CN213106863U - 变电站自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种变电站自动巡检机器人，其包括机体，机体的一侧设有机械臂，机体内部设有升降机构，升降机构并与机械臂连接，升降机构用于驱动机械臂升降，升降机构与机械臂之间还设有旋转机构，旋转机构用于驱动机械臂旋转按压；机体的另一侧固定设有底座，底座的顶部安装有第一摄像机，底座内固定安装有第一电机，第一电机的输出轴向上延伸并与第一摄像机连接，第一电机用于驱动第一摄像机转动；机体内部设有主控制系统，主控制系统与机体、升降机构、旋转机构、第一电机、第一摄像机，第一摄像机将拍摄的变电站内的情况传送至主控制系统。本申请提高了变电站内巡检效率和巡检的及时性，减小出现突发情况时对变电站造成的损失。

Description

变电站自动巡检机器人

技术领域

本申请涉及工业机器人领域，尤其是涉及一种变电站自动巡检机器人。

背景技术

随着智能电网系统的发展，变电站、电力线的覆盖范围越来越广，在给人们的生活带来便利的同时也为设备的检修维护带来了不少新的问题。在日常的维护中，若是采用传统的人工巡检方式，不仅会耗费大量的人力，还会造成工作效率低下的情况，同时巡检的覆盖率、及时性以及准确性也无法得到保证，可能会给变电站造成极大的损失。

实用新型内容

为了提高变电站内巡检效率和巡检的及时性，本申请提供一种变电站自动巡检机器人。

本申请提供的一种变电站自动巡检机器人采用如下的技术方案：

一种变电站自动巡检机器人，包括机体，所述机体的一侧竖向滑动装配有机械臂，所述机体内部设有升降机构，所述升降机构部分伸出机体并与机械臂连接，所述升降机构用于驱动机械臂升降，所述升降机构与机械臂之间还设有旋转机构，所述旋转机构用于驱动机械臂旋转按压；

所述机体的另一侧固定设有底座，所述底座的顶部安装有第一摄像机，所述底座内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴向上延伸并伸至底座外，所述第一电机的输出轴与第一摄像机连接，所述第一电机用于驱动第一摄像机转动；

所述机体内部设有主控制系统，所述主控制系统与机体、升降机构、旋转机构、第一电机、第一摄像机，所述第一摄像机将拍摄的变电站内的情况传送至主控制系统。

通过采用上述技术方案，机器人在变电站内前行巡视时，第一电机运作驱动第一摄像机转动，第一摄像机拍摄的范围更加广，提高巡查效率，第一摄像机将拍摄下来的变电站内的情况同步到主控制系统，主控制系统分析得出变电站内是否出现异常情况，当出现异常情况时，给机体发出信号，机体按照主控制系统的指示移动至异常处，在巡查过程中，机械臂贴合机体时，机械臂处于收起状态，减小空间体积，利于机器人巡检；当变电站内部出现异常机体移动至异常处附近时，升降机构驱动机械臂升降至合适高度，然后旋转机构驱动机械臂旋转，机械臂的远离机体的一端按压在变电站异常处的电源开关处，断开异常处的电源，机器人发现异常时能够迅速、及时的采取应急措施，减小突发时间对变电站造成的损失。

优选的，所述升降机构包括第二电机、螺杆、第一滑块，所述第二电机固定安装在机体内，所述第二电机的输出轴与螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端与机体转动连接，所述螺杆竖向布设，所述第一滑块螺纹装配在螺杆上，所述机体远离第一摄像机的一侧开设有第一滑槽，所述第一滑块部分贯穿第一滑槽并伸至机体外，所述第一滑块伸出机体外的一端与旋转机构固定连接。

通过采用上述技术方案，第二电机转动驱动螺杆转动，第一滑块在第一滑槽的限制作用下，只能在竖直方向上移动，螺杆转动进而驱动第一滑块升降，进一步带动旋转机构升降，通过上述结构实现机械臂的升降，结构简单，操作方便。

优选的，所述升降机构包括第三电机、链条、链轮，所述第三电机固定安装在机体内部，所述第三电机的输出轴水平布设，两个链轮分别设置在所述机体的内顶部和内底部，所述链条设置在两个链轮之间，所述第三电机的输出轴与其中一个所述链轮固定连接，所述链条的靠近机械臂的一侧固定设有第二滑块，所述机体远离第一摄像机的一侧开设有第一滑槽，所述第二滑块远离链条的一端贯穿第一滑槽并伸至机体外，所述第二滑块伸出机体外的一端与旋转机构固定连接。

通过采用上述技术方案，第三电机转动驱动链轮转动，链轮转动带动与之啮合的链条输送，进而实现第二滑块的升降，进一步带动旋转机构、机械臂升降，结构简单，操作方便。

优选的，所述升降机构还包括导向杆、第三滑块，所述导向杆固定安装在机体内部，所述导向杆竖向布设，所述导向杆上滑动套设有第三滑块，所述机体远离第一摄像机的一侧还开设有第二滑槽，所述第二滑槽与第一滑槽平行，所述第三滑块部分贯穿第二滑槽并伸至机体外，所述第三滑块伸出机体外的一端与旋转机构连接。

通过采用上述技术方案，当旋转机构升降时，带动第三滑块在导向杆上升降，第三滑块和导向杆进一步限制了旋转机构的移动范围，使旋转机构升降时能够保持平稳，进一步使得机械臂的升降更加平稳。

优选的，所述机械臂的顶部还固定安装有第二摄像机、第二测距仪、触碰头，所述第二摄像机、第二测距仪均与主控制系统连接，所述第二摄像机将拍摄的机器人前行方向上变电站的情况传送至主控制系统。

通过采用上述技术方案，当机器人巡视变电站内部并进行后退操作时，第二摄像机将机器人后方拍摄的变电站内的情况输送至主控制系统，防止机器人在后退时出现跌落的现象；当机械臂的顶端下压时带动触碰头下压按动电源开关，在下压的过程中，主控制系统根据第二摄像机拍摄的情况定位到异常处，第二测距仪将机械臂与电源开关之间的距离信号传送至主控制系统，主控制系统分析出机械臂下压的行程。

优选的，所述第一摄像机具体设置有两个，两个所述第一摄像机之间设有安装块，两个所述第一摄像机分别固定安装在安装块的两侧，两个所述第一摄像机的顶部设有挡雨板，所述挡雨板下表面的中部与安装块的上表面固定连接，所述挡雨板将第一摄像机的顶部罩住。

通过采用上述技术方案，两个第一摄像机能够拍摄的范围更大，提高了巡查效率，安装块将两个第一摄像机连接在一起，第一电机只需要一个即可驱动两个第一摄像机同步转向，十分方便、快捷，增加的挡雨板起到挡雨、挡灰的作用，当机器人在室外使用时，能够防止雨水直接落在第一摄像机上，对第一摄像机有一定的保护作用，间接延长第一摄像机的使用寿命。

优选的，所述底座的中部两侧均固定设有安装座，所述安装座远离机体的一端相互靠近，所述机体相互靠近的一端固定安装有第一测距仪，所述第二测距仪与主控制系统之间连接，所述第一测距仪用于将测量的机器人与障碍物之间的距离信号传送至主控制系统。

通过采用上述技术方案，安装座是第一测距仪的安装基础，两个安装座位于底座的前方，便于第一测距仪测量机体前方障碍物的距离，第一测距仪将测量的数据传送给主控制系统，主控制系统分析是否会发生碰撞行为，在不发生碰撞的情况下控制机体移动至最合适的位置，这一操作十分简单、智能化。

优选的，所述底座的底部两侧均设有延伸部，所述延伸部延伸至安装座外，所述延伸部的顶部设有按钮，所述按钮用于控制整个机器人的启闭。

通过采用上述技术方案，增加的延伸部是按钮的安装基础，同时延伸部使得整个底座的重心下降，底座的安装更加稳定、牢固，延伸部上设计的第二斜面，不易积水，不易积杂质。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.机器人在变电站内前行巡视时，第一电机运作驱动第一摄像机转动，第一摄像机拍摄的范围更加广，提高巡查效率，第一摄像机将拍摄下来的变电站内的情况同步到主控制系统，主控制系统分析得出变电站内是否出现异常情况，当出现异常情况时，给机体发出信号，机体按照主控制系统的指示移动至异常处，在巡查过程中，机械臂贴合机体时，机械臂处于收起状态，减小空间体积，利于机器人巡检；

2.当变电站内部出现异常机体移动至异常处附近时，升降机构驱动机械臂升降至合适高度，然后旋转机构驱动机械臂旋转，机械臂的远离机体的一端按压在变电站异常处的电源开关处，断开异常处的电源，机器人发现异常时能够迅速、及时的采取应急措施，减小突发时间对变电站造成的损失。

附图说明

图1是本实用新型中底座与机体之间的装配关系示意图；

图2是本实用新型的剖面图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型中触碰头的安装示意图；

图5是本实用新型实施例1的剖面图；

图6是本实用新型实施例2的剖面图；

图7是本实用新型实施例2中链条与链轮之间的装配关系示意图。

附图标记：1、机体；11、第一滑槽；12、第二滑槽；2、升降机构；21、第二电机；22、螺杆；23、第一滑块；24、第三电机；25、链条；26、链轮；27、第二滑块；28、导向杆；29、第三滑块；3、旋转机构；31、伺服电机；4、机械臂；5、底座；51、缺口；52、弧形面；53、第一斜面；54、延伸部；541、第二斜面；6、第一摄像机；7、第一电机；8、主控制系统；9、第二摄像机；10、第二测距仪；101、触碰头；1011、螺纹柱；1012、触碰凸起；102、安装块；103、挡雨板；1031、弧形部；104、安装座；105、第一测距仪；106、按钮。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例1

参照图1和图2，一种变电站自动巡检机器人，包括机体1，机体1内部两侧均安装有铅蓄电源，铅蓄电源用于给机体1等模块正常工作提供所需要的电源，机体1外侧开设电池舱口和充电插口，电池舱口用于将电池从主体内取出或置入，机体1采用四轮机器人小车的结构。

机体1的一侧焊接有底座5，底座5的顶部安装有两个第一摄像机6，两个第一摄像机6之间设有安装块102，两个第一摄像机6分别通过螺栓固定安装在安装块102的两侧，底座5的顶部远离机体1开设有缺口51，底座5在缺口51内通过螺栓固定安装有第一电机7，第一电机7的输出轴向上延伸并伸至底座5外，第一电机7的输出轴与安装块102焊接，第一电机7用于驱动第一摄像机6转动，机体1内部设有主控制系统8，主控制系统8与机体1、第一电机7、第一摄像机6，第一摄像机6将拍摄的变电站内的情况传送至主控制系统8，机体1在主控制系统8的指示下自动行走。

安装块102将两个第一摄像机6连接在一起，第一电机7只需要一个即可驱动两个第一摄像机6同步转向，第一机体1在变电站内巡视时，第一电机7运作驱动第一摄像机6转动，第一摄像机6拍摄的范围更加广，第一摄像机6将拍摄下来的变电站内的情况同步到主控制系统8，主控制系统8分析得出变电站内是否出现异常情况，当出现异常情况时，给机体1发出信号，机体1按照主控制系统8的指示移动至异常处。

两个第一摄像机6的顶部设有挡雨板103，挡雨板103由铝合金材质制成，且表面涂刷有防腐防锈漆，挡雨板103下表面的中部与安装块102的上表面之间通过立杆连接，立杆的两端分别与挡雨板103的下表面、安装块102的上表面焊接，挡雨板103将第一摄像机6的顶部罩住，挡雨板103的两端设有弧形部1031，两个弧形部1031分别位于第一摄像机6的顶部，弧形部1031的中部远离第一摄像机6设置。增加的挡雨板103起到挡雨、挡灰的作用，当在室外使用遇到下雨的情况时，雨水落在挡雨板103顶部，弧形部1031设计使得落在第一摄像机6上方的雨水朝向第一摄像机6两侧流，从第一摄像机6正前方流下的水流较少。

底座5的中部两侧均固定设有安装座104，安装座104与底座5一体成形，安装座104远离机体1的一端相互靠近，机体1相互靠近的一端通过螺栓固定安装有第一测距仪105，第一测距仪105与主控制系统8之间连接，第一测距仪105用于将测量的机器人与障碍物之间的距离信号传送至主控制系统8。

安装座104是第一测距仪105的安装基础，两个安装座104位于底座5的前方，便于第一测距仪105测量机体1前方障碍物的距离，第一测距仪105将测量的数据传送给主控制系统8，主控制系统8分析是否会发生碰撞行为，在不发生碰撞的情况下控制机体1移动至最合适的位置。

底座5的顶部且远离机体1的一侧为弧形面52，弧形面52的轴线竖向布设，机体1的底部且远离机体1的一侧为第一斜面53，第一斜面53位于两个第一测距仪105下方，第一斜面53的顶部远离机体1，且第一斜面53的底部靠近机体1，底座5的底部两侧均设有延伸部54，延伸部54延伸至安装座104外，延伸部54的顶部设有按钮106，按钮106用于控制整个机器人的启闭，延伸部54的上表面为第二斜面541，延伸部54的上表面靠近第一测距仪105的位置高、远离第一测距仪105的位置低。弧形面52的棱角较少，减小发生碰撞时对底座5的伤害，机体1底部的第一斜面53设计，能够避免机体1底部与机体1前方障碍物发生碰撞，延伸部54上设计的第二斜面541，不易积水，不易积杂质。

参照图3和图4，机体1远离第一摄像机6的一侧竖向滑动装配有机械臂4，机械臂4由不锈钢材质制成，机体1内部设有升降机构2，升降机构2部分伸出机体1并与机械臂4连接，升降机构2用于驱动机械臂4升降，升降机构2与机械臂4之间还设有旋转机构3，旋转机构3具体为伺服电机31，伺服电机31水平布设，伺服电机31与升降机构2露出机体1的部分固定连接，伺服电机31的输出轴水平布设并与机械臂4的底端固定连接，旋转机构3用于驱动机械臂4旋转按压。

旋转机构3用于驱动机械臂4旋转，当机械臂4贴合机体1时，机械臂4处于收起状态，减小空间体积，利于机器人巡检；当变电站内部出现异常时，升降机构2驱动机械臂4升降至合适高度，然后旋转机构3驱动机械臂4旋转，机械臂4的远离机体1的一端按压在变电站异常处的电源开关处，断开异常处的电源。

机械臂4的顶端一侧焊接有安装块102，安装块102远离机体1的一侧还固定安装有第二测距仪10和触碰头101，第二测距仪10通过螺栓固定安装在安装块102上，安装块102远离机体1的一侧开设有螺纹通孔，安装块102在螺纹通孔处螺纹装配有触碰头101，触碰头101靠近机械臂4的一端为螺纹柱1011，触碰头101远离机械臂4的一端为触碰凸起1012，螺纹柱1011与触碰凸起1012一体成形，触碰凸起1012有不同大小的型号，根据实际情况能够更换不同型号的触碰头101，第二测距仪10位于触碰头101下方；机械臂4的一侧通过螺栓固定安装有第二摄像机9，第二摄像机9位于第二测距仪10下方。

参照图3和图5，升降机构2包括第二电机21、螺杆22、第一滑块23、导向杆28、第三滑块29，第二电机21通过螺栓固定安装在机体1内，第二电机21的输出轴与螺杆22的一端固定连接，螺杆22的另一端与机体1的转动连接，螺杆22竖向布设，第一滑块23螺纹装配在螺杆22上，机体1远离第一摄像机6的一侧开设有第一滑槽11，第一滑块23部分贯穿第一滑槽11并伸至机体1外，导向杆28焊接在机体1内部，导向杆28竖向布设，导向杆28与螺杆22平行，导向杆28上滑动套设有第三滑块29，机体1远离第一摄像机6的一侧还开设有第二滑槽12，第二滑槽12与第一滑槽11平行，第三滑块29部分贯穿第二滑槽12并伸至机体1外，第一滑块23与第三滑块29位于同一水平高度，伺服电机31通过螺栓固定安装在第三滑块29伸出机体1外的一端与第一滑块23伸出第二机体1外的一端之间。

第二电机21转动驱动螺杆22转动，在第一滑槽11的限制作用下，以及在第三滑块29和导向杆28进一步限制下，第一滑块23、第三滑块29、伺服电机31只能在竖直方向上移动，进一步带动机械臂4升降。

机体1内部通过螺栓固定安装有主控制系统8，主控制系统8与第二电机21、伺服电机31、第二测距仪10、第二摄像机9连接。

第二摄像机9将拍摄的变电站是否异常的情况传送至主控制系统8，主控制系统8根据第二摄像机9拍摄的情况能够分析变电站内是否出现异常，当出现异常时，主控制系统8控制第二电机21转动和伺服电机31转动，使二者能够完美配合进行按压开关的操作，第二测距仪10将测量的机械臂4与电源开关之间的距离信号传送至主控制系统8，当升降机构2驱动机械臂4按压电源开关时，第二测距仪10将机械臂4与电源开关之间的距离信号传送至主控制系统8，主控制系统8分析得出机械臂4是否已经关闭电源开关。

实施例1的实施原理为：机器人巡视过程中，机体1在主控制系统8的指示下自动向前行走，第一电机7运作驱动第一摄像机6转动，第一摄像机6将拍摄下来的变电站内的情况同步到主控制系统8，主控制系统8分析得出变电站内是否出现异常情况，当出现异常情况时，给机体1发出信号，机体1按照主控制系统8的指示移动，第一测距仪105测量机体1前方障碍物的距离，第一测距仪105将测量的数据传送给主控制系统8，主控制系统8分析是否会发生碰撞行为，在不发生碰撞的情况下控制机体1移动至异常处附近，当机器人进行后退操作时，第二摄像机9将机器人后方拍摄的变电站内的情况输送至主控制系统8，防止机器人在后退时出现跌落的现象；当检查到变电站内出现异常情况时，主控制系统8控制第二电机21、伺服电机31转动，第二电机21运作驱动机械臂4升降，伺服电机31运作驱动机械臂4转动按压，第二测距仪10将机械臂4与电源开关之间的距离信号传送至主控制系统8，主控制系统8分析得出机械臂4是否已经关闭电源开关。

实施例2

参照图6和图7，一种变电站自动巡检机器人，升降机构2包括第三电机24、链条25、链轮26，第三电机24通过螺栓固定安装在机体1内部，第三电机24的输出轴水平布设，两个链轮26分别设置在机体1的内顶部和内底部，链轮26通过转轴与机体1转动连接，链条25设置在两个链轮26之间，第三电机24的输出轴与底部的一个链轮26固定连接，链条25的靠近机械臂4的一侧固定设有第二滑块27，机体1远离第一摄像机6的一侧还开设有第二滑槽12，第二滑块27远离链条25的一端贯穿第一滑槽11并伸至机体1外，第二滑块27伸出机体1外的一端与伺服电机31固定连接，机体1内部设有主控制系统8，主控制系统8与第二电机21、伺服电机31连接。

通过主控制系统8控制第三电机24转动和伺服电机31转动，第三电机24转动驱动链轮26转动，链轮26转动带动与之啮合的链条25输送，进而实现第二滑块27的升降，进一步带动伺服电机31、机械臂4升降，伺服电机31运作驱动机械臂4转动按压，二者能够完美配合进行按压操作。

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 (8)

1.一种变电站自动巡检机器人，其特征在于：包括机体（1），所述机体（1）的一侧竖向滑动装配有机械臂（4），所述机体（1）内部设有升降机构（2），所述升降机构（2）部分伸出机体（1）并与机械臂（4）连接，所述升降机构（2）用于驱动机械臂（4）升降，所述升降机构（2）与机械臂（4）之间还设有旋转机构（3），所述旋转机构（3）用于驱动机械臂（4）旋转按压；

所述机体（1）的另一侧固定设有底座（5），所述底座（5）的顶部安装有第一摄像机（6），所述底座（5）内固定安装有第一电机（7），所述第一电机（7）的输出轴向上延伸并伸至底座（5）外，所述第一电机（7）的输出轴与第一摄像机（6）连接，所述第一电机（7）用于驱动第一摄像机（6）转动；

所述机体（1）内部设有主控制系统（8），所述主控制系统（8）与机体（1）、升降机构（2）、旋转机构（3）、第一电机（7）、第一摄像机（6），所述第一摄像机（6）将拍摄的变电站内的情况传送至主控制系统（8）。

2.根据权利要求1所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述升降机构（2）包括第二电机（21）、螺杆（22）、第一滑块（23），所述第二电机（21）固定安装在机体（1）内，所述第二电机（21）的输出轴与螺杆（22）的一端固定连接，所述螺杆（22）的另一端与机体（1）转动连接，所述螺杆（22）竖向布设，所述第一滑块（23）螺纹装配在螺杆（22）上，所述机体（1）远离第一摄像机（6）的一侧开设有第一滑槽（11），所述第一滑块（23）部分贯穿第一滑槽（11）并伸至机体（1）外，所述第一滑块（23）伸出机体（1）外的一端与伺服电机（31）固定连接。

3.根据权利要求1所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述升降机构（2）包括第三电机（24）、链条（25）、链轮（26），所述第三电机（24）固定安装在机体（1）内部，所述第三电机（24）的输出轴水平布设，两个链轮（26）分别设置在所述机体（1）的内顶部和内底部，所述链条（25）设置在两个链轮（26）之间，所述第三电机（24）的输出轴与其中一个所述链轮（26）固定连接，所述链条（25）的靠近机械臂（4）的一侧固定设有第二滑块（27），所述机体（1）远离第一摄像机（6）的一侧开设有第一滑槽（11），所述第二滑块（27）远离链条（25）的一端贯穿第一滑槽（11）并伸至机体（1）外，所述第二滑块（27）伸出机体（1）外的一端与旋转机构（3）固定连接。

4.根据权利要求2-3任一一项所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述升降机构（2）还包括导向杆（28）、第三滑块（29），所述导向杆（28）固定安装在机体（1）内部，所述导向杆（28）竖向布设，所述导向杆（28）上滑动套设有第三滑块（29），所述机体（1）远离第一摄像机（6）的一侧还开设有第二滑槽（12），所述第二滑槽（12）与第一滑槽（11）平行，所述第三滑块（29）部分贯穿第二滑槽（12）并伸至机体（1）外，所述第三滑块（29）伸出机体（1）外的一端与旋转机构（3）连接。

5.根据权利要求1所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述机械臂（4）的顶部还固定安装有第二摄像机（9）、第二测距仪（10）、触碰头（101），所述第二摄像机（9）、第二测距仪（10）均与主控制系统（8）连接，所述第二摄像机（9）将拍摄的机器人前行方向上变电站的情况传送至主控制系统（8）。

6.根据权利要求5所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述第二摄像机（9）具体设置有两个，两个所述第二摄像机（9）之间设有安装块（102），两个所述第二摄像机（9）分别固定安装在安装块（102）的两侧，两个所述第二摄像机（9）的顶部设有挡雨板（103），所述挡雨板（103）下表面的中部与安装块（102）的上表面固定连接，所述挡雨板（103）将第二摄像机（9）的顶部罩住。

7.根据权利要求6所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述底座（5）的中部两侧均固定设有安装座（104），所述安装座（104）远离机体（1）的一端相互靠近，所述机体（1）相互靠近的一端固定安装有第一测距仪（105），所述第一测距仪（105）与主控制系统（8）之间连接，所述第一测距仪（105）用于将测量的机器人与障碍物之间的距离信号传送至主控制系统（8）。

8.根据权利要求7所述的变电站自动巡检机器人，其特征在于：所述底座（5）的底部两侧均设有延伸部（54），所述延伸部（54）延伸至安装座（104）外，所述延伸部（54）的顶部设有按钮（106），所述按钮（106）用于控制整个机器人的启闭。

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