CN208623360U - 一种水利系统轨道式自动监控装置 - Google Patents

Abstract

一种水利系统轨道式自动监控装置。涉及水利闸门监控技术领域，尤其涉及一种水利系统轨道式自动监控装置。提供了一种结构紧凑合理、自动实现充电功能的一种水利系统轨道式自动监控装置。包括导轨、移动巡检箱体和充电箱；所述移动巡检箱体包括电动行车、电池箱和球机；所述导轨呈工字型，水平固定设置在闸门的顶部；所述电动行车活动设置在所述导轨上；所述电池箱固定设置在所述电动行车的下方；所述电池箱上设有与所述充电箱适配的插孔；所述翻转机构位于所述夹持机构的下方，与所述电池箱相适配。本实用新型具有结构紧凑合理、自动实现充电功能等特点。

Description

一种水利系统轨道式自动监控装置

技术领域

本实用新型涉及水利闸门监控技术领域，尤其涉及一种水利系统轨道式自动监控装置。

背景技术

目前水利闸门是水利水电建设中不可或缺的设备，闸门的应用十分广泛，闸门用于控制水流、分洪。现有的水利工程闸门安装在闸室设置的轨道之间，然而，在实际操作过程中，开闸运行之前以及完成之后都要要进行对闸门可视部分进行检查有无异样，小型水闸巡查起来较为方便，但是大型水闸尤其是多孔数水闸巡视检查就需要大量人员往返奔波。

随着水利系统自动化水平的提高以及无人职守的普及，设备运行的安全性受到更加严格的考验，水利闸孔巡检也就受到了更大的重视。目前，国内大多数闸孔均采用传统的人工巡检方式，由于受巡检人员劳动强度、业务水平、责任心和精神状态等诸多因素的制约，漏检、误检情况时有发生，严重时会造成重大损失。因此传统的人工巡检已经不能满足电力系统现代化发展的要求，人工巡检逐步由巡检机器人代替。

现有的巡检机器人多采用轮式或履带式驱动，通过云台携带检测装置，以自主或遥控的方式，在无人值守或人少值守的电力设备区域进行巡检。它可以通过携带的各种传感器，完成水利设备的图像巡视、红外检测等。操作人员只需通过后台计算机收到的数据、图像等信息，即可完成水利设备的巡检工作。目前，巡检机器人充电都需采用人工辅助的方式进行充电，自动化程度低。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种结构紧凑合理、自动实现充电功能的一种水利系统轨道式自动监控装置。

本实用新型的技术方案是：包括导轨、移动巡检箱体和充电箱；所述移动巡检箱体包括电动行车、电池箱和球机；所述导轨呈工字型，水平固定设置在闸门的顶部；所述电动行车活动设置在所述导轨上；所述电池箱固定设置在所述电动行车的下方；所述电池箱上设有与所述充电箱适配的插孔；

所述充电箱设置在所述导轨的一侧；所述充电箱上设有拆分机构、翻转机构和夹持机构；

所述夹持机构固定设置在所述导轨的顶部，与所述电动行车相适配，用于固定所述电动行车；

所述拆分机构设置在闸门的侧壁上，位于所述电池箱的一侧；

所述翻转机构位于所述夹持机构的下方，与所述电池箱相适配。

所述夹持机构包括直线驱动机构一、齿条、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、夹持杆一、夹持杆二和支撑座；

所述支撑座固定设置在所述导轨的顶部；

所述直线驱动机构一竖向设置，可拆卸固定设置在所述支撑座的顶部；

所述齿条上设有齿条一齿和齿条二齿；所述齿条一齿与齿条二齿对称设置；

所述连杆一的一端与所述支撑座的一侧的底部铰接，所述连杆一的另一端铰接在所述夹持杆一的一端，远离所述电动行车一侧；

所述连杆二位于所述连杆一和齿条一齿之间；所述连杆二的一端与所述支撑座的底部铰接，所述连杆二的另一端与所述夹持杆一的另一端铰接；所述连杆二上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿一；

所述连杆三的一端与所述支撑座的另一侧的底部铰接，所述连杆三的另一端铰接在所述夹持杆二的一端，远离所述电动行车一侧；

所述连杆四位于所述连杆三和齿条二齿之间；所述连杆四的一端与所述支撑座的底部铰接，所述连杆四的另一端与所述夹持杆二的另一端铰接；所述连杆四上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿二；

所述夹持杆一和夹持杆二分别水平设置，与所述电动行车相适配。

所述直线驱动机构一包括电动推杆一、气缸一或油缸一。

所述拆分机构包括直线驱动机构二和电磁铁；所述直线驱动机构二固定设置在所述电池箱的内侧侧壁上；所述电磁铁可拆卸固定设置在所述直线驱动机构二的伸缩端；所述电池箱上设有与所述电磁铁适配的铁块。

所述翻转机构包括翻转车、翻转台、翻转杆、弹簧一和衬板；

所述衬板固定设置在所述充电箱的内侧壁；

所述翻转台倾斜固定设置在所述衬板上；

所述翻转车包括支撑板、前支撑腿和后支撑腿；

所述前支撑腿竖向设置，一端与所述支撑板的一端的底部固定连接，另一端与所述翻转杆铰接；

所述后支撑腿竖向设置，一端与所述支撑板的另一端的底部固定连接，另一端通过滑轮活动设置在所述翻转台上；

所述支撑板上设有与所述球机和电池箱连接处适配的插槽；

所述翻转杆的一端与所述翻转车的底部铰接，所述翻转杆的另一端铰接在所述翻转台上，并通过电机带动旋转；所述翻转杆上与所述翻转台铰接的一端设有延伸的限位部一；所述翻转台的下方设有与弹簧一适配的限位部二；

所述弹簧一的一端固定设置在所述限位部一上，另一端固定设置在所述限位部二上。

所述支撑板上位于所述前支撑腿的顶部设有L型限位板；所述L型限位板上设有V型凸口。

所述电池箱内设有限位机构；

所述限位机构包括弹簧二、限位杆和限位柱；

所述电池箱上位于所述拆分机构一侧设有与所述限位杆适配的容置槽；所述弹簧二的一端固定设置在所述容置槽内，另一端固定设置在所述限位杆的端部；所述限位杆活动限设在所述容置槽内，一端与弹簧二连接，另一端从所述容置槽内伸出；

所述限位柱竖向活动设置在所述限位杆的顶部；所述限位柱的一端从所述电池箱的顶部伸出，另一端上设有斜面一，所述限位杆上设有与所述斜面一适配的斜面二。

本实用新型包括导轨、电动行车、球机、电池箱和充电箱；电动行车采用TOYOHSG-B200作为球机的载具，吊挂在32C工字钢下。球机采用海康威视型号为DS-2DC4420IW-D的400万像素4寸红外网络高清智能球机作为前端视频监控设备，通过无线网络传输系统将采集到的高清视频传送至监控中心，后端采用IVMS-4200海康配套平台软件，可控制球机云台，实现360度无死角监控。拆分机构将电池箱和球机一起移动至翻转车上；支撑板卡设在电池箱和球机之间进行定位，到位后，电磁铁失电，继续退回原位；翻转杆与翻转台的铰接处开始旋转，即翻转杆旋转并拉动翻转车旋转；翻转车上的后支撑腿通过翻转台支撑；翻转车翻转90度后，充电插头卡设在电池箱的插座内，插头通电，即完成了自动充电的功能。本实用新型具有结构紧凑合理、自动实现充电功能等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是图1中夹持机构的结构示意图；

图3是图2的侧面结构示意图；

图4是图1中拆分机构的结构示意图；

图5是图1中翻转机构的状态一的结构示意图；

图6是图1中翻转机构的状态二的结构示意图；

图7是图1中支撑板的结构示意图；

图8是图7的俯视结构示意图；

图9是限位机构的结构示意图；

图10是移动巡检箱体信号传输原理图；

图中1是导轨，2是电动行车，3是球机，4是电池箱，5是充电箱，6是拆分机构，61是直线驱动机构二，62是电磁铁，7是翻转机构，71是翻转车，711是支撑板，7111是L型限位板，7112是V型凸口，712是前支撑腿，713是后支撑腿，72是翻转台，73是翻转杆，74是弹簧一，75是衬板，8是夹持机构，81是直线驱动机构一，82是齿条，83是连杆一，84是连杆二，85是连杆三，86是连杆四，87是夹持杆一，88是夹持杆二，89是支撑座，9是限位机构，91是弹簧二，92是限位杆，93是限位柱。

具体实施方式

本实用新型如图1-10所示，包括导轨1、移动巡检箱体和充电箱5；所述移动巡检箱体包括电动行车2、电池箱4和球机3；电池箱上设有可拆卸连接的无线通信主机一和平板天线一；导轨的一侧设有与平板天线一适配的平板天线二；平板天线二通过无线通信主机二与监控中心连接；无线通信主机一将球机拍摄的信号通过平板天线一无线传输至导轨一侧的平板天线二上，平板天线二通过与之连接的无线通信主机二与监控中心连接；平板天线传输方式为常规通信传输的方式；无线通讯主机二通过一根6类屏蔽线（网线）连接至监控中心；

所述导轨1呈工字型，水平固定设置在闸门的顶部，即水闸工作便桥的上方；所述电动行车2活动设置在所述导轨1上；所述电池箱4固定设置在所述电动行车2的下方；所述电池箱4上设有与所述充电箱5适配的插孔；

所述充电箱5设置在所述导轨1的一侧；所述充电箱5上设有拆分机构6、翻转机构7和夹持机构8；

所述夹持机构8固定设置在所述导轨1的顶部，与所述电动行车2相适配，用于固定所述电动行车2；

所述拆分机构6设置在闸门的侧壁上，即水闸排架的侧壁上，位于所述电池箱4的一侧；

所述翻转机构7位于所述夹持机构8的下方，与所述电池箱4相适配。

电动行车2采用TOYOHSG-B200作为球机3的载具，吊挂在32C工字钢下；购买的现有产品电动行车经过了改造，拆卸了缆绳上下吊装功能，只保留了水平行走功能。电动行车的控制箱引出三根行车控制线接入可编程控制器RX-10，可编程控制器RX-10，可编程控制器RX-10接入IP网络控制模块通过RJ45接口接入网线连接至TP—LINK8口网络交换机，再通过网络交换机接入无线通信主机一，通过无线信号连接至监控中心的监控主机上。通过监控主机上的电动行车控制软件，给出电动行车的数控信号，传送至可编程控制器，再通过程序控制电动行车的前进、后退、停止功能。当电动行车行走至工字钢末端，机器人箱体上的形成开关受腔体挤压而闭合，给电动行车一个触发的一个信号，配合写入的程序则电动行车自动停止并返回行走，防止电动行车与墙体碰撞导致设备损坏。

球机3采用海康威视DS-2DC4420IW-D400万像素4寸红外网络高清智能球机3作为前端视频监控设备，通过无线网络传输系统将采集到的高清视频传送至监控中心，后端采用IVMS-4200海康配套平台软件，可控制球机3云台，实现360度无死角监控。无线网络传输系统采用工业级数字无线传输设备GCD-5800G作为无线通信主机，匹配18dBi高增益定向平板天线组成无线局域网络，点对点传输可达20公里，有效传输带宽达300Mbps，作为视频信号与电动行车2控制信号的传输载体。可有效的防止数据丢包、连接不稳定现象的发生。电池箱4内采用48V80AH的锂电池组作为整个系统的电源。充电箱5的内侧壁上设有接入220V市电的插头，电池箱4上设有与插头适配的插座；电池箱4通过翻转机构7将电池箱4上的插座与插头连接，进行充电。

所述夹持机构8包括直线驱动机构一81、齿条82、连杆一83、连杆二84、连杆三85、连杆四86、夹持杆一87、夹持杆二88和支撑座89；

所述支撑座89固定设置在所述导轨1的顶部；

所述直线驱动机构一81竖向设置，可拆卸固定设置在所述支撑座89的顶部；

所述齿条82设置在所述直线驱动机构一81的伸缩杆上；

所述齿条82上设有齿条一齿和齿条二齿；所述齿条一齿与齿条二齿对称设置；

所述连杆一83的一端与所述支撑座89的一侧的底部铰接，所述连杆一83的另一端铰接在所述夹持杆一87的一端，远离所述电动行车2一侧；

所述连杆二84位于所述连杆一83和齿条一齿之间；所述连杆二84的一端与所述支撑座89的底部铰接，所述连杆二84的另一端与所述夹持杆一87的另一端铰接；所述连杆二84上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿一；

所述连杆三85的一端与所述支撑座89的另一侧的底部铰接，所述连杆三85的另一端铰接在所述夹持杆二88的一端，远离所述电动行车2一侧；

所述连杆四86位于所述连杆三85和齿条二齿之间；所述连杆四86的一端与所述支撑座89的底部铰接，所述连杆四86的另一端与所述夹持杆二88的另一端铰接；所述连杆四86上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿二；

所述夹持杆一87和夹持杆二88分别水平设置，与所述电动行车2相适配。

直线驱动机构一81伸出，齿条向下运动；如图3所示，弧形齿一顺时针方向旋转，弧形齿二逆时针方向旋转，即夹持杆一87和夹持杆二88分别向远离电动行车2的一侧移动。直线驱动机构一81缩回时，齿条向上运动，弧形齿一和弧形齿二分别向电池箱4一侧运动，即将电动行车2夹紧，防止电动行车2在轨道上发生移动。

所述直线驱动机构一81包括电动推杆一、气缸一或油缸一。

所述拆分机构6包括直线驱动机构二61和电磁铁62；所述直线驱动机构二61固定设置在所述电池箱4的内侧侧壁上；所述电磁铁62可拆卸固定设置在所述直线驱动机构二61的伸缩端；所述电池箱4上设有与所述电磁铁62适配的铁块。直线驱动机构二61为电动推杆二、气缸二或油缸二。

夹持机构8将电动行车2夹紧后，拆分机构6运动，直线驱动机构二61伸出，将电磁铁62与电池箱4贴合；电磁铁62此时得电，产生磁力，将电池箱4与拆分机构6连接；直线驱动机构二61缩回，将电池箱4从电动行车2上拉出，与电动行车2分离。电动行车2与电池箱4之间采用T型槽和T型块，插接的方式连接。

所述翻转机构7包括翻转车71、翻转台72、翻转杆73、弹簧一74和衬板75；

所述衬板75固定设置在所述充电箱5的内侧壁；

所述翻转台72倾斜固定设置在所述衬板75上；

所述翻转车71包括支撑板711、前支撑腿712和后支撑腿713；

所述前支撑腿712竖向设置，一端与所述支撑板711的一端的底部固定连接，另一端与所述翻转杆73铰接；

所述后支撑腿713竖向设置，一端与所述支撑板711的另一端的底部固定连接，另一端通过滑轮活动设置在所述翻转台72上；

所述支撑板711上设有与所述球机3和电池箱4连接处适配的插槽；

所述翻转杆73的一端与所述翻转车71的底部铰接，所述翻转杆73的另一端铰接在所述翻转台72上，并通过电机带动旋转；所述翻转杆73上与所述翻转台72铰接的一端设有延伸的限位部一；所述翻转台72的下方设有与弹簧一74适配的限位部二；

所述弹簧一74的一端固定设置在所述限位部一上，另一端固定设置在所述限位部二上。

拆分机构6将电池箱4和球机3一起移动至翻转车71上；支撑板711卡设在电池箱4和球机3之间进行定位，到位后，电磁铁62失电，继续退回原位；翻转杆73与翻转台72的铰接处开始旋转，即翻转杆73旋转并拉动翻转车71旋转；翻转车71上的后支撑腿713通过翻转台72支撑；翻转车71翻转90度后，充电插头卡设在电池箱4的插座内，插头通电，即完成了自动充电的功能。弹簧一74采用的是拉簧，旋转杆在旋转时，需克服拉簧的弹力旋转，有效防止翻转车71翻转时过快，发生剧烈振动，造成电池箱4的损伤。

所述支撑板711上位于所述前支撑腿712的顶部设有L型限位板7111；所述L型限位板7111上设有V型凸口7112。提高支撑板711与电池箱4连接的可靠性和稳定性。

所述电池箱4内设有限位机构9；

所述限位机构9包括弹簧二91、限位杆92和限位柱93；

所述电池箱4上位于所述拆分机构6一侧设有与所述限位杆92适配的容置槽；所述弹簧二91的一端固定设置在所述容置槽内，另一端固定设置在所述限位杆92的端部；所述限位杆92活动限设在所述容置槽内，一端与弹簧二91连接，另一端从所述容置槽内伸出；

所述限位柱93竖向活动设置在所述限位杆92的顶部；所述限位柱93的一端从所述电池箱4的顶部伸出，另一端上设有斜面一，所述限位杆92上设有与所述斜面一适配的斜面二。

拆分机构6开始动作时，电磁铁62首先与限位杆92接触，限位杆92通过弹簧二91从容置槽内伸出，电磁铁62的端部克服弹簧二91的弹力，将限位杆92向弹簧二91方向移动；即限位柱93向下运动，限位柱93与电动行车2分离；拆分机构6将电池箱4与电动行车2分离。

充电完成后，夹持机构8夹紧电动行车2，翻转机构7将电池箱4翻转至水平位置，电磁铁62伸出，即将靠近电池箱4时，电磁铁62得电；限位杆92向弹簧二91方向移动，限位柱93下降至电池箱4内；电磁铁62将电池箱4推进电动行车2上后，电磁铁62失电，与电池箱4脱离，限位柱93通过弹簧二91的弹力，向远离弹簧二91一侧移动，将限位柱93顶出，实现电池箱4与电动行车2之间的限位功能，进一步提高了电动行车2与电池箱4之间运行的稳定性。

一种水利系统轨道式自动监控装置自动充电的方法，包括：

1）、电动行车2移动至夹持机构8工位；通过夹持机构8将电动行车2固定在轨道上；

2）、电池箱4和电动行车2分离；通过拆分机构6将电池箱4与电动行车2分离，并将电池箱4移动至翻转机构7上；

3）、翻转机构7翻转；翻转机构7向插头方向进行旋转，电池箱4上插孔与插头连接，实现充电。电池箱通过翻转机构翻转充电，有效避免漏水或水气进去充电箱5内，直接对充电接头或充电插座造成影响，降低使用寿命。

充电箱内设有除湿腔和充电腔；除湿腔上设有进气孔、出气孔和与充电腔连通的换气孔；电池箱设在充电腔内；除湿腔内设有发热器；进气孔、出气孔和换气孔上分别设有风扇；换气孔上设有通过电动推杆连接的挡板；高温状态下，各孔上风扇启动提高箱内空气的流动速度，降低温度，提高电池箱充电的稳定性；当气温较低时，发热器启动，换气孔上的风扇启动，对充电箱进行加温，提高充电的效率；湿度较大时，挡板将换气孔关闭，发热器启动，进气孔和出气孔上风扇启动，将水汽通过发热器蒸发出去。

Claims (7)

1.一种水利系统轨道式自动监控装置，包括导轨、移动巡检箱体和充电箱；所述移动巡检箱体包括电动行车、电池箱和球机；所述导轨呈工字型，水平固定设置在闸门的顶部；所述电动行车活动设置在所述导轨上；所述电池箱固定设置在所述电动行车的下方；所述电池箱上设有与所述充电箱适配的插孔；其特征在于，

所述充电箱设置在所述导轨的一侧；所述充电箱上设有拆分机构、翻转机构和夹持机构；

所述夹持机构固定设置在所述导轨的顶部，与所述电动行车相适配，用于固定所述电动行车；

所述拆分机构设置在闸门的侧壁上，位于所述电池箱的一侧；

所述翻转机构位于所述夹持机构的下方，与所述电池箱相适配。

2.根据权利要求1所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述夹持机构包括直线驱动机构一、齿条、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、夹持杆一、夹持杆二和支撑座；

所述支撑座固定设置在所述导轨的顶部；

所述直线驱动机构一竖向设置，可拆卸固定设置在所述支撑座的顶部；

所述齿条上设有齿条一齿和齿条二齿；所述齿条一齿与齿条二齿对称设置；

所述连杆一的一端与所述支撑座的一侧的底部铰接，所述连杆一的另一端铰接在所述夹持杆一的一端，远离所述电动行车一侧；

所述连杆二位于所述连杆一和齿条一齿之间；所述连杆二的一端与所述支撑座的底部铰接，所述连杆二的另一端与所述夹持杆一的另一端铰接；所述连杆二上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿一；

所述连杆三的一端与所述支撑座的另一侧的底部铰接，所述连杆三的另一端铰接在所述夹持杆二的一端，远离所述电动行车一侧；

所述连杆四位于所述连杆三和齿条二齿之间；所述连杆四的一端与所述支撑座的底部铰接，所述连杆四的另一端与所述夹持杆二的另一端铰接；所述连杆四上设有与所述齿条一齿相啮合的弧形齿二；

所述夹持杆一和夹持杆二分别水平设置，与所述电动行车相适配。

3.根据权利要求2所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述直线驱动机构一包括电动推杆一、气缸一或油缸一。

4.根据权利要求1所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述拆分机构包括直线驱动机构二和电磁铁；所述直线驱动机构二固定设置在所述电池箱的内侧侧壁上；所述电磁铁可拆卸固定设置在所述直线驱动机构二的伸缩端；所述电池箱上设有与所述电磁铁适配的铁块。

5.根据权利要求1所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述翻转机构包括翻转车、翻转台、翻转杆、弹簧一和衬板；

所述衬板固定设置在所述充电箱的内侧壁；

所述翻转台倾斜固定设置在所述衬板上；

所述翻转车包括支撑板、前支撑腿和后支撑腿；

所述前支撑腿竖向设置，一端与所述支撑板的一端的底部固定连接，另一端与所述翻转杆铰接；

所述后支撑腿竖向设置，一端与所述支撑板的另一端的底部固定连接，另一端通过滑轮活动设置在所述翻转台上；

所述支撑板上设有与所述球机和电池箱连接处适配的插槽；

所述翻转杆的一端与所述翻转车的底部铰接，所述翻转杆的另一端铰接在所述翻转台上，并通过电机带动旋转；所述翻转杆上与所述翻转台铰接的一端设有延伸的限位部一；所述翻转台的下方设有与弹簧一适配的限位部二；

所述弹簧一的一端固定设置在所述限位部一上，另一端固定设置在所述限位部二上。

6.根据权利要求5所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述支撑板上位于所述前支撑腿的顶部设有L型限位板；所述L型限位板上设有V型凸口。

7.根据权利要求1所述的一种水利系统轨道式自动监控装置，其特征在于，所述电池箱内设有限位机构；

所述限位机构包括弹簧二、限位杆和限位柱；

所述电池箱上位于所述拆分机构一侧设有与所述限位杆适配的容置槽；所述弹簧二的一端固定设置在所述容置槽内，另一端固定设置在所述限位杆的端部；所述限位杆活动限设在所述容置槽内，一端与弹簧二连接，另一端从所述容置槽内伸出；

所述限位柱竖向活动设置在所述限位杆的顶部；所述限位柱的一端从所述电池箱的顶部伸出，另一端上设有斜面一，所述限位杆上设有与所述斜面一适配的斜面二。