WO2021259387A9 - 一种电缆沟巡检机器人 - Google Patents

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Abstract

一种电缆沟巡检机器人,包括底座展开系统以及布置于底座展开系统上的摄像机升降系统;底座展开系统包括底板(11)、直线动作单元、悬臂板(14)、行走组件(15)及顶升组件(16);摄像机升降系统包括行程块(21)、仿四连杆组件(22)、支撑杆(23)及摄像组件(24)。通过电缆沟来实现穿墙操作,从而避免因防火墙的存在而导致的诸多使用问题,进而可高效率的完成预定的巡检任务。

Description

一种电缆沟巡检机器人 技术领域
本发明属于电缆巡检技术领域,具体涉及一种电缆沟巡检机器人。
背景技术
电缆隧道火灾的发生是一个逐渐积累的过程。随着时间的增加,由于绝缘层老化、灰尘油污积、中间接头松动等原因,造成电缆局部温度逐渐上升,从而引发火灾。在事故发生之前,若能够有效地对电缆隧道内部的温度、烟雾等状况进行实时的监控,就可以做到将火灾防范于未然。虽然电缆隧道的监控问题早已引起人们的注意,但是始终没有找到妥善合理的解决方法。
传统的电缆隧道采用人工巡检的方式。每隔一定时间,巡视人员进入隧道,利用测温仪器手工检查电缆中间接头的温度状况。这种方法浪费了大量的人力。同时,由于手工方式的局限性,难以做到每次都对每一个中间接头进行检测,只能对温度升高较快速处进行检查,不能做到防患于未然,无法起到真正的预防作用。
后来,开始出现采用热感线的方式搭配监控系统来对电缆进行在线监测,具体为将一根热感线沿电缆布置方向紧贴电缆延伸,从而进行高温点探测。然而,热感线的缺陷在于:其一,位于电缆隧道内两侧的电缆是多根成束捆扎布置的,热感线仅能监测紧贴的相邻电缆的高温变化,而位于最远端的电缆的温度变化监测效果则非常差。其二,热感线在布置时,由于本身具备一定的刚度及弹性,因此往往呈现波浪状从而难以紧贴电缆,这使得哪怕是临近热感线的电缆,也常因热感线线体与电缆之间间隙的不均匀性而存在监测漏洞。
再后来,隧道巡检机器人开始流行。隧道巡检机器人的具体机构在公告号为“CN107046252A”的名称为“一种电缆沟道智能巡检机器人”的发明专利申请中以及公告号为“CN207691316U”的名称为“一种电缆沟机器人巡检系统”的实用新型专利申请中均有所描述,主要结构为:包括本体以及供所述本体移动的履带,履带安装于所述本体下侧的两侧并由蓄电池提供电源,本体上设置有控制系统和控制云台,控制系统包括主控制器以及与所述主控制器相互通信连接的发射通讯天线,控制云台包括与所述主控制器相互通信连接的高清相机和热成像仪。功能为:通过无线网络向隧道外的技术人员实时地传输隧道内电缆的工作状态画面,隧道内的温度、湿度,电力电缆的表面温度等参数;当这些状态参数发生异常时,隧道外技术人员可以确定机器人所处位置的电力电缆存在安全隐患,这样就可以组织人员对相应部位进行维修。上述隧道巡检机器人使用成效确实极佳,然而仍然有以下无法解决的问题:一方面,电缆隧道在装配线缆时,考虑到火灾状况,会在电缆隧道内每隔指定长度浇筑一道厚重的防火墙,从而将电缆隧道隔离成一个个的隧道单元,以起到火灾时的物理隔离目的。防火墙的存在,使得每次隧道巡检机器人巡检时,需不断重复从前一个隧道单元内取 出隧道巡检机器人-复位前一个隧道单元上的盖板-搬开新隧道单元的盖板-再放入隧道巡检机器人的流程,操作极为繁复,体力劳动巨大,显然严重制约了实际巡检效率。另一方面,前面也表述过,电缆隧道内的电缆是成束布置的,因此存在一定高度,传统的隧道巡检机器人可巡视高度恒定,必然有某些电缆死角无法被巡视到,造成巡视漏洞,存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足,提供一种结构合理而实用的电缆沟巡检机器人,本电缆沟巡检机器人可通过电缆沟来实现穿墙操作,从而避免因防火墙的存在而导致的诸多使用问题,进而可高效率的完成预定的巡检任务。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:本电缆沟巡检机器人包括底座展开系统以及布置于底座展开系统上的摄像机升降系统,其中:
所述底座展开系统包括底板以及布置于底板上的两组并列排布的直线动作单元,每组直线动作单元均包括两组可在动力源驱动下沿底板长度方向作彼此相向及相离动作的移动块;移动块通过第一铅垂铰接轴而铰接悬臂板的固定端,悬臂板的悬臂端通过第二铅垂铰接轴而铰接行走部,且位于底板同侧的行走部之间彼此固接以形成一组行走组件;悬臂板上还布置有铅垂凸柱,所述铅垂凸柱的布置位置与第一铅垂铰接轴的布置位置存有间距,底板上板面处凹设有导向滑槽,所述导向滑槽槽长方向与移动块动作路径之间存有夹角,且夹角的角尖指向移动块作相离动作时的行进方向;所述底座展开系统还包括将行走组件从电缆沟内顶升至高于或等于电缆隧道地面高度的顶升组件;
所述摄像机升降系统包括直线位移单元,所述直线位移单元包括布置在顶板上的可沿电缆沟长度方向作往复直线位移动作的行程块;所述摄像机升级系统还包括仿四连杆组件,仿四连杆组件的第一摇杆底端向下延伸并与行程块间构成铰接配合;第一连杆的底端固接于行程块后方的顶板端部处,第一连杆的顶端向前延伸并与支撑杆底端间构成铰接配合;第一摇杆的顶端铰接有第一滑套,第一滑套滑轨配合于第一连杆上;第二连杆的尾端铰接于第一摇杆的杆身中段处,第二连杆的顶端铰接于第二摇杆底端,第二摇杆的顶端铰接有第二滑套,第二滑套滑轨配合于支撑杆上,各铰接处轴线均水平布置且彼此平行;所述支撑杆的顶端固接摄像组件。
优选的,所述动力源为动力电机,动力源的输出轴处动力连接有双向丝杆;每组双向丝杆的两组螺纹段上均螺纹配合有一组移动块,以使得两组移动块及一组双向丝杆共同配合形成一组直线动作单元。
优选的,所述底座展开系统还包括与底板间彼此板面平行且布置于底板上方的顶板;移动块外形呈四方块状,悬臂板包括上悬板及下悬板,上悬板和下悬板均水平延伸且分置铰接于移动块的顶端面及底端面处;顶板上同样布置有导向滑槽,上悬板处的铅垂凸柱铅垂向上延伸从而与顶板处的 导向滑槽间构成导向配合关系,而下悬板处的铅垂凸柱铅垂向下延伸从而与底板处的导向滑槽间构成导向配合关系;上悬板与下悬板之间布置有起结构加强功能的加强板。
优选的,所述顶板、底板、移动块、悬臂板及行走组件共同配合形成底座;底座的前端及后端处均布置有用于控制底座行进方向的传感部;位于底座同端处的两组传感部的感应端均水平布置,且分别指向电缆隧道的两侧壁所在方向;所述行走组件为履带轮。
优选的,在底板同端处的两组悬臂板上布置有彼此同步啮合的同步齿轮。
优选的,所述顶升组件包括顶块;顶块前端通过第一水平铰接轴而铰接固定于第一摆杆底端,第一摆杆顶端通过第二水平铰接轴而铰接固定于底板前端处;顶块后端通过第三水平铰接轴而铰接于第二摆杆底端,第二摆杆顶端与位于底板尾端的摆臂电机的输出轴间动力连接。
优选的,所述顶块为直杆状的两组,两组顶块之间通过横向拉杆固接彼此从而形成水平四方框架结构。
优选的,所述直线位移单元包括位移电机以及同轴固接于位移电机输出轴处的位移丝杆,位移丝杆上螺纹配合有所述行程块;所述位移电机位于顶板后方处,顶板后方还沿底座长度方向外延有延伸架,延伸架上设置铰接座以便铰接所述第一连杆的底端;所述第一连杆底端铰接点高度高于第一摇杆的底端铰接点高度。
优选的,所述第一连杆的临近底端的杆身处布置有用于托撑支撑杆的托撑块,托撑块上凹设有便于支撑杆搁置的放置槽。
优选的,所述摄像组件包括摄像座以及水平铰接于摄像座上的转块,转块上布置第一扭力电机,第一扭力电机的输出轴铅垂向上延伸并固接摄像头,以驱动摄像头产生回转动作;转块通过布置于摄像座上的第二扭力电机驱动而产生俯仰动作。
本发明的有益效果在于:
1)、因火灾状况,电缆隧道内会每隔指定长度布置一道厚重的防火墙,从而将电缆隧道隔离成一个个的隧道单元,以起到火灾时的物理隔离目的;但是,考虑到排水问题,电缆隧道地面的中线处又都会开设一道排水沟,且排水沟会贯通防火墙以便进行排水。
在上述现状的基础上,本发明考虑设计一种电缆沟巡检机器人,使其一方面可实现摄像机的升降高度的可控功能,从而能针对不同的线束高度而进行针对性的现场调整,以确保对成束捆扎布置的线缆的多角度多位置扫描拍摄目的,最终确保监控效果。另一方面,在满足上述基础需求的前提下,还能同步确保收纳后体积的最小化,从而为电缆隧道巡检机器人的后续穿墙操作提供基础保证。
更具体而言,本发明一方面通过以底板上的动力源提供驱动力,以直线动作单元作为动作源,以导向滑槽作为导向部,从而在移动块产生相邻及相离动作时,能迫使位于底板同侧的行走组件产生相对底板的贴合以及伸展动作。另一方面,本发明以顶板作为载体,在顶板上以直线位移单元来 做驱动源,并以第一摇杆、第一连杆、第二摇杆与第二连杆共同形成平行双曲柄式的仿四连杆组件,再在该仿四连杆组件上安置带有摄像组件的支撑杆。这样,上述行走组件的贴合以及伸展动作,配合顶升组件,使得位于本发明能实现在电缆隧道地面行走拍摄电缆线,和在电缆沟内行走以穿过防火墙的双重动作功能。同时,带有直线位移单元的顶板、具备平行双曲柄功能的仿四连杆组件以及带有摄像组件的支撑杆共同形成了由下而上的立体支撑体系,并可在仿四连杆组件及相应滑套的动作下,最终实现了系统的可收纳功能。在需要时,通过驱动源也即直线位移单元动作来使得行程块动作,从而顶撑仿四连杆组件,保证了摄像组件的高度可调功能;在收纳时,行程块回程并带动仿四连杆组件下趴,使得摄像组件下降并最终达到体积最小化目的,其工作极为可靠稳定。
至此,本发明可通过电缆沟来实现穿墙操作,从而避免因防火墙的存在而导致的诸多使用问题,进而可高效率的完成预定的巡检任务。
2)、对于动力源及直线动作单元而言,可以采用诸如电机驱动齿轮齿条动作来实现移动块的直线动作,也可以通过曲柄滑块结构来保证移动块的导向动作功能,甚至可采用气缸驱动导轨上的移动块的方式来保证动作效果。考虑到体积的紧凑化和小巧化,本发明优选采用动力电机搭配双向丝杆的方式,从而将移动块螺纹配合在双向丝杆上,以实现“一杆两块”的紧凑装配功能,最终得以使得整个系统能缩进狭小的电缆沟内并准确可靠的通过防火墙。
3)、实际使用时,单底板结构,可以初步的保证悬臂板伸展动作的稳定性;为进一步的提升上述稳定性,本发明采用了双板体结构,也即底板配顶板形成夹板结构,从而将悬臂板及移动块夹在两块板体之间,且每组移动块均通过双导向滑槽来保证导向动作的精确性。通过上述结构,悬臂板的伸展及回缩动作的可靠性可得到显著提升。
4)、加强板的布置,利于进一步的提升单根悬臂板的结构刚度,以便于能更好的支撑架设在本发明上的摄像机。行走组件可以为滚轮结构,也可以为其他现有的可在地面行走的其他类似机构。本发明优选采用履带轮作为行走组件,以提升其实用性,从而最大化的满足电缆隧道内复杂工况所使用。
5)、顶升组件的作用,在于必要时能顶起行走组件,从而将行走组件抬升至电缆隧道的地面所在高度或者高于电缆隧道地面高度,以便于后续进行展开及行走操作,并确保行走组件在系统展开后能自然的搁置在电缆隧道地面上。本发明优选采用底板、第一摆杆、顶块及第二摆杆首尾衔接形成仿四连杆机构,再以第二摆杆为主动杆,从而实现整个仿四连杆机构的动作效果。一旦仿四连杆机构产生动作,则顶块即可相对底板产生相近及相离动作,也就能驱使行走组件产生升降动作。而为提升顶块的支撑稳定性,顶块可以直接以平板制成,也可如本发明所述的采用两组顶块配合横向拉杆的方式,从而以框架机构来保证对崎岖不平的电缆沟的配合适应性。
6)、对于直线位移单元而言,可以采用诸如电机驱动齿轮齿条动作来实现移行程块的直线动作,也可以通过曲柄滑块结构来保证行程块的导向动作功能,甚至可采用气缸驱动导轨上的行程块的方式来保证动作效果。考虑到工作的可靠性及体积的紧凑化和小巧化,本发明优选采用位移电机搭配位移丝杆的方式,从而保证了行程块的往复动作功能。第一连杆底端铰接点高度高于第一摇杆的底端铰接点高度,这使得整体机构下趴回缩时,能完全贴合的收拢于底座上,体积的最小化可得到有效保证。
7)、托撑块及放置槽的设置,是考虑到支撑杆完全依靠自身刚度来铰接配合于第一连杆顶端,并依靠第二摇杆的顶撑作用来保证杆体挺直性。而在整体机构下趴回缩时,支撑杆由于顶端承载了较重的摄像组件,因此直接下落或可能损坏摄像组件,或者导致支撑杆杆身因撞击而受损。本发明通过布置托撑块,使得支撑杆下落时刚好能落在托撑块的放置槽内,一方面保证了对支撑杆及摄像组件的可靠保护效果;另一方面,也保证了支撑杆在整体结构处于体积最小化状态时的放置可靠性,以免因电缆沟路面颠簸等而出现位置偏斜影响后续正常工作的状况发生,一举多得。
8)、当摄像组件被顶升至预定高度后,还可通过第二扭力电机的驱动,使得摄像头产生俯仰动作,以保证摄像头能始终以水平状况来进行对线缆的实时观测。与此同时,摄像头还可通过第一扭力电机而产生旋转动作,以实现定点的多角度观测目的,其观测的准确度及可靠性均可得到显著提升。
附图说明
图1和图2为本发明处于行进姿态时的立体结构示意图;
图3和图4为本发明处于展开姿态时的立体结构示意图;
图5和图6为底座展开系统处于展开姿态下的立体结构示意图;
图7为顶升组件的立体结构示意图;
图8为底座展开系统处于行进姿态下的立体结构示意图;
图9为底座展开系统处于展开姿态下的立体结构示意图;
图10为去除行走组件后,图9所示结构的立体结构示意图;
图11为图10的结构爆炸图;
图12为图11的I部分局部放大图;
图13为摄像机升降系统的展开姿态图;
图14和图16为摄像机升降系统处于行进姿态下的立体结构示意图;
图15和图17为摄像机升降系统处于展开姿态下的立体结构示意图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下:
11-底板 12-动力源 13-移动块 14-悬臂板
14a-上悬板 14b-下悬板 14c-加强板 14d-铅垂凸柱
15-行走组件 16-顶升组件
16a-顶块 16b-第一摆杆 16c-第二摆杆
16d-摆臂电机 16e-横向拉杆
17-双向丝杆 18-顶板 19-导向滑槽
20-第一铅垂铰接轴 20a-第二铅垂铰接轴 20b-行走部
21-行程块 22-仿四连杆组件
22a-第一摇杆 22b-第一连杆 22c-第一滑套
22d-第二连杆 22e-第二摇杆 22f-第二滑套
23-支撑杆 24-摄像组件
24a-摄像座 24b-转块 24c-摄像头 24d-第二扭力电机
24e-第一扭力电机
25-位移丝杆 26-位移电机
30-传感部 40-延伸架 50-托撑块 51-放置槽 60-同步齿轮
具体实施方式
为便于整体了解,此处对整个电缆沟巡检机器人的具体实施例的结构及工作方式作以下描述:
电缆沟巡检机器人,也即本发明,如图1-17所示的,其主体部分包括底座展开系统以及布置于底座展开系统上的摄像机升降系统。其中:
一、底座展开系统
底座展开系统,如图1-12所示的,包括用于驱使行走组件15产生伸展以便以行进姿态行走于电缆隧道地面处,和驱使行走组件15回复行走状态以便缩回电缆沟宽度的展开组件,以及用于驱使整个系统抬升以便于高于电缆沟和下降以便于缩回电缆沟内的顶升组件16。
对于展开组件,如图9-12所示的,包括一组顶板18、一组底板11、一组驱动电机也即动力源12、两组双向丝杆17、四组移动块13以及四根悬臂板14。实际装配时,顶板18与底板11外形均呈长方板状且板面水平设置,顶板18与底板11之间间隙构成驱动电机、双向丝杆17、移动块13及悬臂板14的安置空间。两组双向丝杆17彼此并列排布且平行底板11板长方向,两组双向丝杆17的同端共同动力连接或者说齿轮啮合同一组驱动电机。移动块13在配合于双向丝杆17的螺纹段上后,再通过第一铅垂铰接轴铰接悬臂板14的固定端,而悬臂板14的悬臂端则通过第二铅垂铰接轴而铰接行走部。在如图8-9中,行走组件15为履带轮,悬臂板14的悬臂端直接与履带轮上预设 的固定块间构成铰接配合关系。由于履带轮本身存在长度,因此位于底板11同侧处的两组悬臂板14可共同配合一组履带轮,以保证系统行进时的稳定性和精确性。
如图10-11所示的,悬臂板14包括彼此平行布置的上悬板14a及下悬板14b,以及布置于上悬板14a与下悬板14b之间的起结构加强作用的加强板14c。其中,上悬板14a和下悬板14b均水平延伸且分置铰接于移动块13的顶端面及底端面处,而底板11上板面与顶板18下板面上均布置有导向滑槽19,上悬板14a处的铅垂凸柱14d如图12所示的铅垂向上延伸,从而与顶板18处的导向滑槽19间构成导向配合关系,而下悬板14b处的铅垂凸柱14d铅垂向下延伸从而与底板11处的导向滑槽19间构成导向配合关系。这样,当驱动电机动作而驱使双向丝杆17转动,进而使得移动块13沿双向丝杆17的螺纹段产生往复位移动作时,移动块13会带动悬臂板14产生横向摆动动作。由于悬臂板14、履带轮之间因各铰接轴形成一体结构,此时在移动块13的直线动作下,悬臂板14随动,即可驱动履带轮此时内收及外展动作。当然,为保证位于底板11两侧的悬臂板14的动作精确性和同步性,也可如图11-12所示的,在底板11同端处的上悬板14a上布置同步齿轮60从而依靠同步齿轮60的啮合性,来实现底板11同端处两悬臂板14的同步动作功能。
对于顶升组件16而言,如图6-7所示的,其包括由底板11、第一摆杆16b、顶块16a及第二摆杆16c首尾衔接形成的四杆机构,再以第二摆杆16c来动力配合摆臂电机16d的输出轴,从而形成主动杆,以实现整个四杆机构的动作效果。一旦四杆机构产生动作,则顶块16a即可相对底板11产生相近及相离动作,也就能驱使行走组件15产生升降动作。而为提升顶块16a的支撑稳定性,顶块16a可以直接以平板制成,也可如本发明所述的采用两组顶块16a配合横向拉杆16e的方式。如图7所示的两组顶块16a配合横向拉杆16e可形成四方框架状结构,显然对接触面的平整度要求更低,尤其适用于崎岖不平的电缆沟环境所使用。
在如图1-4中可看出,传感部30的感应面指向电缆隧道的两侧墙面,从而依靠传感部30的感应面可确保底座沿电缆隧道行进时距离两侧墙面的距离始终相等,最终达到保证本发明沿电缆隧道行进时的自动对中导向目的,此处就不再多作赘述。
二、摄像机升降系统
摄像机升降系统的具体结构参照图1-5及图13-17所示,包括由下而上依序布置的直线位移组件、仿四连杆组件22以及摄像组件24。其中:
直线位移组件外形参照图13所示,包括布置于顶板18上板面处且沿顶板18上板面长度方向延伸的位移丝杆25,位移丝杆25的尾端布置位移电机26以便起驱动功能。位移丝杆25上螺纹配合有行程块21,以通过驱动电机驱动位移丝杆25旋转,进而实现行程块21的指向往复移动目的。在图13-14中可看出,位移电机26后方还布置有延伸架40,目的是与底座处顶板18一起共同起到支撑仿四连杆组件22。
在如图13-17中,仿四连杆组件22包括第一摇杆22a、第二摇杆22e、第一连杆22b及第二连杆22d。仿四连杆组件22,顾名思义,其结构上类似平面四连杆机构,但如图13所示的,部分杆体铰接点是可以相对另外的杆体杆身可滑移的,以实现整个摄像机升降系统的可收纳及伸展功能。更具体而言:第一摇杆22a底端水平铰接行程块21而顶端通过第一滑套22c套设于第一连杆22b杆身处;第一连杆22b底端水平铰接于延伸架40上而顶端水平铰接在支撑杆23底端处;第二连杆22d底端水平铰接于第一摇杆22a杆身处,而顶端水平铰接第二摇杆22e的底端;第二摇杆22e的顶端通过第二滑套22f套设于支撑杆23杆身处;上述各铰接处轴线均彼此平行。这样,当行程块21作沿位移丝杆25的后退动作也即如图13所示的向右动作时,第一摇杆22a产生顶升动作,从而推动第一连杆22b抬升;同时,第二连杆22d及第二摇杆22e产生连带的仿四连杆动作,最终得以顶动支撑杆23此时竖立动作。此时,如图13、图15及图17所示的,上述各杆体在配合处形成类似对杆杆长相等的平行双曲柄结构。而当行程块21作沿位移丝杆25的前行动作时,相应的,第一摇杆22a产生倒伏动作,从而带动第一连杆22b、第二连杆22d及第二摇杆22e产生随动动作,最终使得支撑杆23下趴。支撑杆23位于最低位时,刚好因第一连杆22b底端铰接点高度高于第一摇杆22a的底端铰接点高度而被稳定搁置在第一连杆22b处托撑块50的放置槽51上,以保证其放置稳定性。
对于摄像组件24而言,当摄像组件24被顶升至预定高度后,还可通过第二扭力电机24d的驱动,使得摄像头24c产生俯仰动作,以保证摄像头24c能始终以水平状况来进行对线缆的实时观测。与此同时,摄像头24c还可通过第一扭力电机驱动转块24b动作而随之产生旋转动作,以实现定点的多角度观测目的,其观测的准确度及可靠性均可得到显著提升。
为便于进一步的理解本发明,此处结合附图1-6,对本发明的具体实施例的工作流程作以下进一步描述:
本发明所述的电缆沟巡检机器人具备正常的行进姿态以及需要时的展开姿态两种形态,以适应不同工况所使用,其中:
1)、行进姿态
电缆沟巡检机器人处于行进姿态时,如图1-2所示的,此时摄像机升降系统处位移电机26转动,带动行程块21作沿位移丝杆25的前行动作,此时第一摇杆22a产生倒伏动作,从而带动第一连杆22b、第二连杆22d及第二摇杆22e产生随动动作,最终使得支撑杆23下趴。支撑杆23位于最低位时,刚好因第一连杆22b底端铰接点高度高于第一摇杆22a的底端铰接点高度而被稳定搁置在第一连杆22b处托撑块50的放置槽51上。与此同时,顶升组件16处于收拢姿态而紧贴底座处底板11的下板面,而展开组件则因驱动电机的转动而动作,悬臂板14带动两组履带轮产生相向动作,直至两组履带轮均如图1-2所示的紧贴底座侧部,完成收拢动作。此时电缆沟巡检机器人的动作姿态如 图1-2所示,电缆沟巡检机器人的宽度小于电缆沟宽度,高度小于防火墙处开孔高度;电缆沟巡检机器人整体可放入电缆沟内,并可直接沿防火墙处开孔而穿过所述防火墙。
2)、展开姿态
当电缆沟巡检机器人穿过防火墙后:首先,顶升组件16动作,使得底座连同底座上所承载的各部件一同抬升,直至履带轮最低高度高于电缆隧道的地面高度。之后,展开组件开始工作,驱动电机开始转动而驱使双向丝杆17产生旋转动作,移动块13产生直线位移动作并带动悬臂板14产生外展动作,悬臂板14外展动作使得位于底座两侧的履带轮产生相离动作。当履带轮外展时会逐渐跨过电缆沟而最终位于电缆隧道的地面正上方,此时顶升组件16重新复位,在重力作用下两组履带轮稳定的搁置在电缆沟两侧的电缆隧道的地面上。此时本发明的构件状态参照图5-6所示。
再后,如图3-4所示的,摄像机升降系统处位移电机26转动,带动行程块21作沿位移丝杆25的后退动作,此时第一摇杆22a产生顶升动作,从而带动第一连杆22b、第二连杆22d及第二摇杆22e产生随动动作,最终使得支撑杆23逐渐竖立。支撑杆23逐渐竖立时会使得位于支撑杆23顶端的射线组件被抬至指定的线缆观测高度。当摄像组件24被顶升至预定高度后,通过第二扭力电机24d的驱动,使得摄像头24c产生俯仰动作,以保证摄像头24c能始终以水平状况来进行对线缆的实时观测。与此同时,摄像头24c也可通过第一扭力电机驱动转块24b动作而随之产生旋转动作,以实现定点的多角度观测目的。
当上述展开动作完成后,履带轮启动,本发明即可以如图3-4所示状态沿当前隧道单元行进并执行当前隧道单元的线缆观测流程。当全程走完后,电缆沟巡检机器人重新复位至如图1-2所示行进姿态,再次穿越前方防火墙,以便在无需额外操作下,自动化、省力化和便捷化的执行下一道隧道单元的在线观测工作。
当然,以上为本发明的其中一种具体的实施例。实际操作时,对各动力源12的等同替换,如采用驱动气缸甚至是齿轮齿条方式来替代各电机的旋转驱动动作等,以及将履带轮替换为其他可行进轮体,甚至是采用热成像仪等其他感应结构来替代摄像头24c来进行其他方式的在线监测等等;这些常规思路下的惯常结构变化,均应当作为等同或相似设计而落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:本电缆沟巡检机器人包括底座展开系统以及布置于底座展开系统上的摄像机升降系统,其中:
    所述底座展开系统包括底板(11)以及布置于底板(11)上的一组并列排布的直线动作单元,每组直线动作单元均包括两组可在动力源(12)驱动下沿底板(11)长度方向作彼此相向及相离动作的移动块(13);移动块(13)通过第一铅垂铰接轴(20)而铰接悬臂板(14)的固定端,悬臂板(14)的悬臂端通过第二铅垂铰接轴(20a)而铰接行走部(20b),且位于底板(11)同侧的行走部之间彼此固接以形成一组行走组件(15);悬臂板(14)上还布置有铅垂凸柱(14d),所述铅垂凸柱(14d)的布置位置与第一铅垂铰接轴(20)的布置位置存有间距,底板(11)上板面处凹设有导向滑槽(19),所述导向滑槽(19)槽长方向与移动块(13)动作路径之间存有夹角,且夹角的角尖指向移动块(13)作相离动作时的行进方向;所述底座展开系统还包括将行走组件(15)从电缆沟内顶升至高于或等于电缆隧道地面高度的顶升组件(16);
    所述摄像机升降系统包括布置在顶板(18)上的可沿电缆沟长度方向作往复直线位移动作的行程块(21);所述摄像机升降系统还包括仿四连杆组件(22),仿四连杆组件(22)的第一摇杆(22a)底端向下延伸并与行程块(21)间构成铰接配合;第一连杆(22b)的底端固接于行程块(21)后方的顶板(18)端部处,第一连杆(22b)的顶端向前延伸并与支撑杆(23)底端间构成铰接配合;第一摇杆(22a)的顶端铰接有第一滑套(22c),第一滑套(22c)滑轨配合于第一连杆(22b)上;第二连杆(22d)的尾端铰接于第一摇杆(22a)的杆身中段处,第二连杆(22d)的顶端铰接于第二摇杆(22e)底端,第二摇杆(22e)的顶端铰接有第二滑套(22f),第二滑套(22f)滑轨配合于支撑杆(23)上,各铰接处轴线均水平布置且彼此平行;所述支撑杆(23)的顶端固接摄像组件(24)。
  2. 根据权利要求1所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述动力源(12)为动力电机,动力源(12)的输出轴处动力连接有双向丝杆(17);每组双向丝杆(17)的两组螺纹段上均螺纹配合有一组移动块(13),以使得两组移动块(13)及一组双向丝杆(17)共同配合形成一组直线动作单元。
  3. 根据权利要求1或2所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述底座展开系统还包括与底板(11)间彼此板面平行且布置于底板(11)上方的顶板(18);移动块(13)外形呈四方块状,悬臂板(14)包括上悬板(14a)及下悬板(14b),上悬板(14a)和下悬板(14b)均水平延伸且分置铰接于移动块(13)的顶端面及底端面处;顶板(18)上同样布置有导向滑槽(19),上悬板(14a)处的铅垂凸柱(14d)铅垂向上延伸从而与顶板(18)处的导向滑槽(19)间构成导向配合关系,而下悬板(14b)处的铅垂凸柱(14d)铅垂向下延伸从而与底板(11)处的导向滑槽(19)间构成导向配合关系;上悬板(14a)与下悬板(14b)之间布置有起结构加强功能的加强板(14c)。
  4. 根据权利要求3所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述顶板(18)、底板(11)、移动块(13)、悬臂板(14)及行走组件(15)共同配合形成底座;底座的前端及后端处均布置有用于控制底座行进方向的传感部(30);位于底座同端处的两组传感部(30)的感应端均水平布置,且分别指向电缆隧道的两侧壁所在方向;所述行走组件(15)为履带轮。
  5. 根据权利要求3所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:在底板(11)同端处的两组悬臂板(14)上布置有彼此同步啮合的同步齿轮(60)。
  6. 根据权利要求1或2所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述顶升组件(16)包括顶块(16a);顶块(16a)前端通过第一水平铰接轴而铰接固定于第一摆杆(16b)底端,第一摆杆(16b)顶端通过第二水平铰接轴而铰接固定于底板(11)前端处;顶块(16a)后端通过第三水平铰接轴而铰接于第二摆杆(16c)底端,第二摆杆(16c)顶端与位于底板(11)尾端的摆臂电机(16d)的输出轴间动力连接。
  7. 根据权利要求6所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述顶块(16a)为直杆状的两组,两组顶块(16a)之间通过横向拉杆(16e)固接彼此从而形成水平四方框架结构。
  8. 根据权利要求1或2所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述直线位移单元包括位移电机(26)以及同轴固接于位移电机(26)输出轴处的位移丝杆(25),位移丝杆(25)上螺纹配合有所述行程块(21);所述位移电机(26)位于顶板(18)后方处,顶板(18)后方还沿底座长度方向外延有延伸架(40),延伸架(40)上设置铰接座以便铰接所述第一连杆(22b)的底端;所述第一连杆(22b)底端铰接点高度高于第一摇杆(22a)的底端铰接点高度。
  9. 根据权利要求8所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述第一连杆(22b)的临近底端的杆身处布置有用于托撑支撑杆(23)的托撑块(50),托撑块(50)上凹设有便于支撑杆(23)搁置的放置槽(51)。
  10. 根据权利要求1或2所述的一种电缆沟巡检机器人,其特征在于:所述摄像组件(24)包括摄像座(24a)以及水平铰接于摄像座(24a)上的转块(24b),转块(24b)上布置第一扭力电机(24e),第一扭力电机的输出轴铅垂向上延伸并固接摄像头(24c),以驱动摄像头(24c)产生回转动作;转块(24b)通过布置于摄像座(24a)上的第二扭力电机(24d)驱动而产生俯仰动作。
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