CN220291519U - 一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人 - Google Patents

Abstract

一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，涉及管道巡检设备技术领域，所采用的技术方案包括移动装置和避障装置，移动装置包括左支架和右支架，左支架和右支架均包括倾斜支板、滚轮以及驱动电机，两倾斜支板排列成八字形；避障装置包括伸缩装置、分别朝向左前方和左前方的两个测距传感器以及与伸缩装置、测距传感器信号连接的控制器。本实用新型利用倾斜支板实现侧部支撑，并将两倾斜支板设置成八字形，具有较大的下方空间，便于避让电缆及体积较小的障碍物；避障装置可实时测量机器人前方区域的管道横向距离，以及时改变自身横向宽度，在遇到管道因外力发生变形导致管道内空间变小的情况下，机器人能够通过变形处继续作业。

Description

一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及管道巡检设备技术领域，尤其涉及一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人。

背景技术

地下电缆作为电力系统中的重要部分，它的运行安全保障成为关键环节，其运行状况的安全与否将直接关系到整个城市电力系统的安全运行，在长期使用过程中,电缆会受到来自自身和外力的各种影响，发生各类故障，所以必须对电缆进行定期检查与维护。传统的人工检测方法是人工下到管井安放设备对故障电缆进行检测（低压脉冲法、经典电桥法、高压脉冲法等手段方法进行检测），从而判断出两个人工作业区之间的电缆运行状况，如此段线路无故障则换点位重复上述方法直至找出故障点。

人工检测存在耗时耗力、效率低等问题，公开号为CN114709747B的专利公开了一种自适应异形空间电缆管道巡检机器人，以替代人工进行巡检，在排管内有障碍物或电缆排布复杂的情况，通过轴向旋转运动，使机器人通过在不接触电缆的情况下顺利继续前进，完成测温任务。但遇到管道因外力发生变形的情况下，管道内空间变小，机器人无法通过障碍继续作业。

实用新型内容

针对现有技术方案中管道内空间变小导致机器人无法通过的问题，本实用新型提供了一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人。

本实用新型提供如下的技术方案：一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，包括：

移动装置，包括左支架和右支架，所述左支架和右支架均包括倾斜支板、转动连接在所述倾斜支板上的滚轮以及与所述滚轮传动连接的驱动电机，两所述倾斜支板排列成八字形；

避障装置，包括设置在所述左支架和右支架之间的伸缩装置、分别朝向左前方和右前方的两个测距传感器以及与所述伸缩装置、测距传感器信号连接的控制器。

优选地，所述驱动电机及滚轮设置在两所述倾斜支板朝向彼此的一侧，所述驱动电机通过同步带传动结构与所述滚轮传动连接，所述同步带传动结构设置在两所述倾斜支板远离彼此的另一侧。

优选地，两所述倾斜支板之间的夹角为140°。

优选地，所述伸缩装置包括设置在所述左支架上的转动电机、设置在所述右支架上的螺纹座，所述转动电机的输出轴连接有丝杆，所述丝杆与所述螺纹座螺纹连接。

优选地，所述伸缩装置还包括设置在所述左支架上的导向杆和设置在所述右支架上的导向座，所述导向杆与导向座滑动连接，所述导向杆与所述丝杆平行。

优选地，所述右支架的倾斜支板设置有与所述导向杆对应的避让孔。

优选地，还包括摄像头，所述摄像头通过电动云台连接在所述左支架的U型安装台上；所述摄像头包括红外摄像机、可见光摄像机。

优选地，两个所述测距传感器均设置在所述U型安装台上，且两个所述测距传感器分别朝向所述U型安装台的左前下方和右前下方，使两个所述测距传感器在管道内壁上的测距目标点分别位于机器人两侧所述滚轮的前方。

优选地，所述U型安装台还设置有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器。

优选地，所述避障装置还包括朝向机器人正前方的测距传感器。

本实用新型的有益效果是：利用倾斜支板实现侧部支撑，并将两倾斜支板设置成八字形，具有较大的下方空间，便于避让电缆及体积较小的障碍物；避障装置可实时测量机器人前方区域的管道横向距离，以及时改变自身横向宽度，在遇到管道因外力发生变形导致管道内空间变小的情况下，机器人能够通过变形处继续作业。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的三维示意图。

图2为本实用新型一个实施例的俯视图。

图3为本实用新型中伸缩装置的一个实施例的俯视图。

图4为本实用新型一个实施例的正视图。

图5为本实用新型一个实施例的横向距离L0测量示意图。

附图标记：11-左支架，12-右支架，13-倾斜支板，14-滚轮，15-驱动电机，16-同步带传动机构，21-伸缩装置，211-转动电机，212-螺纹座，213-丝杆，214-导向杆，215-导向座，22-测距传感器，31-U型安装台，32-电动云台，33-摄像头。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了如图1-5所示的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，包括移动装置和避障装置。

移动装置用于驱动机器人沿管道轴向方向运动，在本实施例中，移动装置包括左支架11和右支架12，所述左支架11和右支架12均包括倾斜支板13、转动连接在所述倾斜支板13上的滚轮14以及与所述滚轮14传动连接的驱动电机15。两所述倾斜支板13排列成八字形，通过滚轮14与管道两侧接触形成支撑，使机器人处于电缆上方，八字形的结构具有较大的下方空间，便于避让电缆及体积较小的障碍物。驱动电机15可采用伺服电机，通过同步带传动结构16与所述滚轮14传动连接，同步带传动结构16包括设置在驱动电机15输出轴上的主动轮、与滚轮14同轴的从动轮以及套接在主动轮、从动轮之间的同步带，同步带还设置有张紧轮。所述驱动电机15及滚轮14设置在两所述倾斜支板13朝向彼此的一侧，所述同步带传动结构16设置在两所述倾斜支板13远离彼此的另一侧。在本实施例中，两所述倾斜支板13之间的夹角为140°。

避障装置包括设置在所述左支架11和右支架12之间的伸缩装置21、分别朝向左前方和右前方的两个测距传感器22以及与所述伸缩装置21、测距传感器22信号连接的控制器，用于改变机器人的横向宽度，便于在管道因大体积障碍物、变形导致内部空间趋于狭小时通过。测距传感器22可采用超声波测距传感器或激光测距传感器，如图5所示，两个测距传感器分别用于检测测距传感器到机器人左前方和右前方管道内壁上检测目标点之间的直线距离L1和L2，并将其传递给控制器，控制器根据两测距传感器的安装角度和安装间距，以三角函数结合安装间距将L1和L2换算为前方区域内管道上两测距目标点之间的横向距离L0，所述横向距离L0为两测距目标点在与机器人前进方向D1垂直的平面上的投影点之间的直线距离。当前方区域因管道变形或障碍物导致横向距离L0缩小时，机器人检测到这一变化，控制伸缩装置21缩小自身横向宽度，直至机器人能够通过。

在本实施例中，两个所述测距传感器22均设置在左支架11上的U型安装台31上，且两个所述测距传感器22分别朝向所述U型安装台31的左前下方和右前下方，使两个测距传感器在管道内壁上的测距目标点位于所述滚轮的前方，保障能检测到滚轮前方的障碍物。

在本实施例中，所述伸缩装置21包括设置在所述左支架11上的转动电机211、设置在所述右支架12上的螺纹座212，所述转动电机211的输出轴连接有丝杆213，所述丝杆213与所述螺纹座212螺纹连接；转动电机211带动丝杆旋转，从而调节左支架11与右支架12之间的距离，改变机器人的横向宽度。进一步地，所述伸缩装置21还包括设置在所述左支架11上的导向杆214和设置在所述右支架12上的导向座215，所述导向杆214与导向座215滑动连接，所述导向杆214与所述丝杆213平行。导向杆214、导向座215使左支架11和右支架12之间的滑动更加稳定。进一步地，所述右支架12的倾斜支板13设置有与所述导向杆214对应的避让孔，避免右支架12移动过程中其倾斜支板13与导向杆214干涉。

在本实施例中，所述避障装置还包括朝向机器人正前方的测距传感器，所述测距传感器设置在机器人的顶部，当此测距传感器检测到前方有障碍物时，说明障碍物具有机器人不能越过的体积，机器人停止前进。

机器人还包括摄像头33，所述摄像头33通过电动云台32连接在所述左支架11的U型安装台31上；所述摄像头33包括红外摄像机、可见光摄像机，可见光摄像机还设置有补光灯。红外摄像头用于检测电缆的温度变化，当电缆某处温度明显升高时，说明此处具有安全隐患的概率较高；可见光摄像机和补光灯用于捕捉电缆图像，查看其外表是否有损坏。摄像头33一般朝向机器人前方，且倾斜向下45°，并利用电动云台32将摄像头33转向其他角度。

所述U型安装台31还设置有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器，用于检测管道内环境。

以上为本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于，包括：

移动装置，包括左支架（11）和右支架（12），所述左支架（11）和右支架（12）均包括倾斜支板（13）、转动连接在所述倾斜支板（13）上的滚轮（14）以及与所述滚轮（14）传动连接的驱动电机（15），两所述倾斜支板（13）排列成八字形；

避障装置，包括设置在所述左支架（11）和右支架（12）之间的伸缩装置（21）、分别朝向左前方和右前方的两个测距传感器（22）以及与所述伸缩装置（21）、测距传感器（22）信号连接的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述驱动电机（15）及滚轮（14）设置在两所述倾斜支板（13）朝向彼此的一侧，所述驱动电机（15）通过同步带传动结构（16）与所述滚轮（14）传动连接，所述同步带传动结构（16）设置在两所述倾斜支板（13）远离彼此的另一侧。

3.根据权利要求1所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：两所述倾斜支板（13）之间的夹角为140°。

4.根据权利要求1所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述伸缩装置（21）包括设置在所述左支架（11）上的转动电机（211）、设置在所述右支架（12）上的螺纹座（212），所述转动电机（211）的输出轴连接有丝杆（213），所述丝杆（213）与所述螺纹座（212）螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述伸缩装置（21）还包括设置在所述左支架（11）上的导向杆（214）和设置在所述右支架（12）上的导向座（215），所述导向杆（214）与导向座（215）滑动连接，所述导向杆（214）与所述丝杆（213）平行。

6.根据权利要求5所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述右支架（12）的倾斜支板（13）设置有与所述导向杆（214）对应的避让孔。

7.根据权利要求1所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：还包括摄像头（33），所述摄像头（33）通过电动云台（32）连接在所述左支架（11）的U型安装台（31）上；所述摄像头（33）包括红外摄像机、可见光摄像机。

8.根据权利要求7所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：两个所述测距传感器（22）均设置在所述U型安装台（31）上，且两个所述测距传感器（22）分别朝向所述U型安装台（31）的左前下方和右前下方，使两个所述测距传感器在管道内壁上的测距目标点分别位于机器人两侧所述滚轮的前方。

9.根据权利要求8所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述U型安装台（31）还设置有温度传感器、湿度传感器、可燃气体传感器。

10.根据权利要求1所述的一种规避障碍的管道内电缆巡检机器人，其特征在于：所述避障装置还包括朝向机器人正前方的测距传感器。