一种变压器内部检测机器人的制作方法

1.本发明涉及变压器检测相关技术领域，具体为一种变压器内部检测机器人。


背景技术：

2.近年来，随着社会电力需求的急速增长，逐步建立完善、大容量、大区域的互联互通的电力传输系统显得尤为重要。在电力系统运行过程中，变压器承担着电压变换、电能分配和传输的功能，在维护电力系统稳定性与可靠性上发挥着重要作用，因此保证变压器的稳定工作，是电力系统正常运行的重中之重。油浸式变压器作为电网核心设备之一，对其检测工作务必高度重视。在对变压器内部检测时多采用检测机器人，但是目前的检测机器人只有一个电源，在检测机器人电量不足时，可能会影响检测机器人对变压器内部的检测。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种变压器内部检测机器人。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
5.本发明一种变压器内部检测机器人，包括设为火箭外形的筒壳，所述筒壳的上下两端分别螺纹连接有上壳和下壳，所述筒壳、上壳和下壳的材料均采用黑色聚碳酸酯，所述筒壳的内部设有用于对变压器内部故障采集的故障采集机构，所述筒壳上设有用于推动检测机器人在变压器内部运动对变压器内部检测的机器人推进机构，所述筒壳上设有对采集到的信号保存并通过无线传输至外接终端的信号传输机构，所述筒壳的内部设有供电模块，所述筒壳的内部设有对故障采集机构、机器人推进机构、信号传输机构和供电模块控制的控制器。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述故障采集机构包括设在筒壳内壁的第一安装板，第一安装板上安装有视觉模块、声纳模块和太赫兹分析模块，所述视觉模块采用摄像头，太赫兹分析模块采用光纤耦合太赫兹光谱仪，声纳模块采用超声波探伤仪，所述视觉模块、声纳模块和太赫兹分析模块均与控制器电性连接。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一安装板上还安装有红外光谱模块，所述红外光谱模块与控制器电性连接。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述下壳的内部设有用于对检测机器人定位的定位模块，所述定位模块包括设在筒壳外壁的激光雷达传感器和姿态传感器，所述激光雷达传感器和姿态传感器均与控制器电性连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述机器人推进机构包括设在下壳外壁对称设置的两个螺旋桨和设在壳体内壁的第二安装板，所述第二安装板上安装有多个呈周向均匀分布的推进器，所述推进器包括垂直推进器和水平推进器，所述螺旋桨和推进器均与控制器电性连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述信号传输机构包括设在上顶端竖直向上的信号天线，所述信号天线与控制器电性连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一安装板上设有驱动视觉模块转动的驱动机构，所述驱动机构包括经转轴设在第一安装板中部的摆杆，所述摆杆上远离转轴的一端与视觉模块相连接，所述第一安装板的底端安装有驱动摆杆转动的驱动电机，所述驱动电机与控制器电性连接，所述筒壳上设有与视觉模块同一平面的透明壳体，所述第一安装板上开设有两个弧形槽，弧形槽内设有润滑油和滚珠，所述视觉模块的底端设有与滚珠相接触的移动座。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一安装板上设有用于对视觉模块提供光照的照明组件，所述照明组件包括设在摆杆上的安装支架，所述安装支架上安装有照明灯，照明灯采用led光源，所述安装支架上开设有与照明灯的灯座相匹配的安装槽，安装支架上经螺栓和螺母固定连接有与安装槽相配合固定照明灯灯座的盖板。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述供电模块包括主电源和备用电源，所述筒壳的内部设有继电器，继电器包括线圈cj，且线圈cj通过主电源供电，所述继电器还包括两条辅助输出cj-1和cj-2，且每路都设有常开、常闭两组触点，所述主电源与继电器辅助触点的常开接点电性连接，所述备用电源与继电器辅助触点的常闭接点电性连接。
14.作为本发明的一种优选技术方案，检测时，将检测机器人至于变压器的内部，机器人推进机构上的多个推进器工作推动机器人水平水平运动或者竖直方向运动，运动过程中，视觉模块的摄像头对变压器内部进行拍摄记录，太赫兹分析模块的光纤耦合太赫兹光谱仪对可见光视觉较难解决的“白斑”类放电痕迹探测，声纳模块利用超声波探伤技术对缺陷进行定位,利用声反射或穿透能量的大小来集别缺陷的大小,根据声速和声波在介质中传播至缺陷所需的时间可测定缺陷的距离，红外光谱模块接收变电器发出的红外信号，用于对变压器故障的判断，通过激光雷达传感器扫描测距，探测激光雷达传感器中心到周围一定范围内障碍物距离，结合slam技术实现机器人在油下环境的自定位，通过姿态传感器获取机器人实时的位姿信息。
15.本发明的有益效果是：
16.1.该种变压器内部检测机器人，检测时，将检测机器人至于变压器的内部，机器人推进机构上的多个推进器工作推动机器人水平水平运动或者竖直方向运动，运动过程中，视觉模块的摄像头对变压器内部进行拍摄记录，太赫兹分析模块的光纤耦合太赫兹光谱仪对可见光视觉较难解决的“白斑”类放电痕迹探测，声纳模块利用超声波探伤技术对缺陷进行定位,利用声反射或穿透能量的大小来集别缺陷的大小,根据声速和声波在介质中传播至缺陷所需的时间可测定缺陷的距离，红外光谱模块接收变电器发出的红外信号，用于对变压器故障的判断，通过激光雷达传感器扫描测距，探测激光雷达传感器中心到周围一定范围内障碍物距离，结合slam技术实现机器人在油下环境的自定位，通过姿态传感器获取机器人实时的位姿信息。
17.2.该种变压器内部检测机器人，检测机器人在对变压器内部的故障进行图像采集时，驱动电机的输出轴带动转轴转动，转轴带动摆杆进行转动，摆杆带动视觉模块转动，由于在筒壳上设有透明壳体，摄像头转动过程中不会影响摄像头对变压器内部的图像采集，在视觉模块的摄像头转动过程中对变压器内部的图像采集范围更广，采集效果更好，而摄像头在转动过程中带动移动座进行转动，移动座与滚珠相接触，提高了移动座和摄像头转动的流畅性。
18.3.该种变压器内部检测机器人，在摄像头对变压器内部的故障进行图像采集时，在摆杆上安装有照明灯，照明灯可以给摄像头采集图像提供亮度，使得摄像头对变压器内部故障采集的图像更加清晰，且在摆杆转动时带动照明灯转动，使得照明灯跟随摄像头一起转动，确保摄像头对变压器内部故障的采集，而在对照明灯进行固定安装时，将照明灯的灯座置于安装支架上开设的安装槽内，将盖板盖到安装槽上，利用螺栓和螺母相配合固定到安装支架上。
19.4.该种变压器内部检测机器人，检测机器人在使用时，主电源正常供电，继电器线圈得电，辅助触点动作，常开接点闭合，常闭接点断开，检测机器人由主电源供电，主电源停止供电时，继电器线圈失电，辅助触点复归，备用电源接在常闭接点，检测机器人由备用电源供电，主电源恢复供电时，继电器线圈重新得电，辅助触点动作，常开接点闭合，常闭接点断开，重新切换到主电源供电，可以十分便捷的实现在主电源正常供电时，优先选择主电源对检测机器人进行供电；当主电源停止供电时，自动切换到备用电源；当主电源恢复供电时，重新切换到主电源，避免了主电源停止供电后导致检测机器人不能正常工作的情况，确保了检测机器人对变压器内部的检测。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
21.图1是本发明一种变压器内部检测机器人的结构示意图；
22.图2是本发明一种变压器内部检测机器人的内部结构示意图；
23.图3是本发明一种变压器内部检测机器人的故障采集机构结构剖视图；
24.图4是本发明一种变压器内部检测机器人的照明组件结构剖视图；
25.图5是本发明一种变压器内部检测机器人的供电模块结构剖视图；
26.图6是本发明一种变压器内部检测机器人供电模块的电路图。
27.图中：1、筒壳；2、上壳；3、下壳；4、故障采集机构；5、机器人推进机构；6、信号传输机构；7、供电模块；8、控制器；9、第一安装板；10、视觉模块；11、声纳模块；12、太赫兹分析模块；13、红外光谱模块；14、定位模块；15、激光雷达传感器；16、姿态传感器；17、螺旋桨；18、第二安装板；19、推进器；20、信号天线；21、驱动机构；22、转轴；23、摆杆；24、驱动电机；25、照明组件；26、安装支架；27、照明灯；28、安装槽；29、盖板；30、透明壳体；31、滚珠；32、移动座；33、主电源；34、备用电源。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
29.实施例：如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明一种变压器内部检测机器人，包括设为火箭外形的筒壳1，所述筒壳1的上下两端分别螺纹连接有上壳2和下壳3，所述筒壳1、上壳2和下壳3的材料均采用黑色聚碳酸酯，所述筒壳1的内部设有用于对变压器内部故障采集的故障采集机构4，所述筒壳1上设有用于推动检测机器人在变压器内部运动对变压器内部检测的机器人推进机构5，所述筒壳1上设有对采集到的信号保存并通过无线传输
至外接终端的信号传输机构6，所述筒壳1的内部设有供电模块7，所述筒壳1的内部设有对故障采集机构4、机器人推进机构5、信号传输机构6和供电模块7控制的控制器8。
30.其中，所述故障采集机构4包括设在筒壳1内壁的第一安装板9，第一安装板9上安装有视觉模块10、声纳模块11和太赫兹分析模块12，所述视觉模块10采用摄像头，太赫兹分析模块12采用光纤耦合太赫兹光谱仪，声纳模块11采用超声波探伤仪，所述视觉模块10、声纳模块11和太赫兹分析模块12均与控制器8电性连接。
31.其中，所述第一安装板9上还安装有红外光谱模块13，所述红外光谱模块13与控制器8电性连接，具有抗光、电磁干扰的红外光谱模块13，可接收变电器发出的红外信号，用于对变压器故障的判断。
32.其中，所述下壳3的内部设有用于对检测机器人定位的定位模块14，所述定位模块14包括设在筒壳1外壁的激光雷达传感器15和姿态传感器16，所述激光雷达传感器15和姿态传感器16均与控制器8电性连接。
33.其中，所述机器人推进机构5包括设在下壳3外壁对称设置的两个螺旋桨17和设在壳体1内壁的第二安装板18，所述第二安装板18上安装有多个呈周向均匀分布的推进器19，所述推进器19包括垂直推进器和水平推进器，所述螺旋桨17和推进器19均与控制器8电性连接。
34.其中，所述信号传输机构6包括设在上2顶端竖直向上的信号天线20，所述信号天线20与控制器8电性连接，机器人在定点巡航结束后返航，天信号天线20露出油面后，可将本地的故障数据通过无线电台上传至智能分析平台，进行故障信息的后续处理，提高了工作效率。
35.其中，所述第一安装板9上设有驱动视觉模块10转动的驱动机构21，所述驱动机构21包括经转轴22设在第一安装板9中部的摆杆23，所述摆杆23上远离转轴22的一端与视觉模块10相连接，所述第一安装板9的底端安装有驱动摆杆23转动的驱动电机24，所述驱动电机24与控制器8电性连接，所述筒壳1上设有与视觉模块10同一平面的透明壳体30，所述第一安装板9上开设有两个弧形槽，弧形槽内设有润滑油和滚珠31，所述视觉模块10的底端设有与滚珠31相接触的移动座32，检测机器人在对变压器内部的故障进行图像采集时，驱动电机24的输出轴带动转轴22转动，转轴22带动摆杆23进行转动，摆杆23带动视觉模块10转动，由于在筒壳1上设有透明壳体30，摄像头转动过程中不会影响摄像头对变压器内部的图像采集，在视觉模块10的摄像头转动过程中对变压器内部的图像采集范围更广，采集效果更好，而摄像头在转动过程中带动移动座32进行转动，移动座32与滚珠31相接触，提高了移动座32和摄像头转动的流畅性。
36.其中，所述第一安装板9上设有用于对视觉模块10提供光照的照明组件25，所述照明组件25包括设在摆杆23上的安装支架26，所述安装支架26上安装有照明灯27，照明灯27采用led光源，所述安装支架26上开设有与照明灯27的灯座相匹配的安装槽28，安装支架26上经螺栓和螺母固定连接有与安装槽28相配合固定照明灯27灯座的盖板29，在摄像头对变压器内部的故障进行图像采集时，在摆杆23上安装有照明灯27，照明灯27可以给摄像头采集图像提供亮度，使得摄像头对变压器内部故障采集的图像更加清晰，且在摆杆23转动时带动照明灯27转动，使得照明灯27跟随摄像头一起转动，确保摄像头对变压器内部故障的采集，而在对照明灯27进行固定安装时，将照明灯27的灯座置于安装支架26上开设的安装
槽28内，将盖板29盖到安装槽28上，利用螺栓和螺母相配合固定到安装支架26上。
37.其中，所述供电模块7包括主电源33和备用电源34，所述筒壳1的内部设有继电器，继电器包括线圈cj，且线圈cj通过主电源33供电，所述继电器还包括两条辅助输出cj-1和cj-2，且每路都设有常开、常闭两组触点，所述主电源33与继电器辅助触点的常开接点电性连接，所述备用电源34与继电器辅助触点的常闭接点电性连接，检测机器人在使用时，主电源33正常供电，继电器线圈得电，辅助触点动作，常开接点闭合，常闭接点断开，检测机器人由主电源33供电，主电源33停止供电时，继电器线圈失电，辅助触点复归，备用电源34接在常闭接点，检测机器人由备用电源34供电，主电源33恢复供电时，继电器线圈重新得电，辅助触点动作，常开接点闭合，常闭接点断开，重新切换到主电源33供电，可以十分便捷的实现在主电源33正常供电时，优先选择主电源33对检测机器人进行供电；当主电源33停止供电时，自动切换到备用电源34；当主电源33恢复供电时，重新切换到主电源33，避免了主电源33停止供电后导致检测机器人不能正常工作的情况。
38.检测时，将检测机器人至于变压器的内部，机器人推进机构5上的多个推进器19工作推动机器人水平水平运动或者竖直方向运动，运动过程中，视觉模块10的摄像头对变压器内部进行拍摄记录，太赫兹分析模块12的光纤耦合太赫兹光谱仪对可见光视觉较难解决的“白斑”类放电痕迹探测，声纳模块11利用超声波探伤技术对缺陷进行定位,利用声反射或穿透能量的大小来集别缺陷的大小,根据声速和声波在介质中传播至缺陷所需的时间可测定缺陷的距离，红外光谱模块13接收变电器发出的红外信号，用于对变压器故障的判断，通过激光雷达传感器15扫描测距，探测激光雷达传感器15中心到周围一定范围内障碍物距离，结合slam技术实现机器人在油下环境的自定位，通过姿态传感器16获取机器人实时的位姿信息。
39.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。