CN219095134U - 一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人，属于机器人巡检领域。在本实用新型中，该巡检机器人可以在顶挂式滑轨上移动，并对变电站内预设位置的设备仪表、指示灯及数字表盘等目标定点拍摄，将采集到的图像回传到远程监控中心，从而实现自动巡检。顶挂式设计不占用变电站的地面空间，不会影响变电站室内设备的布局，直流供电可持续不间断供电，且安全性更高，预设拍照位置通过磁场感应传感器来完成。该直流供电顶挂式变电站巡检机器人在整个巡检过程无需人工干预，是一种自动化的巡检设备，有效提高了工作效率，降低了安全风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人。
背景技术
随着我国智能电网和特高压建设的高速发展，传统的运检模式已经无法满足现代电网的发展需求，变电站巡检机器人产业呈现出巨大的成长潜力和发展空间。当前公开的变电站巡检机器人一般是地面机器人，由于地面巡检机器人需要在地面上铺设轨道，因此会破坏地面电力设施布局，同时对变电站内的工作人员造成一定的安全隐患，因此有必要设计一种顶挂式巡检机器人，将轨道铺设在墙壁顶部，使机器人在室内的上方空间内移动巡检，能够消除安全隐患，同时不会影响地面电力设施的布局，易于施工，是一种有潜力巨大的巡检机器人。
有少数公开的悬挂式巡检机器人，但并未有好的解决方案来描述如何自动控制机器人的启停，仍旧通过人工的方法来启停机器人。本发明描述了一种基于磁场强度感应方式的巡检机器人，在滑轨沿途布置磁条，当机器人的磁感应传感器接收到较大的磁场强度时，将指挥机器人停下来完成预定模式的拍照和图像采集。
有一些巡检机器人采用蓄电池作为电源，但蓄电池存在安全隐患，容易引发火灾，将对变电站的安全运营构成风险，并且需要定期更换电池或充电，影响了巡检效率。本发明描述了一种性能更好的直流供电巡检机器人，通过直流供电，既可以连续不间断供电，又可以消除安全隐患。
发明内容
本实用新型实施例提供了一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人，能够使巡检过程在室内的上部空间内自动完成，不会影响地面电力设施的布局，易于施工，安全可靠。所述技术方案如下：
提供了一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人，所述巡检机器人包括：滑轨(1)、滚轮(2)、电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、直流电源(6)、电源模块(7)、导电铜条(8)、电刷(9)、磁条(10)、磁感应传感器(11)、摄像头(12)、无线传输模块(13)、机箱(14)；
所述滚轮(2)卡在滑轨(1)上，一端与电机(3)相连，电机(3)带动滚轮(2)在滑轨(1)上运动；
所述电机(3)一端与电机驱动板(4)相连，由电机驱动板(4)来控制电机(3)的转动；
所述系统板(5)一端与电机驱动板(4)相连，一端与摄像头(12)和无线传输模块(13)相连；
所述导电铜条(8)与直流电源(6)相连；
所述电刷(9)一端与导电铜条(8)相接触，一端与电源模块(7)相连；
所述电源模块(7)一端与电刷(9)相连，一端与电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)相连；
所述磁条(10)固定安装在滑轨(1)上；
所述磁感应传感器(11)固定安装在机箱(14)上。
进一步，所述滑轨(1)安装在变电站室内环境的墙壁顶部，不与地面接触。
进一步，所述直流电源(6)一端连接在普通交流电插座上，通过交直流转换输出直流电。
进一步，所述滚轮(2)卡在滑轨(1)上，一端与电机(3)相连，电机(3)带动滚轮(2)在滑轨(1)上运动，滑轨(1)可根据实际需要进行铺装。
进一步，所述电机(3)一端与电机驱动板(4)相连，由电机驱动板(4)驱动电机(3)转动，由此控制机器人在滑轨上的运动。
进一步，所述系统板(5)一端与电机驱动板(4)相连，系统板(5)通过IO口向电机驱动板(4)发出控制指令，再由电机驱动板(4)控制电机转动。
进一步，所述系统板(5)与摄像头(12)和无线传输模块(13)相连，摄像头(12)采集的图像通过网口传给系统板(5)，再由系统板(5)发给无线传输模块(13)进行远程传输。
进一步，所述导电铜条(8)与直流电源(6)相连，完成系统连续供电。
进一步，所述电刷(9)一端与导电铜条(8)相接触，一端与电源模块(7)相连，保证在机器人运动中完成系统取电。
进一步，所述电源模块(7)一端与电刷(9)相连，一端与电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)相连，完成电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)的供电。
进一步，所述磁感应传感器(11)固定安装在机箱(14)上，用于感应滑轨(1)上装的磁条的磁场强度，该数值由磁感应传感器(11)传给系统板(5)，当超过给定阈值时，系统板(5)向电机驱动板(4)发出停止运动指令，同时向摄像头(12)发出拍照指令，并在完成拍照并间隔给定时长后，向电机驱动板(4)发出再次移动指令。
在本实用新型中，直流供电顶挂式变电站巡检机器人可以在滑轨上移动，到达预定拍照位置时，通过磁感应传感器来控制机器人停止运动并完成拍照，然后重新开始向前移动。顶挂式巡检机器人不占用变电站的地面空间，直流供电电压仅需24伏特，保证了用电的安全性，且可24小时持续供电。该顶挂式变电站巡检机器人在整个巡检过程无需人工干预，是一种自动化的巡检设备，有效提高了工作效率，降低了安全风险。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的直流供电顶挂式变电站巡检机器人结构图；
图2是本实用新型实施例提供的变电站内机器人巡检示意图；
附图标记：1、滑轨；2、滚轮；3、电机；4、电机驱动板；5、系统板；6、直流电源；7、电源模块；8、导电铜条；9、电刷；10、磁条；11、磁感应传感器；12、摄像头；13、无线传输模块；14、机箱。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
首先对本实用新型提供的巡检机器人的使用场景进行说明，本实用新型提供的直流供电顶挂式巡检机器人用于变电站室内巡检环境中，顶挂式设计不占用变电站的地面空间，不会影响变电站室内设备的布局，且不会发生工作人员与机器人意外碰撞事故，安全性更好。直流供电通过交直流转换易于实现，且直流电压仅为24伏特，比蓄电池供电方式安全，且可24小时持续不间断供电。该顶挂式变电站巡检机器人在整个巡检过程无需人工干预，是一种自动化的巡检设备，有效提高了工作效率，降低了安全风险。
参见图1，本实用新型提供了一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人，所述巡检机器人包括：滑轨(1)、滚轮(2)、电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、直流电源(6)、电源模块(7)、导电铜条(8)、电刷(9)、磁条(10)、磁感应传感器(11)、摄像头(12)、无线传输模块(13)、机箱(14)。所述拍摄装置(12)能够对变电站仪表设备等设施进行拍照巡检。
下面对本实用新型提供的巡检机器人的工作原理进行说明：滑轨(1)安装在变电站室内环境的墙壁顶部，不与地面接触，可根据实际需要进行铺装；导电铜条(8)架空安装在变电站室内环境的墙壁顶部，不与墙壁和周边物体接触，其通过电源线与直流电源(6)相连，实现整个导电铜条上带有24V直流电压，导电铜条为并列的两根，对应正、负极；带动机器人移动的滚轮(2)卡在滑轨(1)上，滚轮(2)与电机(3)相连，电机(3)带动滚轮(2)在滑轨(1)上运动。
磁条(10)固定安装在滑轨(1)上的多个位置，即为要在这些点位进行变电站仪表图像采集的预设位置；磁感应传感器(11)固定安装在机箱(14)上，在机器人移动过程中，磁感应传感器(11)将在预定位置感应到磁场并停下来完成拍照，磁感应传感器(11)和磁条(10)必须距离很小，通常为小于2厘米时才能达到触发拍照的磁场强度要求。
在机器人巡检移动过程中，磁感应传感器(11)将获取到的磁场强度数值传给系统板(5)，当超过给定阈值时，系统板(5)向电机驱动板(4)发出停止运动指令，由电机驱动板(4)控制电机(3)停止转动，带动滚轮(2)停止滚动，从而巡检机器人停止移动，同时系统板(5)向摄像头(12)发出拍照指令，摄像头(12)按照预定的模式拍照采集变电站仪表图像，采集完成后通过摄像头的网络接口传回给系统板(5)，系统板(5)再将图像发给无线传输模块(13)进行远程传输，比如传到监控后台。在一个预定位置完成图像采样，并间隔给定的时长后，系统板(5)向电机驱动板(4)发出运动指令，再次启动机器人向下一个预设位置移动。从而实现了全程自动化的机器人巡检。
机器人各模块的供电机制如下：电刷(9)一端与导电铜条(8)相接触，一端与电源模块(7)相连，保证在机器人运动中完成系统取电，电源模块(7)一端与电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)相连，从而完成电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)各模块的供电。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例
本实用新型提供一种直流供电顶挂式巡检机器人，如图1所示，本实施例包括所述巡检机器人包括：滑轨(1)、滚轮(2)、电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、直流电源(6)、电源模块(7)、导电铜条(8)、电刷(9)、磁条(10)、磁感应传感器(11)、摄像头(12)、无线传输模块(13)、机箱(14)。
如图2所示，变电站室内环境的地面上布置了许多仪表柜的电器设备，通常地，这些仪表柜配有仪表、表盘、数字显示屏、以及开关、阀门、指示灯等部件。巡检机器人将对这些部件进行拍照，完成图像采集，并将采集到的图像回传到后台监控中心供进一步处理。
本实用新型提供的直流供电顶挂式巡检机器人吊挂在变电站室内环境的顶部，滑轨(1)和导电铜条(8)固定安装，滑轨和铜条根据要巡检的点位进行铺装。巡检机器人主体部分悬吊在滑轨上，在巡检过程中由滚轮带动在滑轨上移动。
在机器人移动过程中，磁感应传感器(11)将不断接收磁场感应，并将获取到的磁场强度数值传给系统板(5)，在需要停下来拍照的预设位置，已经提前安装了磁条。当系统板接收到的磁场强度超过阈值设定时，系统板(5)向电机驱动板(4)发出停止运动指令，由电机驱动板(4)控制电机(3)停止转动，带动滚轮(2)停止滚动，从而巡检机器人停止移动，同时系统板(5)向摄像头(12)发出拍照指令，摄像头(12)按照预定的模式拍照采集变电站仪表图像，采集完成后将图像通过摄像头的网络接口传回给系统板(5)，系统板(5)再将图像发给无线传输模块(13)进行远程传输，比如传到监控后台。
在一个预定位置完成图像采样，并间隔给定的时长后，系统板(5)向电机驱动板(4)发出运动指令，再次启动机器人向下一个预设位置移动。重复这一过程就实现了全程自动化的机器人巡检。由于是直流供电，因此本巡检机器人可以24小时不间断进行巡检工作。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型而不脱离本实用新型的精神范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的方位内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
上述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人包括：滑轨(1)、滚轮(2)、电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、直流电源(6)、电源模块(7)、导电铜条(8)、电刷(9)、磁条(10)、磁感应传感器(11)、摄像头(12)、无线传输模块(13)、机箱(14)；
所述滚轮(2)卡在滑轨(1)上，一端与电机(3)相连，电机(3)带动滚轮(2)在滑轨(1)上运动；
所述电机(3)一端与电机驱动板(4)相连，由电机驱动板(4)来控制电机(3)的转动；
所述系统板(5)一端与电机驱动板(4)相连，一端与摄像头(12)和无线传输模块(13)相连；
所述导电铜条(8)与直流电源(6)相连；
所述电刷(9)一端与导电铜条(8)相连，一端与电源模块(7)相连；
所述电源模块(7)一端与电刷(9)相连，一端与电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)相连；
所述磁条(10)固定安装在滑轨(1)上；
所述磁感应传感器(11)固定安装在机箱(14)上。
2.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述滑轨(1)安装在变电站室内环境的墙壁顶部，不与地面接触。
3.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述直流电源(6)一端连接在普通交流电插座上，通过交直流转换输出直流电。
4.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述滚轮(2)卡在滑轨(1)上，一端与电机(3)相连，电机(3)带动滚轮(2)在滑轨(1)上运动，滑轨(1)可根据实际需要进行铺装。
5.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述电机(3)一端与电机驱动板(4)相连，由电机驱动板(4)驱动电机(3)转动，由此控制机器人在滑轨上的运动。
6.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述系统板(5)一端与电机驱动板(4)相连，系统板(5)通过IO口向电机驱动板(4)发出控制指令，再由电机驱动板(4)控制电机转动。
7.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述系统板(5)与摄像头(12)和无线传输模块(13)相连，摄像头(12)采集的图像通过网口传给系统板(5)，再由系统板(5)发给无线传输模块(13)进行远程传输。
8.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述导电铜条(8)与直流电源(6)相连，完成系统连续供电。
9.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述电刷(9)一端与导电铜条(8)相接触，一端与电源模块(7)相连，保证在机器人运动中完成系统取电。
10.根据权利要求1所述的直流供电顶挂式变电站巡检机器人，其特征在于，所述电源模块(7)一端与电刷(9)相连，一端与电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)相连，为电机(3)、电机驱动板(4)、系统板(5)、磁感应传感器(11)供电。
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