CN212825368U - 一种局放检测管廊吊轨巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种局放检测管廊吊轨巡检机器人，属于电缆放电检测领域，其包括巡检机器人本体和驱动巡检机器人在吊轨上行走的驱动组件。驱动组件设置巡检机器人本体的顶壁上，其包括固定在巡检机器人本体上的第一电机、设置在第一电机输出轴上的第一传动件、和第一传动件啮合的两个第二传动件以及分别在两个传动件带动下转动的轮子，轮子和吊轨滑动配合。巡检机器人本体的底壁上设有光采集摄像头和与光采集摄像头电连接的中央控制器，中央控制器用于接收光采集摄像头输出的采集图像。本申请具有通过吊轨机器人对管廊内电缆发生的局部放电进行定位检测的效果。

Description

一种局放检测管廊吊轨巡检机器人

技术领域

本申请涉及电缆放电检测的领域，尤其是涉及一种局放检测管廊吊轨巡检机器人。

背景技术

地下管廊电缆是指与常见的架空线相比，常埋于地下的电缆。地下管廊电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线。

目前地下管廊电缆局部放电检测，主要是依靠在管廊内安装局部放电监测系统，主要由局放传感器、局放监测装置和局放监测主机构成。将局放传感器安装在电缆上，实时感应电缆局部放电信号，然后把实时监测到的信号传输给局放监测装置，局放监测装置再将采集的实时数据进行处理变化传送至局放监测主机。

针对上述中的技术，发明人认为存在有因为电缆较长，需要较多局放传感器设置在电缆上，成本较高且易受环境干扰而不能对电缆的局部放电的位置准确检测的缺陷。

实用新型内容

为了实现对管廊内电缆放电位置的准确检测，本申请提供一种局放检测管廊吊轨巡检机器人。

一种局放检测管廊吊轨巡检机器人，包括巡检机器人本体和驱动巡检机器人本体在所述吊轨上行走的驱动组件；

所述驱动组件设置在巡检机器人本体的顶壁上，其包括固定在巡检机器人本体上的第一电机、设置在第一电机输出轴上的第一传动件、和第一传动件啮合的两个第二传动件以及分别在两个第二传动件带动下转动的轮子，所述轮子和所述吊轨滑动配合；

所述巡检机器人本体的底壁上设有光采集摄像头和与光采集摄像头电连接的中央控制器，中央控制器用于接收光采集摄像头输出的采集图像。

通过采用上述技术方案，巡检机器人在预设的吊轨上行走不易产生偏离，而且机器人一直处于行走状态受同一位置的环境因素影响较小。

巡检机器人通过一个第一电机和一个第一传动件，即可驱动两个轮子的行走，用简单的驱动结构完成了巡检机器人在吊轨上行走的平衡性和稳定性，保证了对电缆定位检测的准确性。

另外，光采集摄像头能够采集紫外线和可见光，并经过中央控制器处理后成像并与可见光图像叠加，达到确定电缆局部放电的位置和强度的目的。

优选的，还包括将所述光采集摄像头固定在巡检机器人本体上的支架以及驱动支架水平旋转的水平旋转组件；

所述水平旋转组件包括固定在巡检机器人本体上的第二电机、设置在第二电机输出轴上的第三传动件以及和第三传动件啮合的第四传动件，所述第四传动件带动支架旋转。

通过采用上述技术方案，第二电机能够带动第三传动件旋转，第三传动件进一步带动第四传动件旋转，第四传动件带动支架旋转，而光采集摄像头固定在支架上，从而实现了光采集摄像头在一个平面内的自动旋转。

优选的，所述支架包括底座以及固定在底座上的两个侧壁，所述光采集摄像头旋转固定在两个侧壁之间。

通过采用上述技术方案，将光采集摄像头旋转固定在两个侧壁之间实现了光采集摄像头相对支架的转动，实现了光采集摄像头在另一个平面内的旋转。

优选的，其中一所述侧壁上设有垂直旋转组件；

所述垂直旋转组件包括固定在其中一所述侧壁上的第三电机、设置在第三电机输出轴上的第五传动件以及和第五传动件啮合的第六传动件，所述第六传动件带动所述光采集摄像头沿与所述支架旋转面垂直的面旋转。

通过采用上述技术方案，垂直旋转组件中的第三电机驱动第五传动件旋转，第五传动件带动第六传动件旋转，第六传动件带动光采集摄像头旋转，进而实现了光采集摄像头可以在另一个平面按一定的角度来回自动旋转。

优选的，所述中央控制器无线连接用于输出报警信息的机器人监控系统，所述机器人监控系统内嵌有接收中央控制器发送的信息的处理单元，处理单元电连显示报警信息和电缆放电位置的显示单元。

通过采用上述技术方案，机器人监控系统通过接收中央控制器发送的信息，不仅仅可以通过显示单元显示报警信息，还能处理外界其他元器件发送的信息。

优选的，所述巡检机器人本体上设有给其定位的定位单元，定位单元电连接中央控制器，定位单元将巡检机器人本体的位置进行定位并将定位信息发送中央控制器。

通过采用上述技术方案，由于电缆长度长并且数量多，通过定位单元先定位巡检机器人的位置可以获得放电电缆所在的区域，然后再通过光采集摄像头的录像能够找到具体的放电位置。

优选的，所述光采集摄像头上设有补光灯和红外热成采集单元，红外热成采集单元与中央控制器电连接。

通过采用上述技术方案，因为管廊内光线比较暗，影响光采集摄像头的录像，补光灯能够进行灯光补充。红外线成像仪能够监测电缆、电缆接头及管廊内其他设备的温度，进而提示对应的电缆位置出现故障。

优选的，所述巡检机器人本体上还设有分别和所述中央控制器电连接的温湿度采集单元、超声避障单元和气体采集单元。

通过采用上述技术方案，温湿度采集单元用于采集管廊内的环境温度，当环境内温度过高时，说明存在火灾或爆炸等情况的出现。

气体采集单元用于采集管廊内的气体，通过检测氧气、一氧化碳和二氧化碳可以提前提醒巡检人员，以免管廊内氧气不足、二氧化碳过量造成巡检人员呼吸困难或一氧化碳中毒。通过检测可燃性气体可以预防爆炸的发生。

优选的，所述巡检机器人本体上还设有急停开关。

通过采用上述技术方案，巡检机器人本体上还设有急停开关，当发生紧急情况时，巡检人员可以通过按压急停开关控制巡检机器人的运行。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用上述技术方案，第二电机能够带动第三传动件旋转，第三传动件进一步带动第四传动件旋转，第四传动件带动支架旋转，而光采集摄像头固定在支架上，从而实现了光采集摄像头在一个平面内的自动旋转；

2.通过采用上述技术方案，第二电机能够带动第三传动件旋转，第三传动件进一步带动第四传动件旋转，第四传动件带动支架旋转，而光采集摄像头固定在支架上，从而实现了光采集摄像头在一个平面内的自动旋转；

3.通过采用上述技术方案，将光采集摄像头旋转固定在两个侧壁之间实现了光采集摄像头相对支架的转动，实现了光采集摄像头在另一个平面内的旋转。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例的巡检机器人隐藏第一电机保护罩的爆炸结构示意图；

图3是本申请实施例体现第一传动件的结构示意图；

图4是本申请实施例的电路结构示意图。

附图标记说明：10、巡检机器人本体；20、吊轨；31、第一电机；32、第一传动件；33、第二传动件；34、轮子； 310、保护罩；100、光采集摄像头；40、支架；51、第二电机；52、第三传动件；53、第四传动件；41、底座；42、侧壁； 61、第三电机；62、第五传动件；63、第六传动件；110、光采集单元；120、分光器；121、可见光采集单元；122、紫外光采集单元；130、补光灯；140、红外热成采集单元；200、中央控制器；300、无线发射单元；500、机器人监控系统；510、无线接收单元； 520、处理单元；530、显示单元；600、定位单元； 700、温湿度采集单元；800、超声避障单元；900、气体采集单元；70、急停开关。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种局放检测管廊吊轨巡检机器人。参照图1，局放检测管廊吊轨巡检机器人包括巡检机器人本体10和驱动巡检机器人本体10在吊轨20上行走的驱动组件。

吊轨20平铺在管廊内的任何能够和巡检机器人本体10滑动配合的位置，吊轨20可以充分利用管廊上方的空间。

其中，管廊埋设在地下，其可以为圆柱体形、四棱柱形等。管廊内部设有至少一根电缆，电缆可以为电力电缆、计算机电缆和控制电缆等，该巡检机器人用于检测电缆是否存在局部放电以及局部放电的位置。

请一并参阅图2和图3，驱动组件设置在巡检机器人本体10的顶壁上，其包括固定在巡检机器人本体10上的第一电机31、设置在第一电机31输出轴上的第一传动件32、和第一传动件32啮合的两个第二传动件33以及分别在两个第二传动件33带动下转动的轮子34，轮子34和吊轨20滑动配合。其中，第一电机31隐藏在保护罩310内。

进一步地，第一传动件32和第二传动件33可以为齿轮、涡轮及蜗杆其中的一种。

进一步地，当第一传动件32和第二传动件33为齿轮时，第二传动件33的半径大于第一传动件32的直径以实现减速。

具体地，两个第二传动件33对称分布在第一传动件32的前后，从而使得两个轮子34一起前后在吊轨20上滑动。

进一步地，为了使巡检机器人能更平稳的在吊轨20上滑动，驱动组件为两组，分别对称分布在巡检机器人本体10的两侧，同时对应的滑轨21为两个。

另外，为了减少设置两个第一电机31带来的成本提高，可以采用一个第一电机31，但是将第一传动件32的数量设置为两个且对称分布在使巡检机器人本体10的两侧，两个第一传动件32又分别啮合一个第二传动件33，如此四个轮子34中的前后两个轮子34为一组分别在一个吊轨20上滑动，同样实现上述巡检机器人运动更平稳的效果。

巡检机器人还包括设置在巡检机器人本体10的底壁上的光采集摄像头100、和巡检机器人本体10转动连接的支架40以及驱动支架40水平旋转的水平旋转组件，光采集摄像头100固定在支架40上且为能采集紫外线的高清摄像头。

水平旋转组件包括固定在巡检机器人本体10上的第二电机51、设置在第二电机51输出轴上的第三传动件52以及和第三传动件52啮合的第四传动件53，第四传动件53带动支架40旋转。

通过设置水平旋转组件带动支架40水平转动，进而支架40带动光采集摄像头100在一个水平面内来回旋转，从而可以对光采集摄像头100周围的任何电缆放电画面进行录制，录制角度更广。

进一步地，第三传动件52和第四传动件53可以为齿轮、涡轮及蜗杆其中的一种。

进一步地，当第三传动件52和第四传动件53为齿轮时，第四传动件53的半径大于第三传动件52的直径以实现减速。

支架40包括底座41以及固定在底座41上的两个侧壁42，光采集摄像头100旋转固定在两个侧壁42之间。其中一侧壁42上设有垂直旋转组件。

垂直旋转组件包括固定在一侧壁42上的第三电机61、设置在第三电机61输出轴上的第五传动件62以及和第五传动件62啮合的第六传动件63，第六传动件63带动光采集摄像头100沿与支架40旋转面垂直的面旋转。

进一步地，第五传动件62和第六传动件63可以为齿轮、涡轮及蜗杆其中的一种。

进一步地，当第五传动件62和第六传动件63为齿轮时，第六传动件63的半径大于第五传动件62的直径以实现减速。

请一并参阅图4，光采集摄像头100上嵌入有对光源进行采集的光采集单元110、与光采集单元110电连接将光采集单元110输出的图像中的光源进行分离的分光器120，分光器120分别电连接可见光采集单元121和紫外光采集单元122。

巡检机器人还包括用于接收光可见光采集单元121和紫外光采集单元122采集信息的中央控制器200，可见光采集单元121和紫外光采集单元122分别电连接中央控制器200。中央控制器200能够将可见光和紫外光进行叠加成像处理，从而获知电缆的放电位置。

其中，中央控制器200设置在巡检机器人本体10上，驱动组件中的第一电机31的运行也通过中央控制器200的控制实现。本申请通过控制第一电机31的运行，同时采集紫外光和可见光后叠加成像，实现电缆放电的检测。

巡检机器人还包括无线发射单元300和无线接收单元510，中央控制器200通过无线发射单元300和无线接收单元510无线连接用于输出报警信息的机器人监控系统500，机器人监控系统500内嵌有接收中央控制器200发送的信息的处理单元520, 处理单元520电连接显示报警信息和电缆放电位置的显示单元530。

其中，无线发射单元300设置在巡检机器人本体10内，无线接收单元510设置在机器人监控系统500内，中央控制器200通过无线发射单元300发送信息给机器人监控系统500，机器人监控系统500通过无线接收单元510接收中央控制器200发送的信息。机器人监控系统500不仅仅可以用于显示报警信息，还能处理外界其他元器件发送的信息。

巡检机器人本体10上设有给其定位的定位单元600，定位单元600电连接中央控制器200，其将巡检机器人本体10的位置进行定位并将定位信息发送中央控制器200。其中，定位单元600可以为激光导航模块、磁条导航模块。

由于电缆长度较长并且数量多会分区域设置，通过先定位巡检机器人本体10的位置可以获得放电电缆所在的区域，然后再通过光采集摄像头100的录像能够找到具体的放电位置。

进一步地，光采集摄像头100上设有补光灯130和红外热成采集单元140，红外热成采集单元140和中央控制器200电连接，因为管廊内光线比较暗，影响光采集摄像头100的录像，补光灯130能够进行灯光补充。红外线成像仪140能够监测电缆、电缆接头及管廊内其他设备的温度，进而提示对应的电缆位置出现故障。

巡检机器人本体10上还设有分别和中央控制器200电连接的温湿度采集单元700、超声避障单元800和气体采集单元900。其中，温湿度采集单元700和超声避障单元800设置在巡检机器人本体10的底壁上，气体采集单元900设置在巡检机器人本体10的一侧壁上。

其中，温湿度采集单元700用于采集管廊内的环境温度并将采集信息发送中央控制器200，当环境内温度过高时，说明存在火灾或爆炸等情况的出现。

害气体采集单元900包括用于采集可燃性气体的可燃性气体传感器、检测氧气的氧气传感器、检测二氧化碳的二氧化碳传感器和检测一氧化碳的一氧化碳传感器，害气体采集单元900将采集信息发送中央控制器200。

具体地，可燃性气体为硫化氢和甲烷等，通过检测他们可以预防爆炸的发生，通过检测氧气、一氧化碳和二氧化碳可以提前提醒巡检人员，以免管廊内氧气不足、二氧化碳过量造成巡检人员呼吸困难或一氧化碳中毒。

超声避障单元800用于检测管廊内是否存在障碍物，其可以为接近开关。中央控制器200接收超声避障单元800输出的信号好进行分析处理，滤除干扰信号，将障碍物信息发送机器人监控系统500。

巡检机器人本体10的底壁上还设有急停开关70，当发生紧急情况时，巡检人员可以通过按压急停开关70控制巡检机器人的运行。

本申请实施例的一种局放检测管廊吊轨巡检机器人的实施原理为：将巡检机器人本体10放入吊轨20上，巡检机器人本体10能够按照预设的吊轨20行走不会产生偏离，同时采用定位单元600预先对巡检机器人本体10所在区域进行定位可获得电缆所在区域，同时配合光采集摄像头100录制电缆放电位置光并发送中央控制器200，中央控制器200根据分析结果向机器人监控系统500发送报警信息，机器人监控系统500中的处理单元520经过处理后，通过显示单元530输出图像报警以供后天工作人员随时查看。

本申请的一种局放检测管廊吊轨巡检机器人仅仅是为了便于在硬件设施的基础上实现具体的电缆放电检测，本申请装置之间的通信方法均采用现有的通信方法，并不是本申请的发明点。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：包括巡检机器人本体（10）和驱动巡检机器人本体（10）在吊轨（20）上行走的驱动组件；

所述驱动组件设置在巡检机器人本体（10）的顶壁上，其包括固定在巡检机器人本体（10）上的第一电机（31）、设置.在第一电机（31）输出轴上的第一传动件（32）、和第一传动件（32）啮合的两个第二传动件（33）以及分别在两个第二传动件（33）带动下转动的轮子（34），所述轮子（34）和所述吊轨（20）滑动配合；

所述巡检机器人本体（10）的底壁上设有光采集摄像头（100）和与光采集摄像头（100）电连接的中央控制器（200），中央控制器（200）用于接收光采集摄像头（100）输出的采集图像。

2.根据权利要求1所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：还包括将所述光采集摄像头（100）固定在巡检机器人本体（10）上的支架（40）以及驱动支架（40）水平旋转的水平旋转组件；

所述水平旋转组件包括固定在巡检机器人本体（10）上的第二电机（51）、设置在第二电机（51）输出轴上的第三传动件（52）以及和第三传动件（52）啮合的第四传动件（53），所述第四传动件（53）带动支架（40）旋转。

3.根据权利要求2所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述支架（40）包括底座（41）以及固定在底座（41）上的两个侧壁（42），所述光采集摄像头（100）旋转固定在两个侧壁（42）之间。

4.根据权利要求3所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：其中一所述侧壁（42）上设有垂直旋转组件；

所述垂直旋转组件包括固定在其中一所述侧壁（42）上的第三电机（ 61）、设置在第三电机（ 61）输出轴上的第五传动件（62）以及和第五传动件（62）啮合的第六传动件（63），所述第六传动件（63）带动所述光采集摄像头（100）沿与所述支架（40）旋转面垂直的面旋转。

5.根据权利要求1所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述中央控制器（200）无线连接用于输出报警信息的机器人监控系统（500），所述机器人监控系统（500）内嵌有接收中央控制器（200）发送的信息的处理单元（520），处理单元（520）电连显示报警信息和电缆放电位置的显示单元（530）。

6.根据权利要求5所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人本体（10）上设有给其定位的定位单元（600），定位单元（600）电连接中央控制器（200），定位单元（600）将巡检机器人本体（10）的位置进行定位并将定位信息发送中央控制器（200）。

7.根据权利要求6所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述光采集摄像头（100）上设有补光灯（130）和红外热成采集单元（140），红外热成采集单元（140）与中央控制器（200）电连接。

8.根据权利要求7所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人本体（10）上还设有分别和所述中央控制器（200）电连接的温湿度采集单元（700）、超声避障单元（800）和气体采集单元（900）。

9.根据权利要求8所述的局放检测管廊吊轨巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人本体（10）上还设有急停开关（70）。

Images