一种变电站用智能巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种变电站用智能巡检机器人。

背景技术

巡检机器人主要用于变电站智能巡检作业中，巡检机器人以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS——GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台；具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。

现有技术中，巡检机器人在变电站巡检过程中如果遇到掉落物，尤其是火灾时的掉落物无法及时避让，掉落物可能将巡检机器人的识别机构如摄像头等砸坏，且可能使巡检机器人翻车，导致其不能正常工作；为此我们提供一种变电站用智能巡检机器人解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种变电站用智能巡检机器人，包括作为总支撑的金属圆球壳体，当坠落物砸到弧形挡板上时，重力抵触伸缩杆往伸缩套中缩入，实现缓冲卸力的目的，此时，识别机构也被压合缩入金属圆球壳体中实现保护。

为了实现上述目的，本发明采用的一种变电站用智能巡检机器人，包括：

作为总支撑的金属圆球壳体，所述金属圆球壳体的内部设置有识别机构，所述金属圆球壳体的上方设置有可供识别机构伸出的上伸出槽，所述上伸出槽中覆盖有弧形挡板，当识别机构伸出上伸出槽时，弧形挡板遮挡于识别机构的上方用于保护识别机构不受落物影响；

设置于金属圆球壳体下方并可收缩进入金属圆球壳体内部的移动轮，所述移动轮的重量大于金属圆球壳体其它位置的配重重量而使金属圆球壳体下方的移动轮始终保持与地面贴合，所述移动轮内部设置有驱动移动轮转动的驱动机构，驱动机构设置于移动轮的内部而不影响移动轮伸缩进入金属圆球壳体内外且减少装置外部体积占用。

作为上述方案的进一步优化，所述识别机构包括用于识别外部影像的识别单元，所述识别单元安装于固定壳中，所述弧形挡板的底部通过螺钉固定有固定圆板，所述固定圆板的底面固定焊接有一号驱动单元，所述一号驱动单元的下端传动连接有一号转轴，所述一号驱动单元的下方设置有连接板，所述连接板的上端设置有与一号转轴之间连接的连接套，所述连接板的后方一侧设置有二号驱动单元，所述二号驱动单元上的二号转轴贯穿连接板的前侧，二号转轴前侧端部通过螺钉固定有转动板，所述转动板的表面固定焊接有可推动固定壳伸缩的伸缩单元。

本实施例中，识别单元可使用远景摄像机等装置，一号驱动单元、二号驱动单元可使用电机等装置，伸缩单元可使用电动推杆等装置，一号驱动单元启动时可带动伸缩杆及伸缩杆上部的组件旋转，达到了控制识别单元绕伸缩组件为轴转动调节的目的，二号驱动单元转动时可带动转动板及转动板一侧的组件旋转，达到了控制识别单元绕二号转轴为轴转动调节的目的，当伸缩单元启动时可控制识别单元伸缩，达到了调节识别单元远近的目的，使用时调节较为方便，可用于巡检大范围的变电站中的设备，而识别机构上遮挡有弧形挡板，阻挡坠落物直接砸到识别机构，具有较强的保护作用。

作为上述方案的进一步优化，所述金属圆球壳体的下方内壁中固定焊接有支撑板，所述支撑板上固定焊接有支撑在连接板底部的伸缩组件，所述伸缩组件包括固定焊接在连接板底部的伸缩杆与固定焊接在支撑板上表面的伸缩套，所述伸缩杆活动伸缩的设置在伸缩套中，所述伸缩杆的底部固定设置有密封在伸缩套内圈处的橡胶密封塞，所述支撑板的上表面固定焊接有送气单元，所述送气单元的一侧设置有与伸缩套底部空腔连通的气管。

需要说明的是，当坠落物砸到弧形挡板上时，重力抵触伸缩杆往伸缩套中缩入，实现缓冲卸力的目的，此时，识别机构也被压合缩入金属圆球壳体中实现保护，弧形挡板将上伸出槽封闭，外部的装置不易损伤识别机构，当装置再次使用时，通过送气单元向伸缩套的底部充气，气体可推动伸缩杆上升使得识别机构伸出金属圆球壳体进行工作。

作为上述方案的进一步优化，所述伸缩套的下方一侧设置有连通内外的定量泄压管，所述定量泄压管中活动设置有可单向向伸缩套外部打开的活动板，所述活动板的底部通过铰接轴活动铰接在定量泄压管的内壁上，所述定量泄压管的上方内壁靠近伸缩套内部中心线的一侧固定焊接有阻挡在活动板侧面的限位块，所述定量泄压管靠近伸缩套外部的一侧内壁上固定焊接有支撑基板，所述支撑基板的表面固定焊接有将活动板压合在限位块一侧的支撑弹簧。

进一步的，当坠落物掉在弧形挡板表面使得伸缩杆往伸缩套中伸入时，由于重力较大，气体会推动活动板朝向伸缩套外侧打开，将伸缩套底部的气体排出，此时，识别机构能够完全收缩到金属圆球壳体的内部，当送气单元向伸缩套中充气时保持缓慢持续的充气，充气时推动伸缩杆上升的力度小于支撑弹簧抵触活动板的力度，保证了伸缩套中的气体不会从定量泄压管中排出而可作用于伸缩杆使得识别机构上升，送气单元可使用气泵等装置。

作为上述方案的进一步优化，所述金属圆球壳体的下方设置有供移动轮伸出的下伸出槽，所述支撑板的下表面固定焊接有推动移动轮伸缩进出金属圆球壳体的推动单元，所述推动单元的底部固定焊接有安装架，所述安装架的下端为两组凹字形的框体，所述移动轮设置有两组，两组移动轮分别活动设置于两组凹字形的框体中。

具体的，移动轮并排设置有两组，且移动轮的宽度较宽，保证了金属圆球壳体稳定在地面上平稳移动，而推动单元可推动移动轮升降，便于伸缩进入金属圆球壳体，当金属圆球壳体受坠落物影响时，识别机构和移动轮均收缩于金属圆球壳体的内部，金属圆球壳体可利用本身的圆球结构滚动而进行避让，当无坠落物影响时，金属圆球壳体底部也可停留在重量较重的移动轮位置，此时，控制推动单元将移动轮伸出，整体装置可在地面上继续行走，推动单元可使用电动推杆等装置。

作为上述方案的进一步优化，所述驱动机构包括设置于移动轮内部的圆槽，所述圆槽的一侧贯穿移动轮侧面，且圆槽贯穿移动轮侧面的位置通过螺钉固定有活动封板，所述圆槽中活动设置有三号驱动单元，所述三号驱动单元的端部传动连接有三号转轴，所述三号转轴的端部固定设置有齿轮，所述圆槽的内壁上固定焊接有与齿轮之间相互啮合的齿板，所述三号驱动单元的一侧固定设置有给三号驱动单元供电的供电单元。

其中，驱动机构设置于移动轮的内部而减少外部结构的设置，使得整体体积较小，且驱动机构设置于移动轮中使得移动轮较重，保持整体移动时的稳定性，驱动机构设置于移动轮的内部，也可使得移动轮外部无突出结构，便于躲避障碍物，移动轮可顺利进出金属圆球壳体。

作为上述方案的进一步优化，所述安装架的一侧固定设置有一号支撑轴，另一侧固定设置有二号支撑轴，所述一号支撑轴和二号支撑轴分别活动卡合在移动轮的两侧，且二号支撑轴的外圈处固定设置有与活动封板之间活动贴合的二号橡胶圈，所述一号支撑轴的外圈处固定设置有与移动轮之间活动贴合的一号橡胶圈。

本实施例中，三号驱动单元可使用直流电机等装置，供电单元可使用直流电池等装置，当供电单元给三号驱动单元供电时，三号驱动单元启动带动齿轮转动，齿轮与齿板啮合而带动移动轮在两组一号支撑轴和二号支撑轴之间转动，方便利用设置于移动轮内部的驱动机构带动移动轮转动，代替了现有的驱动机构设置于移动轮外部的方式。

本发明的一种变电站用智能巡检机器人，具备如下有益效果：

1.本发明的一种变电站用智能巡检机器人，包括作为总支撑的金属圆球壳体，所述金属圆球壳体的内部设置有识别机构，所述金属圆球壳体的上方设置有可供识别机构伸出的上伸出槽，所述上伸出槽中覆盖有弧形挡板，当识别机构伸出上伸出槽时，弧形挡板遮挡于识别机构的上方用于保护识别机构不受落物影响，当坠落物砸到弧形挡板上时，重力抵触伸缩杆往伸缩套中缩入，实现缓冲卸力的目的，此时，识别机构也被压合缩入金属圆球壳体中实现保护，弧形挡板将上伸出槽封闭，外部的装置不易损伤识别机构，当装置再次使用时，通过送气单元向伸缩套的底部充气，气体可推动伸缩杆上升使得识别机构伸出金属圆球壳体进行工作；

2.本发明的一种变电站用智能巡检机器人，包括设置于金属圆球壳体下方并可收缩进入金属圆球壳体内部的移动轮，所述移动轮的重量大于金属圆球壳体其它位置的配重重量而使金属圆球壳体下方的移动轮始终保持与地面贴合，所述移动轮内部设置有驱动移动轮转动的驱动机构，驱动机构设置于移动轮的内部而不影响移动轮伸缩进入金属圆球壳体内外且减少装置外部体积占用。

参照后文的说明与附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式，应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制，在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的底部结构示意图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为本发明的图3中A处结构放大示意图；

图5为本发明的剖视图；

图6为本发明的移动轮内部结构示意图；

图7为本发明的图5中B处结构放大示意图；

图8为本发明的图7中C处结构放大示意图。

图中：金属圆球壳体1、上伸出槽2、弧形挡板3、移动轮4、下伸出槽5、识别单元6、送气单元7、支撑板8、伸缩组件9、推动单元10、安装架11、一号驱动单元12、固定圆板13、一号转轴14、二号驱动单元15、连接套16、连接板17、转动板18、二号转轴19、伸缩单元20、固定壳21、伸缩杆22、伸缩套23、一号橡胶圈24、一号支撑轴25、圆槽26、齿板27、齿轮28、供电单元29、三号转轴30、三号驱动单元31、二号橡胶圈32、二号支撑轴33、活动封板34、气管35、橡胶密封塞36、定量泄压管37、活动板38、限位块39、支撑弹簧40、支撑基板41。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于、设有”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接、相连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“固连”为固定连接的含义，固定连接的方式有很多种，不作为本文的保护范围，本文中所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明，本文中所使用的术语“和/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；

请参阅说明书附图1-8，本发明提供一种技术方案：一种变电站用智能巡检机器人，包括：

作为总支撑的金属圆球壳体1，金属圆球壳体1的内部设置有识别机构，金属圆球壳体1的上方设置有可供识别机构伸出的上伸出槽2，上伸出槽2中覆盖有弧形挡板3，当识别机构伸出上伸出槽2时，弧形挡板3遮挡于识别机构的上方用于保护识别机构不受落物影响；

设置于金属圆球壳体1下方并可收缩进入金属圆球壳体1内部的移动轮4，移动轮4的重量大于金属圆球壳体1其它位置的配重重量而使金属圆球壳体1下方的移动轮4始终保持与地面贴合，移动轮4内部设置有驱动移动轮4转动的驱动机构，驱动机构设置于移动轮4的内部而不影响移动轮4伸缩进入金属圆球壳体1内外且减少装置外部体积占用。

识别机构包括用于识别外部影像的识别单元6，识别单元6安装于固定壳21中，弧形挡板3的底部通过螺钉固定有固定圆板13，固定圆板13的底面固定焊接有一号驱动单元12，一号驱动单元12的下端传动连接有一号转轴14，一号驱动单元12的下方设置有连接板17，连接板17的上端设置有与一号转轴14之间连接的连接套16，连接板17的后方一侧设置有二号驱动单元15，二号驱动单元15上的二号转轴19贯穿连接板17的前侧，二号转轴19前侧端部通过螺钉固定有转动板18，转动板18的表面固定焊接有可推动固定壳21伸缩的伸缩单元20。

本实施例中，识别单元6可使用远景摄像机等装置，一号驱动单元12、二号驱动单元15可使用电机等装置，伸缩单元20可使用电动推杆等装置，一号驱动单元12启动时可带动伸缩杆22及伸缩杆22上部的组件旋转，达到了控制识别单元6绕伸缩组件9为轴转动调节的目的，二号驱动单元15转动时可带动转动板18及转动板18一侧的组件旋转，达到了控制识别单元6绕二号转轴19为轴转动调节的目的，当伸缩单元20启动时可控制识别单元6伸缩，达到了调节识别单元6远近的目的，使用时调节较为方便，可用于巡检大范围的变电站中的设备，而识别机构上遮挡有弧形挡板3，阻挡坠落物直接砸到识别机构，具有较强的保护作用。

金属圆球壳体1的下方内壁中固定焊接有支撑板8，支撑板8上固定焊接有支撑在连接板17底部的伸缩组件9，伸缩组件9包括固定焊接在连接板17底部的伸缩杆22与固定焊接在支撑板8上表面的伸缩套23，伸缩杆22活动伸缩的设置在伸缩套23中，伸缩杆22的底部固定设置有密封在伸缩套23内圈处的橡胶密封塞36，支撑板8的上表面固定焊接有送气单元7，送气单元7的一侧设置有与伸缩套23底部空腔连通的气管35。

需要说明的是，当坠落物砸到弧形挡板3上时，重力抵触伸缩杆22往伸缩套23中缩入，实现缓冲卸力的目的，此时，识别机构也被压合缩入金属圆球壳体1中实现保护，弧形挡板3将上伸出槽2封闭，外部的装置不易损伤识别机构，当装置再次使用时，通过送气单元7向伸缩套23的底部充气，气体可推动伸缩杆22上升使得识别机构伸出金属圆球壳体1进行工作。

伸缩套23的下方一侧设置有连通内外的定量泄压管37，定量泄压管37中活动设置有可单向向伸缩套23外部打开的活动板38，活动板38的底部通过铰接轴活动铰接在定量泄压管37的内壁上，定量泄压管37的上方内壁靠近伸缩套23内部中心线的一侧固定焊接有阻挡在活动板38侧面的限位块39，定量泄压管37靠近伸缩套23外部的一侧内壁上固定焊接有支撑基板41，支撑基板41的表面固定焊接有将活动板38压合在限位块39一侧的支撑弹簧40。

进一步的，当坠落物掉在弧形挡板3表面使得伸缩杆22往伸缩套23中伸入时，由于重力较大，气体会推动活动板38朝向伸缩套23外侧打开，将伸缩套23底部的气体排出，此时，识别机构能够完全收缩到金属圆球壳体1的内部，当送气单元7向伸缩套23中充气时保持缓慢持续的充气，充气时推动伸缩杆22上升的力度小于支撑弹簧40抵触活动板38的力度，保证了伸缩套23中的气体不会从定量泄压管37中排出而可作用于伸缩杆22使得识别机构上升，送气单元7可使用气泵等装置。

金属圆球壳体1的下方设置有供移动轮4伸出的下伸出槽5，支撑板8的下表面固定焊接有推动移动轮4伸缩进出金属圆球壳体1的推动单元10，推动单元10的底部固定焊接有安装架11，安装架11的下端为两组凹字形的框体，移动轮4设置有两组，两组移动轮4分别活动设置于两组凹字形的框体中。

具体的，移动轮4并排设置有两组，且移动轮4的宽度较宽，保证了金属圆球壳体1稳定在地面上平稳移动，而推动单元10可推动移动轮4升降，便于伸缩进入金属圆球壳体1，当金属圆球壳体1受坠落物影响时，识别机构和移动轮4均收缩于金属圆球壳体1的内部，金属圆球壳体1可利用本身的圆球结构滚动而进行避让，当无坠落物影响时，金属圆球壳体1底部也可停留在重量较重的移动轮4位置，此时，控制推动单元10将移动轮4伸出，整体装置可在地面上继续行走，推动单元10可使用电动推杆等装置。

驱动机构包括设置于移动轮4内部的圆槽26，圆槽26的一侧贯穿移动轮4侧面，且圆槽26贯穿移动轮4侧面的位置通过螺钉固定有活动封板34，圆槽26中活动设置有三号驱动单元31，三号驱动单元31的端部传动连接有三号转轴30，三号转轴30的端部固定设置有齿轮28，圆槽26的内壁上固定焊接有与齿轮28之间相互啮合的齿板27，三号驱动单元31的一侧固定设置有给三号驱动单元31供电的供电单元29。

其中，驱动机构设置于移动轮4的内部而减少外部结构的设置，使得整体体积较小，且驱动机构设置于移动轮4中使得移动轮4较重，保持整体移动时的稳定性，驱动机构设置于移动轮4的内部，也可使得移动轮4外部无突出结构，便于躲避障碍物，移动轮4可顺利进出金属圆球壳体1。

安装架11的一侧固定设置有一号支撑轴25，另一侧固定设置有二号支撑轴33，一号支撑轴25和二号支撑轴33分别活动卡合在移动轮4的两侧，且二号支撑轴33的外圈处固定设置有与活动封板34之间活动贴合的二号橡胶圈32，一号支撑轴25的外圈处固定设置有与移动轮4之间活动贴合的一号橡胶圈24。

本实施例中，三号驱动单元31可使用直流电机等装置，供电单元29可使用直流电池等装置，当供电单元29给三号驱动单元31供电时，三号驱动单元31启动带动齿轮28转动，齿轮28与齿板27啮合而带动移动轮4在两组一号支撑轴25和二号支撑轴33之间转动，方便利用设置于移动轮4内部的驱动机构带动移动轮4转动，代替了现有的驱动机构设置于移动轮4外部的方式。

本实施方式提供的一种变电站用智能巡检机器人，工作过程如下：

当坠落物砸到弧形挡板3上时，重力抵触伸缩杆22往伸缩套23中缩入，实现缓冲卸力的目的，此时，识别机构也被压合缩入金属圆球壳体1中实现保护，弧形挡板3将上伸出槽2封闭，外部的装置不易损伤识别机构，当装置再次使用时，通过送气单元7向伸缩套23的底部充气，气体可推动伸缩杆22上升使得识别机构伸出金属圆球壳体1进行工作。

仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。