CN209766995U - 配电网电缆通道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种配电网电缆通道巡检机器人，包括主控器，设于巡检机器人本体上的机身倾斜检测设备，以及用于驱动巡检机器人履带和巡检机器人摆臂运动的运动控制设备；主控器分别连接运动控制设备和机身倾斜检测设备；机身倾斜检测设备向主控器传输测量得到的倾斜角度；主控器根据接收到的倾斜角度，控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动运动控制设备，以使运动控制设备驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动，实现对电缆通道巡检机器人本体的防倾斜。进而能够在机器人机身倾斜角度足以导致其倾倒时，及时进行相应的倾斜调整动作，以克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，提高了机器人的巡检效率。

Description

配电网电缆通道巡检机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种配电网电缆通道巡检机器人。

背景技术

配网电缆通道常埋设于地面之下且分布极为广泛，一直是电网巡检的重点。但由于其环境空间狭小，情况复杂，也是巡视工作的难点。除电缆工井外部，人力巡检无法检测工井间的电缆通道内的情况，当电缆通道及线缆出现异常时，极有可能造成不良后果。而随着智能化的发展，巡检机器人可代替人工进入电缆通道进行内部巡检，巡检机器人在电缆通道的应用将成为发展趋势。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：由于电缆通道内部路况复杂，传统的巡检机器人在通道内行走时，容易倾倒，影响机器人的正常工作，导致巡检效率低。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的巡检机器人在通道内行走时，容易倾倒，且巡检效率低的问题，提供一种配电网电缆通道巡检机器人。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种配电网电缆通道巡检机器人，包括主控器，设于巡检机器人本体上的机身倾斜检测设备，以及用于驱动巡检机器人履带和巡检机器人摆臂运动的运动控制设备；

主控器分别连接运动控制设备和机身倾斜检测设备；

机身倾斜检测设备向主控器传输测量得到的倾斜角度；主控器根据接收到的倾斜角度，控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动运动控制设备，以使运动控制设备驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动。

在其中一个实施例中，运动控制设备包括用于驱动巡检机器人摆臂运动的摆臂驱动设备，以及用于驱动巡检机器人履带运动的履带控制设备。

在其中一个实施例中，摆臂驱动设备包括连接主控器的旋转驱动器；

旋转驱动器用于驱动巡检机器人摆臂旋转预设角度。

在其中一个实施例中，履带控制设备包括分别连接主控器的左履带驱动器、右履带驱动器。

在其中一个实施例中，机身倾斜检测设备包括连接主控器的陀螺仪。

在其中一个实施例中，还包括用于连接终端的无线通信模块；无线通信模块连接主控器。

在其中一个实施例中，还包括连接主控器的云台控制设备。

在其中一个实施例中，云台控制设备包括连接主控器的摄影模块，以及连接在摄影模块与主控器之间的云台旋转驱动器。

在其中一个实施例中，还包括连接主控器的红外测温传感器。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于主控器连接运动控制设备，主控器连接机身倾斜检测设备，机身倾斜检测设备可向主控器传输测量得到的倾斜角度；主控器可用于处理倾斜角度(例如比较倾斜角度与倾斜预警角度的大小)，并根据倾斜角度控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动运动控制设备，以使运动控制设备驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动，实现对电缆通道巡检机器人本体的防倾斜。进而能够在机器人机身倾斜角度足以导致其倾倒时，及时进行相应的倾斜调整动作，以克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，保证机器人在配电网电缆通道的正常巡检工作，进而提高了机器人的巡检效率。

附图说明

图1为一个实施例中配电网电缆通道巡检机器人的第一结构示意图；

图2为一个实施例中配电网电缆通道巡检机器人的第二结构示意图；

图3为一个实施例中配电网电缆通道巡检机器人的第三结构示意图；

图4为一个实施例中配电网电缆通道巡检机器人的第四结构示意图；

图5为一个实施例中配电网电缆通道巡检机器人的第五结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种配电网电缆通道巡检机器人，包括主控器110，设于巡检机器人本体上的机身倾斜检测设备120，以及用于驱动巡检机器人履带和巡检机器人摆臂运动的运动控制设备130；主控器110分别连接运动控制设备130和机身倾斜检测设备120。

机身倾斜检测设备120向主控器110传输测量得到的倾斜角度；主控器110根据接收到的倾斜角度，控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动运动控制设备130，以使运动控制设备130驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动。

其中，主控器110指的是具有信号处理和信号传输等功能的器件，主控器110可以是单片机，例如主控器110的控制芯片可以是STM32系列的控制芯片。巡检机器人摆臂指的是具有支撑作用的机器人构件；巡检机器人履带指的是能够带动巡检机器人本体移动的机器人构件。运动控制设备130可用来驱动巡检机器人摆臂运动，还可用来驱动巡检机器人履带运动；例如，运动控制设备130可驱动巡检机器人摆臂旋转，进而可支撑起巡检机器人本体；运动控制设备130还可驱动巡检机器人履带向前、向后、向左或向右等方向运动，进而可使得巡检机器人在电缆通道内进行移动。巡检机器人指的是用于配电网电缆通道巡检的机器人。机身倾斜检测设备120可设于巡检机器人本体上，可用来检测巡检机器人本体倾斜情况的设备；例如机身倾斜检测设备120可测量巡检机器人本体的倾斜角度，通过倾斜角度可得知巡检机器人的倾斜情况。

具体地，基于运动控制设备130连接主控器110，机身倾斜检测设备120连接主控器110；巡检机器人在电缆通道工作工程中，机身倾斜检测设备120可实时检测巡检机器人本体倾斜情况。在巡检机器人发生倾斜时，机身倾斜检测设备130可检测巡检机器人机身的倾斜角度，并将检测到的倾斜角度传输给主控器110。主控器110可对接收到的倾斜角度进行处理，例如主控器110可包括比较器，通过比较器对倾斜角度与预设的倾斜预警角度比对；在机身倾斜角度大于倾斜预警角度时，控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动摆臂驱动设备130，进而运动控制设备130可驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动，以克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，防止巡检机器人在通道内行走时发生倾倒，导致中断在电缆通道的巡检工作。

需要说明的是，主控器110可通过运行现有的计算机程序，实现对倾斜角度的处理；主控器110还可通过硬件模块(如比较器)实现对倾斜角度的处理。

上述实施例中，基于主控器连接运动控制设备，主控器连接机身倾斜检测设备，机身倾斜检测设备可向主控器传输测量得到的倾斜角度；主控器可用于处理倾斜角度(例如比较倾斜角度与倾斜预警角度的大小)，并根据倾斜角度控制巡检机器人履带停止当前动作，并启动运动控制设备，以使运动控制设备驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动，实现对电缆通道巡检机器人本体的防倾斜。进而能够在机器人机身倾斜角度足以导致其倾倒时，及时进行相应的倾斜调整动作，以克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，保证机器人在配电网电缆通道的正常巡检工作，进而提高了机器人的巡检效率。

在一个实施例中，如图2所示，运动控制设备130包括用于驱动所述巡检机器人摆臂运动的摆臂驱动设备132，以及用于驱动所述巡检机器人履带运动的履带控制设备134。

具体地，摆臂驱动设备132可用来驱动巡检机器人摆臂旋转；主控器110在控制巡检机器人履带停止当前动作后，可启动摆臂驱动设备132，通过摆臂驱动设备132驱动巡检机器人摆臂旋转，及时调整巡检机器人本体的倾斜角度，使得巡检机器人本体恢复水平状态后继续电缆通道内的巡检工作。

履带控制设备134可用来驱动巡检机器人履带运动；主控器110在控制巡检机器人履带停止当前动作后，可启动履带控制设备134，通过履带控制设备134驱动巡检机器人履带沿与当前动作的相反方向运动到安全区域，及时调整巡检机器人本体的倾斜角度，防止巡检机器人倾倒，影响电缆通道内的巡检工作。

上述的配电网电缆通道巡检机器人中，摆臂驱动设备132驱动巡检机器人摆臂旋转以及通过履带控制设备134驱动巡检机器人履带运动；进而能够在机器人机身倾斜角度到达预警值时(即机器人本体处于倾倒危险姿态)，及时进行相应的倾斜调整动作，以克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，保证机器人在配电网电缆通道的正常巡检工作，进而提高了机器人的巡检效率。

在一个实施例中，如图2所示，摆臂驱动设备132包括连接主控器110的旋转驱动器232。

旋转驱动器232用于驱动巡检机器人摆臂旋转预设角度。

其中，旋转驱动器232可用来驱动巡检机器人摆臂旋转预设角度；例如旋转驱动器232可驱动巡检机器人摆臂旋转待调节角度，旋转驱动器232未接收到待调节角度时，则巡检机器人摆臂暂停旋转。

具体地，基于旋转驱动器232连接主控器110。巡检机器人在电缆通道进行巡检工作中，若发生机身倾斜，机身倾斜检测设备130可将检测到的机身倾斜角度传输给主控器。主控器110在机身倾斜角度超大于预设角度时，启动旋转驱动器232，进而旋转驱动器232驱动巡检机器人摆臂旋转调节角度，使得巡检机器人机身恢复水平状态，防止巡检机器人机身倾倒。上述的配电网电缆通道巡检机器人中，通过旋转驱动器232驱动巡检机器人摆臂旋转预设角度，提高了巡检机器人机身倾斜调整的可靠性。

在一个实施例中，如图2所示，机身倾斜检测设备120包括连接主控器110的陀螺仪122。

其中，陀螺仪122指的是角运动检测装置；陀螺仪122可用来测量巡检机器人机身倾斜的角速度。

具体地，基于陀螺仪122连接主控器110，巡检机器人在配电网电缆通道进行巡检工作中，陀螺仪122可实时测量巡检机器人的倾斜情况，巡检机器人发生机身倾斜时，陀螺仪122可将检测到的角速度传输给主控器110。主控器110在角速度超出预设角速度时，判定巡检机器人需要进行机身倾斜调整，则启动摆臂驱动设备120，进而通过摆臂驱动设备120驱动巡检机器人摆臂旋转，使得巡检机器人克服机身倾斜直至机身恢复水平状态，防止巡检机器人机身倾倒。上述的配电网电缆通道巡检机器人中，通过陀螺仪122实时测量巡检机器人的机身倾斜情况，提高了巡检机器人机身倾斜监测的精确性。

需要说明的是，主控器110可通过运行现有的计算机程序，实现对角速度的处理；主控器110还可通过硬件模块(如比较器)实现对角速度的处理。

在一个具体的实施例中，如图3所示，履带控制设备134包括分别连接主控器110的左履带驱动器332、右履带驱动器334。

其中，巡检机器人履带可包括巡检机器人左履带和巡检机器人右履带；左履带驱动器332可用来驱动巡检机器人左履带运动；右履带驱动器334可用来驱动巡检机器人右履带运动。

具体地，基于左履带驱动器332连接主控器110，右履带驱动器334连接主控器110，巡检机器人在配电网电缆通道进行巡检过程中，主控器110可分别控制左履带驱动器332和右履带驱动器334，使得巡检机器人左履带和巡检机器人右履带移动工作，提高了巡检机器人的移动便携性。

进一步的，主控器110可对左履带驱动器332和右履带驱动器334进行同步控制；主控器110可对左履带驱动器332和右履带驱动器334进行异步控制。

需要说明的是，卡带检测模块可通过传感器实现对履带卡带情况的检测。

在一个实施例中，如图4所示，还包括用于连接终端的无线通信模块160；无线通信模块160连接主控器110。

其中，终端可以是工业平板电脑；可选的，工业平板电脑具有视频录制和回放功能。无线通信模块160可以是无线公网通信模块，也可以电力专网通信模块；可选的，无线公网通信模块可以是WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)通信模块、蓝牙模块、2G(2nd-Generation，第三代移动通信技术)通信模块、3G(3rd-Generation，第三代移动通信技术)通信模块、4G(4th-Generation，第三代移动通信技术)通信模块或5G(5th-Generation，第三代移动通信技术)通信模块等。电力专网通信模块可以是LTE230电力通信模块。

具体地，基于无线通信模块160连接在终端和主控器110之间；主控器110可将机身倾斜角度数据、中间处理数据以及巡检数据分别传输给终端，进而终端可实时监控巡检机器人的倾斜状况以及巡检工作。

在一个实施例中，如图4所示，还包括连接主控器110的云台控制设备150；云台控制设备150用于获取电缆通道的影像数据。

其中，云台控制设备150可用来获取不同方位的电缆通道影像数据。

具体地，基于云台控制设备150连接主控器110，主控器110可控制云台控制设备150的通断。例如巡检机器人在配电网电缆通道巡检过程中，主控器110可控制云台控制设备150导通，使得云台控制设备150启动工作，实时获取电缆通道内不同方位的影像数据。

进一步的，云台控制设备150可连接无线通信模块，云台控制设备150可将获取到的影像数据通过无线通信模块传输给终端，进而可通过终端实时监测电缆通道内的巡检状况。进而工作人员可通过终端查看巡检过程中的影像数据，从而判断电缆通道及线缆的异常情况，实现代替人工进入电缆通道内部巡检，节约了成本，以及提高了巡检效率。

在一个具体的实施例中，如图4所示，云台控制设备150包括连接主控器110的摄影模块152，以及连接在摄影模块152与主控器110之间的云台旋转驱动器174。

其中，摄影模块152可用来摄影电缆通道以及电缆的影音视频等数据。云台旋转驱动器154可用来驱动摄影模块152旋转，进而摄影模块152可摄影不同方位的电缆通道以及电缆的影音视频等数据。

具体地，基于摄影模块152连接主控器110，摄像模块152可实时摄影电缆通道内的影音视频数据；摄像模块152还可通过无线通信模块将摄影到的影音视频数据传输给终端，通过终端可实时监控电缆通道及线缆的异常情况，进而实现代替人工进入电缆通道内部巡检，可以起到节约人力物力，以及提高巡检效率的作用。基于云台旋转驱动器154连接在摄影模块152与主控器110之间，主控器110可向云台旋转驱动器154传输旋转驱动指令，进而云台旋转驱动器154可驱动摄影模块152旋转，实现摄影模块152摄影不同方位的电缆通道以及电缆的影音视频等数据。

在一个实施例中，如图5所示，还包括连接主控器110的红外测温传感器170。

其中，红外测温传感器170可用来测量配电网电缆通道内的温度数据。

具体地，基于红外测温传感器170连接主控器110，红外测温传感器170可实时获取巡检机器人的巡检环境温度，并将获取到的巡检机器人的巡检环境温度传输给主控器110，进而主控器110可通过无线通信模块传输给终端，通过终端可实时监测电缆通道内的温度状况。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，包括主控器，设于所述巡检机器人本体上的机身倾斜检测设备，以及用于驱动巡检机器人履带和巡检机器人摆臂运动的运动控制设备；

所述主控器分别连接所述运动控制设备和机身倾斜检测设备；

所述机身倾斜检测设备向所述主控器传输测量得到的倾斜角度；所述主控器根据接收到的倾斜角度，控制所述巡检机器人履带停止当前动作，并启动所述运动控制设备，以使所述运动控制设备驱动巡检机器人摆臂运动或驱动巡检机器人履带沿与所述当前动作的相反方向运动。

2.根据权利要求1所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，所述运动控制设备包括用于驱动所述巡检机器人摆臂运动的摆臂驱动设备，以及用于驱动所述巡检机器人履带运动的履带控制设备。

3.根据权利要求2所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，所述摆臂驱动设备包括连接所述主控器的旋转驱动器；

所述旋转驱动器用于驱动所述巡检机器人摆臂旋转预设角度。

4.根据权利要求2所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，所述履带控制设备包括分别连接主控器的左履带驱动器、右履带驱动器。

5.根据权利要求1所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，所述机身倾斜检测设备包括连接所述主控器的陀螺仪。

6.根据权利要求1所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，还包括用于连接终端的无线通信模块；所述无线通信模块连接所述主控器。

7.根据权利要求6所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，还包括连接所述主控器的云台控制设备。

8.根据权利要求7所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，所述云台控制设备包括连接所述主控器的摄影模块，以及连接在所述摄影模块与所述主控器之间的云台旋转驱动器。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的配电网电缆通道巡检机器人，其特征在于，还包括连接所述主控器的红外测温传感器。