CN207489192U - 一种电力设备防护围挡机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力设备防护围挡机器人，包括一组围栏杆，围栏杆包括借助安装座固定于地面上的空心转轴，空心转轴的内部中空腔体中设置有控制器、升降机构及警示块，警示块位于升降机构上方并借助绳索与升降机构连接，空心转轴的上端面设置有与中空腔体直径相同的开口，空心转轴上设置有红外感应器，红外感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，升降机构的受控端、空心转轴的旋转驱动电机的受控端均与控制器的控制端连接，警示块上还设置有一组子警示块，红外感应器将他人接近隔离区域的信号发送至控制器，升降机构将警示块推出，警示块随空心转轴旋转的同时远离空心转轴，防止他人继续靠近，警示隔离效果得到显著提高。

Description

一种电力设备防护围挡机器人

技术领域

本实用新型属于电力维护设备技术领域，涉及一种围栏，具体为一种电力设备防护围挡机器人。

背景技术

安全围栏主要用于电力设备、施工现场的临边防护、危险区域划分或临时性施工围挡等用途，防止非作业人员以及户外的动物靠近造成伤亡，或干扰施工作业，甚至电力设备的正常运行，现有的围栏多为挡板结构或刚性栅栏结构，以围栏拉出一个隔离区以及围栏上的颜色引起非作业人员的注意，但其安全警示效果一般，并不能真正防止非作业人员靠近，尤其对于自然界的动物，它们不能辨别围栏的作用及用途，现有的普通围栏对于动物更是难以实现行之有效的警示效果。另一方面，现有围栏整体运输时占据空间大，搬运、安装困难，若分体运输，则使用时需现场组装，费时费力。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种电力设备防护围挡机器人，有效对试图靠近电力设备、施工现场的非作业人员或动物发出警报，防止非作业人员或动物靠近，显著提高了围栏的安全警示效果。

本实用新型所采用的技术方案是：一种电力设备防护围挡机器人，包括一组围栏杆，关键在于，所述的围栏杆包括借助安装座固定于地面上的空心转轴，空心转轴的内部中空腔体中设置有控制器、升降机构及警示块，警示块位于升降机构上方并借助绳索与升降机构连接，空心转轴的上端面设置有与中空腔体直径相同的开口，空心转轴上设置有红外感应器，红外感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，升降机构的受控端、空心转轴的旋转驱动电机的受控端均与控制器的控制端连接，所述的警示块上还设置有一组子警示块，所述的子警示块分别借助连接绳与警示块固接。

所述的升降机构包括伸缩气缸，以及设置于伸缩气缸的活塞杆端头上的顶出机构，所述的顶出机构的外径与中空腔体的内径相同，所述的警示块设置于顶出机构上方，所述的绳索与顶出机构连接，所述的伸缩气缸的受控端与控制器的控制端连接。

所述的顶出机构包括凸字形的顶出块，以及设置于顶出块下方的支架，所述的顶出块的最大外径与中空腔体的内径相同，所述的支架分别与顶出块和伸缩气缸的活塞杆端头连接，所述的支架内设置有与微型电机的驱动端连接的卷轴，所述的顶出块上设置有纵向的过孔，过孔的轴线与空心转轴的上端面上设置的开口的轴心重合，所述的绳索穿过过孔与卷轴连接，所述的微型电机的受控端与控制器的控制端连接。

所述的空心转轴的上端面与水平面呈角度α设置，其中0<α<30°。

所述的空心转轴的上端面的外边缘为圆弧结构。

所述的控制器上设置有信号发送器，所述的信号发送器借助无线网络与远程终端形成信号连接。

所述的连接绳为弹力绳。

所述的警示块、子警示块的结构为球体、半球体或多面体。

所述的上端面的开口处设置有挡盖，挡盖为橡胶材质，挡盖的轴心至外围设置有切口，切口使挡盖形成一组花瓣式膜片。

本实用新型的有益效果为：红外感应器设置预警距离参数，在预警距离范围内一旦检测到人体或动物，便将信号传递至控制器，控制器控制旋转驱动电机驱动空心转轴旋转，警示块、子警示块随空心转轴同时转动，在离心力的作用下警示块、子警示块旋转张开形成更大的保护空间，有效防止人类、动物靠近并起到驱逐作用，显著提高围挡机器人的围挡警示效果，同时由于警示块、子警示块旋转张开形成更大的保护空间，使得围栏杆的设置数量大大减少，设置密度低，搬运、安装方便，节省了防护成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中围栏杆的结构示意图。

图3为图2伸缩气缸顶起状态示意图。

图4为图2旋转状态示意图。

图5为挡盖的结构示意图。

图6为本实用新型的工作原理图。

附图中，0代表电力设备，1代表围栏杆，2代表空心转轴，21代表中空腔体，22代表上端面，23代表外边缘，3代表红外感应器，4代表警示块，5代表绳索，6代表控制器，7代表伸缩气缸，71代表活塞杆端头，8 代表顶出机构，82代表支架，83代表微型电机，84代表卷轴，85代表过孔，9代表挡盖，91代表切口，92代表花瓣式膜片，10代表安装座，11 代表旋转驱动电机，12代表子警示块，13代表连接绳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明做进一步说明。

本实用新型涉及一种电力设备防护围挡机器人，包括一组围栏杆1，关键是，所述的围栏杆1包括借助安装座10固定于地面上的空心转轴2，空心转轴2的内部中空腔体21中设置有控制器6、升降机构及警示块4，警示块4位于升降机构上方并借助绳索5与升降机构连接，空心转轴2的上端面22设置有与中空腔体21直径相同的开口，空心转轴2上设置有红外感应器3，红外感应器3的信号输出端与控制器6的信号输入端连接，升降机构的受控端、空心转轴2的旋转驱动电机11的受控端均与控制器6的控制端连接，所述的警示块4上还设置有一组子警示块12，所述的子警示块 12分别借助连接绳13与警示块4固接，进一步增加立体空间内的隔离范围，其中红外感应器3设置在空心转轴2的对外一侧，红外感应器3在所设定的预警距离范围内检测到人体或动物时，将信号传递至控制器6，控制器6 控制旋转驱动电机11驱动空心转轴2旋转，控制器6控制升降机构将警示块4、子警示块12从中空腔体21内推出至空心转轴2外，警示块4、子警示块12随空心转轴2同时转动，在离心力的作用下警示块4、子警示块12 旋转张开形成更大的保护空间，起到预警作用，有效防止人类、动物靠近并起到驱逐作用，显著提高围挡机器人的围挡、警示效果，由于警示块4、子警示块12张开后的保护空间大，进而还可减少围栏杆1的设置数量，便于布置和搬运，同时节省防护成本。无人员或动物靠近时，控制器6控制升降机构将警示块4、子警示块12收纳入中空腔体21内。

所述的升降机构包括伸缩气缸7，以及设置于伸缩气缸7的活塞杆端头 71上的顶出机构8，所述的顶出机构8的外径与中空腔体21的内径相同，所述的警示块4设置于顶出机构8上方，所述的绳索5与顶出机构8连接，所述的伸缩气缸7的受控端与控制器6的控制端连接，外径与中空腔体21 内径相同的顶出机构8与中空腔体21形成竖直方向的导向配合，使顶出机构8能够顺利地进行上下移动并有效地将警示块4、子警示块12顶出或收回。

所述的顶出机构8包括凸字形的顶出块81，以及设置于顶出块81下方的支架82，所述的顶出块81的最大外径与中空腔体21的内径相同，顶出块81的最大外径面与中空腔体21形成导向配合，警示块4落在顶出块81 的顶面上，顶出块8升起时，顶出块8的最大外径面与中空腔体21保持导向配合，顶出块8的最小外径面伸出中空腔体21将警示块4推出中空腔体21。所述的支架82分别与顶出块81和伸缩气缸7的活塞杆端头71连接，所述的支架82内设置有与微型电机83的驱动端连接的卷轴84，所述的顶出块81上设置有纵向的过孔85，过孔85的轴线与空心转轴2的上端面22 上设置的开口的轴心重合，所述的绳索5穿过过孔85与卷轴84连接，所述的微型电机83的受控端与控制器6的控制端连接，收放过程中绳索5为张紧状态，使警示块4正冲上端面22上设置的开口，警示块4、子警示块 12能够实现快速、顺利收放，当警示块4、子警示块12推送至中空腔体21 外部后，卷轴84旋转，使位于中空腔体21外部的绳索5伸长，空心转轴2 旋转时警示块4可张开增大保护区域范围，同时可根据空心转轴2的设置数量和预警距离，卷轴84调节绳索5的伸出长度，防止绳索5的伸出长度与伸缩气缸7的伸缩行程不对等造成的警示块4无法收回，绳索5的伸出长度越长，空心转轴2的设置数量越少，预警距离越大。

所述的空心转轴2的上端面22与水平面呈角度α设置，其中0<α <30°，保证空心转轴2端部强度的前提下，倾斜的上端面22便于实现警示块4、子警示块12的收放。

顶出块81的顶面与上端面22平行，呈倾斜状，便于顶出块81顶起后警示块4、子警示块12在重力的作用下自动滑出中空腔体21。

所述的空心转轴2的上端面22的外边缘23为圆弧结构，防止对绳索5 造成损伤，同时圆弧结构圆滑过渡更易于警示块4、子警示块12的收回。

所述的控制器6上设置有信号发送器，所述的信号发送器借助无线网络与远程终端形成信号连接，红外感应器3感应到有非工作人员或动物继续闯入并进入二级报警距离时，将信号发送至控制器6，控制器6分析后通过信号发送器及时将入侵信号发送至远程终端并发出警报，引起相关工作人员注意并采取相应措施。

所述的连接绳13为弹力绳，空心转轴2旋转时，子警示块12同时受到竖直方向的重力G和水平方向的离心力(即向心力的反方向的力)Fn，旋转时，子警示块12与空心转轴2的张开角度为θ，且0°＜θ≤90°，子警示块12受到绳索5及连接绳13的拉力为F，根据力的分解：

F＝G/cosθ；＝Fn/sinθ；

又知cosθ＝cos(0°-90°)，即0≤cosθ＜1；

因此，根据当θ＝90°，Fn远大于G，二者合力可忽略G，可得出，θ＝90°时，sinθ＝1，F＝Fn且远大于G；当0°＜θ＜90°时，F＝G/cosθ， 0＜cosθ＜1，F＞G。连接绳13为弹力绳，空心转轴2旋转时子警示块12 受到绳索5、连接绳13的拉力F总大于子警示块12的重力G，即子警示块 12对连接绳13的反向力大于重力G，因此旋转过程中弹力绳受到的拉力较自然垂直状态下的拉力大，弹力绳较自然垂直状态下具有更长的长度，在同一转速、同一质量、同一长度的情况下，使用弹力绳时，子警示块4旋转张开的范围更广，所保护的范围更大，有效减少了围栏杆1的设置数量。

所述的警示块4、子警示块12的结构为球体、半球体或多面体，选择多样性。

所述的警示块4、子警示块12的结构为球体，旋转过程中不会对强行闯入隔离区的非工作人员造成尖锐划伤，使用更加安全。

所述的上端面22的开口处设置有挡盖9，挡盖9为橡胶材质，挡盖9 的轴心至外围设置有切口91，切口91使挡盖9形成一组花瓣式膜片92，自然状态下，花瓣式膜片92紧紧贴合在一起，使中空腔体21形成封闭结构，防止雨雪、灰尘等落入中空腔体21内影响正常工作，警示块4的收放过程中，警示块4在升降机构的推拉下，作用于挡盖9的轴心，切口91的交点集中在轴心，轴心最薄弱，尤其是在于橡胶材质具有良好的弹性，在警示块4的挤压下，花瓣式膜片92张开，便于警示块4进出，随后在迅速恢复原状；警示块4、子警示块12在中空腔体21之外旋转时，绳索5在旋转过程中滑入切口91内，花瓣式膜片92产生微量变形，依然能够保持较好的封闭状态。

本实用新型所设计的围挡机器人采用若干个单体的围栏杆1，占据空间小，便于搬运，使用时根据不同间距要求设置围栏杆1的数量，安装快速、方便，由于绳索5的伸出长度的可调性，极大减少了围栏杆1的设置数量，工作时警示块4旋转形成严密的防护空间，较普通围栏节省了基材的使用，节省基材成本的同时实现了更好的预警效果。

实施例1，如图1-6所示，该围挡机器人包括一组设置在电力设备0 外围的围栏杆1，围栏杆1包括借助安装座10固定在地面上的空心转轴2，旋转驱动电机11用来驱动空心转轴2旋转，空心转轴2对外的一侧设置有红外感应器3，空心转轴2的内部设置有中空腔体21，空心转轴2的上端面22与水平面之间的夹角的角度为α，其中α＝15°，上端面22的外边缘 23为圆弧形的结构，上端面22上设置有开口，该开口的内径与中空腔体21的直径相同，该开口的内径上设置有由三个花瓣式膜片92组成的封闭的挡盖9，切口91为人字形结构，保证花瓣式膜片92的强度，挡盖9与上端面22平行，便于雨雪、灰尘滑落，防止挤压在挡盖9上进入中空腔体21 内。

警示块4上均匀设置有三个分别借助连接绳13与警示块4固接的子警示块12，其中连接绳13为弹力绳，警示块4、子警示块12的结构为球体结构，警示块4的直径是子警示块12直径的3倍，球体结构在收放过程不会对空心转轴2产生划伤，且周身圆滑，易于收放，旋转过程中也不会对强行闯入隔离区的非工作人员造成尖锐划伤，使用更加安全。中空腔体21的底部设置有伸缩气缸7，顶出机构8中的支架82的下端与伸缩气缸7的活塞杆端头71固接，支架82的上端与凸字形的顶出块81固接，顶出块81 的最大外径与中空腔体21的内径相同，顶出块81的顶面与上端面22平行设置，顶出块81的顶端的边缘导圆角设置，形成圆滑过渡，便于子警示块 12的推出，还减少了边缘对于连接绳13的磨损，延长连接绳13的使用寿命。支架82内部设置有与微型电机83的驱动端连接的卷轴84，警示块4 上的绳索5穿过顶出块81上的过孔85与卷轴84连接，过孔85的轴线与空心转轴2的上端面22上设置的开口的轴心相合。控制器6设置在其中一个空心转轴2的安装座10上，控制器6的信号接收端与各红外感应器3的信号输出端连接，控制器6的控制端分别与各旋转驱动电机11的受控端、伸缩气缸7的受控端、微型电机83的受控端连接，各旋转驱动电机11驱动相对应的空心转轴2。控制器6上还设置有信号发送器，信号发送器借助无线网络与远程终端形成信号连接。

初始状态时，花瓣式膜片92组成的挡盖9为闭合状态，将上端面22 的开口处密封，防止雨雪、杂尘落入，伸缩气缸7为收缩状态，警示块4、子警示块12落在顶出块81上方，绳索5呈张紧状态，此时警示块4的轴心与过孔85的轴线相合，即警示块4正对于上端面22上设置的开口，设置红外感应器3的一级预警距离和二级报警距离，当出现非工作人员或动物进入一级预警距离范围内时，红外感应器3将信号发送至控制器6，控制器6控制旋转驱动电机11、伸缩气缸7、微型电机83同时启动，微型电机 83带动卷轴84旋转，将绳索5放松，伸缩气缸7伸长，将顶出块81顶起，警示块4、子警示块12被推出空心转轴2；根据相邻围栏杆1的实际设置间距及设置的一级预警距离，卷轴84继续旋转将绳索5放长，空心转轴2 在旋转驱动电机11的驱动下旋转，警示块4、子警示块12在离心力的作用下远离空心转轴2，形成较空心转轴2更大的保护隔离区域，如图4所示，图4中虚线代表警示块4、子警示块12的旋转状态，由于连接绳13为弹力绳，子警示块12对弹力绳的拉力大于重力，弹力绳伸长，此时相邻两空心转轴2上飞起的子警示块12之间有间隙，防止子警示块12缠绕，旋转的警示块4、子警示块12及空心转轴2有效防止人类及动物靠近，还能对人类或动物起到驱逐的作用，极大增强了围挡机器人的警示、隔离效果。一旦未警示成功，非工作人员或动物继续前进进入二级报警距离时，红外感应器3将信号发送给控制器6，控制器6通过信号发送器将报警信号发送给远程终端，发出报警引起相关工作人员注意，便于工作人员及时采取人为干预。靠近的非工作人员或动物远离至以及预警距离后，红外感应器3将信号发送给控制器6，控制器6控制伸缩气缸7收缩，控制微型电机83驱动卷轴84收紧绳索5，控制旋转驱动电机11停止工作，当伸缩气缸7、卷轴84停止工作后，即警示块4、子警示块12收入空心转轴2的中空腔体21内，此时花瓣式膜片91自动闭合。

空心转轴2上还可以设置有与控制器6的控制端连接的声光警报装置，红外感应器3感应到有非工作人员或动物进入一级预警距离时，将信号发送至控制器6，控制器6控制声光警报装置13发出声光报警，进一步引起非工作人员或动物的注意，使其远离隔离区域，同时引起附近工作人员的注意，以进行人为干预。

控制器6也可根据得到的具体某个红外感应器3感应到的有人或动物进入一级预警距离的信号，控制该红外感应器3所设置的空心转轴2，以及相邻的空心转轴2，以及该空心转轴2与相邻空心转轴2内的升降机构、警示块4开始工作，单方向有闯入者时无需驱动所有的空心转轴2工作，在实现良好驱逐、警示、隔离效果的同时节省了能源输出。

本实用新型涉及的围挡机器人借助红外感应器3和控制器6的协同配合，在围栏杆1设置数量较少的情况下实现了高效的智能化预警、隔离，不仅对人类的警示的作用得到显著提高，也增强了对动物的警示、驱逐效果，真正实现了围栏的防护功能。

Claims (9)

1.一种电力设备防护围挡机器人，包括一组围栏杆(1)，其特征在于：所述的围栏杆(1)包括借助安装座(10)固定于地面上的空心转轴(2)，空心转轴(2)的内部中空腔体(21)中设置有控制器(6)、升降机构及警示块(4)，警示块(4)位于升降机构上方并借助绳索(5)与升降机构连接，空心转轴(2)的上端面(22)设置有与中空腔体(21)直径相同的开口，空心转轴(2)上设置有红外感应器(3)，红外感应器(3)的信号输出端与控制器(6)的信号输入端连接，升降机构的受控端、空心转轴(2)的旋转驱动电机(11)的受控端均与控制器(6)的控制端连接,所述的警示块(4)上还设置有一组子警示块(12)，所述的子警示块(12)分别借助连接绳(13)与警示块(4)固接。

2.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的升降机构包括伸缩气缸(7)，以及设置于伸缩气缸(7)的活塞杆端头(71)上的顶出机构(8)，所述的顶出机构(8)的外径与中空腔体(21)的内径相同，所述的警示块(4)设置于顶出机构(8)上方，所述的绳索(5)与顶出机构(8)连接，所述的伸缩气缸(7)的受控端与控制器(6)的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的顶出机构(8)包括凸字形的顶出块(81)，以及设置于顶出块(81)下方的支架(82)，所述的顶出块(81)的最大外径与中空腔体(21)的内径相同，所述的支架(82)分别与顶出块(81)和伸缩气缸(7)的活塞杆端头(71)连接，所述的支架(82)内设置有与微型电机(83)的驱动端连接的卷轴(84)，所述的顶出块(81)上设置有纵向的过孔(85)，过孔(85)的轴线与空心转轴(2)的上端面(22)上设置的开口的轴心重合，所述的绳索(5)穿过过孔(85)与卷轴(84)连接，所述的微型电机(83)的受控端与控制器(6)的控制端连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的空心转轴(2)的上端面(22)与水平面呈角度α设置，其中0<α<30°。

5.根据权利要求4所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的空心转轴(2)的上端面(22)的外边缘(23)为圆弧结构。

6.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的控制器(6)上设置有信号发送器，所述的信号发送器借助无线网络与远程终端形成信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的连接绳(13)为弹力绳。

8.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的警示块(4)、子警示块(12)的结构为球体、半球体或多面体。

9.根据权利要求1所述的一种电力设备防护围挡机器人，其特征在于：所述的上端面(22)的开口处设置有挡盖(9)，挡盖(9)为橡胶材质，挡盖(9)的轴心至外围设置有切口(91)，切口(91)使挡盖(9)形成一组花瓣式膜片(92)。