一种用于电力系统的轨道式环境巡检机器人的制作方法

本发明涉及环境巡查技术领域，特别涉及一种用于电力系统的轨道式环境巡检机器人。

背景技术：

目前，我国大部分的电力系统都是由人工抄表的方式进行定期巡检，这种方式有很多问题，比如工作量大，巡检点分散，巡检效率低等，导致很多巡检作业不及时、不到位；并且人工巡检还存在出现疏忽、遗漏等人为因素，造成巡检结果不准确，在人工成本日益增长的今天，继续采用人工方式进行电力系统巡检还会增加电力系统的运维成本。

虽然，一些电力系统配备了自动反馈数据功能，但是针对一些老旧的电力系统，改造的成本巨大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于供电系统的轨道式环境巡检机器人，通过沿电力系统设置工字型行车轨道，行车轨道上设有行车机构、行走机构、升降旋转机构和监测装置，可以定点、全方位监测电力系统，有效的减少了人工投入，提高了巡检效率和巡检质量。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种用于电力系统的轨道式环境巡检机器人，包括工字型行车轨道、行走于该行车轨道的行车机构、驱动该行车机构的行走机构、升降旋转机构以及监测装置和电控装置，所述电控装置包括电控支架，所述电控支架安装有供电设备、硬盘、主控板和i/o设备，所述行车机构包括位于所述行车轨道下方的行车底盘，所述行车底盘的两侧对称设有位于所述行车轨道两侧的行车架，所述行车架安装有位于所述行车轨道两内侧面的悬挂轮以及位于所述行车轨道两外侧面的导向轮，通过两侧的悬挂轮悬挂支撑行车机构及其下方各设备的重量，通过两侧的导向轮使机器人沿行车轨道的方向定向行驶，从而全面监测整个电力系统；

所述行走机构包括两个前后贴合于所述行车轨道底部的动力轮，所述动力轮的下方设有安装于所述行车底盘的调压装置，调整动力轮与行车轨道之间的摩擦力，所述动力轮的两端分别凸出于所述行车轨道，其中一端的动力轮之间通过一第一同步带连接，另一端的其中一个动力轮通过一第二同步带连接一第一减速电机，第一减速电机通过第二同步带带动其中一个动力轮转动，然后通过第一同步带带动另一个动力轮的转动，使得前后两个动力轮均为主动轮，防止运动时打滑，而行车轨道的底部具有较大的加工面积，相对于行车轨道的两侧可以提供更大的摩擦力；

所述升降旋转机构安装于所述行车底盘的底部，所述监测装置安装于所述升降旋转机构的底端，包括摄像机、照明设备和局放器，在照明设备配合下，通过摄像机采集现场图像信息，反馈给电控装置，经过处理后记录并保存在硬盘内；

所述电控装置分别与上述第一减速电机、升降旋转机构和监测装置电连接。

进一步地，所述行车轨道依次安装有多个监测点，所述行车架上安装有感应所述监测点的传感器，所述传感器与所述电控装置电连接，从而反馈机器人的当前位置。

进一步地，所述行车架的前后两端均凸出于所述动力轮并安装有防撞块，防止机器人的误撞，保护机器人。

进一步地，所述调压装置包括对称连接于前述行车底盘两侧中间的两个挂耳支架，所述挂耳支架位于所述行车底盘的下方，并分别铰接有两动力轮挂耳，所述动力轮挂耳的另一端分别连接于上述两个动力轮的两端；

还包括对称设置的两个压板和四个压力调整柱，其中一个压板和两个压力调整柱相配合，所述压板垂直设于其中两个动力轮挂耳的下方，所述压力调整柱的上端连接于所述行车底盘的底部，所述压力调整柱的下端设有外螺纹，所述外螺纹穿过所述压板后螺接有调整螺栓，通过压板、挂耳支架和动力轮挂耳有效支撑前后动力轮，并使两动力轮贴合在行车轨道的底部，通过旋转调整螺栓调整压板的高度，以挂耳支架为旋转中心，调整前后动力轮的压紧度，从而调整动力轮与行车轨道的摩擦力，防止动力轮在行车轨道上打滑。

进一步地，所述压板与所述动力轮挂耳之间设有弹性压垫，保护压板和动力轮挂耳，防止长时间使用后造成磨损，并提高动力轮的调整精度。

进一步地，所述第一同步带的底部设有至少一个惰轮，所述惰轮可上下调整地安装于所述挂耳支架，使前后两个动力轮张紧，防止第一同步带脱落或打滑。

进一步地，所述动力轮为橡胶圆柱体，增大与行车轨道的有效接触面积。

进一步地，所述升降旋转机构包括多级丝杆升降机和旋转滑台，所述多级丝杆升降机包括第二减速电机和相配合的多级升降丝杆和多级丝母，通过丝杆丝母的传动形式，将第二减速电机的旋转转化为多级丝杆升降机的升降运动，所述多级升降丝杆的底端通过蜗轮蜗杆传动方式连接所述旋转滑台，将第二减速电机的旋转转化为旋转滑台的旋转，从而加大升降的收缩比，提高升降的精度，减小运作过程中的震动，确保视频采集时的图像稳定性。

进一步地，所述供电设备、硬盘、主控板和i/o设备均安装于所述电控支架的同一侧，所述多级丝杆升降机竖直向下穿过所述电控支架的内部，同时将升降旋转机构与电控装置相对独立安装，便于升降旋转机构的拆装、检修以及维护，所述供电设备为电池，确保供电的稳定性。

进一步地，所述监测装置上预留有多个传感器接口和局放器接口，便于机器人后期的升级改造，所述照明设备为可调整照射角度的led照明灯，可手动调整照射角度，有针对性的进行照射。

有益效果：同现有技术相比，本发明的不同之处在于，本发明提供的供电系统用轨道式环境巡检机器人，包括工字型行车轨道、行走于该行车轨道的行车机构、驱动该行车机构的行走机构、升降旋转机构以及监测装置和电控装置，行走机构包括贴合于行车轨道底部的前后两个圆柱体动力轮，通过第一减速电机、第一同步带和第二同步带的传动提供行走动力，有效的增大了动力轮和行车轨道的接触面积，增大了摩擦力，并有效的杜绝了行车机构转弯时出现脱轨的情况；动力轮下方设有调压装置，包括压板、压力调整柱和可旋转的动力轮挂耳，旋转调整螺栓可相应的调整压板的高度，从而调整动力轮的高度，以此来调整动力轮和行车轨道之间的摩擦力，有效的防止了机器人在行走过程中出现打滑现象，并根据使用年限相应调整摩擦力，提高了机器人的使用寿命；升降旋转机构和电控装置独立安装，方便升降旋转机构的拆装、检修以及维护；另外升降旋转机构包括多级升降丝杆、多级丝母和旋转滑台，有效增大了升降的收缩比，减小了轨道安装的净空高度，可以躲避巡检环境上方的线桥等设备，定位精度高达0.02mm，并减小了震动，确保视频采集时的图像稳定性，提高了巡检作业的精确度；该机器人通过行车轨道和行车机构、行走机构的配合，并搭载监测装置，可全方位监测电力系统，巡检效率高，巡检精度高，适用于大多数电力系统环境，有效的降低了巡检成本，降低了工作人员的安全风险和劳动强度。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例的用于电力系统的轨道式环境巡检机器人的结构示意图。

图2为本申请中一较佳实施例的行车机构的结构示意图。

图3为本申请中一较佳实施例的行走机构的结构示意图。

图4为本申请中一较佳实施例的行车机构和行走机构的装配示意图。

图5为本申请中一较佳实施例的升降旋转机构的结构示意图。

图6为本申请中一较佳实施例的电控装置的结构示意图。

其中，1-行车轨道，2-行车机构，21-行车底盘，22-行车架，221-传感器，222-防撞块，23-悬挂轮，24-导向轮，3-行走机构，31-动力轮，32-第一同步带，321-惰轮，33-第二同步带，34-第一减速电机，4-升降旋转机构，41-多级丝杆升降机，411-第二减速电机，42-旋转滑台，5-监测装置，51-摄像机，52-照明设备，6-电控装置，61-电控支架，7-调压装置，71-挂耳支架，72-动力轮挂耳，73-压板，74-压力调整柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1至图6所示，本发明提供一种用于电力系统的轨道式环境巡检机器人，包括工字型行车轨道1、行走于该行车轨道1的行车机构2、驱动该行车机构2的行走机构3、升降旋转机构4以及监测装置5和电控装置6，行车轨道1优选为标准铝合金工字铝，根据现场路径需求切断或折弯加工，每段轨道之间通过标准连接件连接，通过标准工字钢吊装工具悬挂在作业现场高处，行车轨道1悬挂在空中，距地面高度2.4米，水平无坡度，所述电控装置6包括电控支架61，所述电控支架61安装有供电设备、硬盘、主控板和i/o设备，所述行车机构2包括位于所述行车轨道1下方的行车底盘21，所述行车底盘21的两侧对称安装有行车架22，两个行车架22分别位于行车轨道1的两侧，所述行车架22安装有位于所述行车轨道1两内侧面的悬挂轮23以及位于所述行车轨道1两外侧面的导向轮24，其中悬挂轮23和导向轮24各四个，前后各两个，且前后左右对称分布，通过两侧的悬挂轮23悬挂支撑行车机构2及其下方各设备的重量，通过两侧的导向轮24使机器人沿行车轨道1的方向定向行驶，从而全面监测整个电力系统；

所述行走机构3包括两个前后贴合于所述行车轨道1底部的动力轮31，所述动力轮31的下方设有安装于所述行车底盘21的调压装置7，用来调整动力轮31与行车轨道1之间的摩擦力，所述动力轮31的两端分别凸出于所述行车轨道1，其中右端的动力轮31之间通过第一同步带32连接，用于传动，左端的其中一个动力轮31通过第二同步带33连接第一减速电机34，第一减速电机34通过第二同步带33带动其中一个动力轮31转动，然后通过第一同步带32带动另一个动力轮31的转动，使得前后两个动力轮31均为主动轮，防止运动时打滑，而行车轨道1的底部具有较大的加工面积，相对于行车轨道1的两侧可以提供更大的接触面积，从而可以提供更大的摩擦力；

所述升降旋转机构4安装于所述行车底盘1的底部，所述监测装置5安装于所述升降旋转机构4的底端，包括摄像机51、照明设备52和局放器，在照明设备52配合下，通过摄像机51采集现场图像信息，反馈给电控装置6，经过处理后记录并保存在硬盘内；

所述电控装置6分别与上述第一减速电机34、升降旋转机构4和监测装置5电连接。

优选地，所述行车轨道1依次安装有多个监测点，所述行车架22上安装有感应所述监测点的传感器221，所述传感器221与所述电控装置6电连接，在行走过程中，通过传感器221感应不同的监测点来反馈机器人的当前位置。

优选地，所述行车架22的前后两端均凸出于所述动力轮31并安装有防撞块222，防止机器人误撞，从而保护机器人。

作为本发明的一较佳实施例，所述调压装置7包括对称连接于前述行车底盘21两侧中间的两个挂耳支架71，所述挂耳支架71位于所述行车底盘21的下方，并分别铰接有两动力轮挂耳72，所述动力轮挂耳72的另一端分别连接于上述两个动力轮31的两端，使得前后两个动力轮31可以分别通过两个动力轮挂耳72以挂耳支架71为中心进行旋转；

还包括对称设置的两个压板73和四个压力调整柱74，其中每一个压板73和两个压力调整柱74相配合，所述压板73垂直设于其中两个动力轮挂耳72的下方，所述压力调整柱74的上端连接于所述行车底盘21的底部，所述压力调整柱74的下端设有外螺纹，所述外螺纹穿过所述压板73后螺接有调整螺栓75，通过压板73、挂耳支架71和动力轮挂耳72有效支撑前后动力轮31，并使两动力轮31贴合在行车轨道1的底部，通过旋转调整螺栓75调整压板73的高度，以挂耳支架71为旋转中心，调整前后动力轮31的压紧度，从而调整动力轮31与行车轨道1的摩擦力，防止动力轮31在行车轨道1上打滑。

优选地，所述压板73与所述动力轮挂耳72之间设有弹性压垫，以保护压板73和动力轮挂耳72，防止长时间使用后造成磨损，压板73受到挤压后，首先挤压弹性压垫，弹性压垫发生弹性形变，并传递到动力轮挂耳72，再传递到动力轮31，可以有效提高动力轮31的压紧调整精度。

优选地，所述第一同步带32的底部靠近中间处设有一个惰轮321，所述惰轮321可上下调整地安装于所述挂耳支架71，使前后两个动力轮31张紧，防止第一同步带32脱落或打滑，惰轮321的安装方式在此不做限制，可以在挂耳支架71上开设腰型孔，惰轮321的旋转轴穿过该腰型孔后连接紧固螺栓，惰轮321在腰型孔内上下调整。

优选地，所述动力轮31为橡胶圆柱体，以增大与行车轨道1的有效接触面积。

作为本发明的一较佳实施例，所述升降旋转机构4包括多级丝杆升降机41和旋转滑台42，所述多级丝杆升降机41包括第二减速电机411和相配合的多级升降丝杆和多级丝母，通过丝杆丝母的传动形式，将第二减速电机411的旋转转化为多级丝杆升降机41的升降运动，所述多级升降丝杆的底端通过蜗轮蜗杆传动方式连接所述旋转滑台42，将第二减速电机411的旋转转化为旋转滑台42的旋转，从而加大升降的收缩比，减小行车轨道1安装的净空高度，减小运作过程中的震动，确保视频采集时的图像稳定性。

优选地，所述供电设备、硬盘、主控板和i/o设备均安装于所述电控支架61的同一侧，所述多级丝杆升降机41竖直向下穿过所述电控支架61的内部，使旋转滑台42裸漏在电控支架61的外侧，同时将升降旋转机构4与电控装置6相对独立安装，便于升降旋转机构4的拆装、检修以及维护，所述供电设备为电池，确保供电的稳定性，电能耗尽前，机器人自动返回行车轨道1的端部进行充电。

优选地，所述监测装置5上预留有多个传感器接口和局放器接口，便于机器人后期的升级改造，所述照明设备52为可调整照射角度的led照明灯，可手动调整照射角度，有针对性的进行照射。

巡检机器人可设置自动巡检模式和临时巡检模式，自动巡检模式用于日常巡检，无需操作人员介入，自动整理巡检数据信息；临时巡检模式用于有针对性异常状况巡检任务，需要操作人员介入，对现场环境状况进行判断。

需要说明的是该申请中多级丝杆升降机参见发明专利授权公告号cn206288909u，属于在电力系统环境巡检领域的一种应用。

需要说明的是，本发明中用语“第一、第二”仅用于描述目的，不表示任何顺序，不能理解为指示或者暗示相对重要性，可将这些用语解释为名称。

需要说明的是，本申请中用语“前”、“后”根据机器人行走的方向进行区分，指代前后位置。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。