多用途隧道电缆监控机器人的制作方法

本发明属于隧道电缆检测技术领域，涉及电缆用机器人方面，具体为一种多用途隧道电缆监控机器人。

背景技术：

城市架空线路已经对城市建设造成了局限和困扰。在普遍使用架空线路的时代，城区供电线路的输送容量还相对不大，建筑物布局可调整空间也比现在更为灵活。但如今城市规划对功能性和美观性的重视程度越来越高，架空线路在应用空间和输送容量方面都已经越来越跟不上社会需要。所以在国内外的大型城市的发展中，以隧道电缆方式取代传统的架空线路已经成为世界潮流。

隧道电缆的监控一直是一个难以解决的问题，由于隧道内复杂的环境，例如：距离长、地形复杂、纵横交错、温度、湿度、气体环境的不确定性使得监测这项工作面临各种困难。另外由于电缆外部绝缘材料多为可燃物，一旦发生短路等事故将会蔓延燃烧造成大面积的断电。另外隧道内的温度时常变化，加上有时干燥有时会有大量的积水，以及一些混杂的气体，这些综合因素会产生一些腐蚀物质对电缆产生损坏，进而带来恶性循环。

以前是工人在隧道内一段一段检查。这种方法需要大量的人工，花费较多时间，但准确率并不是很高，并且为防止工人出现生命危险，需要穿防护服和防毒面具。目前，除了在电缆自身施加了防火措施外，就是在隧道内布置防火报警系统，例如烟雾报警器，在发生火灾事故时报警以便人们及时处理事故或者利用一些温度检测传感器将电缆温度及时传输给工人来预防事故发生。然而隧道一般都多大几千米或者几十千米，如果要布置这些报警设备成本将大大增加，另外这些也已经不能满足这项工作的需要，智能化今天我们急需一种不间断工作的多功能设备来完成这项工作。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种隧道电缆监控机器人，通过采用轮及辅助轮驱动方式，设置各种检测设备进入隧道进行隧道情况的实时检测，有效解决了大面积布置检测原件的问题，同时能够检测温度、湿度、气体等影响安全的环境因素，能够领敏检测突发信号并及时传递信息。方便隧道外的工作人员及时了解隧道内的情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种隧道电缆监控机器人包括检测模块、运动模块。

上述的检测模块包括：箱体，无线充电接收端，声音采集器，气体监测仪，支板，红外测温仪，距离传感器，积水检查板。

上述箱体内部安装蓄电池，蓄电池通过无线充电接收端实现充电，而若干个无线充电发射端安装于隧道里。机器人电量将要消耗完时，自动搜索且到达附近的发射端，实现自动充电。

上述声音采集器可随时收集隧道内的声音，并且分析声音种类，如果是自身行走时产生的声音，则自动忽略。如果有其他不同声音，采集器将此声音收集并且传输给后台，供后台监控人员分析。

上述气体监测仪实时监测隧道内的空气成分，并且将异常成分数据传输给后台。

上述红外测温仪实时监测隧道内的温度，当检测到局部温度过高时，向后台发出警报，并且自动拍摄大量照片发送给后台，供后台监控人员分析判断。

上述若干距离传感器安装在箱体的四周，相当于机器人的眼睛，用于收集周围的信息，为机器人提供行走路线。

上述积水检查板安装在机器人的前端下部，当机器人在行走遇到积水时，积水会使检查板漂浮起来。此动作会触发与检查板相连的电路，该电路会向后台发出警报，并拍摄照片传回。

上述电推杆底端连接齿轮，而齿轮与电动马达一配合。当电动马达一转动时，会带动电动推杆转动，从而时电动推杆落在支板上。此时机器人的整体高度下降，方便通过狭窄的区域。

上述电动推杆的顶端和中间位置各安装一个摄像头，当电动推杆伸到最长位置并且竖立时，两个摄像头可监测到隧道内几乎全部的电缆。机器人自带的数据处理系统将摄像头拍摄到的电缆视频实时处理，当分析到某根电缆的直径在某位置发生较大变化时，系统将该位置照片发送到后台，供后台监控人员查看。监控人员查看照片没有问题后，向机器人发送确认信息。当机器人下次再检测到该问题时，自动跳过，不予处理。如此可将电缆一些固有直径问题排除掉，到后期后台监控人员处理的信息会越来越少，实现真正的自动化。

上述的运动模块包括：转向轮，转轴，连杆，步进电机，固定板，挡板，辅助轮，曲轴，蜗轮，蜗杆，电动马达二，固定架，后轮。六个轮子上都安装电机，通过电机来驱动，从而达到行走的目的。转向轮与箱体通过轮轴连接在一起，两者可相对转动。固定板焊接在箱体上，其上固定步进电机，而步进电机与连杆上的齿条配合，通过电机的转动来带动齿条运动，使转向轮发生转动，从而实现转向的作用。挡板的作用是为了保证所述齿条与电机的无间隙配合。

两个辅助轮通过一根曲轴连接，曲轴安装在箱体的正中间位置。而曲轴上安装蜗轮，蜗轮与蜗杆配合，蜗杆安装在固定架上。蜗杆由电动马达二提供动力，使辅助轮大幅度摆动，摆动轨迹是一个大圆。

本实用新型有益效果：1，实现隧道电缆监控自动化；2，多种仪器组合，监控全面；3，重要信息人辅助处理，避免机器出错。

附图说明

图1为该机器人的整体示意图。

图2为驱动及转向系统示意图。

图3为电动推杆31转动说明图。

图中：11、箱体；12、无线充电接收端；13、声音采集器；14、气体监测仪；15、支板；16、红外测温仪；17、距离传感器；18、积水检查板；19、电动马达一；21、转向轮；211、转轴；212、连杆；213、步进电机；214、固定板；215、挡板；22、辅助轮；221、曲轴；222、蜗轮；223、蜗杆；224、电动马达二；225、固定架；23、后轮； 31、电动推杆；32、齿轮；33、34摄像头。

具体实施方式

下面对照附图通过对实施例的描述对本发明做进一步详细的说明。以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的了解。

如图2中，六个轮子上都安装电机，通过电机来驱动，从而达到行走的目的。转向轮21与箱体11通过轮轴211连接在一起，两者可相对转动。固定板214焊接在箱体 11上，其上固定步进电机213，而步进电机213与连杆212上的齿条配合，通过电机的转动来带动齿条运动，使转向轮21发生转动，从而实现转向的作用。挡板215的作用是为了保证所述齿条与电机213的无间隙配合。两个辅助轮22通过一根曲轴221连接，曲轴221安装在箱体11的正中间位置。

而曲轴上安装蜗轮222，蜗轮与蜗杆223配合，蜗杆安装在固定架225上。蜗杆由电动马达二224提供动力，使辅助轮22大幅度摆动，摆动轨迹是一个大圆。

如图1所示，箱体11内部安装蓄电池，蓄电池通过无线充电接收端12实现充电，而若干个无线充电发射端安装于隧道里。机器人电量将要消耗完时，自动搜索且到达附近的发射端，实现自动充电。

声音采集器13可随时收集隧道内的声音，并且分析声音种类，如果是自身行走时产生的声音，则自动忽略。如果有其他不同声音，采集器13将此声音收集并且传输给后台，供后台监控人员分析。

气体监测仪14实时监测隧道内的空气成分，并且将异常成分数据传输给后台。红外测温仪16实时监测隧道内的温度，当检测到局部温度过高时，向后台发出警报，并且自动拍摄大量照片发送给后台，供后台监控人员分析判断。

若干距离传感器17安装在箱体11的四周，相当于机器人的眼睛，用于收集周围的信息，为机器人提供行走路线。

积水检查板18安装在机器人的前端下部，当机器人在行走遇到积水时，积水会使检查板18漂浮起来。此动作会触发与检查板18相连的电路，该电路会向后台发出警报，并拍摄照片传回。

电动推杆31的顶端和中间位置各安装一个摄像头33、34，当电动推杆31伸到最长位置并且竖立时，两个摄像头可监测到隧道内几乎全部的电缆。机器人自带的数据处理系统将摄像头拍摄到的电缆视频实时处理，当分析到某根电缆的直径在某位置发生较大变化时，系统将该位置照片发送到后台，供后台监控人员查看。监控人员查看照片没有问题后，向机器人发送确认信息。当机器人下次再检测到该问题时，自动跳过，不予处理。如此可将电缆一些固有直径问题排除掉，到后期后台监控人员处理的信息会越来越少，实现真正的自动化。

如图3所示，电动推杆31的底端连接齿轮32，而齿轮与电动马达一19配合。当电动马达一19转动时，会带动电动推杆31转动，从而时电动推杆31落在支板16上。此时机器人的整体高度下降，方便通过狭窄的区域。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。