CN208272703U - 一种自循环室外巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自循环室外巡检系统，包括巡检轨道机构、滑移机构、滑移驱动机构、供电机构、检测平台机构、充电机构、远程监控机构以及各个无线传感节点。该室外巡检系统利用Zigbee无线通信模块与巡检区域中通信范围内的各个无线传感节点广播通信，从而快速获取各个无线传感器节点采集的传感数据，并通过无线网络传输至远程监控机构进行存储显示，降低了无线传感节点的存储压力，且无需大量无需组网转发，降低各个无线传感节点的功耗；利用巡检轨道机构沿巡检路线布置为闭环轨道结构，能够方便滑移驱动机构驱动滑移机构循环周期移动，满足检测平台机构长期周期巡检，实现无人干预式巡检任务，避免出现人员安全问题，而且安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种巡检系统，尤其是一种自循环室外巡检系统。
背景技术
在变电站运行维护过程中，需对设备进行定期巡视、检查，及时发现并处理设备故障或隐患，处理事故异常情况，以保证设备安全正常的运行。由于电力现场作业的复杂性和危险性，电力现场作业管理历来是电力安全生产极其重要的环节，常会出现误操作和安全隐患。
虽然电力系统安全操作规程的始终被高度重视，但人为事故仍时有发生。通过长期经验积累和总结的管理措施与技术措施，对于减少恶性事故的发生和保证电网、设备、人身的安全发挥了重要作用。管理措施包括操作规范、两票制度、岗位责任制度等。技术措施包括防误技术、视频技术、智能巡检系统、综合自动化系统等。
利用传感器网络的广泛信息采集能力、融合与处理能力，对影响变电站运行的因素实现全方位智能监测，自动实时对设备进行识别、定位、跟踪、监控并触发相应事件，实现对设备的实时管理和控制。通过智能诊断和辅助决策，传送给远程运维人员，为其提供可信、高效可用的信息支持，实现变电站智能巡检、作业安全管理和调度指挥互动化，将大幅度提升变电站现场运维管理水平。因此可以提供一种自循环室外巡检系统，能够实现自动化的巡检需求。
实用新型内容
实用新型目的：提供一种自循环室外巡检系统，能够实现自动化的巡检需求。
技术方案：本实用新型所述的自循环室外巡检系统，包括巡检轨道机构、滑移机构、滑移驱动机构、供电机构、检测平台机构、充电机构、远程监控机构以及各个无线传感节点；
巡检轨道机构沿巡检路线布置，且巡检轨道机构为闭环轨道结构；
无线传感节点沿闭环轨道结构分布设置，用于采集变电站测试位置处的环境参数；
滑移机构安装在巡检轨道机构上，检测平台机构固定安装在滑移机构的上方，供电机构悬挂式安装在滑移机构的下方；
充电机构间隔设置在巡检轨道机构构成的闭环轨道结构上，并在供电机构移动就位后进行充电控制；
检测平台机构包括平台底板、控制盒、温度传感器以及湿度传感器；控制盒固定安装在平台底板上；温度传感器以及湿度传感器安装在控制盒的顶部；在控制盒内设有微处理器、GPS 定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器；在控制盒的顶部还设有Zigbee通信天线；微处理器分别与湿度传感器、温度传感器、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器电连接； Zigbee通信天线与Zigbee无线通信模块的射频端电连接；Zigbee无线通信模块与通信范围内的各个无线传感节点无线通信；
滑移驱动机构安装在滑移机构上，用于根据检测平台机构上微处理器的控制命令驱动滑移机构沿巡检轨道机构构成的闭环轨道结构移动；
远程监控机构分别与检测平台机构以及充电机构远程无线通信；
供电机构分别为检测平台机构以及滑移驱动机构供电。
进一步地，巡检轨道机构包括L形撑杆、巡检轨道以及支撑底板；巡检轨道沿巡检路线布置，且巡检轨道首尾相连构成闭环轨道结构；L形撑杆的竖向杆下端固定安装在支撑底板上， L形撑杆的水平杆端部固定安装在巡检轨道的侧边上，且位于闭环轨道结构的环外；L形撑杆间隔设置，并使各处的巡检轨道高度一致。
进一步地，滑移机构包括方形滑套、四个滚轮支座以及下悬吊杆；在方形滑套的上下内壁均设置有两根支座转轴，上侧两根支座转轴的位置分别与下侧两根支座转轴的位置相对应；四个滚轮支座分别旋转式安装在四根支座转轴上；在上下四个滚轮支座上均旋转式安装有一个支撑滚轮；在巡检轨道的上下侧面上均设有轨道槽；上下四个支撑滚轮分别嵌于上下两个轨道槽上；在方形滑套的左侧面设有供L形撑杆的水平杆通过的条形槽口；平台底板固定安装在方形滑套的上侧面上，下悬吊杆竖向固定安装在方形滑套的下侧面上。
进一步地，供电机构包括固定板和蓄电池；固定板为上侧板、竖向侧板以及下侧板构成的 C形板，蓄电池嵌入安装在C形板上；固定板的上侧板固定安装在下悬吊杆的下端上；蓄电池分别为温度传感器、湿度传感器、微处理器、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器供电。
进一步地，滑移驱动机构包括固定在方形滑套左侧面上的防护壳以及位于防护壳内的齿轮驱动机构；齿轮驱动机构包括驱动电机、减速器、齿轮轴、驱动齿轮、两根拉簧以及两个方形安装座；在方形滑套的左侧面上水平设置有两块水平支撑板；在两块水平支撑板上对应位置处均设置有一个条形限位孔，且条形限位孔的长度方向与方形滑套的左侧面垂直；在方形安装座的侧边上设有条形限位槽；两个方形安装座分别滑动式安装在上下两个条形限位孔上，且条形限位槽卡扣在条形限位孔的边缘上；齿轮轴的两端旋转式安装在两个方形安装座上；驱动齿轮固定安装在齿轮轴上；在方形滑套的左侧面上且位于驱动齿轮处设有条形齿轮孔；在巡检轨道的左侧边上设有驱动齿条；驱动齿轮穿过条形齿轮孔后与驱动齿条相啮合；在下侧的方形安装座上设有电机安装板；驱动电机和减速器均安装在电机安装板上；驱动电机的输出轴驱动减速器旋转工作，减速器的输出轴驱动齿轮轴旋转；在控制盒内设有电机驱动电路；微处理器通过电机驱动电路控制驱动电机启停工作；在上侧的方形安装座上以及减速器的下侧均设有一个凸块；两根拉簧的一端分别固定在两个凸块上，另一端分别固定在方形滑套的左侧面上；蓄电池为电机驱动电路以及驱动电机供电；驱动电机为带刹车步进电机。
进一步地，充电机构包括方形机构外壳以及设置于方形机构外壳内的锁紧结构、线路板以及两个导电结构；方形机构外壳固定安装在L形撑杆的竖向杆上；在固定板的竖向侧板外侧垂直设置有上下两个导电电极机构；两个导电电极机构分别与蓄电池的正负电极电连接；在上下两个导电电极机构之间设有电机关断开关；在方形机构外壳的左侧面平行设有两个条形滑槽；在方形机构外壳的左侧面且位于两个条形滑槽之间设有导向滑槽；在固定板的竖向侧板外侧还设有一个RFID读卡器；在方形机构外壳的侧面还设有进入RFID标签和离开RFID标签；锁紧机构包括电动伸缩杆、两根固定杆、一个限位座、一根导电杆以及一根绝缘套管；两根固定杆平行固定安装在方形机构外壳内；限位座固定安装在两根固定杆的端部上，并在限位座上设有伸缩限位孔；电动伸缩杆位于两根固定杆之间，且绝缘套管套设在电动伸缩杆的伸缩端部上；导电杆的一端插装在绝缘套管上，另一端贯穿伸缩限位孔后伸入导向滑槽内；导电杆与电动伸缩杆的伸缩端部绝缘；在线路板上设有充电控制器、充电G通信模块、电子开关、充电电路以及电压采集电路；充电控制器分别与充电G通信模块、电动伸缩杆、电子开关以及电压采集电路电连接；充电控制器通过电子开关控制充电电路的供电通断；导电结构包括两个冂形支架、两个压簧以及一根导电条；在两个条形滑槽的槽边上均设有与方形机构外壳内部连通的导电条窗口；两个冂形支架固定安装在方形机构外壳内部，两个压簧的一端分别安装在两个冂形支架的横向杆上，两个压簧的另一端均固定安装在导电条上；两个导电结构分别靠近两个条形滑槽处安装，且两根导电条的两端均翘起，中部由导电条窗口凸出至条形滑槽内并与条形滑槽的槽边相平行；电压采集电路的输入端分别与两根导电条电连接；充电电路的输出端分别与两根导电条电连接；RFID读卡器和电机关断开关均与微处理器电连接；供电机构经过充电机构时，两个导电电极机构分别滑入两个条形滑槽内，并沿条形滑槽移动，电机关断开关沿导向滑槽移动，两根导电条分别弹性按压在两个导电电极机构上，导电杆伸出后与电机关断开关接触，RFID 读卡器先后读取进入RFID标签和离开RFID标签；充电G通信模块与远程监控机构无线通信；蓄电池为RFID读卡器供电。
进一步地，电机关断开关包括开关安装座、绝缘滑块、支撑压簧、两根铰接柱以及两根弹簧片；开关安装座固定安装在固定板的竖向侧板外侧面上，并在开关安装座的右侧面上设有与导向滑槽开槽方向平行的条形导向槽，且条形导向槽延伸至开关安装座的前侧边缘形成导向槽入口；两根铰接柱固定在导向槽入口处；在条形导向槽的上下侧槽边上沿其开槽方向均设有一个T形滑槽；在绝缘滑块的上下两侧均设有一个T形滑块；绝缘滑块安装在条形导向槽内，且两个T形滑块分别滑动式嵌于两个T形滑槽内；两根弹簧片的一端分别铰接安装在两根铰接柱上，另一端均固定安装在绝缘滑块上；两根弹簧片相对弯折后在导向槽入口处形成V形入口；在两根弹簧片的相背侧面上均设有一个安装电极，且一个安装电极接地，另一个安装电极与微处理器电连接；支撑压簧固定安装在绝缘滑块上，且位于两根弹簧片之间；供电机构经过充电机构时，导电杆由V形入口处滑入两根弹簧片之间，并使得两根弹簧片导电，支撑压簧弹性按压在导电杆上。
进一步地，远程监控机构包括服务器、显示屏、存储器以及基站G通信模块；服务器分别与显示屏、存储器以及基站G通信模块电连接；充电G通信模块与基站G通信模块无线通信；检测平台机构还包括一个与微处理器相连的终端G通信模块；蓄电池为终端G通信模块供电；终端G通信模块与基站G通信模块无线通信。
进一步地，导电电极机构包括电极座、导电电极、防护套管以及扭簧；在电极座内设有座体空腔；防护套管的一端旋转式安装在电极座上，且伸入座体空腔内；防护套管的另一端管壁上设有导电槽口；在防护套管位于座体空腔外部的管壁上设有档条；扭簧套设在防护套管上，且扭簧的一侧扭臂固定在电极座上，另一侧扭臂固定在档条上；在防护套管位于座体空腔内部的管壁上设有导电凸块；导电电极的一端贯穿防护套管，并固定在座体空腔的内壁上，另一端与防护套管的管口平齐；在导电电极位于座体空腔内部的外壁上设有L形导电杆，且L形导电杆的弯折段与导电凸块相对；在导电凸块上设有导电弹簧，且导电弹簧位于L形导电杆的弯折段与导电凸块之间；导电凸块与蓄电池的对应电极电连接；导电电极机构滑入条形滑槽时，方形机构外壳的后侧面推动档条向后摆动，使得防护套管旋转，导电凸块上的导电弹簧弹性安装在L形导电杆上，导电槽口跟随旋转，导电条通过导电槽口弹性按压在导电电极上；导电电极机构滑出条形滑槽时，扭簧驱动防护套管反向旋转，导电弹簧与L形导电杆分离。
进一步地，检测平台机构还包括旋转云台和摄像头；旋转云台安装在控制盒的顶部；摄像头安装在旋转云台上；旋转云台和摄像头均与微处理器电连接。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：利用Zigbee无线通信模块与巡检区域中通信范围内的各个无线传感节点广播通信，从而快速获取各个无线传感器节点采集的传感数据，并通过无线网络传输至远程监控机构进行存储显示，降低了无线传感节点的存储压力，且无需大量无需组网转发，降低各个无线传感节点的功耗；利用巡检轨道机构沿巡检路线布置为闭环轨道结构，能够方便滑移驱动机构驱动滑移机构循环周期移动，满足检测平台机构长期周期巡检，实现无人干预式巡检任务，避免出现人员安全问题，而且安全可靠；利用充电机构在供电机构移动就位后进行充电控制，确保供电机构始终维持足够的巡检电量，进一步确保无人干预式巡检的正常运行，防止中途停车，实现长期不间断智能周期巡检；利用供电机构悬挂式安装在滑移机构的下方实现了一个稳定线锤的效果，确保上方安装的检测平台机构在巡检移动过程中的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的机械部分结构示意图；
图2为本实用新型的机械部分结构另一视角结构示意图；
图3为本实用新型的电机关断开关机械部分结构示意图；
图4为本实用新型的导电电极机构机械部分结构示意图；
图5为本实用新型的电路部分连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：
如图1-5所示，本实用新型公开的自循环室外巡检系统包括：包括巡检轨道机构、滑移机构、滑移驱动机构、供电机构、检测平台机构、充电机构、远程监控机构以及各个无线传感节点；
巡检轨道机构沿巡检路线布置，且巡检轨道机构为闭环轨道结构；
无线传感节点沿闭环轨道结构分布设置，用于采集变电站测试位置处的环境参数；
滑移机构安装在巡检轨道机构上，检测平台机构固定安装在滑移机构的上方，供电机构悬挂式安装在滑移机构的下方；
充电机构间隔设置在巡检轨道机构构成的闭环轨道结构上，并在供电机构移动就位后进行充电控制；
检测平台机构包括平台底板19、控制盒20、温度传感器21以及湿度传感器22；控制盒20 固定安装在平台底板19上；温度传感器21以及湿度传感器22安装在控制盒20的顶部；在控制盒20内设有微处理器、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器；在控制盒20的顶部还设有Zigbee通信天线23；微处理器分别与湿度传感器22、温度传感器21、GPS定位模块、Zigbee 无线通信模块以及报警器电连接；Zigbee通信天线23与Zigbee无线通信模块的射频端电连接； Zigbee无线通信模块与通信范围内的各个无线传感节点无线通信；
滑移驱动机构安装在滑移机构上，用于根据检测平台机构上微处理器的控制命令驱动滑移机构沿巡检轨道机构构成的闭环轨道结构移动；
远程监控机构分别与检测平台机构以及充电机构远程无线通信；
供电机构分别为检测平台机构以及滑移驱动机构供电。
利用Zigbee无线通信模块与巡检区域中通信范围内的各个无线传感节点广播通信，从而快速获取各个无线传感器节点采集的传感数据，并通过无线网络传输至远程监控机构进行存储显示，降低了无线传感节点的存储压力，且无需大量无需组网转发，降低各个无线传感节点的功耗；利用巡检轨道机构沿巡检路线布置为闭环轨道结构，能够方便滑移驱动机构驱动滑移机构循环周期移动，满足检测平台机构长期周期巡检，实现无人干预式巡检任务，避免出现人员安全问题，而且安全可靠；利用充电机构在供电机构移动就位后进行充电控制，确保供电机构始终维持足够的巡检电量，进一步确保无人干预式巡检的正常运行，防止中途停车，实现长期不间断智能周期巡检；利用供电机构悬挂式安装在滑移机构的下方实现了一个稳定线锤的效果，确保上方安装的检测平台机构在巡检移动过程中的稳定性；利用GPS定位模块实时获取定位信息，并由微处理器通过无线网络发送至远程监控机构。
如图1和2所示，巡检轨道机构包括L形撑杆1、巡检轨道2以及支撑底板3；巡检轨道2沿巡检路线布置，且巡检轨道2首尾相连构成闭环轨道结构；L形撑杆1的竖向杆下端固定安装在支撑底板3上，L形撑杆1的水平杆端部固定安装在巡检轨道2的侧边上，且位于闭环轨道结构的环外；L形撑杆1间隔设置，并使各处的巡检轨道2高度一致。利用巡检轨道2首尾相连构成闭环轨道结构方便滑移驱动机构驱动滑移机构循环周期移动，满足检测平台机构长期周期巡检；利用L形撑杆1设置在在巡检轨道2的侧边上，不会对滑移机构构成阻挡，同时也不会对下方悬吊的供电机构构成阻挡，确保滑移机构周期循环移动。
如图1和2所示，滑移机构包括方形滑套4、四个滚轮支座5以及下悬吊杆26；在方形滑套4 的上下内壁均设置有两根支座转轴18，上侧两根支座转轴18的位置分别与下侧两根支座转轴18 的位置相对应；四个滚轮支座5分别旋转式安装在四根支座转轴18上；在上下四个滚轮支座5 上均旋转式安装有一个支撑滚轮6；在巡检轨道2的上下侧面上均设有轨道槽；上下四个支撑滚轮6分别嵌于上下两个轨道槽上；在方形滑套4的左侧面设有供L形撑杆1的水平杆通过的条形槽口；平台底板19固定安装在方形滑套4的上侧面上，下悬吊杆26竖向固定安装在方形滑套4 的下侧面上。利用上下四个支撑滚轮6实现上下单滚轮夹持作用，且四个滚轮支座5均采用旋转式安装，相比于前后双滚轮固定式安装不会在巡检轨道2的拐弯处后滚轮脱离轨道，而且利用上下各两个支撑滚轮6对应夹持巡检轨道2，实现了前后的稳定支撑，确保平台底板19维持一个较好的水平特性。
如图1和2所示，供电机构包括固定板27和蓄电池28；固定板27为上侧板、竖向侧板以及下侧板构成的C形板，蓄电池28嵌入安装在C形板上；固定板27的上侧板固定安装在下悬吊杆26 的下端上；蓄电池28分别为温度传感器21、湿度传感器22、微处理器、GPS定位模块、Zigbee 无线通信模块以及报警器供电。利用滑移机构底部的下悬吊杆26安装在上侧板的上侧面上，从而实现供电机构的悬吊式安装，且在滑移机构的方形滑套4水平扭动时不影响供电机构的悬吊稳定配重，使得上方的检测平台机构保持稳定性。
如图1和2所示，滑移驱动机构包括固定在方形滑套4左侧面上的防护壳8以及位于防护壳8 内的齿轮驱动机构；齿轮驱动机构包括驱动电机16、减速器17、齿轮轴11、驱动齿轮12、两根拉簧15以及两个方形安装座10；在方形滑套4的左侧面上水平设置有两块水平支撑板9；在两块水平支撑板9上对应位置处均设置有一个条形限位孔，且条形限位孔的长度方向与方形滑套4 的左侧面垂直；在方形安装座10的侧边上设有条形限位槽；两个方形安装座10分别滑动式安装在上下两个条形限位孔上，且条形限位槽卡扣在条形限位孔的边缘上；齿轮轴11的两端旋转式安装在两个方形安装座10上；驱动齿轮12固定安装在齿轮轴11上；在方形滑套4的左侧面上且位于驱动齿轮12处设有条形齿轮孔；在巡检轨道2的左侧边上设有驱动齿条7；驱动齿轮12穿过条形齿轮孔后与驱动齿条7相啮合；在下侧的方形安装座10上设有电机安装板13；驱动电机16 和减速器17均安装在电机安装板13上；驱动电机16的输出轴驱动减速器17旋转工作，减速器17 的输出轴驱动齿轮轴11旋转；在控制盒20内设有电机驱动电路；微处理器通过电机驱动电路控制驱动电机16启停工作；在上侧的方形安装座10上以及减速器17的下侧均设有一个凸块14；两根拉簧15的一端分别固定在两个凸块14上，另一端分别固定在方形滑套4的左侧面上；蓄电池 28为电机驱动电路以及驱动电机16供电；驱动电机16为带刹车步进电机，从而在微处理器控制停止后即时停止滑移机构移动。利用两根拉簧15、两个方形安装座10以及两个条形限位孔构成弹性齿轮按压机构，即使在巡检轨道2的拐弯处也能使得驱动齿轮12与驱动齿条7紧密啮合，防止出现拐弯处滑齿，同时也能够在滑移机构被阻挡时跳齿，防止驱动电机16被堵转烧毁。
如图1和2所示，充电机构包括方形机构外壳33以及设置于方形机构外壳33内的锁紧结构、线路板37以及两个导电结构；方形机构外壳33固定安装在L形撑杆1的竖向杆上；在固定板27 的竖向侧板外侧垂直设置有上下两个导电电极机构；两个导电电极机构分别与蓄电池28的正负电极电连接；在上下两个导电电极机构之间设有电机关断开关；在方形机构外壳33的左侧面平行设有两个条形滑槽56；在方形机构外壳33的左侧面且位于两个条形滑槽56之间设有导向滑槽 57；在固定板27的竖向侧板外侧还设有一个RFID读卡器30；在方形机构外壳33的侧面还设有进入RFID标签58和离开RFID标签31；锁紧机构包括电动伸缩杆38、两根固定杆39、一个限位座40、一根导电杆59以及一根绝缘套管41；两根固定杆39平行固定安装在方形机构外壳33内；限位座40固定安装在两根固定杆39的端部上，并在限位座40上设有伸缩限位孔；电动伸缩杆38 位于两根固定杆39之间，且绝缘套管41套设在电动伸缩杆38的伸缩端部上；导电杆59的一端插装在绝缘套管41上，另一端贯穿伸缩限位孔后伸入导向滑槽57内；导电杆59与电动伸缩杆38 的伸缩端部绝缘；在线路板37上设有充电控制器、充电4G通信模块、电子开关、充电电路以及电压采集电路；充电控制器分别与充电4G通信模块、电动伸缩杆38、电子开关以及电压采集电路电连接；充电控制器通过电子开关控制充电电路的供电通断；导电结构包括两个冂形支架34、两个压簧36以及一根导电条35；在两个条形滑槽56的槽边上均设有与方形机构外壳33 内部连通的导电条窗口；两个冂形支架34固定安装在方形机构外壳33内部，两个压簧36的一端分别安装在两个冂形支架34的横向杆上，两个压簧36的另一端均固定安装在导电条35上；两个导电结构分别靠近两个条形滑槽56处安装，且两根导电条35的两端均翘起，中部由导电条窗口凸出至条形滑槽56内并与条形滑槽56的槽边相平行；电压采集电路的输入端分别与两根导电条 35电连接；充电电路的输出端分别与两根导电条35电连接；RFID读卡器30和电机关断开关均与微处理器电连接；供电机构经过充电机构时，两个导电电极机构分别滑入两个条形滑槽56 内，并沿条形滑槽56移动，电机关断开关沿导向滑槽57移动，两根导电条35分别弹性按压在两个导电电极机构上，导电杆59伸出后与电机关断开关接触，RFID读卡器30先后读取进入RFID 标签58和离开RFID标签31；充电4G通信模块与远程监控机构无线通信；蓄电池28为RFID读卡器30供电。利用RFID读卡器30与进入RFID标签58的配合读取到充电机构靠近信息，能够通过微处理器实现驱动电机16即时减速，便于电压采集电路通过两根导电条35与两根导电电极49接触采集蓄电池28电压，若充电控制器检测到电压低于设定的正常工作电压时，则立刻控制电动伸缩杆38推动导电杆59伸出，对电机关断开关进行触发，发出停车信号，使得微处理器立即控制驱动电机16停车且抱闸刹车，再由充电控制器控制电子开关实现充电电路的供电，对蓄电池28进行充电，并间隙性断开充电来检测电压，直到蓄电池28的电压充足，再由充电控制器通过充电4G通信模块与远程监控机构通信发送充电完成信息，同时控制电动伸缩杆38的拉动导电杆59缩回，远程监控机构再与微处理器无线通信，重新启动驱动电机16工作缓慢旋转，当 RFID读卡器30读取到离开RFID标签31时，则由微处理器控制驱动电机16加速运行至正常巡检速度，上述过程即完成了蓄电池28的电压检测和自动充电，无需人员值守，确保系统长期自主运行；利用电动伸缩杆38、两根固定杆39、一个限位座40、一根导电杆59以及一根绝缘套管41 构成锁紧机构，能够使得导电杆59对电机关断开关有效触发，且能够承受一定的碰撞冲击，通过绝缘套管41实现导电杆59与电动伸缩杆38间的绝缘，防止电动伸缩杆38与电机关断开关之间出现窜电，避免电机开关信息受到干扰；采用两个冂形支架34、两个压簧36以及一根导电条35 构成导电结构，能够在导电电极49进入条形滑槽56后即实现导电连接，方便电压检测和充电连接，且在压簧36的作用下具有较好的导电接触性能。
如图3所示，电机关断开关包括开关安装座32、绝缘滑块47、支撑压簧48、两根铰接柱45 以及两根弹簧片44；开关安装座32固定安装在固定板27的竖向侧板外侧面上，并在开关安装座 32的右侧面上设有与导向滑槽57开槽方向平行的条形导向槽43，且条形导向槽43延伸至开关安装座32的前侧边缘形成导向槽入口；两根铰接柱45固定在导向槽入口处；在条形导向槽43的上下侧槽边上沿其开槽方向均设有一个T形滑槽；在绝缘滑块47的上下两侧均设有一个T形滑块；绝缘滑块47安装在条形导向槽43内，且两个T形滑块分别滑动式嵌于两个T形滑槽内；两根弹簧片44的一端分别铰接安装在两根铰接柱45上，另一端均固定安装在绝缘滑块47上；两根弹簧片44相对弯折后在导向槽入口处形成V形入口；在两根弹簧片44的相背侧面上均设有一个安装电极46，且一个安装电极46接地，另一个安装电极46与微处理器电连接；支撑压簧48固定安装在绝缘滑块47上，且位于两根弹簧片44之间；供电机构经过充电机构时，导电杆59由V形入口处滑入两根弹簧片44之间，并使得两根弹簧片44导电，支撑压簧48弹性按压在导电杆59上。利用两根弹簧片44对滑入的导电杆59进行夹持，从而实现两根弹簧片44之间的导电连接，微处理器采集到低电平信号，则立即控制驱动电机16停车同时控制刹车进行抱闸；当两根弹簧片44 之间未导电连接时，微处理器采集到的是拉高信号，驱动电机16正常运转；利用支撑压簧48 反推导电杆59向V形入口处，使得导电杆59与上下两侧的两根弹簧片44接触紧密，且能够防止导电杆59与绝缘滑块47发生刚性碰撞。
如图5所示，远程监控机构包括服务器、显示屏、存储器以及基站4G通信模块；服务器分别与显示屏、存储器以及基站4G通信模块电连接；充电4G通信模块与基站4G通信模块无线通信；检测平台机构还包括一个与微处理器相连的终端4G通信模块；蓄电池28为终端4G通信模块供电；终端4G通信模块与基站4G通信模块无线通信。
如图4所示，导电电极机构包括电极座29、导电电极49、防护套管42以及扭簧52；在电极座29内设有座体空腔；防护套管42的一端旋转式安装在电极座29上，且伸入座体空腔内；防护套管42的另一端管壁上设有导电槽口50；在防护套管42位于座体空腔外部的管壁上设有档条51；扭簧52套设在防护套管42上，且扭簧52的一侧扭臂固定在电极座29上，另一侧扭臂固定在档条 51上；在防护套管42位于座体空腔内部的管壁上设有导电凸块54；导电电极49的一端贯穿防护套管42，并固定在座体空腔的内壁上，另一端与防护套管42的管口平齐；在导电电极49位于座体空腔内部的外壁上设有L形导电杆53，且L形导电杆53的弯折段与导电凸块54相对；在导电凸块54上设有导电弹簧55，且导电弹簧55位于L形导电杆53的弯折段与导电凸块54之间；导电凸块54与蓄电池28的对应电极电连接；导电电极机构滑入条形滑槽56时，方形机构外壳33的后侧面推动档条51向后摆动，使得防护套管42旋转，导电凸块54上的导电弹簧55弹性安装在L形导电杆53上，导电槽口50跟随旋转，导电条35通过导电槽口50弹性按压在导电电极49上；导电电极机构滑出条形滑槽56时，扭簧52驱动防护套管42反向旋转，导电弹簧55与L形导电杆53分离。利用防护套管42能够在导电电极机构未滑入条形滑槽56时起到导电电极49的防护，防止导电电极49完全裸露，避免损坏；利用扭簧52在导电电极机构滑出条形滑槽56时驱动防护套管42 反向旋转，使得导电弹簧55与L形导电杆53分离断电，避免导电电极49带电移动，进一步确保用电安全性。
如图1和2所示，检测平台机构还包括旋转云台24和摄像头25；旋转云台24安装在控制盒20 的顶部；摄像头25安装在旋转云台24上；旋转云台24和摄像头25均与微处理器电连接。
本实用新型公开的自循环室外巡检系统中涉及的相关电器原件说明：
微处理器、充电控制器均由单片机及其外围电路构成的常规最小系统结构，单片机设有多路I/O端口，用于信号的输入输出定义使用，同时也设置有A/D采集端口。
温度传感器21和湿度传感器22采用现有的常规传感器，可以输出模拟信号也可以输出数字信号，如果输出模拟信号，则微处理器需要使用A/D采集端口与之相连，当现场温度和湿度超过设定范围时，则由微处理器控制报警器进行现场报警，由巡查人员进行现场人工检查。
摄像头25采用常规的非高清摄像头，确保通信数据量即可，微处理器的I/O端口定义为用于摄像头信号接收处理的视频信号端口，微处理器进行缓存后通过终端4G通信模块与基站4G 通信模块通信实现视频信号的转发，服务器实时接收视频信号，并驱动显示屏进行显示，同时将视频信号存储在存储器中作备份；微处理器还能够根据服务器远程发送的控制命令来控制旋转云台24旋转，实现摄像头25的拍摄角度调节。
Zigbee无线通信模块采用现有的无线模块即可，无线传感节点由温湿度传感器以及节点 Zigbee无线通信模块构成，能够与检测平台机构的Zigbee无线通信模块进行无线通信，将采集的温湿度数据传输至检测平台机构进行缓存转发，而无需无线传感节点组网转发，避免功耗过高；Zigbee无线通信模块在巡检过程中通过广播的形式与各个无线传感节点通信，使得无线传感节点返回相应的采集数据，微处理器通过终端4G通信模块与基站4G通信模块通信，实现采集数据的转发，服务器实时接收并存储采集数据，并驱动显示屏进行数据显示。
RFID读卡器30、进入RFID标签51以及离开RFID标签31均采用现有技术中常规的读卡器和电子标签，能够近距离读取识别即可。
GPS定位模块采用现有的GPS定位模块，能够定时获取并解析GPS信号，再由微处理器通过终端4G通信模块与基站4G通信模块通信，实现位置信息的转发，服务器实时接收并存储位置信息，并驱动显示屏进行位置显示。
终端4G通信模块、基站4G通信模块以及充电4G通信模块均采用现有技术中的常规4G通信模块，实现4G数据信号的传输通信即可。
充电电路采用现有技术中的常规的蓄电池充电电路，电子开关采用三极管或MOS管来实现，能够根据充电控制器的控制信号实现电源通断。
电压采集电路可以是电阻分压电路，从而满足单片机的A/D采集要求，实现蓄电池28的电压快速采集，判断是否需要进行充电。
电动伸缩杆采用现有常规的电动杆，由电机驱动且自带电机驱动电路，微处理器只要发送电机控制信号即可实现电动伸缩杆的伸缩控制。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种自循环室外巡检系统，其特征在于：包括巡检轨道机构、滑移机构、滑移驱动机构、供电机构、检测平台机构、充电机构、远程监控机构以及各个无线传感节点；
巡检轨道机构沿巡检路线布置，且巡检轨道机构为闭环轨道结构；
无线传感节点沿闭环轨道结构分布设置，用于采集变电站测试位置处的环境参数；
滑移机构安装在巡检轨道机构上，检测平台机构固定安装在滑移机构的上方，供电机构悬挂式安装在滑移机构的下方；
充电机构间隔设置在巡检轨道机构构成的闭环轨道结构上，并在供电机构移动就位后进行充电控制；
检测平台机构包括平台底板(19)、控制盒(20)、温度传感器(21)以及湿度传感器(22)；控制盒(20)固定安装在平台底板(19)上；温度传感器(21)以及湿度传感器(22)安装在控制盒(20)的顶部；在控制盒(20)内设有微处理器、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器；在控制盒(20)的顶部还设有Zigbee通信天线(23)；微处理器分别与湿度传感器(22)、温度传感器(21)、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器电连接；Zigbee通信天线(23)与Zigbee无线通信模块的射频端电连接；Zigbee无线通信模块与通信范围内的各个无线传感节点无线通信；
滑移驱动机构安装在滑移机构上，用于根据检测平台机构上微处理器的控制命令驱动滑移机构沿巡检轨道机构构成的闭环轨道结构移动；
远程监控机构分别与检测平台机构以及充电机构远程无线通信；
供电机构分别为检测平台机构以及滑移驱动机构供电。
2.根据权利要求1所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：巡检轨道机构包括L形撑杆(1)、巡检轨道(2)以及支撑底板(3)；巡检轨道(2)沿巡检路线布置，且巡检轨道(2)首尾相连构成闭环轨道结构；L形撑杆(1)的竖向杆下端固定安装在支撑底板(3)上，L形撑杆(1)的水平杆端部固定安装在巡检轨道(2)的侧边上，且位于闭环轨道结构的环外；L形撑杆(1)间隔设置，并使各处的巡检轨道(2)高度一致。
3.根据权利要求1所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：滑移机构包括方形滑套(4)、四个滚轮支座(5)以及下悬吊杆(26)；在方形滑套(4)的上下内壁均设置有两根支座转轴(18)，上侧两根支座转轴(18)的位置分别与下侧两根支座转轴(18)的位置相对应；四个滚轮支座(5)分别旋转式安装在四根支座转轴(18)上；在上下四个滚轮支座(5)上均旋转式安装有一个支撑滚轮(6)；在巡检轨道(2)的上下侧面上均设有轨道槽；上下四个支撑滚轮(6)分别嵌于上下两个轨道槽上；在方形滑套(4)的左侧面设有供L形撑杆(1)的水平杆通过的条形槽口；平台底板(19)固定安装在方形滑套(4)的上侧面上，下悬吊杆(26)竖向固定安装在方形滑套(4)的下侧面上。
4.根据权利要求3所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：供电机构包括固定板(27)和蓄电池(28)；固定板(27)为上侧板、竖向侧板以及下侧板构成的C形板，蓄电池(28)嵌入安装在C形板上；固定板(27)的上侧板固定安装在下悬吊杆(26)的下端上；蓄电池(28)分别为温度传感器(21)、湿度传感器(22)、微处理器、GPS定位模块、Zigbee无线通信模块以及报警器供电。
5.根据权利要求4所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：滑移驱动机构包括固定在方形滑套(4)左侧面上的防护壳(8)以及位于防护壳(8)内的齿轮驱动机构；齿轮驱动机构包括驱动电机(16)、减速器(17)、齿轮轴(11)、驱动齿轮(12)、两根拉簧(15)以及两个方形安装座(10)；在方形滑套(4)的左侧面上水平设置有两块水平支撑板(9)；在两块水平支撑板(9)上对应位置处均设置有一个条形限位孔，且条形限位孔的长度方向与方形滑套(4)的左侧面垂直；在方形安装座(10)的侧边上设有条形限位槽；两个方形安装座(10)分别滑动式安装在上下两个条形限位孔上，且条形限位槽卡扣在条形限位孔的边缘上；齿轮轴(11)的两端旋转式安装在两个方形安装座(10)上；驱动齿轮(12)固定安装在齿轮轴(11)上；在方形滑套(4)的左侧面上且位于驱动齿轮(12)处设有条形齿轮孔；在巡检轨道(2)的左侧边上设有驱动齿条(7)；驱动齿轮(12)穿过条形齿轮孔后与驱动齿条(7)相啮合；在下侧的方形安装座(10)上设有电机安装板(13)；驱动电机(16)和减速器(17)均安装在电机安装板(13)上；驱动电机(16)的输出轴驱动减速器(17)旋转工作，减速器(17)的输出轴驱动齿轮轴(11)旋转；在控制盒(20)内设有电机驱动电路；微处理器通过电机驱动电路控制驱动电机(16)启停工作；在上侧的方形安装座(10)上以及减速器(17)的下侧均设有一个凸块(14)；两根拉簧(15)的一端分别固定在两个凸块(14)上，另一端分别固定在方形滑套(4)的左侧面上；蓄电池(28)为电机驱动电路以及驱动电机(16)供电；驱动电机(16)为带刹车步进电机。
6.根据权利要求4所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：充电机构包括方形机构外壳(33)以及设置于方形机构外壳(33)内的锁紧结构、线路板(37)以及两个导电结构；方形机构外壳(33)固定安装在L形撑杆(1)的竖向杆上；在固定板(27)的竖向侧板外侧垂直设置有上下两个导电电极机构；两个导电电极机构分别与蓄电池(28)的正负电极电连接；在上下两个导电电极机构之间设有电机关断开关；在方形机构外壳(33)的左侧面平行设有两个条形滑槽(56)；在方形机构外壳(33)的左侧面且位于两个条形滑槽(56)之间设有导向滑槽(57)；在固定板(27)的竖向侧板外侧还设有一个RFID读卡器(30)；在方形机构外壳(33)的侧面还设有进入RFID标签(58)和离开RFID标签(31)；锁紧机构包括电动伸缩杆(38)、两根固定杆(39)、一个限位座(40)、一根导电杆(59)以及一根绝缘套管(41)；两根固定杆(39)平行固定安装在方形机构外壳(33)内；限位座(40)固定安装在两根固定杆(39)的端部上，并在限位座(40)上设有伸缩限位孔；电动伸缩杆(38)位于两根固定杆(39)之间，且绝缘套管(41)套设在电动伸缩杆(38)的伸缩端部上；导电杆(59)的一端插装在绝缘套管(41)上，另一端贯穿伸缩限位孔后伸入导向滑槽(57)内；导电杆(59)与电动伸缩杆(38)的伸缩端部绝缘；在线路板(37)上设有充电控制器、充电4G通信模块、电子开关、充电电路以及电压采集电路；充电控制器分别与充电4G通信模块、电动伸缩杆(38)、电子开关以及电压采集电路电连接；充电控制器通过电子开关控制充电电路的供电通断；导电结构包括两个冂形支架(34)、两个压簧(36)以及一根导电条(35)；在两个条形滑槽(56)的槽边上均设有与方形机构外壳(33)内部连通的导电条窗口；两个冂形支架(34)固定安装在方形机构外壳(33)内部，两个压簧(36)的一端分别安装在两个冂形支架(34)的横向杆上，两个压簧(36)的另一端均固定安装在导电条(35)上；两个导电结构分别靠近两个条形滑槽(56)处安装，且两根导电条(35)的两端均翘起，中部由导电条窗口凸出至条形滑槽(56)内并与条形滑槽(56)的槽边相平行；电压采集电路的输入端分别与两根导电条(35)电连接；充电电路的输出端分别与两根导电条(35)电连接；RFID读卡器(30)和电机关断开关均与微处理器电连接；供电机构经过充电机构时，两个导电电极机构分别滑入两个条形滑槽(56)内，并沿条形滑槽(56)移动，电机关断开关沿导向滑槽(57)移动，两根导电条(35)分别弹性按压在两个导电电极机构上，导电杆(59)伸出后与电机关断开关接触，RFID读卡器(30)先后读取进入RFID标签(58)和离开RFID标签(31)；充电4G通信模块与远程监控机构无线通信；蓄电池(28)为RFID读卡器(30)供电。
7.根据权利要求6所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：电机关断开关包括开关安装座(32)、绝缘滑块(47)、支撑压簧(48)、两根铰接柱(45)以及两根弹簧片(44)；开关安装座(32)固定安装在固定板(27)的竖向侧板外侧面上，并在开关安装座(32)的右侧面上设有与导向滑槽(57)开槽方向平行的条形导向槽(43)，且条形导向槽(43)延伸至开关安装座(32)的前侧边缘形成导向槽入口；两根铰接柱(45)固定在导向槽入口处；在条形导向槽(43)的上下侧槽边上沿其开槽方向均设有一个T形滑槽；在绝缘滑块(47)的上下两侧均设有一个T形滑块；绝缘滑块(47)安装在条形导向槽(43)内，且两个T形滑块分别滑动式嵌于两个T形滑槽内；两根弹簧片(44)的一端分别铰接安装在两根铰接柱(45)上，另一端均固定安装在绝缘滑块(47)上；两根弹簧片(44)相对弯折后在导向槽入口处形成V形入口；在两根弹簧片(44)的相背侧面上均设有一个安装电极(46)，且一个安装电极(46)接地，另一个安装电极(46)与微处理器电连接；支撑压簧(48)固定安装在绝缘滑块(47)上，且位于两根弹簧片(44)之间；供电机构经过充电机构时，导电杆(59)由V形入口处滑入两根弹簧片(44)之间，并使得两根弹簧片(44)导电，支撑压簧(48)弹性按压在导电杆(59)上。
8.根据权利要求6所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：远程监控机构包括服务器、显示屏、存储器以及基站4G通信模块；服务器分别与显示屏、存储器以及基站4G通信模块电连接；充电4G通信模块与基站4G通信模块无线通信；检测平台机构还包括一个与微处理器相连的终端4G通信模块；蓄电池(28)为终端4G通信模块供电；终端4G通信模块与基站4G通信模块无线通信。
9.根据权利要求6所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：导电电极机构包括电极座(29)、导电电极(49)、防护套管(42)以及扭簧(52)；在电极座(29)内设有座体空腔；防护套管(42)的一端旋转式安装在电极座(29)上，且伸入座体空腔内；防护套管(42)的另一端管壁上设有导电槽口(50)；在防护套管(42)位于座体空腔外部的管壁上设有档条(51)；扭簧(52)套设在防护套管(42)上，且扭簧(52)的一侧扭臂固定在电极座(29)上，另一侧扭臂固定在档条(51)上；在防护套管(42)位于座体空腔内部的管壁上设有导电凸块(54)；导电电极(49)的一端贯穿防护套管(42)，并固定在座体空腔的内壁上，另一端与防护套管(42)的管口平齐；在导电电极(49)位于座体空腔内部的外壁上设有L形导电杆(53)，且L形导电杆(53)的弯折段与导电凸块(54)相对；在导电凸块(54)上设有导电弹簧(55)，且导电弹簧(55)位于L形导电杆(53)的弯折段与导电凸块(54)之间；导电凸块(54)与蓄电池(28)的对应电极电连接；导电电极机构滑入条形滑槽(56)时，方形机构外壳(33)的后侧面推动档条(51)向后摆动，使得防护套管(42)旋转，导电凸块(54)上的导电弹簧(55)弹性安装在L形导电杆(53)上，导电槽口(50)跟随旋转，导电条(35)通过导电槽口(50)弹性按压在导电电极(49)上；导电电极机构滑出条形滑槽(56)时，扭簧(52)驱动防护套管(42)反向旋转，导电弹簧(55)与L形导电杆(53)分离。
10.根据权利要求1所述的自循环室外巡检系统，其特征在于：检测平台机构还包括旋转云台(24)和摄像头(25)；旋转云台(24)安装在控制盒(20)的顶部；摄像头(25)安装在旋转云台(24)上；旋转云台(24)和摄像头(25)均与微处理器电连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN112217141A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-12 | 高洁 | 一种可对线路进行自检以及报警的电力检修系统 |
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2018
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