CN212230956U - 一种铁路贯通电缆自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，包括控制单元、行走驱动单元和电缆检测单元；所述控制单元与行走驱动单元相连接，用于向行走驱动单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并获得其输出的运行路径和巡检距离的执行结果；所述控制单元还与电缆检测单元相连接，该电缆检测单元用于在行走驱动单元的巡检过程中对电缆进行检测并识别电缆故障点；所述控制单元获取电缆检测单元的检测数据后结合行走驱动单元输出的运行路径和巡检距离信息，定位电缆故障点位置。本实用新型能够提高巡检速度，降低人工劳动强度。

Description

一种铁路贯通电缆自动巡检机器人

技术领域

本实用新型属于故障巡检机器人技术领域，涉及电缆故障巡检机器人，尤其是一种铁路贯通电缆自动巡检机器人。

背景技术

铁路贯通电缆敷设于铁路两侧综合电缆槽(沟)，以方便布线和维护。然而随着使用时间的积累，逐步出现电缆接头松动、绝缘层的老化、灰尘油污积累、电缆支架松动或锈蚀等情况，进而导致电缆局部温度升高并加速电缆绝缘失效，在极端情况下会引发火灾，导致铁路行车中断，造成重大损失。因此，需要对敷设在综合电缆槽(沟)内的电缆进行定期巡检。

考虑列车通行引起的气压及气流条件，电缆槽(沟)盖板有一定的重量要求，盖板重量太小动车组通过时由于负压作用，可能会吸起电缆槽盖板，从而对铁路行车造成严重安全威胁。一般情况下，根据电力工程电缆设计规范规定，电缆槽(沟)盖板单块重量不宜超过50kg，而设置在高速铁路两侧的电缆槽盖板受动车组行走时负压影响，规定单块电缆槽(沟)盖板重量不宜小于80kg，加之高速铁路检修基本在夜间进行，给沿槽设置的铁路贯通线电缆检修造成了较大的困难。

目前，由于电缆槽(沟)尺寸狭小，工人无法进入管廊巡检。依靠人工巡检检查贯通电缆的运行状态，需要逐次翻开盖板检查，工作强度大效率低，且受铁路行车限制有效工作时间受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，能够代替人工对铁路两侧电缆槽(沟)内的电缆进行巡检。

本实用新型解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，包括控制单元、行走驱动单元和电缆检测单元；所述控制单元与行走驱动单元相连接，用于向行走驱动单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并获得其输出的运行路径和巡检距离的执行结果；所述控制单元还与电缆检测单元相连接，该电缆检测单元用于在行走驱动单元的巡检过程中对电缆进行检测并识别电缆故障点；所述控制单元获取电缆检测单元的检测数据后结合行走驱动单元输出的运行路径和巡检距离信息，定位电缆故障点位置。

而且，所述行走驱动单元包括：电池&BMS、驱动电机、行走装置和驱动器；所述行走装置为对称安装在自动巡检机器人本体底部两侧的履带式行走轮；该履带式行走轮通过联轴器与对应的驱动电机连接在一起，在驱动电机轴上安装有编码器，用于测量驱动电机转速；该编码器的输出端与驱动器相连接，用于将驱动电机转速信号输出至驱动器，该驱动器根据该电机转速信号计算巡检机器人的移动距离；所述驱动器还与电池&BMS相连接，用于获取电池状态信息及剩余电量信息并据此判断巡检任务是否继续；所述驱动器与控制单元相连接，用于接收控制单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并根据该指令信息控制巡检机器人运动，并向控制单元输出巡检机器人的运行路径和巡检距离信息的执行结果；所述电池&BMS的输出端分别与驱动器和控制单元相连接，并为其供电。

而且，所述电缆检测单元包括：红外测温摄像头、可见光摄像头、照明装置、烟雾传感器和电缆检测处理装置；所述红外摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述可见光摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述照明装置为LED光源，用于在电缆图像采集时提供所需光源；所述烟雾报警器组由多个安装于自动巡检机器人不同位置的烟雾传感器组成，其与电缆检测处理装置相连接，用于在探测到烟雾异常时发出烟雾报警；所述电缆检测处理装置用于将得到的红外图像、可见光图像及烟雾报警信号输出至控制单元。

而且，所述控制单元包括：通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元、接口单元和控制器；所述通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过接口单元和行走驱动单元相连接，用于获取行走驱动单元的工作状态信息并向其发出左右转弯及前进后退的指令信号；该通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过接口单元和电缆检测单元相连接，用于接收电缆检测单元的检测数据后定位电缆故障点位置；

而且，所述图像采集单元包括：图像采集控制电路、安装在巡检机器人前、后、左、右和上部的多个摄像头、以及在每个摄像头上安装的声波距离传感器；所述多个摄像头和声波距离传感器分别通过图像采集控制电路与控制器相连接，所述多个摄像头和声波距离传感器用于采集巡检机器人在巡检过程中的周围视频图像和与障碍物之间的距离信号，并将该视频图像与距离信号输出至图像采集控制电路进行识别处理后将允许通行的方向和距离数据信号输出至控制器；

而且，所述异常处理单元包括：蓄电池、声光报警器、GPS模块和GPRS通信模块；所述蓄电池分别与声光报警器、GPRS通信单元和GPS模块相连接并为其供电；所述蓄电池、声光报警器、GPS模块分别和GPRS通讯模块相连接，该GPRS通信模块通过接口单元与控制器相连接；所述GPRS通讯模块用于检测接口单元的状态总线上的信号以及CAN总线通信状态、控制单元的电源状态和控制器输出的巡检机器人的故障状态信息，当检测到异常时，将巡检机器人的故障状态信息、GPS定位信息和报警信息输出至控制器或操作者；

而且，所述通信管理单元包括：通信管理电路和USB接口，所述通信管理电路与控制器相连接，用于通过USB接口接收操作者下发的巡检距离、路径、策略的任务信息并将该任务信息输出至控制器，并将控制器输出的巡检结果信息通过USB接口上传至操作者。

而且，所述数据处理单元包括：处理器、存储器和辅助电路，该处理器分别与控制器和存储器相连接，用于处理控制器在机器人巡检过程中转送的红外图像、可见光图像、GPS位置和报警信息，并生成电缆巡检报告后将该电缆巡检报告存储到存储器内。

而且，所述接口单元包括：CAN总线及CAN总线接口、电源分配电路及电源接口、状态信号总线及状态信号接口；所述通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过CAN总线及CAN总线接口实现数据总线的连接；通过电源分配电路及电源接口实现工作电源的分配与连接；通过状态信号总线及状态信号接口实现状态信号的连接。

本实用新型的优点和有益效果：

1、本实用新型提供了一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，该机器人可以依照预先设定的任务要求，依靠自身动力及行走驱动装置、电缆检测装置，进入电缆槽(沟)对电缆进行巡检，巡检完成后自动得出检测报告，以代替繁重且低效的人工巡检，提高巡检速度，降低人工劳动强度。

2、本实用新型能够通过结合图像、驱动电机转速信号、GPS信号多种途径，实现电缆故障点的精确定位。

3、本实用新型采用电驱动履带式行走驱动单元，并具有一定的涉水能力，能够适应管廊内复杂路径状况，完成巡检任务。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为图1中行走驱动单元的组成示意图；

图3为图1中电缆检测单元的组成示意图。

附图标记说明：

如图1所示的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人的电路框图，主要包括包括控制单元1、行走驱动单元2、电缆检测单元3、通信管理单元4、异常处理单元5、数据处理单元6、图像采集单元7、接口单元15、控制器16；

如图2进一步说明了行走驱动单元，主要包括电池&BMS8、驱动电机9、行走装置10、驱动器18；

如图3进一步说明说了电缆检测单元，主要包括红外摄像头11、可见光摄像头12、照明装置13、烟雾传感器14、电缆检测处理装置17；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：

一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，如图1至图3所示，包括控制单元1、行走驱动单元2和电缆检测单元3；所述控制单元与行走驱动单元相连接，用于向行走驱动单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并获得其输出的运行路径和巡检距离的执行结果；所述控制单元还与电缆检测单元相连接，该电缆检测单元用于在行走驱动单元的巡检过程中对电缆进行检测并识别电缆故障点；所述控制单元获取电缆检测单元的检测数据后结合行走驱动单元输出的运行路径和巡检距离信息，定位电缆故障点位置。

所述行走驱动单元包括：电池&BMS8、驱动电机9、行走装置10和驱动器18；所述行走装置为对称安装在自动巡检机器人本体底部两侧的履带式行走轮；该履带式行走轮通过联轴器与对应的驱动电机连接在一起，在驱动电机轴上安装有编码器，用于测量驱动电机转速；该编码器的输出端与驱动器相连接，用于将驱动电机转速信号输出至驱动器，该驱动器根据该电机转速信号计算巡检机器人的移动距离；所述驱动器还与电池&BMS相连接，用于获取电池状态信息及剩余电量信息并据此判断巡检任务是否继续；所述驱动器与控制单元相连接，用于接收控制单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并根据该指令信息控制巡检机器人运动，并向控制单元输出巡检机器人的运行路径和巡检距离信息的执行结果；所述电池&BMS的输出端分别与驱动器和控制单元相连接，并为其供电。

所述电缆检测单元包括：红外摄像头11、可见光摄像头12、照明装置13、烟雾传感器14和电缆检测处理装置17；所述红外摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述可见光摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述照明装置为LED光源，用于在电缆图像采集时提供所需光源；所述烟雾报警器组由多个安装于自动巡检机器人不同位置的烟雾传感器组成，其与电缆检测处理装置相连接，用于在探测到烟雾异常时发出烟雾报警；所述电缆检测处理装置用于将得到的红外图像、可见光图像及烟雾报警信号输出至控制单元。

所述控制单元包括：通信管理单元4、异常处理单元5、数据处理单元6、图像采集单元7、接口单元15和控制器16；所述通信管理单元4、异常处理单元5、数据处理单元6、图像采集单元7和控制器16分别通过接口单元15和行走驱动单元相连接，用于获取行走驱动单元的工作状态信息并向其发出左右转弯及前进后退的指令信号；该通信管理单元4、异常处理单元5、数据处理单元6、图像采集单元7和控制器16分别通过接口单元15和电缆检测单元相连接，用于接收电缆检测单元的检测数据后定位电缆故障点位置；

所述图像采集单元包括：图像采集控制电路、安装在巡检机器人前、后、左、右和上部的多个摄像头、以及在每个摄像头上安装的声波距离传感器；所述多个摄像头和声波距离传感器分别通过图像采集控制电路与控制器相连接，所述多个摄像头和声波距离传感器用于采集巡检机器人在巡检过程中的周围视频图像和与障碍物之间的距离信号，并将该视频图像与距离信号输出至图像采集控制电路进行识别处理后将允许通行的方向和距离数据信号输出至控制器；

所述异常处理单元包括：蓄电池、声光报警器、GPS模块和GPRS通信模块；所述蓄电池分别与声光报警器、GPRS通信单元和GPS模块相连接并为其供电；所述蓄电池、声光报警器、GPS模块分别和GPRS通讯模块相连接，该GPRS通信模块通过接口单元与控制器相连接；所述GPRS通讯模块用于检测接口单元的状态总线上的信号以及CAN总线通信状态、控制单元的电源状态和控制器输出的巡检机器人的故障状态信息，当检测到异常时，将巡检机器人的故障状态信息、GPS定位信息和报警信息输出至控制器或操作者；

所述通信管理单元包括：通信管理电路和USB接口，所述通信管理电路与控制器相连接，用于通过USB接口接收操作者下发的巡检距离、路径、策略的任务信息并将该任务信息输出至控制器，并将控制器输出的巡检结果信息通过USB接口上传至操作者。

所述数据处理单元包括：处理器、存储器和辅助电路，该处理器分别与控制器和存储器相连接，用于处理控制器在机器人巡检过程中转送的红外图像、可见光图像、GPS位置和报警信息，并生成电缆巡检报告后将该电缆巡检报告存储到存储器内；

所述接口单元包括：CAN总线及CAN总线接口、电源分配电路及电源接口、状态信号总线及状态信号接口；所述通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过CAN总线及CAN总线接口实现数据总线的连接；通过电源分配电路及电源接口实现工作电源的分配与连接；通过状态信号总线及状态信号接口实现状态信号的连接。

下面对本实用新型的各模块的组成、信号输入输出关系以及功能作进一步说明：

所述控制单元通过接口单元15与行走驱动单元相连接，该接口单元15包括一组CAN总线数据通信电缆、一组状态信息电缆、一组电源电缆。通过CAN总线数据通信电缆，控制单元可以向行走驱动单元下发行走路径、速度和巡检距离等信息，并获得行走驱动单元执行结果，包括运行路径和巡检距离；控制单元还可以通过CAN总线发出左右转弯及前进后退信号。

所述状态信息电缆为一组多芯电缆，通过状态信息电缆，控制单元可以实时得到行走驱动单元的工作状态信息，如故障、报警、正常等状态；行走驱动单元也可以实时得到控制单元工作是否正常。状态信息电缆是CAN总线数据通信电缆的有益补充，在通信异常时可以使控制单元与行走驱动单元获得对方的状态，以采取相应的预设动作；

通过电源电缆，控制单元从行走驱动单元得到工作电源，行走驱动单元通过状态信息电缆检测到控制单元状态异常时，通过切断供电电源，延时一定时间重复送电的方式以重启控制单元。

所述控制单元还通过接口单元15与电缆检测单元相连接，该接口单元包括一组CAN总线数据通信电缆、一组电源电缆。通过CAN数据总线，控制单元可以获取电缆检测单元的检测数据，并结合行走驱动单元输出的运行路径和巡检距离信息，定位电缆故障点位置；

所述控制单元由通讯管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元、接口单元及控制器组成。接口单元提供了5组相同的CAN数据总线接口，电源接口，状态接口，分别与通讯管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元、控制器通过连接器和电缆连接；接口单元提供了用于连接行走驱动单元的电源接口、CAN总线接口、状态信息接口，还提供了用于连接电缆检测单元的电源接口、CAN总线接口。

所述异常处理单元包括：蓄电池、声光报警器、GPRS通信单元和GPS模块；异常处理单元通过电源接口从接口单元获取工作电源，并通过一个二极管向蓄电池充电；蓄电池连接另一个二极管向声光报警器、GPRS通信单元和GPS模块供电。

所述声光报警器、GPS模块通过电缆连接至GPRS通信单元，GPRS通讯模块设置有GPRS天线、连接至电源接口的电压传感器、通信处理电路以及CAN总线处理和接口电路。GPRS通信单元通过CAN总线经过接口单元与控制器实现数据通信，用于将巡检机器人的GPS定位信息、故障状态信息和报警信息通过CAN总线传输至控制器；当GPRS通讯模块检测到电源接口失电、通讯中断、收到控制器发来的故障状态、从状态接口检测到异常时，通过GPRS通讯模块发出无线定位信号，该信号内容包括但不限于故障时间、故障经纬度信息、故障代码，同时声光报警器启动，向操作人指示自动巡检机器人所处位置。所述异常处理单元中的蓄电池用于在电源接口失电时提供备用电源。

所述图像采集单元包括：安装于巡检机器人前、后、左、右和上部的五个摄像头，以及在每个摄像头上分别安装的声波距离传感器和照明灯、图像采集控制电路。从电源接口获得的工作电源通过图像采集控制电路分配，并分别通过电缆输送到各摄像头、声波距离传感器和照明灯。图像采集控制电路通过视频电缆与各摄像头连接以获取模拟视频信号，并将该视频信号通过AD采样电路转换为数字信号；图像采集控制电路通过电缆与声波距离传感器连接获取障碍物距离信号，并将该距离信号通过AD采样电路转换为数字信号，通过TMS320F28335PGFA主控芯片处理，得到允许通行的方向和可供通行的距离。方向和距离数据信号通过CAN总线接口经过接口单元传输至控制器。

所述通信管理单元设置有通信管理电路、USB接口、CAN总线接口、电源接口。通信管理单元的电源接口通过电缆从接口单元获取工作电源；CAN总线接口与接口单元的CAN总线接口通过通信电缆连接。通信管理单元通过USB接口接收巡检距离、路径、策略等任务信息，这些任务信息经过通信管理电路暂存，并通过CAN总线经过接口单元传送到控制器；在巡检工作结束后，通信管理单元通过CAN总线从控制器获取电缆巡检结果信息，并通过USB接口上传操作者。

所述数据处理单元由CAN总线接口电路、电源接口电路、处理器、存储器、辅助电路组成。数据处理单元通过电源接口从接口单元获得工作电源；使用CAN总线经过接口单元与控制器连接以获取或发送数据；所述处理器型号为TMS320F28335PGFA,通过处理器对获取的数据进行处理，并将结果存储于存储器和通过CAN总线送往控制器。

所述控制器由CAN总线接口电路、电源接口电路、状态接口电路、处理器、辅助电路组成。控制器通过电源接口从接口单元获得工作电源；在处理器的控制下使用CAN总线经过接口单元与其他组成部分连接以获取或发送数据；在处理器的控制下通过状态接口电路并经由接口单元获取行走驱动单元的状态信息，以及将自身状态送至接口单元。处理器型号为TMS320F28335PGFA。

所述接口单元由CAN总线及CAN总线接口、电源分配电路及电源接口、状态信号总线及状态信号接口组成。自动巡检机器人各组成部分通过CAN总线及CAN总线接口实现数据总线的连接；通过电源分配电路及电源接口实现工作电源的分配与连接；通过状态信号总线及状态信号接口实现状态信号的连接。

所述行走驱动单元包括：驱动器、行走装置、驱动电机、电池&BMS；所述行走装置为对称安装在自动巡检机器人本体底部两侧的履带式行走轮；该两侧的履带式行走轮分别通过联轴器与对应的驱动电机连接在一起，在驱动电机轴上安装有编码器，该编码器的输出与驱动器相连接，用于将驱动电机转速信号输出至驱动器；驱动器还与电池&BMS相连接，用于获取电池状态信息及剩余电量信息并据此判断巡检任务是否继续；所述电池&BMS的输出端分别与驱动器和控制单元相连接，并为其供电；所述驱动器通过电缆与驱动电机连接，驱动器将从电池&BMS获取的电源逆变为频率和电压可调的交流电提供给驱动电机工作，以控制驱动电机的转速、转向和转矩，进而控制本自动巡检机器人的行动。所述电池&BMS包括：锂电池组和与其连接在一起的BMS(电池管理单元)。所述BMS监测锂电池组每节电池的端电压和电池组电流，并自动判断电池状态和计算剩余电量，将剩余电量信息通过CAN总线发送至驱动器。所述驱动器采用TMS320F28335PGFA作为主控芯片。

所述电缆检测单元包括：电缆检测处理装置、红外摄像头、可见光摄像头、照明装置和烟雾传感器；所述红外摄像头通过电缆与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置。所述可见光摄像头通过电缆与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述照明装置为LED光源，用于在电缆图像采集时提供所需光源；所述烟雾报警器组由多个安装于自动巡检机器人不同位置的烟雾传感器组成，通过电缆与电缆检测处理装置连接，在探测到烟雾异常时发出烟雾报警；所述电缆检测处理装置将得到的红外图像、可见光图像及烟雾报警信号进行数据采样，编码和数据压缩，并通过CAN总线传送到控制单元。

下面结合图1～图3对本实用新型的各个组成部分的工作原理和工作过程作进一步说明：

所述行走驱动单元2作为载具，其上安装控制单元1和电缆检测单元3。控制单元1管理和控制自动巡检机器人履行任务的全过程，协调自动巡检机器人各单元的工作；电缆检测单元3在机器人行走过程中对电缆进行识别和检测，识别电缆故障点。

本发明的工作原理为：

行走驱动单元2作为本自动巡检机器人设备安装底座及承载行走机构，在其上安装有控制单元1、电缆检测单元3。

控制单元1中包含通信管理单元4、异常处理单元5、数据处理单元6和图像采集单元7、接口单元15、控制器16。自动巡检机器人通过通信管理单元6接受巡检任务，并将任务信息送往控制器16存储，控制器16根据任务信息控制行走驱动单元2行进，电缆检测单元3在自动巡检机器人行进过程中对电缆进行检测，将检测结果送往控制单元1处理和存储。巡检完成后经通信管理单元4将巡检结果上报。在自动巡检机器人行进过程中，图像采集单元7对周边环境进行实时探测，探测的对象包括周围图像、障碍物距离，图像采集单元7通过对探测结果的识别处理得到可供通行的方向和可供通行的距离，通过CAN总线送往控制器16，控制器16对比任务信息与当前可通行方向及距离的差异，得出应前进的方向、速度，通过CAN总线送往行走驱动单元2，以控制自动巡检机器人的运动。所述数据处理单元6通过CAN总线获取电缆检测单元3的检测结果、异常处理单元5的位置信号，将检测结果和位置信号进行综合处理，生成红外图像、可见光图像同步并带有位置信息和报警信息的探测图像及巡检报告，存储于SD卡内。异常处理单元5实时监测接口单元15状态总线上的信号，控制单元1电源状态，CAN总线通信状态，如发现状态异常、电源失电、通信中断等情况，立即通过声光报警、GPRS天线向外发出故障报警。

行走驱动单元2作为载具，包括：电池&BMS8、驱动电机9、行走装置10、驱动器18。电池&BMS8向自动巡检机器人提供工作电源，该电源通过驱动器18被逆变为两路变频变压交流电源后输送至左右两台驱动电机9，驱动器18根据控制单元1的指令，改变输出的电压和频率，进而控制驱动电机9的转向和转速，以实现对自动巡检机器人行进的控制。驱动电机9通过联轴器带动行走装置10，进而实现巡检机器人的前进、后退及转向。驱动电机9输出轴上安装有编码器，将电机转速信号反馈给驱动器18，驱动器18根据转速信号计算移动距离；行走驱动单元2内部安装有左右两套驱动电机9及左右两套行走装置10，驱动器18通过调节两路交流输出频率，使得左右两套驱动电机9转速不同，以实现自动巡检机器人的转向。所述行走装置10采用履带式机构，相比轮式行走机构使自动巡检机器人具有更好的越障能力，能适应管廊内复杂的地形条件。所述行走驱动单元2的外壳及内部元件具有防水能力，使巡检机器人具有一定的涉水能力。

所述电缆检测单元3主要包括电缆检测处理装置17、红外摄像头11、可见光摄像头12、照明装置13、烟雾传感器14，上述红外摄像头11、可见光摄像头12、照明装置13、烟雾传感器14分别与电缆检测处理装置17连接，以得到工作电源并向电缆检测处理装置17传输探测数据。照明装置13为LED光源，烟雾报警器14由一个或更多个安装于自动巡检机器人不同位置的烟雾传感器组成。巡检任务开始后，照明装置13发光，可见光摄像头12自动对焦电缆图像并连续拍摄，红外摄像头11的镜头自动对焦电缆并连续拍摄。可见光摄像头12和红外摄像头11的画面以及烟雾传感器14的探测结果通过电缆传输到电缆检测处理装置17进行图像处理，在画面中标记出疑似故障点，包括温度过高、电缆下垂异常、电缆支架倾斜、烟雾报警等异常作为巡检结果，并通过CAN总线传输到控制单元1。

综上，本发明实施例铁路贯通电缆自动巡检机器人，可以依照预先设定的任务要求，依靠自身动力及行走、检测装置，进入电缆槽(沟)内对电缆进行巡检，巡检完成后自动得出检测报告，以代替繁重且低效的人工巡检。

本实用新型中所涉及的控制单元实现的控制过程采用常规技术即可实现，并非本实用新型的创新内容。

需要强调的是，本实用新型所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：包括控制单元、行走驱动单元和电缆检测单元；所述控制单元与行走驱动单元相连接，用于向行走驱动单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并获得其输出的运行路径和巡检距离的执行结果；所述控制单元还与电缆检测单元相连接，该电缆检测单元用于在行走驱动单元的巡检过程中对电缆进行检测并识别电缆故障点；所述控制单元获取电缆检测单元的检测数据后结合行走驱动单元输出的运行路径和巡检距离信息，定位电缆故障点位置。

2.根据权利要求1所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述行走驱动单元包括：电池&BMS、驱动电机、行走装置和驱动器；所述行走装置为对称安装在自动巡检机器人本体底部两侧的履带式行走轮；该履带式行走轮通过联轴器与对应的驱动电机连接在一起，在驱动电机轴上安装有编码器，用于测量驱动电机转速；该编码器的输出端与驱动器相连接，用于将驱动电机转速信号输出至驱动器，该驱动器根据该电机转速信号计算巡检机器人的移动距离；所述驱动器还与电池&BMS相连接，用于获取电池状态信息及剩余电量信息并据此判断巡检任务是否继续；所述驱动器与控制单元相连接，用于接收控制单元下发行走路径、速度和巡检距离的指令信息，并根据该指令信息控制巡检机器人运动，并向控制单元输出巡检机器人的运行路径和巡检距离信息的执行结果；所述电池&BMS的输出端分别与驱动器和控制单元相连接，并为其供电。

3.根据权利要求1所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述电缆检测单元包括：红外测温摄像头、可见光摄像头、照明装置、烟雾报警器组和电缆检测处理装置；所述红外测温摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述可见光摄像头与电缆检测处理装置连接，将拍摄到的图像传送到电缆检测处理装置；所述照明装置为LED光源，用于在电缆图像采集时提供所需光源；所述烟雾报警器组由多个安装于自动巡检机器人不同位置的烟雾传感器组成，其与电缆检测处理装置相连接，用于在探测到烟雾异常时发出烟雾报警；所述电缆检测处理装置用于将得到的红外图像、可见光图像及烟雾报警信号输出至控制单元。

4.根据权利要求1所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述控制单元包括：通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元、接口单元和控制器；所述通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过接口单元和行走驱动单元相连接，用于获取行走驱动单元的工作状态信息并向其发出左右转弯及前进后退的指令信号；该通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过接口单元和电缆检测单元相连接，用于接收电缆检测单元的检测数据后定位电缆故障点位置。

5.根据权利要求4所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述图像采集单元包括：图像采集控制电路、安装在巡检机器人前、后、左、右和上部的多个摄像头、以及在每个摄像头上安装的声波距离传感器；所述多个摄像头和声波距离传感器分别通过图像采集控制电路与控制器相连接，所述多个摄像头和声波距离传感器用于采集巡检机器人在巡检过程中的周围视频图像和与障碍物之间的距离信号，并将该视频图像与距离信号输出至图像采集控制电路进行识别处理后将允许通行的方向和距离数据信号输出至控制器。

6.根据权利要求4所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述异常处理单元包括：蓄电池、声光报警器、GPS模块和GPRS通信模块；所述蓄电池分别与声光报警器、GPRS通信单元和GPS模块相连接并为其供电；所述蓄电池、声光报警器、GPS模块分别和GPRS通讯模块相连接，该GPRS通信模块通过接口单元与控制器相连接；所述GPRS通讯模块用于检测接口单元的状态总线上的信号以及CAN总线通信状态、控制单元的电源状态和控制器输出的巡检机器人的故障状态信息，当检测到异常时，将巡检机器人的故障状态信息、GPS定位信息和报警信息输出至控制器或操作者。

7.根据权利要求4所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述通信管理单元包括：通信管理电路和USB接口，所述通信管理电路与控制器相连接，用于通过USB接口接收操作者下发的巡检距离、路径、策略的任务信息并将该任务信息输出至控制器，并将控制器输出的巡检结果信息通过USB接口上传至操作者。

8.根据权利要求4所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述数据处理单元包括：处理器、存储器和辅助电路，该处理器分别与控制器和存储器相连接，用于处理控制器在机器人巡检过程中转送的红外图像、可见光图像、GPS位置和报警信息，并生成电缆巡检报告后将该电缆巡检报告存储到存储器内。

9.根据权利要求4所述的一种铁路贯通电缆自动巡检机器人，其特征在于：所述接口单元包括：CAN总线及CAN总线接口、电源分配电路及电源接口、状态信号总线及状态信号接口；所述通信管理单元、异常处理单元、数据处理单元、图像采集单元和控制器分别通过CAN总线及CAN总线接口实现数据总线的连接；通过电源分配电路及电源接口实现工作电源的分配与连接；通过状态信号总线及状态信号接口实现状态信号的连接。

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