一种油浸式变压器内部检测机器人的制作方法

本发明涉及电气用具领域，尤其涉及一种油浸式变压器内部检测机器人。

背景技术：

随着智能电网和特高压电力传输技术的高速发展，对电网设备的运行可靠性都提出了更高的要求，变压器作为电网核心设备之一，其运行的可靠性直接影响着电网安全稳定。

传统对于油浸式变压器的检测方法是停电并排空变压器油后，检测人员进入变压器内部进行检修，不仅维修成本较高，同时易带入污染。因此，寻求一种新型的变压器检测设备对于降低其维护成本，提高运行可靠性具有重要意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种油浸式变压器内部检测机器人，能够保证机器人在变压器内部的多自由度运动的可靠性，有效避免在变压器内部空间发生卡住或缠绕的情况；结构精简合理，进一步减小机器人的体积和重量，使集成更多功能，便于维修和维护。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种油浸式变压器内部检测机器人，用以置入变压器的内部对其进行检测和故障诊断，包括：耐油壳体，耐油壳体包括：中壳体和设置在中壳体的相对两端部且与中壳体连为一体的罩体；设置在耐油壳体中的喷射推进装置，喷射推进装置包括：垂直推进组件和水平推进组件，其中：垂直推进组件包括：设置在罩体中且与罩体连为一体的槽道和设置在槽道中的垂直推进器；水平推进组件包括：水平喷射泵、设置在中壳体内部的喷射泵连接头以及分别设置在中壳体外部的喷射口和进液口，水平喷射泵通过喷射泵连接头分别连接喷射口和进液口。

其中，中壳体为圆环状结构，其表面为球面，内表面为圆柱面，中壳体为半球状薄壁非金属结构；中壳体的内表面设有用以固定和连接水平喷射泵的凸台。

其中，水平喷射泵设为多个，多个水平喷射泵在中壳体的水平面上矢量布置。

其中，喷射口相对于中壳体的中心存在一定的偏心距，以使机器人能够进行平稳的直线运动及灵活可控的转动运动。

其中，水平喷射泵通过法兰结构固定在中壳体的凸台上，水平喷射泵水平偏心置于中壳体上。

其中，耐油壳体呈球状，罩体包括：分别安装在中壳体相对两侧的上罩和下罩，上罩和下罩分别为半球状薄壁非金属结构；上罩和下罩半球体的顶部分别设有与槽道相适配的通孔，通孔的周向设有用以连接槽道的沉头孔。

其中，槽道呈圆筒状，槽道与罩体相接的端部设为法兰结构；垂直推进器为电动螺旋桨式推进器，垂直安装于槽道内。

其中，还包括：设置在耐油壳体中的电控装置，电控装置包括：设置在耐油壳体中的电池组，与电池组相连的控制板以及分别与电池组和控制板相连的多种传感器；电池组包括：在中壳体上设有上电口的上电组件和在中壳体上设有充电口的充电组件，传感器至少包括位姿传感器和障碍物感知传感器。

其中，电池组为环形结构的聚合物锂离子电池，控制板的中部设有用以供槽道穿过的通孔。

其中，还包括：设置在耐油壳体中的检测装置，检测装置包括：在中壳体上设有照明孔的照明灯、在中壳体上设有安装孔的摄像头以及用以根据摄像头采集到的数据进行图形处理的图像处理器，其中：照明灯、摄像头以及图像处理器分别与控制板相连。

实施本发明的油浸式变压器内部检测机器人，具有如下的有益效果：

第一、垂直推进组件包括槽道和设置在槽道中的垂直推进器；水平推进组件包括水平喷射泵、喷射泵连接头以及喷射口和进液口，水平喷射泵通过喷射泵连接头分别连接喷射口和进液口，其中：垂直螺旋桨推进器产生向上或向下的推力，使机器人实现上浮或下潜运动，水平喷射泵在至少一个方向上产生推力，使机器人在水平面内的前、后、左或右方向实现移动或转动，在保证直线运动平稳性的基础上，实现旋转运动的灵活可控，能够保证机器人在变压器内部的多自由度运动的可靠性，有效避免在变压器内部空间发生卡住或缠绕的情况。

第二、所设置的电控装置能够实时反馈机器人工作状态，检测装置能够实时反馈变压器内部工作图像，以了解变压器的工作状态，使集成更多功能。

第三、结构精简合理，避免发生工作过程中被变压器内部设备挂住或卡住的情况；进一步减小机器人的体积和重量，在有限的体积内承载更多荷载，便于维修和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例油浸式变压器内部检测机器人的爆破结构示意图。

图2为本发明实施例油浸式变压器内部检测机器人的内部结构示意图。

图3为本发明实施例油浸式变压器内部检测机器人的第一侧视结构示意图。

图4为本发明实施例油浸式变压器内部检测机器人的第二侧视结构示意图。

图5为本发明实施例油浸式变压器内部检测机器人的第三侧视结构示意图。

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作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。

如图1-图5所示，为本发明油浸式变压器内部检测机器人的实施例一。

本实施例中的油浸式变压器内部检测机器人，是基于喷射推进的油浸式检测机器人，工作时将其通过变压器的相应孔放置于变压器的内部对其进行检测和故障诊断。其包括：耐油壳体1，分别装设在耐油壳体1中的喷射推进装置、电控装置以及检测装置。

耐油壳体1的整体呈球状，使其在外形上无任何凸起结构，能够有效避免机器人在工作过程中在变压器内部挂住或缠绕。本实施例中，耐油壳体为半球状薄壳非金属结构，其包括：中壳体11和设置在中壳体11的相对两端部且与中壳体11连为一体的罩体12。

中壳体11为圆环状结构，其表面为球面，内表面为圆柱面，中壳体11为半球状薄壁非金属结构，中壳体的内表面设有用以固定和连接水平喷射泵31的凸台111。罩体12包括：分别安装在中壳体11相对两侧的上罩121和下罩122，上罩121和下罩122分别为半球状薄壁非金属结构，均采用透明耐油工程塑料制作，上罩121和下罩122半球体的顶部分别设有与槽道21相适配的通孔121a，122a，通孔121a，122a的周向设有用以连接槽道21的沉头孔T。

进一步的，喷射推进装置的作用是使机器人实现上浮或下潜运动，以及使机器人在水平面内的前、后、左或右方向实现移动或转动，其主要由垂直推进组件和水平推进组件组成。

垂直推进组件包括：设置在罩体12中且与罩体12连为一体的槽道21和设置在槽道21中的垂直推进器22。槽道21在本实施例中为螺旋桨槽道，呈圆筒状，槽道21与罩体12相接的端部设为法兰结构；垂直推进器22为电动螺旋桨式推进器，垂直安装于槽道21内。具体实施时，槽道21的两端加工有安装法兰，该法兰周向均匀布置有4个螺栓孔，且能够与上罩121和下罩122顶部的螺栓孔相对应，通过螺钉将槽道21固定在上罩121和下罩122之间。垂直推进器22为电动螺旋桨式推进结构，其采用微型无刷直流电机作为驱动单元，整体安装于螺旋桨槽道21中。具体实施时，垂直螺旋桨推进器22产生向上或向下的推力，使机器人实现上浮或下潜运动。

可以理解的是：使用一个垂直螺旋桨推进器22，在解决大推力技术问题的同时，能够简化整体的结构。

水平推进组件包括：水平喷射泵31、设置在中壳体11内部的喷射泵连接头32以及分别设置在中壳体11外部的喷射口33和进液口34，水平喷射泵31通过喷射泵连接头32分别连接喷射口33和进液口34。水平喷射泵31在本实施例中采用微型标准液体泵，安装结构采用法兰结构安装，通过螺钉将水平喷射泵31与中壳体11内表面的凸台111连接。本实施例中，水平喷射泵31设为4个，4个水平喷射泵31在中壳体11的水平面上矢量布置，水平喷射泵31通过喷射泵连接头32分别与中壳体11上的喷射口33和进液口34相连。如此，多个水平喷射泵31在至少一个方向上产生推力，使机器人在水平面内的前、后、左或右方向实现移动或转动。

优选的，水平喷射泵31的喷射口33相对于中壳体11的中心存在一定的偏心距，其作用是：使机器人能够进行平稳的直线运动及灵活可控的转动运动。通过合理设置喷射口33相对于中壳体11中心的偏心距，在保证直线运动平稳性的同时，保证旋转运动的灵活可控，节约时间。

进一步的，电控装置包括：设置在耐油壳体1中的电池组41，与电池组41相连的控制板42以及分别与电池组41和控制板42相连的多种传感器；电池组41包括：在中壳体11上设有上电口43的上电组件和在中壳体11上设有充电口44的充电组件。

具体实施时，电池组41为环形结构的聚合物锂离子电池，电池组41采用环形结构聚合物锂离子电池，该充电组件、上电组件的端口与中壳体11上所具有的充电口44、上电口43相连接。选用聚合物锂离子电池作为电源，不仅具有高的能量密度，同时能够进行异形设计，很大程度减轻了机器人重量，节省了内部空间。控制板42的中部设有用以供槽道21穿过的通孔，控制板42为圆环状面板结构，安装于螺旋桨槽道21中部的碟状安装盘A上。本实施例中的传感器包括：位姿传感器和障碍物感知传感器，该位姿传感器采用微型航姿参考系统，由三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁阻型磁强计等类型的传感器构成；障碍物改制传感器采用OD激光传感器，具有直观的设置过程，方便操作，CMOS技术保证测量的高精度和可靠性，适合于短距离的精确测量等优点。

进一步的，检测装置包括：在中壳体11上设有照明孔511的照明灯51、在中壳体11上设有安装孔521的摄像头52以及用以根据摄像头采集到的数据进行图形处理的图像处理器，其中：照明灯51、摄像头52以及图像处理器分别与控制板42相连。

具体实施时，照明灯51采用小型LED水下照明灯，数量为2个，该照明装置外形为圆柱状，分别安装于中壳体11上的两照明孔511中 。摄像头52采用CCD摄像头，摄像头分辨率为700TVL，CCD类型为1/3" SONY 960H Exview HAD CCD II，选用3.6mm镜头；该摄像头外形尺寸为25mm（长）*25mm（宽），安装时将摄像头52的头部装入中壳体11对应的摄像头安装孔521中，镜头外侧安装有镜头防水盖225，用以对摄像头密封，防止变压器油进入机体内。图像处理装置主要为图像处理器，用于对摄像头52采集到的数据进行图像处理。

本发明的油浸式变压器内部检测机器人在具体实施时，在油浸式变压器不排油状态下对其内部进行在线监测过程中，垂直螺旋桨推进器产生向上或向下的推力，使机器人实现上浮或下潜运动，水平喷射泵在至少一个方向上产生推力，使机器人在水平面内的前、后、左或右方向实现移动或转动。其中，机器人电控装置具有位姿感知及障碍物识别功能，能够实时反馈机器人工作状态，实现外部工作人员对机器人的无碰壁操作；检测装置能够实时反馈变压器内部工作图像，在线了解变压器工作状态。

实施本发明的油浸式变压器内部检测机器人，具有如下的有益效果：

第一、垂直推进组件包括槽道和设置在槽道中的垂直推进器；水平推进组件包括水平喷射泵、喷射泵连接头以及喷射口和进液口，水平喷射泵通过喷射泵连接头分别连接喷射口和进液口，其中：垂直螺旋桨推进器产生向上或向下的推力，使机器人实现上浮或下潜运动，水平喷射泵在至少一个方向上产生推力，使机器人在水平面内的前、后、左或右方向实现移动或转动，在保证直线运动平稳性的基础上，实现旋转运动的灵活可控，能够保证机器人在变压器内部的多自由度运动的可靠性，有效避免在变压器内部空间发生卡住或缠绕的情况。

第二、所设置的电控装置能够实时反馈机器人工作状态，检测装置能够实时反馈变压器内部工作图像，以了解变压器的工作状态，使集成更多功能。

第三、结构精简合理，避免发生工作过程中被变压器内部设备挂住或卡住的情况；进一步减小机器人的体积和重量，在有限的体积内承载更多荷载，便于维修和维护。