具有巡检功能的非接触式测振系统的制作方法

1.本技术属于巡检、测振机器人技术领域，具体涉及一种具有巡检功能的非接触式测振系统。


背景技术：

2.智能巡检机器人已进入电网行业，但其功能不太完善，不能完全满足使用较多传动设备的发电厂的日常巡检需求。一部分传动设备在运行过程中具有一定的振动和噪声，而当前，针对发电厂设备的测振，基本靠人工完成，导致测振任务重、人员劳动强度高、环境噪音损伤等问题，长此以往，对工作人员的身心健康造成损害。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种具有巡检功能的非接触式测振系统，能够解决人工测振对身心健康造成损害的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.本技术实施例提供了一种具有巡检功能的非接触式测振系统，该非接触式测振系统包括：巡检机器人、测振装置和控制装置；
6.所述测振装置包括相连接的激光测振仪和数据采集器；
7.所述巡检机器人包括云台机构，所述激光测振仪设置于所述云台机构；
8.所述控制装置包括数据处理器，所述数据处理器与所述数据采集器连接。
9.本技术实施例中，通过巡检机器人可以携带测振装置移动，从而既可以通过巡检机器人对设备进行一些巡检任务，如，噪声、侧漏、危险气体探测、安全识别等方面，又可以通过测振装置对设备的振动进行检测，以获知设备的振动情况；通过采用激光测振仪可以实现非接触式测振，从而既可以保证测振精度，又可以实现安全、快速测振，提高测振效率；另外，通过云台机构可以驱动激光测振仪实现多方位、多角度变换，从而可以扩大测振范围。
10.基于上述设置，通过激光测振仪检测设备的振动情况，并将检测到的振动信息传输至数据采集器，并由数据采集器传输至数据处理器，最终得到设备的振动情况。相比于人工测振方式，本技术实施例采用巡检机器人携带测振装置，能够替代人工测振，实现远离测量对象进行非接触式振动测试，对测量对象及测振系统本身不会产生附加影响，从而能够安全、快速地测量振动，并且在巡检测振过程中，无需人员现场参与，降低了人员劳动强度、且不会对人员身心健康造成损害。
附图说明
11.图1为本技术实施例公开的具有巡检功能的非接触式测振系统的结构示意图；
12.图2为本技术实施例公开的外接支架及云台转轴的结构示意图；
13.图3为本技术实施例公开的转接支架的结构示意图；
14.图4为本技术实施例公开的具有巡检功能的非接触式测振系统的测振原理示意图。
15.附图标记说明：
16.100-巡检机器人；110-云台机构；111-云台转轴；1111-第三凹槽；
17.200-测振装置；210-激光测振仪；220-数据采集器；
18.300-控制装置；310-数据处理器；
19.400-外接支架；410-第一侧板；420-第二侧板；421-第一凹槽；430-支撑板；431-容纳槽；432-第二凹槽；433-第四固定孔；
20.500-转接支架；510-第三侧板；511-第一固定孔；520-第四侧板；530-连接板；531-第三固定孔；
21.600-高清摄像装置；
22.700-红外热成像装置。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
24.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
25.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例进行详细地说明。
26.参考图1至图4，本技术实施例公开了一种具有巡检功能的非接触式测振系统，所公开的非接触式测振系统包括巡检机器人100、测振装置200和控制装置300。
27.其中，巡检机器人100具有巡检功能。可选地，巡检机器人100可以包括底盘车和多种巡检任务对应的功能模块。通过底盘车可以实现巡检机器人100的行走，以使巡检机器人100能够移动至指定位置进行巡检。多种功能模块分别为：噪声识别模块、侧漏识别模块、危险气体探测模块、安全识别模块、安全防护模块、系统关联模块等，通过各个功能模块可以分别实现对应的功能，以达到针对各方面进行巡检的目的。此处需要说明的是，巡检机器人100的具体结构及其各个方面功能实现的原理可以参考相关技术，此处不作详细阐述。另外，还可以根据实际巡检任务增设其他对应的巡检模块，以增加巡检任务。
28.巡检机器人100还可以作为其他构件的安装基础，其可以为测振装置200、控制装置300等提供支撑和安装基础。一些实施例中，巡检机器人100可以包括云台机构110，通过云台机构110可以安装测振装置200，且云台机构110可以带动测振装置200实现上下、左右运动。此处需要说明的是，关于云台机构110的具体结构及其工作原理可以参考相关技术，
此处不作详细阐述。
29.测振装置200为非接触式测振系统的核心测振构件，其可以对待测设备进行振动测试，从而可以根据振动测试结果判断设备的运行情况。一些实施例中，测振装置200可以包括激光测振仪210和数据采集器220，激光测振仪210设置于云台机构110上。基于此，可以通过云台机构110驱动激光测振仪210实现上下、左右运动，以调节激光测振仪210的检测方位、检测角度等参数，从而使激光测振仪210可以精准地对待测设备进行振动测试。可选地，数据采集器220可以设置在巡检机器人100内部。
30.激光测振仪210与数据采集器220连接，如此，通过激光测振仪210检测到的振动信息可以传输至数据采集器220，并通过数据采集器220进行信息采集和处理。可选地，数据采集器220可以选用信号转换装置，其可以将振动信息转换为数字信息，以供控制装置300读取和处理。
31.控制装置300为非接触式测振系统中起到信号处理的构件。一些实施例中，控制装置300包括数据处理器310，该数据处理器310与数据采集器220连接。如此，可以使巡检机器人100检测到的设备上的振动信息，经过数据采集器220采集、转换后传输至数据处理器310，从而可以在数据处理器310中进行数据处理，最终得出振动测试结果。可选地，数据处理器310可以设置在巡检机器人100内部。
32.可选地，非接触式测振系统还可以包括报警装置，该报警装置与控制装置300连接，如此，当检测到的振动较强时，通过控制装置300控制报警装置发出报警信息，以提醒工作人员做出相应处理。
33.基于上述设置，本技术实施例中，通过巡检机器人100可以携带测振装置200移动，从而既可以通过巡检机器人100对设备进行一些巡检任务，如，噪声、侧漏、危险气体探测、安全识别等方面，又可以通过测振装置200对设备的振动进行检测，以获知设备的振动情况；通过采用激光测振仪210可以实现非接触式测振，从而既可以保证测振精度，又可以实现安全、快速测振，提高测振效率；另外，通过云台机构110可以驱动激光测振仪210实现多方位、多角度变换，从而可以扩大测振范围。通过激光测振仪210检测设备的振动情况，并将检测到的振动信息传输至数据采集器220，并由数据采集器220传输至数据处理器310，最终得到设备的振动情况。
34.相比于人工巡检测振方式，本技术实施例采用巡检机器人100携带测振装置200，能够替代人工巡检测振，实现远离测量对象进行非接触式振动测试，对测量对象及测振系统本身不会产生附加影响，从而能够安全、快速地测量振动，并且在巡检测振过程中，无需人员现场参与，降低了人员劳动强度、且不会对人员身心健康造成损害。
35.参考图1至图3，为了安装激光测振仪210，本技术实施例中，非接触式测振系统还包括外接支架400和转接支架500。其中，转接支架500设置于外接支架400，激光测振仪210设置于转接支架500，外接支架400设置于云台机构110。如此，通过云台机构110可以带动外接支架400运动，如，上下、左右运动等，还可以带动外接支架400旋转，并通过外接支架400同步带动转接支架500运动，最终由转接支架500同步带动激光测振仪210进行运动，从而通过云台机构110可以调节激光测振仪210的角度、方位，进而使激光测振仪210能够快速对待测位置进行振动测量。
36.一些实施例中，云台机构110包括云台转轴111，外接支架400设置于云台转轴111，
并与云台转轴111传动连接，如此，通过云台转轴111可以带动外接支架400围绕云台转轴111的轴线转动。可选地，云台转轴111可以沿水平方向设置，此时外接支架400可以围绕水平的云台转轴111转动一定角度，从而可以使激光测振仪210实现俯仰角度的调节。
37.参考图2，在一些实施例中，外接支架400包括第一侧板410、第二侧板420和支撑板430。其中，第一侧板410和第二侧板420沿云台转轴111的轴向间隔设置，且第一侧板410和第二侧板420分别与云台转轴111传动连接。可选地，可以在第一侧板410和第二侧板420上分别设置安装孔，云台转轴111的两端分别穿入第一侧板410的安装孔和第二侧板420的安装孔中，且相对固定，例如，安装孔与云台转轴111之间通过键连接，如此，可以通过云台转轴111带动第一侧板410和第二侧板420围绕云台转轴111的轴线转动。
38.支撑板430连接第一侧板410和第二侧板420，具体为，第一侧板410和第二侧板420分别连接在支撑板430的两端处，如此，第一侧板410、支撑板430和第二侧板420三者形成了c形支架结。转接支架500通过锁紧件(即，紧固件，如，螺钉、螺杆等)固定于支撑板430，如此，通过支撑板430可以实现对转接支架500的支撑和安装。
39.基于上述设置，由于激光测振仪210设置于转接支架500，转接支架500通过紧固件固定于支撑板430，支撑板430通过第一侧板410和第二侧板420与云台转轴111传动连接，如此，在云台机构110启动的情况下，可以通过云台转轴111带动第一侧板410和第二侧板420转动，第一侧板410和第二侧板420带动支撑板430转动，支撑板430带动转接支架500转动，转接支架500带动激光测振仪210转动，从而可以实现对激光测振仪210的角度和方位的调节。
40.为了使第一侧板410及第二侧板420分别装配置支撑板430，一些实施例中，在支撑板430的两端处分别设置容纳槽431。可选地，容纳槽431可以设置在支撑板430两端的端面处，例如，支撑板430的两端的端面下沉一定距离形成凹陷槽，而后将凹陷槽的一个侧面去除，以形成容纳槽431。
41.在安装第一侧板410和第二侧板420时，将第一侧板410的至少部分设置在支撑板430一端处的容纳槽431中，将第二侧板420的至少部分设置在支撑板430另一端处的容纳槽431中，从而实现了第一侧板410及第二侧板420分别与支撑板430的装配。
42.为提高装配的稳定性，还可以在第一侧板410和第二侧板420上设置通孔，在支撑板430两端处的容纳槽431中设置螺纹孔，并使螺纹孔与通孔一一对应。如此，可以将螺钉或螺栓穿过通孔后与螺纹孔螺纹连接，从而保证了第一侧板410及第二侧板420与支撑板430之间装配的牢固性和稳定性。
43.在一些实施例中，第一侧板410的朝向第二侧板420的一侧面设有第一凹槽421，通过设置第一凹槽421，可以减轻第一侧板410的重量，且节省材料，与此同时，还可以使第一侧板410呈现出美观的造型。同样地，第二侧板420的朝向第一侧板410的一侧面设有第一凹槽421，通过设置第一凹槽421，可以减轻第二侧板420的重量，且节省材料，与此同时，还可以使第二侧板420呈现出美观的造型。
44.在一些实施例中，支撑板430的背离转接支架500的一侧设有第二凹槽432，通过设置第二凹槽432，可以减轻支撑板430的重量，且节省材料，还可以使支撑板430呈现出美观的造型。
45.基于上述设置，使得整个外接支架400的整体重量更小，减小了云台转轴111的荷
载，方便于云台转轴111驱动外接支架400转动，并且保证了激光测振仪210在调节过程中的稳定性和灵活性。
46.为了实现第一侧板410及第二侧板420与云台转轴111的连接，一些实施例中，在云台转轴111的与第一侧板410及第二侧板420的连接处分别设置第三凹槽1111；相应地，第一侧板410及第二侧板420与云台转轴111的连接处分别设置凸起。如此，在安装时，可以将第三凹槽1111与凸起适配，从而可以通过第三凹槽1111的凸起的配合起到定位作用，以提高第一侧板410及第二侧板420与云台转轴111之间的装配精度。
47.参考图3，在一些实施例中，转接支架500包括第三侧板510、第四侧板520和连接板530。其中，第三侧板510与第四侧板520平行设置，连接板530连接在第三侧板510和第四侧板520之间，如此，第三侧板510、第四侧板520和连接板530共同围设成一容纳空间，激光测振仪210至少部分设置于容纳空间。
48.可选地，第三侧板510及第四侧板520与连接板530之间可以分别采用焊接的方式固定，以便于加工制造，或者，第三侧板510、第四侧板520和连接板530采用一体成型方式制造，以缩短制造周期。另外，第三侧板510与连接板530相互垂直，第四侧板520与连接板530相互垂直，且第三侧板510和第四侧板520位于连接板530的同一侧，从而形成一c板结构，该c形板结构的内侧形成容纳空间，以安装激光测振仪210。
49.为保证激光测振仪210的牢固性和稳定性，使激光测振仪210与第三侧板510和第四侧板520分别固定连接，从而可以保证激光测振仪210在运行过程中不易产生位置偏移、晃动等情况，保证了激光测振仪210的正常使用。
50.连接板530与外接支架400固定连接，以实现转接支架500与外接支架400的固定，从而可以实现激光测振仪210的安装。
51.在一些实施例中，第三侧板510和第四侧板520上分别设有第一固定孔511，激光测振仪210的两侧分别设有第二固定孔(图中未示出)，且第一固定孔511与第二固定孔之间转配有紧固件。基于此，在安装激光测振仪210时，首先将激光测振仪210的底部放置于转接支架500的容纳空间中，并使第一固定孔511与第二固定孔一一对应，而后将紧固件穿设至第一固定孔511和第二固定孔中，以实现紧固。
52.可选地，第三侧板510上可以设置多个第一固定孔511，第四侧板520上可以设置多个第一固定孔511，激光测振仪210的两侧面分别设置多个螺纹孔，紧固件选用螺钉或螺栓，从而实现激光测振仪210与转接支架500之间的可拆卸安装，以便于激光测振仪210的拆装。
53.在一些实施例中，连接板530设有第三固定孔531，相应地，外接支架400(即，支撑板430)设有第四固定孔433，第三固定孔531与第四固定孔433之间转配有紧固件。
54.可选地，第三固定孔531可以是锥形孔或阶梯形孔，紧固件可以是螺栓或螺钉，第四固定孔433为螺纹孔。在设置第三固定孔531时，将大端背离外接支架400，如此，在安装紧固件时，可以使紧固件的端部嵌入第三固定孔531中而不会露出，从而使紧固件不会接触到激光测振仪210，进而保证了激光测振仪210的底端面与支撑板430的背离外接支架400的表面紧密贴合，保证了激光测振仪210与转接支架500之间装配的稳定性和牢固性。
55.参考图1，在一些实施例中，非接触式测振系统还包括高清摄像装置600，该高清摄像装置600设置于云台机构110。通过高清摄像装置600可以对现场进行拍摄，以获取现场信息。另外，云台机构110还可以带动高清摄像装置600上下、左右运动，以及旋转，从而可以扩
大拍摄范围。
56.参考图1，在一些实施例中，非接触式测振系统还包括红外热成像装置700，该红外热成像装置700设置于云台机构110。通过红外热成像装置700可以对现场进行红外检测，以获取现场情况。另外，云台机构110还可以带动红外热成像装置700上下、左右运动，以及旋转，从而可以扩大检测范围。
57.可选地，可以将高清摄像装置600和红外热成像装置700分别设置在云台机构110的两侧，一方面可以保证拍摄和检测的范围，另一方面还可以使云台机构110两侧较为平衡，以缓解云台机构110单侧较重而容易磨损。
58.在一些实施例中，巡检机器人100可以是轮式巡检机器人。基于此，可以实现无轨化巡检任务，且巡检范围广，使巡检作业更加灵活。
59.本技术实施例中的具有巡检功能的非接触式测振系统的工作原理为：
60.巡检机器人100移动到指定检测位置，通过云台机构110的升降和角度转动调节激光测振仪210的位置和角度，以使激光测振仪210对准测试的位置。可以对激光测振仪210进行调节，使其聚焦，从而可以提高测试结果的准确性。通过激光多普勒测振原理，基于光学干涉和多普勒频移效应进行测试。其核心为一台高精度激光干涉仪和一台信号处理器，高精度的激光干涉仪内的he-ne激光器发出的偏振光(假设频率为f0)由分光棱镜分出两路，一路测量光，一路参考光。参考光通过声光调节器具有一定频移(f)，测量光被聚焦到被测物体表面，物体振动引起测量光的频移(f＝2v/λ，其中v为测量光光速，λ为测量光的波长)。测量光从被测物体表面反射后形成反射光，反射光被收集，并与参考光汇聚在传感器上，这样，两束光在传感器表面产生干涉，干涉信号的频率为f0+f+f，携带了被测物体的振动信息，信号处理器将多普勒频移信号转换为物体振动的速度和位移信号。
61.假设两束光强分别与i1和i2的相干光束相互重叠，干涉条件为传感器通过高通滤波，即可获得强度变化率f1-f2，在传感器表面产生干涉信号，而干涉信号的频率与频移效应有关。多普勒频移：δf＝2v/λ，即，δf与v呈正比变化。u＝k*δf＝2kv/λ(k为常数)，另k'＝2k/λ，则v＝k'uk'为标定值(校准值)，当校准值k'＝1mm/s/v，测得速度值就是电压值。
62.结论：输出电压与振动速度成正比，也就是说被测对象的振动信息可以用电压信号表示，再进行计算，以得出振幅数值。
63.此处需要说明的是，激光测振仪210的具体的测振原理还可以参考其他相关技术。
64.综上所述，本技术实施例中的具有巡检功能的非接触式测振系统能够替代人工巡检、测振，实现远离测量对象进行非接触式振动测试，对测量对象及测振系统本身不会产生附加影响，从而能够安全、快速地测量振动，并且在巡检测振过程中，无需人员现场参与，降低了人员劳动强度、且不会对人员身心健康造成损害。
65.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。