一种光导航式变电站巡检小车的制作方法

本实用新型涉及一种机电装置，尤其是可以对变电站设备故障进行巡检的一种光导航式变电站巡检小车。

背景技术：

在变电站里有大量的电器设备，工作环境十分恶劣，有些设备长期暴露在室外环境中，受到风吹、日晒、雨淋而受到氧化腐蚀，导电部件还有铜铝过度联接，会产生电离腐蚀，常出现腐蚀、松动、发热、打火等故障。传统的防护方法就是人工巡检，定期维修。人工巡检费时费力，对于发热现象也检查不到，目前有人研究出了车载红外摄像机对变电站进行巡检，工作强度小，巡检效果好。但目前的巡检车多数结构复杂，制造成本较高。

技术实现要素：

为解决上述的问题，本实用新型提供一种光导航式变电站巡检小车，这种光导航式变电站巡检小车可以携带红外摄像机对变电站设备故障进行巡检，结构简单，制造成本低。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：发明一种光导航式变电站巡检小车，其特点是，光导航式变电站巡检小车有一个箱式车体，车体左右两侧各安装一台驱动电机，每台驱动电机上各安装一个驱动轮，车体后部安装万向轮，车体左右两侧各安装一个车门，在车体顶部靠前的位置安装导航传感器，在车体顶部中间位置安装二自由度云台，在二自由度云台上安装红外摄像机，在车体前端中间位置安装充电触头，车体前端充电触头的上方安装充电传感器，车体内部安装蓄电池和控制器。

导航传感器可以由四个光电传感器组装成丁字形结构，其中两个光电传感器朝向车体的正前方分别安装在一个导航遮光板两侧，另外两个光电传感器安装在一个背板上，其中一个光电传感器朝向车体的左方，另一个光电传感器朝向车体的右方，四个光电传感器连同导航遮光板和背板安装在前端和左右两端开口的丁字形导航传感器壳体中；

本实用新型的有益效果是，本实用新型用于对变电站设备故障进行巡检，工作强度小，巡检效果好，结构简单，制造成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本实施例的主视图，附图2是本实施例的俯视图，附图3是本实施例的电路原理图，附图4是本实施例的光电传感器的电路原理图，附图5是导航传感器的结构图，附图6是充电传感器的结构图，附图7是本实施例的使用示意图。

图中1车体，2充电触头，3驱动轮，4充电传感器，5驱动电机，6驱动蓄电池，7导航传感器，8云台底座，9红外摄像机，10水平轴驱动电机，11水平轴，12水平轴蜗轮，13水平轴蜗杆，14u形支架，15垂直轴，16垂直轴蜗轮，17垂直轴蜗杆，18垂直轴驱动电机，19车门，20万向轮，21控制器，22无线接收模块，23电压检测模块，24控制蓄电池，25充电开关，26光电传感器，27导航遮光板，28导航传感器壳体，29背板，30充电遮光板，31充电传感器壳体，32导航光源，33充电导航光源，34充电桩，35导航光线，36充电导航光线，37巡检路线，38变电站。

具体实施方式

如附图1和附图2所示，本实用新型有一个箱式车体1，车体1左右两侧各安装一个驱动电机5，每个驱动电机5上各安装一个驱动轮3，车体1后部安装万向轮20，车体1左右两侧各安装一个车门19，在车体1顶部靠前的位置安装导航传感器7，云台底座8安装在车体1顶部中间位置，在u形支架14上通过水平轴安装红外摄像机9，在车体1前端中间位置安装充电触头2，车体1前端充电触头2的上方安装充电传感器4，车体1前端充电触头2的下方安装充电开关25，车体1内部安装驱动蓄电池6、无线接收模块22和控制器21，车门19的作用是当需要检修或检查时，打开车门19可以方便操作。

二自由度云台由云台底座8、水平轴驱动电机10、水平轴蜗轮12、水平轴蜗杆13、u形支架14、垂直轴蜗轮16、垂直轴蜗杆17、垂直轴驱动电机18以及水平轴11、垂直轴15等构成，云台底座8通过电机支架安装垂直轴驱动电机18，垂直轴驱动电机18上安装垂直轴蜗杆17，云台底座8通过轴承安装垂直轴15，垂直轴15上安装u形支架14和垂直轴蜗轮16，垂直轴蜗轮16和垂直轴蜗杆17相啮合，u形支架14通过支架安装水平轴驱动电机10，水平轴驱动电机10上安装水平轴蜗杆13，u形支架14通过轴承安装水平轴11，水平轴11上安装水平轴蜗轮12，水平轴蜗轮12和水平轴蜗杆13相啮合；

如附图5所示，导航传感器可以由四个光电传感器26组装成丁字形结构，其中两个光电传感器26朝向车体1的正前方分别安装在导航遮光板27两侧，另外两个光电传感器26安装在背板29上，其中一个光电传感器26朝向车体1的左方，另一个光电传感器26朝向车体1的右方，四个光电传感器26连同导航遮光板27和背板29安装在前端和左右两端开口的丁字形导航传感器壳体28中；

如附图6所示，充电传感器4可以由两个朝向前方并列安装的光电传感器26构成，两个光电传感器26分别安装在充电遮光板30上，两个光电传感器26连同导充电光板30安装在前端开口的充电传感器壳体31中；

如附图3所示，控制器21可以是输入、输出端均为八路外加ttl通信接口的继电器模块，其输入端可以设定五级优先级，第一优先级为ttl通信接口连接无线接收模块22，第二优先级一个输入端连接电压检测模块23，第三优先级两个输入端分别连接充电传感器4中的两个光电传感器26，第四优先级两个输入端分别连接导航传感器7中朝向车体左方的光电传感器26和朝向车体右方的光电传感器26，第五优先级的两个输入端分别连接导航传感器7中朝向车体正前方的两个光电传感器26，控制器21的八个输出端分为两组，每四个输出端分为一组，其中一组的四个输出端每两个输出端连接一台驱动电机5，另外一组的四个输出端其中两个输出端连接水平轴驱动电机10，另外两个输出端连接垂直轴驱动电机18；

红外摄像机9可以选用具有无线信号传输功能的海康威视ds-2ce16f5p-it5型红外摄像机；

控制器21可以选用广东深圳华信电子企业店经销的modbus-rtu1/2/4/8路12v继电器模块；

附图4是本实施例的光电传感器26的电路原理图，光电传感器26可以选用深圳市科比商贸有限公司经销的光电传感器模块；

无线接收模块22可以选用深圳深联智达科技有限公司生产的cc2731无线发射接收串口透传收发模块；

电压检测模块23可以采用深圳市粤豫电子科技公司生产的5/12/24v电压检测继电器开关板。

如附图1和附图2所示，控制蓄电池24为控制器21、光电传感器26、无线接收模块22和电压检测模块23供电，驱动蓄电池6为红外摄像机9、两台驱动电机5、水平轴驱动电机10和垂直轴驱动电机18供电，两台驱动电机5可以独立转动，以便驱动小车的向前向后直行、左转和右转，万向轮20安装在车体1后部用于支撑车体1，并在小车直行或转弯时随时顺着车体1的先进方向。

水平轴驱动电机10可带动水平轴蜗杆13正反向转动，水平轴蜗杆13带动水平轴蜗轮12正反向转动，水平轴蜗轮12带动水平轴11正反向转动，水平轴11可以带动红外摄像机9做俯仰方向摆动；垂直轴驱动电机18可带动垂直轴蜗杆17正反向转动，垂直轴蜗杆17带动垂直轴蜗轮16正反向转动，垂直轴蜗轮16带动垂直轴15正反向转动，垂直轴15带动u形支架14正反向转动，u形支架14带动水平轴11连同红外摄像机9做垂直方向转动；从而使红外摄像机9可以在水平和垂直两个方向转动，实现了二自由度的运动，以便在需要时使红外摄像机9可以观察不同的位置。

在所要巡检的变电站38的周围设定巡检路线37，即本实用新型的行驶路线，巡检路线37是由直线和直角构成的封闭环形路线，在巡检路线37的转角处设置导航光源32，导航光源32上安装遮光罩，使其光线只能照到导航传感器7，而不能照到充电传感器4；在充电桩34的位置安装充电导航光源33，在充电导航光源33上加装遮光罩，使其光线只能照到充电传感器4，而不能照到导航传感器7。在巡检路线37和导航光源32外围可以安装可吸光的遮光板，以避免外来光线对光电传感器26产生干扰。

如附图7所示，使用时，将小车放在巡检路线37上，使小车的前面朝向巡检行驶的正前方，开启电源，导航传感器7中朝向车体1正前方的两个光电传感器26受到车体1正前方的导航光源32的照射，控制器21向驱动电机5发出直行指令，两台驱动电机5同时正向转动，带动左右两个驱动轮3正向转动，小车向正前方直行。当小车因故行走偏斜，到一定程度时，导航遮光板27在车体1带动下随之偏斜，导航遮光板27上背光一侧的光电传感器26得不到照射，此时控制器21向驱动电机5发出纠正方向的转向指令，超前一侧的驱动轮3停止转动，当小车转动至导航遮光板27上两侧的光电传感器26都得到照射时，控制器21向驱动电机5再次发出直行指令，小车再次向正前方直行。如此反复循环，小车驶向其正前方的导航光源32。

当小车行驶到转角处时，导航传感器7中朝向车体1左侧或右侧的光电传感器26受到车体1侧方导航光源32的照射，控制器21向驱动电机5发出转向指令，受到照射的光电传感器26一侧的驱动电机5停止转动，另外一侧的驱动电机5带动驱动轮3正向转动，小车的前端转向侧方导航光源32，当导航遮光板27上的两个光电传感器26同时受到导航光源32照射时，控制器21向驱动电机5发出直行指令，小车向导航光源32直行，并重复上述直行程序，直至行驶到下一个转角处再次转向。如此循环，在导航光源32的引导下，小车便可在一个封闭的环形路线内连续行驶。

当电压检测模块23检测到驱动蓄电池6或控制蓄电池24的电压不足时，向控制器21发出信号，控制器21启动充电传感器4；充电导航光源33发出的光线和导航光源32发出的光线方向相同，只是充电导航光源33发出的光线低于导航光源32发出的光线，只照到充电传感器4；当小车正常巡检行驶时，一旦充电传感器4检测到充电导航光源33发出的光线，便优先于导航传感器7进行工作，30充电遮光板两侧的光电传感器26的工作原理和导航传感器7中导航遮光板27上两侧的光电传感器26相同。小车行驶到充电桩34，充电桩34触碰到充电开关25，充电开关25向控制器21发送信号，控制器21向驱动电机5发出停车指令，小车停止行走。当驱动蓄电池6和控制蓄电池24均充满电后，电压检测模块23向控制器21发送信号，控制器21向驱动电机5发出后退指令，小车后退到巡检路线37上继续巡检行走。

无线接收模块22可以接收人工发来的无线信号，其对控制器21的操作为最优先级，人工向无线接收模块22发送控制指令时，无线接收模块22向控制器21发出信号，控制器21可以驱动二自由度云台上的水平轴驱动电机10和垂直轴驱动电机18，使红外摄像机9朝向需要观察的位置，人工也可以通过无线信号控制驱动电机5以不同方式转动，从而实现小车的停止、前进、后退、左转或右转。