基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，包括機器人本體、伸縮機構、檢測設備和位置檢測裝置；巡檢機器人本體上有運動驅動裝置，巡檢機器人通過機器人本體安裝在導軌上，機器人本體上有減速器和第一電機，第一電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與帶輪通過平鍵連接，帶輪與伸縮機構連接；檢測設備和位置檢測裝置安裝在伸縮機構上；位置檢測裝置識別設在屏柜門上的位置標簽。本實用新型安全保護措施好，開關門過程中機器人不會與設備發(fā)生干涉，不會損壞設備。不僅能對單排屏柜進行有效巡檢，還能對多排屏柜進行有效巡檢；本實用新型導軌根據(jù)屏柜的布置情況隨意拼接成各種形狀，巡檢靈活，能夠實現(xiàn)對設備的全方位巡檢。
【專利說明】基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能檢測領域，尤其涉及一種基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置。

【背景技術】
[0002]目前，變電站小室，如保護小室等都有屏柜，如交流饋線屏、交流進線屏、直流饋線屏、事故照明切換屏、直流充電屏等。部分屏柜內要求定期檢查線纜發(fā)熱情況、接頭是否燒壞、螺栓有無松動等；而部分屏柜對熱要求不嚴格，巡檢時重點檢查屏柜內的開關開合狀態(tài)、儀表讀數(shù)、指示燈情況等。
[0003]1、由于室內屏柜門一般都處于關閉狀態(tài)，只有當工作人員巡檢時才打開，因此一般的紅外測溫、可見光等設備均難以直接進行有效巡檢。
[0004]2、雖然已有無源無線測溫、有源無線測溫等方式，但需要在每個屏柜內均安裝溫度傳感器，價格相對較昂貴。
[0005]3、現(xiàn)在對屏柜的檢測大多靠人力檢測，需要消耗大量的人力物力，同時也存在一定的安全隱患。
實用新型內容
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供一種基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，該裝置結構簡單，成本較低，自動化程度高。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，包括機器人本體、伸縮機構、檢測設備和位置檢測裝置；
[0009]所述巡檢機器人通過機器人本體安裝在導軌上，所述機器人本體上安裝有減速器和第一電機，所述第一電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與帶輪通過平鍵連接，所述帶輪與伸縮機構連接。
[0010]所述巡檢機器人本體上安裝有運動驅動裝置，所述運動驅動裝置與控制系統(tǒng)連接，所述運動驅動裝置與滑觸線供電裝置連接。所述運動驅動裝置包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，用于控制巡檢機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器用于控制驅動電機的動作，驅動電機上帶有編碼器。
[0011]所述控制系統(tǒng)包括運動控制箱，所述運動控制箱安裝在機器人本體上，所述運動控制箱分別與檢測設備、連桿機構、運動驅動裝置、終端通信箱、位置檢測裝置連接。
[0012]所述終端通信箱通過光纖與后臺監(jiān)控箱連接，通過滑觸線與運動控制箱連接；
[0013]所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內，所述終端通信箱安裝在待巡檢的室內。
[0014]導軌由直線導軌和圓弧導軌組成，可根據(jù)屏柜的安裝情況和巡檢要求隨意搭接成各種形狀，導軌10通過支架安裝在室內的墻體或立柱上。
[0015]所述伸縮機構包括伸縮桿1、伸縮桿II，所述伸縮桿I的伸縮過程分兩次完成，所述伸縮桿II的輸出端上安裝有檢測設備、位置檢測裝置和光電開關。所述檢測設備安裝在轉接板上，轉接板固定在伸縮桿II的一端；所述檢測設備包括紅外熱像儀、可見光攝像機和紫外探測儀。所述光電開關安裝在轉接板上，位于檢測設備之前。所述位置檢測裝置能識別安裝在屏柜門框上的位置標簽；位置標簽控制巡檢機器人進行開屏柜門檢測和不開屏柜門檢測。所述開屏柜門檢測主要對屏柜內設備進行紅外檢測、可見光檢測和紫外檢測；所述不開屏柜門檢測包括儀表讀數(shù)、指示燈狀態(tài)及開關開合狀態(tài)等可見光檢測。
[0016]屏柜門外側鉸接有一連桿機構，與屏柜門組成雙搖桿機構；雙搖桿機構通過支架安裝在地面上，由第二電機驅動，第二電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與驅動搖桿轉動銷軸連接，所述巡檢機器人能控制第二電機的啟停。
[0017]屏柜門檻的內側安裝有關門限位開關，柜體的一側安裝有開門限位開關，所述關門限位開關、開門限位開關分別與第二電機配合，控制屏柜門的關、開。
[0018]屏柜為雙門結構時，所述連桿機構、開門限位開關及關門限位開關等相應的安裝在其中一個門或2個門上，位置標簽安裝在相應的門框上。
[0019]基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其工作原理如下:
[0020]第一步，巡檢機器人沿導軌前進，當巡檢機器人沿導軌運行到待巡檢屏柜側時，伸縮桿I伸長指定長度LI，動作到位后伸縮桿II伸長，當距離屏柜一定距離時光電開關起作用，伸縮桿II不再伸長，防止檢測設備與屏柜門發(fā)生碰撞。伸長長度LI的設定要確保屏柜門在打開過程中不會與伸縮桿II及其上設備發(fā)生干涉。光電開關的感應距離的設定要確保位置檢測裝置能夠檢測到位置標簽。
[0021]第二步，位置檢測裝置對屏柜門框上的位置標簽進行識別，根據(jù)識別結果巡檢機器人自動完成對屏柜進行檢測，分為以下幾種情況:
[0022]一、當位置標簽的ID地址為不開屏柜門檢測的地址時:
[0023](I)伸縮桿I伸長L3，L3根據(jù)巡檢要求而定，動作完成后巡檢設備到達巡檢位置；
[0024](2)檢測設備對屏柜的儀表讀數(shù)、指示燈狀態(tài)、開關開合狀態(tài)等進行可見光巡檢，無需打開屏柜門。巡檢時將采集到的信息回傳至后臺工作站，工作站對檢測到的信息進行自動識別，存在故障或安全隱患的屏柜會自動報警；
[0025](3)巡檢完成后，伸縮桿I收縮L3，以便后續(xù)的位置標簽識別，進入第三步。
[0026]二、當位置標簽的ID地址為開屏柜門檢測的地址時:
[0027](I)巡檢機器人向第二電機發(fā)出控制指令，第二電機帶動連桿機構運動，將屏柜門打開；當屏柜門打開到一定程度時開門限位開關起作用，第二電機停止工作；
[0028](2)巡檢機器人控制伸縮桿I伸長L3，L3根據(jù)巡檢要求而定，動作完成后巡檢設備到達巡檢位置；
[0029](3)動作到位后，巡檢機器人開始對屏柜進行紅外檢測、可見光檢測、紫外檢測，并將采集到的信息回傳，存在故障或安全隱患的屏柜會自動報警；
[0030](4)巡檢完成后，伸縮桿I收縮L3，巡檢機器向第二電機發(fā)出控制指令使第二電機反向旋轉，將屏柜門關閉，屏柜門檻的內側的關門限位開關能正確控制屏柜門的關閉；
[0031](5)屏柜門關閉后，進入第三步。
[0032]三、位置檢測裝置沒有檢測到位置標簽時，表明該屏柜上沒有位置標簽，為非巡檢屏柜，不需要進行巡檢。直接進入第三步。
[0033]第三步，機器人沿導軌繼續(xù)運行，尋找下一個位置標簽進行巡檢。巡檢機器人沿導軌運行經(jīng)過圓弧段進行轉彎時，伸縮桿I和伸縮桿II均處于完全收縮狀態(tài)。
[0034]第四步，機器人沿導軌運行完成后，完成對所有待檢屏柜一側的巡檢；此時，巡檢機器人向第一電機發(fā)出控制指令，第一電機帶動帶輪轉動180°，進而帶動伸縮機構轉動180°，進行此動作時，伸縮桿I和伸縮桿II均處于完全收縮狀態(tài)；進而巡檢機器人開始沿軌道反向運行，對所有待檢屏柜的另一側進行巡檢。
[0035]本實用新型的有益效果:
[0036](I)本實用新型屏柜門的開啟和關閉均由連桿機構驅動，該連桿機機構無死點，開、關門的兩個極限位置均安裝有限位開關，保證了開門和關門過程中的安全性；
[0037](2)本實用新型機器人上安裝有伸縮機構，具有水平、豎直和旋轉3個方向的自由度，巡檢靈活；
[0038](3)本實用新型只需一臺機器人即可完成對所有檢屏柜的巡檢，大大降低了成本；
[0039](4)本實用新型結構合理，安全保護措施較好，在開關門過程中機器人不會與設備發(fā)生干涉，不會損壞設備。；
[0040](5)本實用新型不僅能對單排屏柜進行有效巡檢，通過合理布置軌道還能對多排屏柜進行有效巡檢；
[0041](6)本實用新型導軌可根據(jù)屏柜的布置情況和巡檢要求隨意拼接成各種曲線型，巡檢靈活，能夠實現(xiàn)對設備的全方位巡檢。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0042]圖1為本實用新型巡檢時的結構示意圖；
[0043]圖2為開、關屏柜門機構的結構示意圖；
[0044]圖3為本實用新型初始狀態(tài)時的側視圖；
[0045]圖4為屏柜門開啟前的結構示意圖；
[0046]圖5為屏柜門開啟前的側視圖；
[0047]圖6為屏柜門開啟時的側視圖；
[0048]圖7為本實用新型開屏柜門檢測時的側視圖；
[0049]圖8為開屏柜門檢測結束時的側視圖；
[0050]圖9為本實用新型進彳丁多排屏柜正巡檢時的巡檢不意圖；
[0051]圖10為本實用新型進行多排屏柜逆巡檢時的巡檢示意圖；
[0052]圖11為本實用新型的控制系統(tǒng)結構框圖。
[0053]其中，1、位置標簽；2、屏柜;201、門框;202、柜體;203、門檻；3、位置檢測裝置；4、檢測設備；5、屏柜門；6、關門限位開關；7、連桿機構；701、第二電機；702、驅動搖桿；703、連桿；8、伸縮機構；801、伸縮桿I ;802、伸縮桿II ;9、機器人本體；10、導軌；11、開門限位開關；12、光電開關；13、帶輪；15.運動驅動裝置；16.運動控制箱；17.后臺監(jiān)控箱；18.終端通信箱；19.光纖；20.滑觸線。

【具體實施方式】
[0054]下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0055]如圖1、3所示，基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，包括機器人本體9、伸縮機構8、檢測設備4和位置檢測裝置3 ;巡檢機器人通過機器人本體9安裝在導軌10上，機器人本體9上安裝有減速器和第一電機，所述第一電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與帶輪13通過平鍵連接，帶輪13與伸縮機構8連接。
[0056]所述伸縮機構8包括伸縮桿I 801、伸縮桿II 802，伸縮桿II 802的輸出端上安裝有檢測設備4、位置檢測裝置3和光電開關12。位置檢測裝置3可識別設在屏柜門5上的位置標簽1，光電開關12安裝在轉接板上，位于檢測設備之前。
[0057]如圖1、11所示，所述巡檢機器人本體上安裝有運動驅動裝置15，所述運動驅動裝置15與控制系統(tǒng)連接，所述運動驅動裝置15與滑觸線供電裝置連接。所述運動驅動裝置15包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，用于控制巡檢機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器用于控制驅動電機的動作，驅動電機上帶有編碼器。
[0058]所述控制系統(tǒng)包括運動控制箱16，所述運動控制箱16安裝在機器人本體上，所述運動控制箱16分別與檢測設備4、;連桿機構7、運動驅動裝置15、終端通信箱18、位置檢測裝置13連接。
[0059]所述終端通信箱18通過光纖20與后臺監(jiān)控箱連接，通過滑觸線21與運動控制箱16連接；
[0060]所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內，所述終端通信箱18安裝在待巡檢的室內。
[0061]如圖1、2所不，屏柜門5與連桿機構7組成雙搖桿機構，控制屏柜門5的開與關。驅動搖桿702由第二電機701驅動，第二電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與驅動搖桿702轉動銷軸連接，連桿703鉸接在屏柜門5上，巡檢機器人能控制第二電機的啟停。
[0062]導軌10由直線導軌和圓弧導軌組成，根據(jù)屏柜2的安裝情況和巡檢要求隨意搭接成各種形狀，導軌10通過支架安裝在室內的墻體或立柱上。
[0063]如圖4和圖5所不為巡檢機器人運行至屏柜門5前的結構不意圖即屏柜門5開啟前的結構示意圖。巡檢機器人沿導軌10運行進入至屏柜2前，伸縮桿I 801伸長指定長度LI，動作到位后伸縮桿II 802伸長，當距離屏柜2 —定距離時光電開關12起作用，伸縮桿
II802不再伸長，防止檢測設備4與屏柜門5發(fā)生碰撞。
[0064]設置伸長長度LI時，要確保屏柜門5打開過程中不會與伸縮桿II 802及其上設備發(fā)生干涉；光電開關12的感應距離要滿足位置檢測裝置3能夠檢測到位置標簽I信息的距離。
[0065]根據(jù)位置標簽I的識別結果，巡檢機器人自動完成對屏柜的檢測，分為以下幾種情況:
[0066]—、當位置標簽I的ID地址為不開屏柜門5檢測的地址時:
[0067](I)伸縮桿I 801伸長L3，L3根據(jù)巡檢要求而定，控制檢測設備4到達巡檢位置；
[0068](2)檢測設備4對屏柜2的儀表讀數(shù)、指示燈狀態(tài)、開關開合狀態(tài)等外觀進行可見光巡檢，將采集到的信息回傳至后臺工作站，工作站對檢測到的信息進行自動識別，存在故障或安全隱患的屏柜2會自動報警；
[0069](3)巡檢完成后，伸縮桿I 801收縮L3，以方便后續(xù)的位置標簽識別；
[0070](4)巡檢機器人沿導軌10繼續(xù)運行，尋找下一個位置標簽I進行識別。
[0071]二、當位置標簽I的ID地址為開屏柜門5檢測的地址時:
[0072](I)巡檢機器人向第二電機發(fā)出控制指令，電機帶動連桿機構7運動，將屏柜門5打開，當屏柜門5打開到一定程度時開門限位開關11起作用，第二電機停止工作，如圖6所示;
[0073](2)此時，機器人控制伸縮桿I 801繼續(xù)伸長L3，L3根據(jù)巡檢要求而定。這樣檢測設備4到達巡檢位置；
[0074](3)動作到位后，巡檢機器人開始進行巡檢，如圖7所示。主要進行紅外檢測、可見光檢測和紫外檢測，并將采集到的信息回傳，存在故障或安全隱患的屏柜2會自動報警。
[0075](4)巡檢完成后，伸縮桿I 801收縮L3，如圖8所示。同時巡檢機器人控制第二電機反向旋轉將屏柜門5關閉。屏柜門框203上安裝有關門限位開關6，能正確控制屏柜門5的關閉；
[0076](5)屏柜門5關閉后，巡檢機器人沿導軌10繼續(xù)運行，尋找下一個位置標簽進行識別。
[0077]三、當位置標簽為空時:
[0078]表明該屏柜上沒有位置標簽1，為非巡檢屏柜2，不需要進行巡檢。巡檢機器人繼續(xù)前進尋找下一個位置標簽I進行巡檢。
[0079]在巡檢機器人沿導軌10運行經(jīng)過圓弧段進行轉彎時，為避免與周圍設備發(fā)生干涉，伸縮桿I 801和伸縮桿II 802處于完全收縮狀態(tài)。
[0080]如圖9所示，巡檢機器人沿導軌10運行完成后，完成對所有待檢屏柜2 —側的巡檢；此時，巡檢機器人向第一電機發(fā)出控制指令，第一電機帶動帶輪13轉動180°，進而帶動伸縮機構8轉動180°，進行此動作時，伸縮桿I 801和伸縮桿II 802均處于完全收縮狀態(tài)；進而巡檢機器人開始沿導軌10反向運行，如圖10所示，對所有待檢屏柜2的另一側進行巡檢。
[0081]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【權利要求】
1.基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，包括機器人本體、伸縮機構、檢測設備和位置檢測裝置； 所述巡檢機器人通過機器人本體安裝在導軌上，所述機器人本體上安裝有減速器和第一電機，所述第一電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與帶輪通過平鍵連接，所述帶輪與伸縮機構連接； 所述巡檢機器人本體上安裝有運動驅動裝置，所述運動驅動裝置與控制系統(tǒng)連接，所述運動驅動裝置與滑觸線供電裝置連接； 所述檢測設備和位置檢測裝置安裝在伸縮機構上； 所述位置檢測裝置識別設在屏柜門框上的位置標簽。
2.如權利要求1所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，屏柜門外側鉸接有一連桿機構，與屏柜門組成雙搖桿機構；雙搖桿機構通過支架安裝在地面上，由第二電機驅動，第二電機輸出軸與減速器相連，減速器輸出軸與驅動搖桿轉動銷軸連接，所述巡檢機器人能控制第二電機的啟停。
3.如權利要求2所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，屏柜門檻的內側安裝有關門限位開關，柜體的一側安裝有開門限位開關，所述關門限位開關、開門限位開關分別與第二電機配合，控制屏柜門的關、開。
4.如權利要求1或2或3所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，屏柜為雙門結構時，所述連桿機構、開門限位開關及關門限位開關等相應的安裝在其中一個門或2個門上，位置標簽安裝在相應的門框上。
5.如權利要求1所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述位置標簽用于控制巡檢機器人進行開屏柜門檢測和不開屏柜門檢測。
6.如權利要求5所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述開屏柜門檢測包括紅外檢測、可見光檢測和紫外檢測。
7.如權利要求5所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述不開屏柜門檢測包括對儀表讀數(shù)、指示燈狀態(tài)、開關開合狀態(tài)的檢測。
8.如權利要求1所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述運動驅動裝置包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，控制機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器連接驅動電機，驅動電機上帶有編碼器；控制系統(tǒng)包括運動控制箱，所述運動控制箱安裝在機器人本體上，所述運動控制箱分別與檢測設備、連桿機構、運動驅動裝置、終端通信箱、位置檢測裝置連接；所述終端通信箱通過光纖與后臺監(jiān)控箱連接，終端通信箱通過滑觸線與運動控制箱連接；所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內，所述終端通信箱安裝在待巡檢的室內。
9.如權利要求1所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述伸縮機構包括相連接的伸縮桿I和伸縮桿II，所述伸縮桿II的輸出端上安裝有檢測設備、位置檢測裝置和光電開關，所述檢測設備安裝在轉接板上，轉接板固定在伸縮桿II的一端；所述檢測設備包括紅外熱像儀、可見光攝像機和紫外探測儀；所述光電開關安裝在轉接板上，位于檢測設備之前。
10.如權利要求1所述基于巡檢機器人的變電站室內屏柜檢測裝置，其特征是，所述導軌由直線導軌和圓弧導軌組成，導軌通過支架安裝在室內的墻體或立柱上。
【文檔編號】B25J11/00GK204209692SQ201420609952
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】劉永成, 蔣克強, 李運廠, 孟杰, 孫昊, 隋吉超, 張永生 申請人:山東魯能智能技術有限公司