CN109038353A - 一种变配电设备巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变配电设备巡检机器人，包括有AGV小车，设置于AGV小车上的控制柜、小摆臂总成、大摆臂总成和主升降架总成，以及连接于大摆臂总成上的传感器总成。本发明采用自动化巡检方式，定时对电气设备进行巡视，数据采集处理，替代现有的人工巡检方式，全面***的记录分析，实现巡检方式的智能化、现代化，也节省了人工费用。

Description

一种变配电设备巡检机器人

技术领域

本发明涉及变配电设备管理领域，具体是一种变配电设备巡检机器人。

背景技术

现有的设备巡检方式为人工巡检，巡检工人每天定时对设备进行巡检，目前有多个问题。（1）人员问题，当前电工人员供给不足，维护人员水平有限，加上值班人员长期处于加班，疲劳的状态，无形中给配电所的安全带来隐患；（2）数据问题 采用人工巡检方式配电房运行数据记录的多不完整；（3）故障预报问题 由于人工采集的数据量较少，数据种类不全面。

同时，市场上存在着一些其他的自动巡检机器人，该类机器人通常使用于室外，采取摄像头和红外温度传感器对室外设备进行外观及温度的检测，采集的信息不够充足，同时只能通过摆动头部获得不同视角，无法全方位立体的得到巡检结果。还有一种室内的巡检机器人，这种巡检机器人需要在室内布置运行轨道，安装复杂；也只安装有摄像头和红外温度传感器，信息获取较少；只能正面拍摄电气柜进行巡检，而且无法上下移动，视角太为狭窄。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种变配电设备巡检机器人，采用自动化巡检方式，定时对电气设备进行巡视，数据采集处理，替代现有的人工巡检方式，全面***的记录分析，实现巡检方式的智能化、现代化，也节省了人工费用。

本发明的技术方案为：

一种变配电设备巡检机器人，包括有AGV小车，设置于AGV小车上的控制柜、小摆臂总成、大摆臂总成和主升降架总成，以及连接于大摆臂总成上的传感器总成；所述的小摆臂总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的小摆臂减速器支架、设置于小摆臂减速器支架上且由小摆臂驱动电机带动的小摆臂减速器、连接于小摆臂减速器水平输出端上的小摆臂支架、内端连接于小摆臂支架上的小摆臂、以及固定连接于小摆臂外端上的下摄像头，所述的小摆臂与小摆臂减速器水平输出端相互垂直；所述的大摆臂总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的大摆臂减速器支架和带轮支架、设置于大摆臂减速器支架上且由大摆臂驱动电机带动的大摆臂减速器、连接于大摆臂减速器水平输出端上的大摆臂支架、内端连接于大摆臂支架上的大摆臂、以及传动副和传感器支架，所述的大摆臂与大摆臂减速器水平输出端相互垂直，所述的大摆臂为两端开口的中空结构，传动副包括有固定于带轮支架上的下同步带轮、上同步带轮、以及缠绕于下同步带轮和上同步带轮上的同步带，所述的传动副从大摆臂的中空结构内穿过，上同步带轮上的轴承内圈与转轴固定连接，转轴的两端与大摆臂的顶端固定连接，所述的传感器支架固定连接于上同步带轮上；所述的传感器总成包括有伸缩盒、设置于伸缩盒内部底板上的直线轴承座、水平设置于直线轴承座上且伸出到伸缩盒外的直线轴承、连接于直线轴承外端上的传感器盒、套装于直线轴承上的压紧弹簧、以及设置于传感器盒内的放电传感器、红外温度传感器和微动传感器，所述的压紧弹簧位于伸缩盒外且两端分别抵住伸缩盒的外壁和传感器盒的外壁；所述的主升降架总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的模组底座、固定设置于模组底座上的升降滑台模组、固定连接于升降滑台模组的模组滑台上的导轨支架、通过下轴承连接于导轨支架下端部上的下传动轮、通过上轴承连接于导轨支架上端部上的上传动轮、缠绕于下传动轮和上传动轮上的传动带、固定连接于传动带上的上传动带连接板和下传动连接板、固定设置于导轨支架上的竖直升降导轨、滑动设置于竖直升降导轨上的升降滑块、固定连接于升降滑块上的摄像头支架、设置于摄像头支架上的转动电机和上摄像头，所述的上传动带连接板固定设置于升降滑台模组上，所述的下传动连接板与摄像头支架固定连接，所述的转动电机的输出端竖直向上且与上摄像头固定连接；所述的控制柜内设置有控制器，所述的AGV小车的驱动机构、小摆臂驱动电机、大摆臂驱动电机、升降滑台模组的驱动机构、转动电机均与控制器的控制输出端连接，所述的下摄像头、上摄像头均与控制器的图像采集输入端连接，所述的放电传感器、红外温度传感器和微动传感器均与控制器的传感器输入端连接。

所述的控制柜的顶端设置有与控制器传感器输入端连接的风速风向传感器和烟雾传感器、以及与控制器指示输出端连接的指示灯。

所述的带轮支架为U形支架结构，且底端固定于大摆臂减速器支架上，所述的下同步带轮设置于带轮支架的U形槽口内且与带轮支架固定连接。

所述的传感器支架为两个倒L形结构的支板，两个支板的竖直部分分别固定连接于上同步带轮的两端面上，所述的大摆臂的顶端连接有两个分别相对上同步带轮的两端面的支架板，所述的上同步带轮上转轴的两端分别穿过对应的支板后与对应的支架板固定连接。

所述的直线轴承座上水平设置有两个直线轴承，两个直线轴承的外端均与传感器盒的外壁固定连接。

所述的升降滑台模组的模组滑台上连接有支架底座，所述的导轨支架的底端固定连接于支架底座上。

所述的上传动带连接板和下传动连接板均固定连接于传动带的外侧面上，所述的传动带的内侧面上设置有与上传动带连接板相对的上传动带压板和与下传动带连接板相对的下传动带压板。

所述的上传动带连接板固定设置于升降滑台模组的上端部上。

所述的小摆臂减速器和大摆臂减速器均选用行星齿轮减速器。

本发明的优点：

（1）、本发明变配电设备巡检机构都架设于AGV小车上方，行走时不外露出车体，且AGV小车采取的是差速转弯，使得机器人即使在狭小的过道中，都可以对电气柜进行检测；

（2）、本发明的主升降架总成采取的是二级提升结构，升降滑台模组的模组滑台升降的同时，通过传动副的传动上摄像头也升降同样的高度，即上摄像头升降的高度是升降滑台模组的模组滑台升降高度的二倍；

（3）、本发明安装于小摆臂总成上的下摄像头可以摆动到AGV小车的车体下方，到达一个最低的摄像检测位置（0.4米），使得整个机器人可以全工作面（从上到下）的对电气柜进行巡检；

（4）、本发明主升降架总成上的上摄像头还可由转动电机带动转动，配合AGV小车的前后移动，可多角度对同一电气柜位置进行检测比较；

（5）、本发明大摆臂总成上的传感器总成，设置有套装于直线轴承上的压紧弹簧，使得传感器盒可相对于伸缩盒进行伸缩移动，且在压紧弹簧的弹力作用下使得传感器盒紧贴电气柜面板，以此精确地测量电气柜放电情况和柜面温度；

（6）、本发明的控制盒顶端还设置有风速风向传感器和烟雾传感器，便于获得更多的电气柜巡检信息。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是本发明小摆臂总成的结构示意图;

图3是本发明大摆臂总成的结构示意图;

图4是图3中的A部***图;

图5是本发明传感器总成的结构示意图;

图6是本发明伸缩盒的内部结构示意图;

图7是本发明主升降架总成的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1，一种变配电设备巡检机器人，包括有AGV小车1，设置于AGV小车1上的控制柜2、小摆臂总成3、大摆臂总成4和主升降架总成6，以及连接于大摆臂总成4上的传感器总成5；控制柜2的顶端设置有风速风向传感器7、烟雾传感器8和指示灯9；

见图2，小摆臂总成3包括有固定设置于AGV小车1上端面上的小摆臂减速器支架31、设置于小摆臂减速器支架31上且由小摆臂驱动电机32带动的小摆臂减速器33、连接于小摆臂减速器33水平输出端上的小摆臂支架34、内端连接于小摆臂支架34上的小摆臂35、以及固定连接于小摆臂35外端上的下摄像头36，小摆臂35与小摆臂减速器33水平输出端相互垂直；

见图3和图4，大摆臂总成4包括有固定设置于AGV小车1上端面上的大摆臂减速器支架41、底端固定于大摆臂减速器支架41上的U形结构的带轮支架42、设置于大摆臂减速器支架41上且由大摆臂驱动电机43带动的大摆臂减速器44、连接于大摆臂减速器44水平输出端上的大摆臂支架45、内端连接于大摆臂支架45上的大摆臂46、以及传动副和传感器支架，大摆臂46与大摆臂减速器44水平输出端相互垂直，大摆臂46为两端开口的中空结构，传动副包括有下同步带轮47、上同步带轮48、以及缠绕于下同步带轮47和上同步带轮48上的同步带49，下同步带轮47设置于带轮支架42的U形槽口内且与带轮支架42固定连接，传动副从大摆臂46的中空结构内穿过，上同步带轮48上的轴承411内圈与转轴410固定连接，传感器支架412为两个倒L形结构的支板，两个支板的竖直部分分别固定连接于上同步带轮48的两端面上，大摆臂46的顶端连接有两个分别相对上同步带轮48两端面的支架板413，上同步带轮上转轴410的两端分别穿过对应的支板412后与对应的支架板413固定连接；

见图5和图6，传感器总成5包括有伸缩盒51、设置于伸缩盒51内部底板上的直线轴承座52、水平设置于直线轴承座52上且伸出到伸缩盒51外的两个直线轴承53、连接于两个直线轴承53外端上的传感器盒54、两个分别套装于对应直线轴承53上的压紧弹簧55、以及设置于传感器盒54内的放电传感器56、红外温度传感器57和微动传感器58，压紧弹簧55位于伸缩盒51外且两端分别抵住伸缩盒51的外壁和传感器盒54的外壁；

见图7，主升降架总成6包括有固定设置于AGV小车1上端面上的模组底座61、固定设置于模组底座61上的升降滑台模组62、固定连接于升降滑台模组62的模组滑台63上的支架底座、底端固定连接于支架底座上的导轨支架64、通过下轴承连接于导轨支架64下端部上的下传动轮65、通过上轴承连接于导轨支架64上端部上的上传动轮66、缠绕于下传动轮65和上传动轮66上的传动带67、固定连接于传动带67上的上传动带连接板68和下传动连接板69、固定设置于导轨支架64上的竖直升降导轨610、滑动设置于竖直升降导轨610上的升降滑块、固定连接于升降滑块上的摄像头支架611、设置于摄像头支架611上的转动电机612和上摄像头613，上传动带连接板68固定设置于升降滑台模组62的上端部上，下传动连接板69与摄像头支架611固定连接，且上传动带连接板68和下传动连接板69均固定连接于传动带67的外侧面上，传动带67的内侧面上设置有与上传动带连接板68相对的上传动带压板614和与下传动带连接板69相对的下传动带压板615，转动电机612的输出端竖直向上且与上摄像头613的底端固定连接；

其中，小摆臂减速器33和大摆臂减速器44均选用行星齿轮减速器；

控制柜2内设置有控制器，AGV小车1的驱动机构、小摆臂驱动电机32、大摆臂驱动电机43、升降滑台模组61的驱动机构、转动电机612均与控制器的控制输出端连接，下摄像头36、上摄像头613均与控制器的图像采集输入端连接，风速风向传感器7、烟雾传感器8、放电传感器56、红外温度传感器57和微动传感器58均与控制器的传感器输入端连接，指示灯9与控制器的指示输出端连接。

本发明的工作原理：

（1）、AGV小车1启动，到达地标卡标记位置，即到达电气柜工作位置；

（2）、小摆臂驱动电机32正转，带动小摆臂支架34上的小摆臂35旋转，使下摄像头36转到AGV小车1上端面水平以下的位置，然后拍照并读取变配电设备开合闸状态信息；

（3）、大摆臂驱动电机43正转，带动大摆臂支架45上的大摆臂46和大摆臂46上的传感器总成5旋转，当微动传感器58接触到电气柜时，再旋转一个固定角度，使放电传感器56能完全贴合于电气柜上，放电传感器56和红外温度传感器57开始工作，读取设备放电和温度信息；

（4）、升降滑台模组61的驱动机构正转，模组滑台63上移，导轨支架64相对于升降滑台模组61上移，安装于导轨支架64上的下传动轮65和上传动轮66上移，固定于升降滑台模组61上的上传动带连接板68即可拉动传动带67转动，此时连接于传动带67上的下传动连接板69拉动摄像头支架611上移，从而带动上摄像头613上移至工作位，然后记录电气柜表头信息和指示灯状态，然后转动电机612带动上摄像头613正转，上摄像头613拍照并检测电气柜门开合状态，检测完成后，转动电机612带动上摄像头613再转回初始位置；

上述步骤（2）-（4）同时进行；

（5）、大摆臂驱动电机43反转，带动大摆臂支架45上的大摆臂46和大摆臂46上的传感器总成5复位；然后AGV小车1启动，到达下一工作位置，重复步骤（3）-（4），直到所有电气柜巡检设备均巡检完成。

（6）、小摆臂驱动电机32反转，大摆臂驱动电机43反转，升降滑台模组61的驱动机构反转，使小摆臂总成3、大摆臂总成4、主升降架总成6达到初始位置，AGV小车1退回充电位，等待下次巡检时间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：包括有AGV小车，设置于AGV小车上的控制柜、小摆臂总成、大摆臂总成和主升降架总成，以及连接于大摆臂总成上的传感器总成；所述的小摆臂总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的小摆臂减速器支架、设置于小摆臂减速器支架上且由小摆臂驱动电机带动的小摆臂减速器、连接于小摆臂减速器水平输出端上的小摆臂支架、内端连接于小摆臂支架上的小摆臂、以及固定连接于小摆臂外端上的下摄像头，所述的小摆臂与小摆臂减速器水平输出端相互垂直；所述的大摆臂总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的大摆臂减速器支架和带轮支架、设置于大摆臂减速器支架上且由大摆臂驱动电机带动的大摆臂减速器、连接于大摆臂减速器水平输出端上的大摆臂支架、内端连接于大摆臂支架上的大摆臂、以及传动副和传感器支架，所述的大摆臂与大摆臂减速器水平输出端相互垂直，所述的大摆臂为两端开口的中空结构，传动副包括有固定于带轮支架上的下同步带轮、上同步带轮、以及缠绕于下同步带轮和上同步带轮上的同步带，所述的传动副从大摆臂的中空结构内穿过，上同步带轮上的轴承内圈与转轴固定连接，转轴的两端与大摆臂的顶端固定连接，所述的传感器支架固定连接于上同步带轮上；所述的传感器总成包括有伸缩盒、设置于伸缩盒内部底板上的直线轴承座、水平设置于直线轴承座上且伸出到伸缩盒外的直线轴承、连接于直线轴承外端上的传感器盒、套装于直线轴承上的压紧弹簧、以及设置于传感器盒内的放电传感器、红外温度传感器和微动传感器，所述的压紧弹簧位于伸缩盒外且两端分别抵住伸缩盒的外壁和传感器盒的外壁；所述的主升降架总成包括有固定设置于AGV小车上端面上的模组底座、固定设置于模组底座上的升降滑台模组、固定连接于升降滑台模组的模组滑台上的导轨支架、通过下轴承连接于导轨支架下端部上的下传动轮、通过上轴承连接于导轨支架上端部上的上传动轮、缠绕于下传动轮和上传动轮上的传动带、固定连接于传动带上的上传动带连接板和下传动连接板、固定设置于导轨支架上的竖直升降导轨、滑动设置于竖直升降导轨上的升降滑块、固定连接于升降滑块上的摄像头支架、设置于摄像头支架上的转动电机和上摄像头，所述的上传动带连接板固定设置于升降滑台模组上，所述的下传动连接板与摄像头支架固定连接，所述的转动电机的输出端竖直向上且与上摄像头固定连接；所述的控制柜内设置有控制器，所述的AGV小车的驱动机构、小摆臂驱动电机、大摆臂驱动电机、升降滑台模组的驱动机构、转动电机均与控制器的控制输出端连接，所述的下摄像头、上摄像头均与控制器的图像采集输入端连接，所述的放电传感器、红外温度传感器和微动传感器均与控制器的传感器输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的控制柜的顶端设置有与控制器传感器输入端连接的风速风向传感器和烟雾传感器、以及与控制器指示输出端连接的指示灯。

3.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的带轮支架为U形支架结构，且底端固定于大摆臂减速器支架上，所述的下同步带轮设置于带轮支架的U形槽口内且与带轮支架固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的传感器支架为两个倒L形结构的支板，两个支板的竖直部分分别固定连接于上同步带轮的两端面上，所述的大摆臂的顶端连接有两个分别相对上同步带轮的两端面的支架板，所述的上同步带轮上转轴的两端分别穿过对应的支板后与对应的支架板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的直线轴承座上水平设置有两个直线轴承，两个直线轴承的外端均与传感器盒的外壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的升降滑台模组的模组滑台上连接有支架底座，所述的导轨支架的底端固定连接于支架底座上。

7.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的上传动带连接板和下传动连接板均固定连接于传动带的外侧面上，所述的传动带的内侧面上设置有与上传动带连接板相对的上传动带压板和与下传动带连接板相对的下传动带压板。

8.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的上传动带连接板固定设置于升降滑台模组的上端部上。

9.根据权利要求1所述的一种变配电设备巡检机器人，其特征在于：所述的小摆臂减速器和大摆臂减速器均选用行星齿轮减速器。