CN114776972B - 一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，包括壳体、旋转调节单元、升降倾角调节单元及摄像单元，其中壳体底部转动连接旋转调节单元，且壳体的底部垂向固设有定位管；旋转调节单元的调节端周向旋转并轴向限位套装在定位管上，且旋转调节单元的调节端底面上轴对称布设升降倾角调节单元；升降倾角调节单元的调节端多点绝缘挂接摄像单元；定位管的底端轴向制出有径向定位摄像单元的定位锥孔，该定位锥孔的孔底处设置有为摄像单元充电的充电触点。该巡检机器人可对配电站内的间隙位置进行360°环绕且绝缘的分体式巡检，其巡检的地形环境限制小，且通过拍摄***的信号承接放大，可有效保证巡检图像的清晰度及时效性。

Description

一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人
技术领域
本发明涉及智能巡检技术领域，具体为一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人。
背景技术
配电站是指具有变电和配电功能的变电所，其内部密集排布多种类型的配电箱及其他仪器仪表和配电设施，它的正常运行关系着整个电网的安全，因此对配电站需要定期的执行巡检，以排除安全隐患，现有技术中通常采用人工与机器人配合实施配电站内部设施的巡检，但由于配电站内电磁环境复杂，机器人仅可对配电设施的外操作面进行粗略巡检，如待测电柜中显示于显示屏上的设置工作参数，如电压值，电流以及功率，指示灯颜色及开关状态等，而配电箱体间隙或管线间隙等是否发生过热或损坏等问题，仅可通过人工巡检来发现，
但是，现有的大型配电站中，需要巡检的待测电柜数量众多，因此人工检测的方式非常的费时费力，并且人工检测通常时间间隔较久，因此并不能及时的发现配电站中各待测电柜中存在的安全隐患。
因此，如何设计一种巡检机器人，可在配电站内复杂的电磁环境下进行线路线缆及配电柜之间等间隙位置巡检及图像回传，即成为了本领域人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，该巡检机器人可对配电站内的间隙位置进行360°环绕且绝缘的分体式巡检，其巡检的地形环境限制小，且通过拍摄***的信号承接放大，可有效保证巡检图像的清晰度及时效性。
一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，包括固设于配电站内的导向轨以及在导向轨上行驶的巡检机器人；巡检机器人包括壳体、旋转调节单元、升降倾角调节单元及摄像单元，其中壳体底部转动连接旋转调节单元，且壳体的底部垂向固设有定位管；旋转调节单元的调节端周向旋转并轴向限位套装在定位管上，且旋转调节单元的调节端底面上轴对称布设升降倾角调节单元；升降倾角调节单元的调节端多点绝缘挂接摄像单元；定位管的底端轴向制出有径向定位摄像单元的定位锥孔，该定位锥孔的孔底处设置有为摄像单元充电的充电触点。
优选的，旋转调节单元包括第一电机、减速机、主动齿轮、从动齿轮，其中第一电机和减速机均固设在壳体内部，且减速机的动力输入端连接第一电机的动力输出端，减速机的动力输出端同轴固接主动齿轮的齿轮轴；从动齿轮与主动齿轮啮合连接，该从动齿轮周向旋转并轴向限位套装在定位管的周向外壁上，且从动齿轮的底面上轴对称布设升降倾角调节单元。
优选的，升降倾角调节单元包括第二电机、第二电池、绕线辊、导线架及绝缘线，其中第二电机、第二电池及导线架均固设在从动齿轮的底面上，且第二电池为第二电机提供电能并带动绕线辊旋转；绕线辊转动连接在从动齿轮的底面上，且绕线辊中部的弧面上径向固设有挂柱；绝缘线的中段固定挂接在挂柱上，绝缘线的两端互为反向绕经绕线辊并经导线架的导向支撑，最后挂接在摄像单元的周向外壁上。
优选的，导线架与定位锥孔轴心的水平间距小于绕线辊轴心与定位锥孔轴心的水平间距，且导线架设有多个并分别挂接绝缘线的两端。
优选的，摄像单元包括配重片、锥形插头、摄像头及第一电池；配重片的周向外壁上固设有多个挂接绝缘线的挂耳，配重片的顶面上固设有调节插接在定位锥孔内的锥形插头，且配重片的底部固设摄像头；锥形插头内部固设为摄像头供电的第一电池，且锥形插头的顶部设有插接充电触点并为第一电池充电的充电座。
优选的，巡检机器人还设有摄像***，该摄像***包括近程无线信号发射器、近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器；近程无线信号发射器固设在锥形插头内部并将摄像头拍摄的图像数据远程发送给近程无线信号接收器；近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器均固设在巡检机器人的壳体内部，其中近程无线信号接收器将数据信息发送至信号放大器内放大并除杂处理，处理后的图像信息由远程无线信号发射器发送至配电站的监控室。
优选的，定位锥孔的周向内壁以及锥形插头的周向外壁上均对称制出有限位坡面，该限位坡面同轴并周向约束定位锥孔及锥形插头，使锥形插头顶部的充电座与定位锥孔孔底的充电触点一一对应。
优选的，巡检机器人的壳体内固设有第三电池，该第三电池为巡检机器人在导向轨上的行驶、为充电触点、为第一电机的运转以及为除近程无线信号发射器外的摄像***提供电能。
本发明的优点和技术效果是：
本发明的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其旋转调节单元中，由第一电机、减速机及主动齿轮作为动力源，为从动齿轮提供水平旋转动力，并由从动齿轮为升降倾角调节单元提供水平360°旋转可调的挂接支撑。
本发明的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其升降倾角调节单元由第二电机、第二电池及绕线辊作为动力源，为挂接在摄像单元上的绝缘线提供拉伸和收缩动力，并且为保证摄像单元的倾角调节稳定可控，每个绕线辊上伸出等长的两个绝缘线端头，该两个等长的绝缘线端头随着绕线辊旋转而同步收放，最后为降低摄像单元的摇摆幅度以及水平平移量，特设置直线距离较为接近定位管的导线架挂接绝缘线。
本发明的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其摄像单元及摄像***用于实现分体拍摄功能，其中摄像单元由第一电池独立供电，由挂接绝缘线的配重片依靠其自身重力调节镜头垂向倾角及拍摄姿态，最后由可配合插接在定位锥孔内的锥形插头实现拍摄单元上升复位，以及充电触点与充电座的对位。
综上，本发明的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，由导向轨上行驶的巡检机器人提供移动摄像载体；由旋转调节单元360°全角度环向渐变调节摄像单元的水平旋转角，由升降倾角调节单元绝缘并渐变调节摄像单元分体后的垂直高度以及镜头倾角（朝向）；由摄像***远程桥接并放大图像信号；最终由分体后的摄像单元深入至配电柜夹缝或线缆间隙等狭小位置之中进行自动化巡检。
附图说明
图1为本发明的立体图（俯视45°）；
图2为本发明的立体图（仰视45°，未示出绝缘线）；
图3为本发明的仰视图；
图4为本发明的半剖视图；
图5为本发明中摄像单元充电姿态的结构示意图；
图6为本发明中摄像单元分体巡检的右视极限姿态示意图；
图7为本发明中摄像单元分体巡检的左视极限姿态示意图；
图8为本发明中摄像单元的放大结构示意图；
图9为本发明中定位管的放大结构示意图；
图中：1-导向轨；2-巡检机器人；3-旋转调节单元；4-升降倾角调节单元；5-摄像单元；6-定位管；7-主动齿轮；8-从动齿轮；9-导线架；10-绕线辊；11-挂柱；12-第二电池；13-绝缘线；14-第二电机；15-挂耳；16-壳体；17-减速机；18-第一电机；19-第三电池；20-信号放大器；21-近程无线信号接收器；22-远程无线信号发射器；23-充电座；24-充电触点；25-配电箱；26-配重片；27-限位坡面；28-锥形插头；29-摄像头；30-定位锥孔。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，包括固设于配电站内的导向轨1以及在导向轨上行驶的巡检机器人2；巡检机器人包括壳体16、旋转调节单元3、升降倾角调节单元4及摄像单元5，其中壳体底部转动连接旋转调节单元，且壳体的底部垂向固设有定位管6；旋转调节单元的调节端周向旋转并轴向限位套装在定位管上，且旋转调节单元的调节端底面上轴对称布设升降倾角调节单元；升降倾角调节单元的调节端多点绝缘挂接摄像单元；定位管的底端轴向制出有径向定位摄像单元的定位锥孔30，该定位锥孔的孔底处设置有为摄像单元充电的充电触点24。
优选的，旋转调节单元包括第一电机18、减速机17、主动齿轮7、从动齿轮8，其中第一电机和减速机均固设在壳体内部，且减速机的动力输入端连接第一电机的动力输出端，减速机的动力输出端同轴固接主动齿轮的齿轮轴；从动齿轮与主动齿轮啮合连接，该从动齿轮周向旋转并轴向限位套装在定位管的周向外壁上，且从动齿轮的底面上轴对称布设升降倾角调节单元。
优选的，升降倾角调节单元包括第二电机14、第二电池12、绕线辊10、导线架9及绝缘线13，其中第二电机、第二电池及导线架均固设在从动齿轮的底面上，且第二电池为第二电机提供电能并带动绕线辊旋转；绕线辊转动连接在从动齿轮的底面上，且绕线辊中部的弧面上径向固设有挂柱11；绝缘线的中段固定挂接在挂柱上，绝缘线的两端互为反向绕经绕线辊并经导线架的导向支撑，最后挂接在摄像单元的周向外壁上。
优选的，导线架与定位锥孔轴心的水平间距小于绕线辊轴心与定位锥孔轴心的水平间距，且导线架设有多个并分别挂接绝缘线的两端。
优选的，摄像单元包括配重片26、锥形插头28、摄像头29及第一电池；配重片的周向外壁上固设有多个挂接绝缘线的挂耳15，配重片的顶面上固设有调节插接在定位锥孔内的锥形插头，且配重片的底部固设摄像头；锥形插头内部固设为摄像头供电的第一电池，且锥形插头的顶部设有插接充电触点并为第一电池充电的充电座23。
优选的，巡检机器人还设有摄像***，该摄像***包括近程无线信号发射器、近程无线信号接收器21、信号放大器20及远程无线信号发射器22；近程无线信号发射器固设在锥形插头内部并将摄像头拍摄的图像数据远程发送给近程无线信号接收器；近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器均固设在巡检机器人的壳体内部，其中近程无线信号接收器将数据信息发送至信号放大器内放大并除杂处理，处理后的图像信息由远程无线信号发射器发送至配电站的监控室。
优选的，定位锥孔的周向内壁以及锥形插头的周向外壁上均对称制出有限位坡面27，该限位坡面同轴并周向约束定位锥孔及锥形插头，使锥形插头顶部的充电座与定位锥孔孔底的充电触点一一对应。
优选的，巡检机器人的壳体内固设有第三电池19，该第三电池为巡检机器人在导向轨上的行驶、为充电触点、为第一电机的运转以及为除近程无线信号发射器外的摄像***提供电能。
另外，本发明优选的，摄像头、无线信号发射器、近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器均采用现有技术中的成熟产品。
另外，本发明优选的，巡检机器人在导向轨上行驶的动力及控制机构均采用现有技术中的成熟产品及成熟的连接及控制手段。
为了更清楚地描述本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：
本发明的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，在安装前需根据巡检位置预先在配电站房顶上布设导向轨，巡检机器人按照导向轨的延伸方向行驶，可采用现有技术中的成熟手段实现。
在巡检过程中，可优选的设置两组轴对称设置的升降倾角调节单元，每组升降倾角调节单元延伸出的两个等长的绝缘线端头分别穿过与其对应的导线架，并挂接在摄像单元的配重片外周上，随着两组升降倾角调节单元的收放线，可实现摄像头在竖直平面上180°翻转倾角调节（左转90°及右转90°即为摄像头在竖直平面上的最大调节倾角）；摄像头在竖直平面上倾角调节的同时随着从动齿轮旋转，摄像头可进行水平面上的360°环绕角度调节，需注意的是，无论摄像头在水平面还是在竖直平面上进行倾角调节，其都是渐变进行的，因此可根据巡检地形及巡检夹缝大小，调节摄像头在立体空间内的朝向（摄像头倾角调节的位移集合为半球形）。故摄像头左转90°及右转90°的极限调节姿态下，摄像头尖端至锥形插头末端的距离即为本发明的分体式巡检机器人可以伸入的配电箱25或线缆之间最小缝隙的间距。
最后，本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
本发明公开和提出的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。并且应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，包括固设于配电站内的导向轨以及在导向轨上行驶的巡检机器人；其特征在于：所述巡检机器人包括壳体、旋转调节单元、升降倾角调节单元及摄像单元，其中壳体底部转动连接旋转调节单元，且壳体的底部垂向固设有定位管；所述旋转调节单元的调节端周向旋转并轴向限位套装在定位管上，且旋转调节单元的调节端底面上轴对称布设升降倾角调节单元；所述升降倾角调节单元的调节端多点绝缘挂接摄像单元；所述定位管的底端轴向制出有径向定位摄像单元的定位锥孔，该定位锥孔的孔底处设置有为摄像单元充电的充电触点；所述旋转调节单元包括第一电机、减速机、主动齿轮、从动齿轮，其中第一电机和减速机均固设在壳体内部，且减速机的动力输入端连接第一电机的动力输出端，减速机的动力输出端同轴固接主动齿轮的齿轮轴；所述从动齿轮与主动齿轮啮合连接，该从动齿轮周向旋转并轴向限位套装在定位管的周向外壁上，且从动齿轮的底面上轴对称布设升降倾角调节单元；所述升降倾角调节单元包括第二电机、第二电池、绕线辊、导线架及绝缘线，其中第二电机、第二电池及导线架均固设在从动齿轮的底面上，且第二电池为第二电机提供电能并带动绕线辊旋转；所述绕线辊转动连接在从动齿轮的底面上，且绕线辊中部的弧面上径向固设有挂柱；所述绝缘线的中段固定挂接在挂柱上，绝缘线的两端互为反向绕经绕线辊并经导线架的导向支撑，最后挂接在摄像单元的周向外壁上。
2.根据权利要求1所述的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其特征在于：所述导线架与定位锥孔轴心的水平间距小于绕线辊轴心与定位锥孔轴心的水平间距，且导线架设有多个并分别挂接绝缘线的两端。
3.根据权利要求1所述的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其特征在于：所述摄像单元包括配重片、锥形插头、摄像头及第一电池；所述配重片的周向外壁上固设有多个挂接绝缘线的挂耳，配重片的顶面上固设有调节插接在定位锥孔内的锥形插头，且配重片的底部固设摄像头；所述锥形插头内部固设为摄像头供电的第一电池，且锥形插头的顶部设有插接充电触点并为第一电池充电的充电座。
4.根据权利要求1所述的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人还设有摄像***，该摄像***包括近程无线信号发射器、近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器；所述近程无线信号发射器固设在锥形插头内部并将摄像头拍摄的图像数据远程发送给近程无线信号接收器；所述近程无线信号接收器、信号放大器及远程无线信号发射器均固设在巡检机器人的壳体内部，其中近程无线信号接收器将数据信息发送至信号放大器内放大并除杂处理，处理后的图像信息由远程无线信号发射器发送至配电站的监控室。
5.根据权利要求3所述的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其特征在于：所述定位锥孔的周向内壁以及锥形插头的周向外壁上均对称制出有限位坡面，该限位坡面同轴并周向约束定位锥孔及锥形插头，使锥形插头顶部的充电座与定位锥孔孔底的充电触点一一对应。
6.根据权利要求4所述的一种配电站内部全角度图像采集的分体式巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人的壳体内固设有第三电池，该第三电池为巡检机器人在导向轨上的行驶、为充电触点、为第一电机的运转以及为除近程无线信号发射器外的摄像***提供电能。
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