CN212825401U - 一种局放检测巡检机器人 - Google Patents

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林涛
王志勇
于洋
孙建
王兴越
张金金
苗学勇
魏进才
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Abstract

本申请涉及一种局放检测巡检机器人,属于电缆放电检测的领域,其包括巡检机器人本体,其顶壁上设有支架;上下移动组件,其包括固定在支架底壁上的第一电机、和第一电机的输出轴固定连接的主动链轮、和支架转动连接的从动链轮以及与主动链轮和从动链轮啮合的链条;在链条的带动下上下移动的光采集摄像头,其设置在所述链条上用于采集可见光和紫外光;与光采集摄像头电连接的中央控制器,其用于接收光采集摄像头输出的采集图像。本申请具有对管廊内不同层电缆放电位置进行检测的效果。

Description

一种局放检测巡检机器人
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又称局放检测,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,发明人认为存在有管廊内的电缆很多,会分层设置,不能对不同层的电缆局部放电进行检测的缺陷。
实用新型内容
为了实现对管廊内不同层电缆放电位置的检测,本申请提供一种局放检测巡检机器人。
一种局放检测巡检机器人,包括
巡检机器人本体,其顶壁上设有支架;
上下移动组件,其包括固定在支架底壁上的第一电机、和第一电机的输出轴固定连接的主动链轮、和支架转动连接的从动链轮以及与主动链轮和从动链轮啮合的链条;
在链条的带动下上下移动的光采集摄像头,其设置在所述链条上用于采集可见光和紫外光;
与光采集摄像头电连接的中央控制器,其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,上下移动组件中的第一电机正反来回转动,第一电机带动主动链轮转动,主动链轮和从动链轮带动链条来回转动,链条带动光采集摄像头上下移动进而使其能对应不同层的电缆。
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,还包括设置在链条上的三角架,所述三角架具有竖直设置的三角板、设置在三角板顶壁上的承载板以及设置在三角板侧壁上的滑动件;
所述支架的与支架底壁垂直的侧壁上对应所述滑动件自上而下设有滑道;
所述光采集摄像头设置在承载板上。
通过采用上述技术方案,将光采集摄像头设置在承载板上相比直接将其设置在链条上,光采集摄像头更不易产生晃动,位置更稳定。
优选的,所述三角板为两块并对称设置在承载板的下表面,两块三角板相背的两个侧面上均设有滑动件,所述支架相对的两个侧壁上对应滑动件均设有滑道。
通过采用上述技术方案,相比一块三角板,两块三角板能够给承载板左右对称的支撑,支撑效果更佳。
优选的,所述滑动件为滚珠滑块或者滑轮中的一种。
通过采用上述技术方案,滚珠滑块或者滑轮使滑动件的滑动更加顺畅。
优选的,所述支架还包括连接在两侧壁之间且和两侧壁垂直的前壁,所述前壁自上而下设有两个缺口且所述两个缺口对称分布在前壁靠近两侧壁的一侧,所述两块三角板分别部分伸出所述缺口。
通过采用上述技术方案,设置前壁可以将上下移动组件密封在支架内部,具有防尘和保护上下移动组件的作用,设置缺口又可通过支架内部的三角架支撑支架外部的光采集摄像头。
优选的,还包括设置在巡检机器人本体的顶壁上的水平移动组件,其包括固定在巡检机器人本体的顶壁上的第二电机和在第二电机的带动下转动的丝杠,所述支架设置在所述丝杠上且沿着巡检机器人本体的顶壁水平移动。
通过采用上述技术方案,水平移动组件中的第二电机带动丝杠转动,丝杠带动支架水平来回移动,支架的两侧均设有电缆,所以支架上的光采集摄像头可以根据测试需求靠近或远离其中一侧的电缆。
优选的,所述巡检机器人本体的顶壁上具有凹槽,所述水平移动组件设置在所述凹槽内,所述支架底壁向凹槽内延伸设有凸块,所述凸块在丝杠的带动下在凹槽内滑动。
通过采用上述技术方案,凹槽嵌入巡检机器人本体内,能够减少水平移动组件占用的空间,使整个巡检机器人更加小巧。
优选的,所述上下移动组件还包括张紧轮,所述张紧轮固定在支架的侧壁上。
通过采用上述技术方案,张紧轮用于给链条张紧,避免链条产生松动。
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,所述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、数量多并且分层设置,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。
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,上下移动组件中的第一电机正反来回转动,第一电机带动主动链轮转动,主动链轮和从动链轮带动链条来回转动,链条带动光采集摄像头上下移动进而使其能对应不同层的电缆。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;
2.水平移动组件中的第二电机带动丝杠转动,丝杠带动支架水平来回移动,支架的两侧均设有电缆,所以支架上的光采集摄像头可以根据测试需求靠近或远离其中一侧的电缆;
3.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;
4.由于电缆长度长、数量多并且分层设置,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。
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支架和巡检机器人本体的结构示意图;
图3是图2中A部分的局部放大示意图;
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;11、顶壁;111、凹槽;12、支架;121、侧壁;122、前壁;1221、缺口;20、上下移动组件;21、第一电机;22、主动链轮;23、从动链轮;24、链条;25、张紧轮;100、光采集摄像头;200、中央控制器;30、三角架;31、三角板;32、承载板;33、滑动件;40、水平移动组件;41、第二电机;42、丝杠;50、履带;110、光采集单元;101、分光器;102、可见光采集单元;103、紫外光采集单元;130、补光灯;140、红外热成采集单元; 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。
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巡检机器人。参照图1和图2,局放检测巡检机器人包括巡检机器人本体10、上下移动组件20和在上下移动组件20的带动下进行上下移动的光采集摄像头100。其中,光采集摄像头100用于采集可见光和紫外光。
本申请中的巡检机器人用于检测管廊内的电缆,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。
本申请中的巡检机器人为履带式机器人,通过履带50在管廊内的步道上行走。
巡检机器人本体10的顶壁11上设有支架12,上下移动组件20包括固定在支架12底壁上的第一电机21、和第一电机21的输出轴固定连接的主动链轮22、和通过转轴和支架12转动连接的从动链轮23以及链条24。
其中,链条24套设在主动链轮22和从动链轮23上并与两者啮合,主动链轮22和从动链轮23之间至少还设有一个用于给链条24张紧的张紧轮25,张紧轮25固定在支架12的两侧壁121上。
光采集摄像头100可以设置在链条24上,随链条24做上下往复运动,即为主动链轮22两侧的链条24只能上下来回移动,整个链条24不能循环转动。上下移动组件20使光采集摄像头100上下移动从而能对不同层的电缆进线局放检测。
请一并参阅图3,局放检测巡检机器人还包括设置在链条上的三角架30,三角架30具有竖直设置的三角板31、设置在三角板31顶壁上的承载板32以及设置在三角板31侧壁上的滑动件33,支架12的与其底壁垂直的侧壁121上对应滑动件33自上而下设有滑道,光采集摄像头100设置在承载板32上。
进一步地,滑动件33为滚珠滑块或者滑轮中的一种,本实施例附图中示意的滑动件33采用滑轮的形式。
将光采集摄像头100设置在承载板32上相比直接将其设置在链条24上,光采集摄像头100更不易产生晃动,位置更稳定。
三角板31为两块并对称设置在承载板32的下表面,两块三角板31相背的两个侧面上均设有滑动件33,支架12相对的两个侧壁121上对应滑动件33均设有滑道。两个滑动件33可以共用一根转轴,转轴穿设在两块三角板31上,也可以两个滑动件33分别对应一个转轴。相比一块三角板31,两块三角板31能够给承载板32更好的支撑。
进一步地,每个三角板31的滑动件33可以由上至下设置多个,上下设置多个滑动件33更利于三角板30在侧壁121上滑道上的滑动。
支架12还包括连接在两侧壁121之间且和两侧壁121垂直的前壁122,前壁122自上而下设有两个缺口1221,两块三角板31分别部分伸出缺口1221。通过设置前壁122可以将上下移动组件20密封在支架12内部,具有防尘和保护上下移动组件20的作用。
巡检机器人还包括设置在巡检机器人本体10的顶壁11上的水平移动组件40,其包括固定在巡检机器人本体10的顶壁11上的第二电机41和在第二电机41的带动下转动的丝杠42,支架12设置在丝杠42上且沿着巡检机器人本体10的顶壁11水平移动。水平移动组件40能够将光采集摄像头100伸出使其更加靠近电缆。
巡检机器人本体10的顶壁11上具有凹槽111,水平移动组件40设置在凹槽111内,支架12底壁向凹槽111内延伸设有凸块(图未示意),凸块在丝杠42的带动下在凹槽111内滑动。
进一步地,为了保证支架12的稳定性,支架12的底壁尺寸比支架12的顶壁尺寸大,以更好支撑支架12内部的部件。
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、将光采集单元110输出的图像中的光源进行分离的分光器101,分光器101分别将可见光和紫外光传送给可见光采集单元102和可见光采集单元103。
局放检测巡检机器人还包括与光采集摄像头100电连接的中央控制器200,中央控制器200与可见光采集单元102和紫外采集单元103电连接,其用于接收光可见光采集单元102和紫外光采集单元103的采集信息并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,上下移动组件20中的第一电机21的运行和水平移动组件40中的第二电机41的运行也通过中央控制器200的控制实现。本申请通过中央控制器200控制第一电机21和第二电机41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SLAM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。
进一步地,中央控制器200内集成通信网关,上述的采集单元、定位单元600等将采集到的数据上传至通信网关,由通信网关进行协议转换,再由中央控制器200内的处理单元进行数据处理。另外,第一电机21和第二电机41的状态参数等也上传至通信网关,由通信网关进行协议转换,再由中央控制器200内的处理单元进行数据处理。
进一步地,中央控制器200内集成用于测试第一电机21和第二电机41运动位移的编码器以及用于对输入电压进行放大处理的电压放大模块等。总之,中央控制器200根据需求集成对应的电路模块。
本申请的一种局放检测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。
本申请实施例的一种局放检测巡检机器人的实施原理为:将巡检机器人放入管廊内的步道上,巡检机器人按照电子地图在步道上行走。中央控制器200控制上下移动组件20中的第一电机21正反来回转动,第一电机21带动主动链轮22转动,主动链轮22带动链条24来回转动,链条24带动光采集摄像头100上下移动进而使其能对应不同层的电缆,同时中央控制器200控制水平移动组件40中的第二电机41正反来回转动,第二电机41带动丝杠42转动,丝杠42带动支架12水平来回移动,支架12的两侧均设有电缆,所以支架12上的光采集摄像头100可以根据测试需求靠近或远离其中一侧的电缆。
本申请通过上下移动组件20先将光采集摄像头100送入需要检测那一层电缆对应的高度,再通过水平移动组件400将光采集摄像头100送入水平位置上对应的电缆处,配合定位单元600的定位功能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。
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 (10)

1.一种局放检测巡检机器人,其特征在于:包括
巡检机器人本体(10),其顶壁(11)上设有支架(12);
上下移动组件(20),其包括固定在支架(12)底壁上的第一电机(21)、和第一电机(21)的输出轴固定连接的主动链轮(22)、和支架(12)转动连接的从动链轮(23)以及与主动链轮(22)和从动链轮(23)啮合的链条(24);
在链条(24)的带动下上下移动的光采集摄像头(100),其设置在所述链条(24)上用于采集可见光和紫外光;
与光采集摄像头(100)电连接的中央控制器(200),其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所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:还包括设置在链条(24)上的三角架(30),所述三角架(30)具有竖直设置的三角板(31)、设置在三角板(31)顶壁上的承载板(32)以及设置在三角板(31)侧壁上的滑动件(33);
所述支架(12)的与支架(12)底壁垂直的侧壁(121)上对应所述滑动件(33)自上而下设有滑道;
所述光采集摄像头(100)设置在承载板(32)上。
3.根据权利要求2所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:所述三角板(31)为两块并对称设置在承载板(32)的下表面,两块三角板(31)相背的两个侧面上均设有滑动件(33),所述支架(12)相对的两个侧壁(121)上对应滑动件(33)均设有滑道。
4.根据权利要求3所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:所述滑动件(33)为滚珠滑块或者滑轮中的一种。
5.根据权利要求4所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:所述支架(12)还包括连接在两侧壁(121)之间且和两侧壁(121)垂直的前壁(122),所述前壁(122)自上而下设有两个缺口(1221)且所述两个缺口(1221)对称分布在前壁(122)靠近两侧壁(121)的一侧,所述两块三角板(31)分别部分伸出缺口(1221)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:还包括设置在巡检机器人本体(10)的顶壁(11)上的水平移动组件(40),其包括固定在巡检机器人本体(10)的顶壁(11)上的第二电机(41)和在第二电机(41)的带动下转动的丝杠(42),所述支架(12)设置在所述丝杠(42)上且沿着巡检机器人本体(10)的顶壁(11)水平移动。
7.根据权利要求6所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:所述巡检机器人本体(10)的顶壁(11)上具有凹槽(111),所述水平移动组件(40)设置在所述凹槽(111)内,所述支架(12)底壁向凹槽(111)内延伸设有凸块,所述凸块在丝杠(42)的带动下在凹槽(111)内滑动。
8.根据权利要求1所述的局放检测巡检机器人,其特征在于:所述上下移动组件(20)还包括张紧轮(25),所述张紧轮(25)固定在支架(12)的侧壁(121)上。
9.根据权利要求1所述的局放检测巡检机器人,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)。
10.根据权利要求9所述的局放检测巡检机器人,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),所述定位单元(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)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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