨道，在轨道的直线段每隔1.5-2米安装一只轨道固定支架，弯道处每隔1米装一只轨道固定支架。轨道表面做氧化处理，既能提高抗腐蚀能力，又可以提高表面的硬度，增加抗磨损性能。

巡检机器人挂于轨道上行走，每12分钟进行一次单边巡检任务，巡检机器人是专门针对地下电缆隧道研制的智能一体化巡检解决方案，结合监控中心管理平台、通信系统以及相关附件，可实现对电缆隧道环境与设备的不间断监测监控及火灾处理。同时可以配备以机器人控制台以及手持遥控器，以实现根据不同应用环境对机器人进行不同形式的远程遥控。巡检机器人运行于电缆隧道监控系统的前端，24小时不间断对电缆隧道进行反复巡检，并实现对电缆隧道状态的连续、动态的数据采集及存储；通过人工遥控+全自主巡检,全局巡检+定点巡视的结合方式，实现系统对电缆隧道设备与环境不间断无遗漏的巡检。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.电缆隧道巡检机器人，包括机器人本体和设置在电缆隧道内的悬挂式轨道，所述机器人本体顶部设置有跨骑在悬挂式轨道上行走的滚轮，其特征是，还包括可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器、LED补光灯、烟雾传感器、广角双视云台、音频收发器、灭火弹和控制器；在所述机器人本体的前端面和后端面上都设置有可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器和LED补光灯；所述的烟雾传感器、灭火弹和广角双视云台设置在机器人本体的底面上，所述音频收发器设置在机器人本体的侧面上；所述灭火弹为多个干粉灭火弹和/或泡沫灭火弹；所述控制器设置在机器人本体内部且分别与可燃气体检测传感器、温湿度传感器、超声波雷达传感器、LED补光灯、烟雾传感器、广角双视云台、音频收发器和灭火弹相连。

2.根据权利要求1所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，还包括可充电电池和感应式充电器和若干分布式充电端，所述的可充电电池和感应式充电器设置在机器人本体内部，可充电电池用以为巡检机器人提供工作电源，感应式充电器的输出端与可充电电池的充电端相连，分布式充电端均匀分布设置在悬挂式轨道上。

3.根据权利要求2所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述感应式充电器设置在机器人本体内部上端靠近悬挂式轨道的地方，所述分布式充电端设置在悬挂式轨道的底部。

4.根据权利要求1所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述悬挂式轨道上设置多台机器人本体，每台机器人本体在悬挂式轨道上一定范围距离内来回运动。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述悬挂式轨道为一体式结构，所述滚轮通过位于悬挂式轨道两侧的悬杆与机器人本体相连，所述悬杆下端与机器人本体顶部相连，悬杆顶部与悬挂式轨道上的滚轮相连。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述悬杆顶端与悬挂式轨道相配处设置有滚筒。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，还包括设置在机器人本体内的无线通信模块，所述控制器通过无线通信模块与上位机相连。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述可燃气体检测传感器包括O2、H2S、CO和CH4四合一可燃气体检测传感器。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的电缆隧道巡检机器人，其特征是，所述广角双视云台采用可见光/热成像双视云台。