CN211615617U - 一种电缆沟巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电缆沟巡检机器人，该电缆沟巡检机器人，包括装置主体，装置主体上设有行走装置和视频采集装置；行走装置，用于驱动电缆沟巡检机器人在电缆沟内行走；装置主体，其上设有采集装置座；视频采集装置，安装在采集装置座上，用于采集电缆沟内的图像。通过在装置主体的采集装置座上设置视频采集装置，使电缆沟巡检机器人在行走装置的驱动下在电缆沟内行走时，对电缆沟内的电缆进行图像采集，避免了作业人员进入电缆沟内定期巡检，保证了作业人员的安全；而且利用巡检机器人代替作业人员完成巡检作业，也提升了电缆沟巡检效率。

Description

一种电缆沟巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及一种电缆沟巡检机器人。

背景技术

电缆是电能传送和信息传输的重要载体，电缆主要在地下电缆沟中铺设，电缆沟内的温度、湿度、积水及火灾都是影响电缆安全的主要因素。

为了保证电缆的正常运行，需要对电缆沟内的情况进行及时巡检。但是，电缆沟内的空间狭窄封闭、潮湿闷热、巡视死角多，加上杂物堆积、淤泥、废旧电缆、有害气体等问题，给运行人员定期巡检带来极大困难，且存在极大风险。

利用机器替代人完成巡检作业将是提升电缆沟巡检效率、作业安全性的重要手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够提升电缆沟巡检效率和作业安全性的电缆沟巡检机器人。

本实用新型中采用如下技术方案：

一种电缆沟巡检机器人，包括装置主体，装置主体上设有行走装置和视频采集装置；行走装置，用于驱动电缆沟巡检机器人在电缆沟内行走；装置主体，其上设有采集装置座；视频采集装置，安装在采集装置座上，用于采集电缆沟内的图像。

有益效果是：通过在装置主体的采集装置座上设置视频采集装置，使电缆沟巡检机器人在行走装置的驱动下在电缆沟内行走时，对电缆沟内的电缆进行图像采集，避免了作业人员进入电缆沟内定期巡检，保证了作业人员的安全；而且利用巡检机器人代替作业人员完成巡检作业，也提升了电缆沟巡检效率。

进一步地，所述视频采集装置设置有两个以上，各视频采集装置均可绕上下延伸的轴线独立转动。

有益效果是：通过设置两个以上的视频采集装置，使电缆沟巡检机器人同时实现多区域目标信息采集，巡检效率高、死区小；此外，视频采集装置可绕上下延伸的轴线独立转动，进一步增加视角范围甚至能够对电缆沟宽度方向的两侧电缆进行图像采集。

进一步地，视频采集装置包括第一视频采集装置和第二视频采集装置，第一视频采集装置和第二视频采集装置具有同向状态和背向状态；第一视频采集装置和第二视频采集装置处于同向状态时朝向相同，用于对电缆沟宽度方向的同一侧进行视频采集；第一视频采集装置和第二视频采集装置处于背向状态时朝向相反，用于分别对电缆沟宽度方向的两侧进行图像采集。

有益效果是：第一、第二视频采集装置能够对电缆沟内同一侧和电缆沟内两侧的电缆进行视频采集，使电缆沟巡检机器人能够适应不同的电缆沟。

进一步地，所述采集装置座包括第一升降座和第二升降座，第一升降座和第二升降座可相对升降；第一升降座和第二升降座上分别设有视频采集装置。

有益效果是：第一升降座和第二升降座能够调节视频采集装置的高度，以适应不同深度电缆沟巡检要求。

进一步地，所述第一升降座和第二升降座分别为第一升降杆和第二升降杆，第一升降杆和第二升降杆同轴布置并插套配合。

有益效果是：第一升降杆和第二升降杆插套配合易于实现升降杆座的升降，且第一升降杆和第二升降杆同轴布置，结构紧凑，有利于减少巡检机器人的体积。

进一步地，所述行走装置为履带式行走装置，所述履带式行走装置包括履带、承重轮、前置轮和后置轮，所述承重轮、前置轮和后置轮被包绕在履带所形成的封闭环内侧；承重轮，设置在履带式行走装置的底部，用于支撑到履带底部的带体上；前置轮，设置在装置主体行进方向的前侧，后置轮，设置在装置主体行进方向的后侧；履带位于前置轮和承重轮之间的带体上部前倾，倾角为48°至52°。

有益效果是：通过设置倾角，使电缆沟巡检机器人能够在淤泥、堆积物、废旧电缆脱落等复杂情况下通行，比一般的电缆沟机器人越障性更好。

进一步地，所述前置轮的高度大于所述后置轮，以使相应带体形成所述倾角。

有益效果是：前置轮较高更容易形成倾角，进一步提升机器人在电缆沟内的通行能力。

进一步地，所述行走装置为履带式行走装置，履带式行走装置的履带上设有履齿，履齿的高度为28mm±2mm。

有益效果是：将履齿的高度设计的较大，当电缆沟内有成束散落的电缆时，随着履带的前向运动，利用高履齿对散落的电缆起到一定的钩拉作用，增加向后向下的作用力，提升巡检机器人在这种工况下的通过能力。

进一步地，所述履齿的齿根部分的横截面宽度大于顶部。

有益效果是：在履齿高度增加的情况下，保证履齿的强度。

进一步地，所述履齿的横截面为等腰梯形。

有益效果是：便于履齿的加工。

上述各优选的技术方案可以单独采用，在能够组合的情况下也可以将两个以上方案任意组合，组合形成的技术方案此处不再具体描述，以此形式包含在本专利的记载中。

附图说明

图1是本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例1的主视图；

图2是图1的右视图；

图3是图2中摄像头与上升降杆装配的结构示意图；

图4是图2中履带的局部示意图；

图5是本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例1的应用场合的结构示意图；

图6是本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例2的应用场合的结构示意图；

图7是本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例3的应用场合的结构示意图；

图1至图5中：101-电缆沟；102-电缆沟巡检机器人；103-电缆；1-履带；2-装置主体；3-超声波传感器；4-烟雾传感器；5-第一升降杆；6-第二升降杆；7-采集装置座；8-天线；9-照明灯；10-气体传感器；11-摄像头；12-温湿度传感器；13-承重轮；14-后置轮；15-视频采集装置；16-前置轮；17-锁钉；18-履齿；19-内齿；

图6中：201-电缆沟；202-电缆沟巡检机器人；203-电缆；

图7中：301-电缆沟；302-电缆沟巡检机器人；303-电缆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“上”和“下”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”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，由可能出现的语句“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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例1：

如图1和图5所示，电缆沟巡检机器人102包括装置主体2，装置主体2上设有行走装置和采集装置座7，行走装置为履带式行走装置，用于驱动电缆沟巡检机器人102在电缆沟101内行走；如图2所示，采集装置座7上安装有视频采集装置15，视频采集装置15用于采集电缆沟101内电缆103的图像。应当说明的是，装置主体2为采用防水结构设计的矩形金属车体。

如图1和图2所示，采集装置座7包括第一升降杆5和第二升降杆6，第一升降杆5和第二升降杆6同轴布置并插套配合，第一升降杆5处于第二升降杆6的下方，第二升降杆6在第一升降杆5内伸缩以实现升降。其中，第一升降杆5构成第一升降座，第二升降杆6构成第二升降座，第一升降杆5和第二升降杆6插套配合易于实现第一升降杆和第二升降杆的升降，且第一升降杆和第二升降杆同轴布置，有利于减少巡检机器人的体积。

如图3所示，第一升降杆5和第二升降杆6上均设有锁钉17，在巡检人员根据电缆沟101的深浅和电缆103的布置方式手动调节视频采集装置15的上下位置和朝向，之后通过锁钉17将视频采集装置15锁紧在相应升降杆上。其中，锁钉17为紧定螺钉。

本实施例中，第一升降杆5和第二升降杆6上均设有视频采集装置15，两个视频采集装置15中的其中一个为第一视频采集装置，另一个为第二视频采集装置，两个视频采集装置15均可绕上下延伸的轴向独立转动。第一视频采集装置和第二视频采集装置具有同向状态和背向状态；第一视频采集装置和第二视频采集装置处于同向状态时朝向相同，用于对电缆沟101宽度方向的同一侧的电缆103进行视频采集；第一视频采集装置和第二视频采集装置处于背向状态时朝向相反，用于分别对电缆沟102宽度方向的两侧的电缆103进行视频采集。第一、第二视频采集装置能够对电缆沟101内同一侧和电缆沟101内两侧的电缆进行视频采集，使电缆沟巡检机器人102能够适应不同的电缆沟101。

本实施例中，视频采集装置15为双目摄像头，双目摄像头包含可见光摄像头和红外摄像头，同时还带有补光灯，补光灯在黑暗环境下给可见光摄像头补光，可见光摄像头采集电缆及附件视频图像，红外摄像头检测电缆及附件过热情况。

本实施例中，如图2所示，履带式行走装置包括履带1、承重轮13、前置轮16和后置轮14，承重轮13、前置轮16和后置轮14被包绕在履带1所形成的封闭环内侧；承重轮13设置在履带式行走装置的底部，用于支撑到履带1底部的带体上；前置轮16设置在装置主体2行进方向的前侧，后置轮14为驱动轮且设置在装置主体2行进方向的后侧；履带1位于前置轮16和承重轮13之间的带体上部前倾，倾角为48°至52°。通过设置倾角，使电缆沟巡检机器人102能够通过较高的阻挡物，比一般的电缆沟机器人越障性更好。

本实施例中，前置轮16的高度大于后置轮14的高度，以使相应履带1处于前置轮16和承重轮13之间的带体形成上述倾角。较高的前置轮16更容易形成上述倾角，进一步提升电缆沟巡检机器人102在电缆沟101内的通行能力。

如图4所示，履带式行走装置的履带1上设有履齿18和内齿19，内齿19用于与承重轮13、前置轮16和后置轮14的外周面配合，其中后置轮14为主动轮。履齿18的高度为28mm±2mm，将履齿18的高度设计的较大，当电缆沟101内有成束散落的电缆时，随着履带1的前向运动，利用较高的履齿18对散落的电缆起到一定的钩拉作用，增加向后向下的作用力，提升电缆沟巡检机器人102在这种工况下的通过能力。

本实施例中，履齿18的齿根部分的横截面宽度大于顶部，在履齿高度增加的情况下保证履齿18的强度。履齿18的横截面为等腰梯形，以便于履齿18的加工。

本实施例中，装置主体2内部安装有驱动电机、控制电路板、电池以及充放电管理电路，驱动电机与后置轮14传动连接以驱动后置轮转动，进而驱动履带1转动。装置主体2的前部设有一对照明灯9，用于黑暗环境下的照明；装置主体2的前部还安装有一个路面摄像头11，用于车身前部的的视频图像采集，采集的图像上传至操作员的控制器上，辅助操作员进行车辆行走控制；装置主体2的前部还安装有一个超声波传感器3，用于装置主体2前部的障碍物距离检测，该信息同样上传至操作员的控制器上，辅助操作员进行车辆行走控制和避障控制。本实施例中，装置主体2的前部还设有温湿度传感器12和有害气体传感器10，温湿度传感器12用于实时检测电缆沟101内的温度和湿度；有害气体传感器10用于检测电缆沟101内CO₂、H₂S以及CH₄等有害气体。其中，装置主体的顶部设有烟雾传感器4，以对电缆沟101内的烟雾浓度进行检测。

装置主体2上还设有通讯单元，通讯单元主要由天线8和通信模块，通讯单元主要用于建立机器人运动控制、检测系统与控制器之间的通讯联系。控制器主要用于电缆沟巡检机器人102与操作员的人机交互，控制器包括操作手柄和6英寸LCD平板电脑，操作手柄用于控制机器人的运动、升降杆的升降，6英寸显示屏用于显示机器人采集的图像信息、气体含量信息、温湿度信息及预警信息。

电缆沟巡检机器人应用场合：

如图5所示，在双侧浅沟的情况下，在电缆沟巡检机器人102的第一升降杆5和第二升降杆6上均设置双目摄像头，将两个双目摄像头分别对准电缆沟101在宽度方向上两侧电缆103的中间层偏上位置，使两侧电缆103的状态最大化的反应在双目摄像头的视野中。

本实用新型的电缆沟巡检机器人避免了作业人员进入电缆沟内定期巡检，保证了作业人员的安全；而且利用巡检机器人代替作业人员完成巡检作业，也提升了电缆沟巡检效率。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例2：

如图6所示，与实施例1的区别在于，在单侧浅沟情况下，只在电缆沟巡检机器人202的第一升降杆上设置双目摄像头，并将双目摄像头对准电缆沟201的一侧电缆203的中间层偏上位置，使电缆203的状态最大化的反应在双目摄像头的视野中。在其他实施例中，该视频采集装置可以绕上下延伸的轴线独立转动。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例3：

如图7所示，与实施例1的区别在于，在单侧深沟的情况下，在电缆沟巡检机器人302的第一升降杆和第二升降杆上均设置双目摄像头，第二升降杆相对第一升降杆向上移动后固定，之后将两个双目摄像头分别对准电缆沟301内同一侧的电缆303上部、下部位置，使同一侧的电缆303状态尽可能最大化反映在两个双目摄像头的视野中。在其他实施例中，对于双侧深沟的情况下，为了实现电缆沟两侧的电缆的图像采集，两个双目摄像头可以绕上下延伸的轴线独立转动。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例4：

与实施例1的区别在于，第一升降杆和第二升降杆均不可伸缩，此时电缆沟巡检机器人只适应特定深度的电缆沟。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例5：

与实施例1的区别在于，行走装置为现有的轮式行走装置。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例6：

与实施例1的区别在于，前置轮的高度等于后置轮的高度，前置轮在前后方向上水平移动以调节倾角。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例7：

与实施例1的区别在于，视频采集装置通过远程控制绕相应升降杆的轴线转动，具体的，升降杆上固设有固定座，固定座上设有驱动电机和转盘，转盘以升降杆的轴线为中心线转动装配在固定座上，视频采集装置固定在转盘上，驱动电机驱动转盘转动以实现视频采集装置转动，进而实现远程控制视频采集装置转动。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例8：

与实施例1的区别在于，第一升降杆和第二升降杆均为套筒式伸缩结构，伸缩套筒结构为现有成熟技术，即第一升降杆和第二升降杆均可以单独升降。

本实用新型的电缆沟巡检机器人的实施例9：

与实施例1的区别在于，第一升降座和第二升降座分别为气缸的缸体和伸缩杆，两个双目摄像头分别设置在缸体和伸缩杆上，气缸由控制器控制伸缩，以实现远程控制伸缩杆上的双目摄像头升降。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，包括装置主体，装置主体上设有行走装置和视频采集装置；

行走装置，用于驱动电缆沟巡检机器人在电缆沟内行走；

装置主体，其上设有采集装置座；

视频采集装置，安装在采集装置座上，用于采集电缆沟内的图像。

2.根据权利要求1所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述视频采集装置设置有两个以上，各视频采集装置均可绕上下延伸的轴线独立转动。

3.根据权利要求2所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，视频采集装置包括第一视频采集装置和第二视频采集装置，第一视频采集装置和第二视频采集装置具有同向状态和背向状态；

第一视频采集装置和第二视频采集装置处于同向状态时朝向相同，用于对电缆沟宽度方向的同一侧进行视频采集；

第一视频采集装置和第二视频采集装置处于背向状态时朝向相反，用于分别对电缆沟宽度方向的两侧进行视频采集。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述采集装置座包括第一升降座和第二升降座，第一升降座和第二升降座可相对升降；

第一升降座和第二升降座上分别设有视频采集装置。

5.根据权利要求4所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述第一升降座和第二升降座分别为第一升降杆和第二升降杆，第一升降杆和第二升降杆同轴布置并插套配合。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述行走装置为履带式行走装置，所述履带式行走装置包括履带、承重轮、前置轮和后置轮，所述承重轮、前置轮和后置轮被包绕在履带所形成的封闭环内侧；

承重轮，设置在履带式行走装置的底部，用于支撑到履带底部的带体上；

前置轮，设置在装置主体行进方向的前侧，后置轮，设置在装置主体行进方向的后侧；履带位于前置轮和承重轮之间的带体上部前倾，倾角为48°至52°。

7.根据权利要求6所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述前置轮的高度大于所述后置轮，以使相应带体形成所述倾角。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述行走装置为履带式行走装置，履带式行走装置的履带上设有履齿，履齿的高度为28mm±2mm。

9.根据权利要求8所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述履齿的齿根部分的横截面宽度大于顶部。

10.根据权利要求9所述的一种电缆沟巡检机器人，其特征在于，所述履齿的横截面为等腰梯形。

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