一种具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的制作方法

1.本发明涉及电力隧道领域，具体为一种具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人。


背景技术：

2.目前，随着城市化的建设发展，导致城市用电负荷高速增长以及土地资源稀缺，居民对城市景观和居住环境提出更高的要求。传统的城市架空线输电方式已不符合城市发展趋势，使用电力隧道作为敷设城市高压电缆的通道，已成为城市发展的潮流。
3.为了保证电力隧道的电缆的安全稳定运行，需要定期对电力隧道进行巡检工作并能够对电力隧道内的出现故障的电缆。
4.目前现有的人工巡检在巡检的过程种，巡检难度大，巡检时需要不断地巡视，因此巡检的准确率和速率都不高，因此巡检过程非常麻烦，还耗费人力。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人，其解决了人工巡检在巡检的过程种，巡检难度大，巡检时需要不断地巡视，因此巡检的准确率和速率都不高，因此巡检过程非常麻烦，还耗费人力的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.一种具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人，包括沿着电力隧道内壁铺设的导轨结构，所述导轨结构的底端装配有传动机构，所述传动机构的底端分别装配有一个灭火机构和一个电流检测器；
10.所述导轨结构包括主引导轨，所述传动机构包括主支撑架，所述主支撑架的顶端装配有用于驱动的导轮，所述导轮的外表面包裹有橡胶垫圈，并且在外侧端导轮的一侧装配有动力机，能够通过带动导轮转动进而带动所述传动机构沿着所述主引导轨的底端行走；
11.所述传动机构的中部顶端装配有定位机构，所述定位机构包括固定钮，所述固定钮的顶端铰接有可升降，并且具有弹力的碳弓，所述主引导轨的内装配有两个互相平行的供电导线和定位导线，所述碳弓的外侧两端交错装配有定位导电器，所述定位导电器和所述碳弓分别啮合接触在所述定位导线和所述供电导线的底部；
12.所述供电导线是一对底部具有开放式接触口的导线结构，所述碳弓的底端装配有弹簧升降器，所述弹簧升降器的中心处是两根端部相互紧密贴合的导电杆，所述导电杆的外侧具有一个波纹管状的弹簧，能够被动带动碳弓升降，保证碳弓始终与供电导线接触，以为装配在所述传动机构外侧的控制设备以及所述灭火机构和所述电流检测器供电；
13.所述定位导线为安装固定长度装配的螺旋形电阻器，定位导电器的顶部始终与所
述定位导线的底部相贴合，在固定距离能够接触到以所述螺旋形电阻器对应环数，经过对多段螺旋形电阻器增加变频器，并规律性的对所述螺旋形电阻器增加不断变化的电压，实现对多段所述螺旋形变阻器与所述定位导电器之间电信号的规律输出，从而能够识别所述定位导电器与所述定位导线接触的位置。
14.可选地，所述主引导轨的顶端装配有固定扣，所述固定扣的底部套接有与之相配合的卡槽，所述卡槽开设于固定板上，所述固定板的原理所述固定扣的一端端面固定连接有固定架，所述固定架与所述固定板之间焊接有加固板。
15.可选地，所述固定扣的两端分别向外延伸形成有连接爪，所述主引导轨的底部开设有凹槽，且所述凹槽用于所述定位导线和所述供电导线的安装。
16.可选地，所述灭火机构包括旋转机，所述旋转机的底端装配有连接架，所述连接架的底端装配有翻转机，所述翻转机的底端装配有固定盒，所述固定盒的底部一端装配有第一视觉器，所述固定盒的底部另一端装配有开门器，所述开门器的一端端面装配有连接爪，所述连接爪的一侧端面装配有盖门，所述固定盒的底部还装配有击发器。
17.可选地，所述固定盒的内部装配有灭火器，所述击发器的顶端装配有伸缩机构，所述伸缩机构的顶端位于所述灭火器的击发开关处，通过所述伸缩机构的伸缩能够将所述击发开关按压击发所述灭火器。
18.可选地，所述电流检测器包括第一防尘罩和第二防尘罩，所述主支撑架的一侧端面固定连接有安装架，所述第一防尘罩和所述第二防尘罩设置在所述安装架的顶部，所述第一防尘罩和所述第二防尘罩的中心处装配有转动机，所述转动机的底端装配有第一支臂，所述第一支臂的底端铰接有第二支臂，所述第二支臂的底端装配有旋转机，所述旋转机的底端装配有检测钳，所述检测钳的外表面装配有第二视觉器。
19.可选地，所述螺旋形电阻器优选以.米到米为一段，各段导线之间绝缘安装并且在接头处为对接安装，在每段所述螺旋形电阻器的外部施加按照固定时间往复变频施加电压，进而在所述定位导电器接触到对应线圈时能够接通产生至少种不同的电流，从而将电流输入到编码解码器中，得出对应的位置编码。
20.可选地，所述定位导电器采用非对称式并且具有间距的方式安装，在安装完成后能够通过间距和两侧不同的分布方式提供不同的编码方式。
21.可选地，所述主引导轨上装配有环形导轨，在所述环形导轨的锐角处装配有一根与中段轨道能够相啮合并且切换的转动导轨。
22.(三)有益效果
23.本发明的有益效果是：本发明设置了一种带有灭火机构、电流检测器和定位机构的电力隧道内部沿着墙壁或者隧道顶端巡查的带有应急处理功能的电力巡检机器人，在机器人工作时，传动机构通过外部的动力电机带动导轮在主引导轨的底端行走，在隧道内部巡逻，在发生险情时，第一视觉器和第二视觉器利用内部的摄像头和红外识别器对险情的情况、形势、点位和蔓延趋势进行识别和分析，并且配合定位导电器对设备的点位和险情点位的位置进行报备，以便于后面处理人员对险情及时做出应对和处理，有效的解决了现有的电力隧道内部的巡检需要经常使用人力进行巡检比较麻烦的问题。
附图说明
24.图1为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的结构示意图；
25.图2为图1中a处结构放大示意图；
26.图3为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的电流检测器结构示意图；
27.图4为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的定位机构装配示意图。
28.图5为图4中b处结构放大示意图。
29.图6为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的变轨轨道及变轨机构俯视图。
30.图7为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的变轨轨道外接连通状态俯视图。
31.图8为本发明具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人的变轨轨道直通状态俯视图。
32.【附图标记说明】
33.图中：1、导轨结构；11、固定架；12、固定板；13、加固板；14、卡槽；15、固定扣；16、连接爪；17、主引导轨；
34.2、灭火机构；21、旋转机；22、连接架；23、翻转机；24、固定盒；25、第一视觉器；26、盖门；27、连接爪；28、击发器；29、开门器；
35.3、传动机构；31、主支撑架；32、吊接板；33、导轮；34、安装架；
36.4、电流检测器；41、第一防尘罩；42、第二防尘罩；43、转动机；44、第一支臂；45、第二支臂；46、旋转机；47、第二视觉器；48、检测钳；
37.5、定位机构；51、固定钮；52、第一铰接臂；53、第二铰接臂；54、碳弓；55、定位导电器；56、弹簧升降器；57、定位导线；58、供电导线。
具体实施方式
38.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“内”和“外”等方位名词以图1的定向为参照。
39.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具有应急处置功能的电力隧道巡检机器人，包括沿着电力隧道内壁铺设的导轨结构1，导轨结构1的底端装配有传动机构3，传动机构3的底端分别装配有一个灭火机构2和一个电流检测器4。
40.导轨结构1包括主引导轨17，传动机构3包括主支撑架31，主支撑架31的顶端装配有用于驱动的导轮33，导轮33的外表面包裹有橡胶垫圈，并且在外侧端导轮33的一侧装配有动力机，能够通过带动导轮33转动进而带动整套传动机构3沿着主引导轨17的底端行走。
41.传动机构3的中部顶端装配有定位机构5，定位机构5包括固定钮51，固定钮51的顶端铰接有可以升降，并且具有弹力的碳弓54，主引导轨17的中部下表面装配有供电导线58和定位导线57，碳弓54的外侧两端交错装配有定位导电器55，定位导电器55和碳弓54分别啮合接触在定位导线57和供电导线58的下表面。
42.供电导线58是一对下表面具有开放式接触口的导线结构，碳弓54的中部底端装配
有一个弹簧升降器56，弹簧升降器56的中心处是两根端部相互紧密贴合的导电杆，导电杆的外侧具有一个波纹管状的弹簧，可以被动带动碳弓54升降，保证碳弓54始终与供电导线58紧密贴合，为装配在传动机构3外侧的控制设备以及灭火机构2和电流检测器4供电；
43.定位导线57是一种安装固定长度装配的螺旋型电阻器，定位导电器55的上表面始终与定位导线57的下表面相贴合，在固定距离能够接触到以螺旋形电阻器对应环数，经过对多段螺旋形电阻器增加变频器，并规律性的对螺旋形电阻器增加不断变化的电压，实现对多段螺旋形变阻器与定位导电器55之间电信号的规律输出，从而能够识别定位导电器55与定位导线57接触的位置。
44.本发明设置了一种带有灭火机构2、电流检测器4和定位机构4的电力隧道内部沿着墙壁或者隧道顶端巡查的带有应急处理功能的电力巡检机器人，在机器人工作时，传动机构3通过外部的动力电机带动导轮33在主引导轨17的底端行走，在隧道内部巡逻，在发生险情时，第一视觉器25和第二视觉器47利用内部的摄像头和红外识别器对险情的情况、形势、点位和蔓延趋势进行识别和分析，并且配合定位导电器55对设备的点位和险情点位的位置进行报备，以便于后面处理人员对险情及时做出应对和处理，有效的解决了现有的电力隧道内部的巡检需要经常使用人力进行巡检比较麻烦的问题。
45.具体而言，主引导轨17的顶端装配有固定扣15，固定扣15的内表面套接有卡槽14，卡槽14的外侧端焊接有固定板12，固定板12的外侧端焊接有固定架11，固定架11与固定板12之间焊接有加固板13，主引导轨17是一种工字形的轨道结构，在轨道的底端覆盖有绝缘涂层，避免连电。
46.具体而言，固定扣15的外侧端焊接有连接爪16，主引导轨17的下表面开设有凹槽，且凹槽用于定位导线57和供电导线58的安装。
47.具体而言，灭火机构2包括旋转机21，旋转机21的底端装配有连接架22，连接架22的底端装配有翻转机23，翻转机23的底端装配有固定盒24，固定盒24的底端外侧装配有第一视觉器25，固定盒24的外侧装配有开门器29，开么其29的外侧端装配有连接爪27，连接爪27的外侧端装配有盖门26，固定盒24的底端装配有击发器28，灭火机构2的底端旋转机21能够带动整套设备的旋转，以便于调整角度，并且翻转机23带动灭火机构的抬起和俯仰，便于直接击发灭火器初步对险情进行处理，灭火器可以是一种现有技术的灭火炮结构或者是可以投射的灭火弹。
48.具体而言，固定盒24的内部装配有灭火器，击发器28的顶端装配有伸缩机构，伸缩机构的顶端位于灭火器的击发开关处，通过伸缩能够将击发开关按压击发。
49.具体而言，电流检测器4包括第一防尘罩41和第二防尘罩42，主支撑架31的外侧焊接有安装架34，第一防尘罩41和第二防尘罩42装配在安装架34的外表面，第一防尘罩41和第二防尘罩42的中心处装配有转动机43，转动机43的底端装配有第一支臂44，第一支臂44的底端铰接有第二支臂45，第二支臂45的底端装配有旋转机46，旋转机46的底端装配有检测钳48，检测钳48的外表面装配有第二视觉器47，电流检测器是一种带有至少3个维度运动的机构，能够将检测钳48扣在所需检查的导线的外表面，对导线内部的电流进行检测，实现检测的效果。
50.定位导线57优选以1.5米到3米为一段，各段导线之间绝缘安装并且在接头处为对接安装，在每段螺旋形电阻器的外部施加按照固定时间往复变频施加电压，进而在定位导
电器55接触到对应线圈时能够接通产生至少3种不同的电流，从而将电流输入到编码解码器中，得出对应的位置编码，实现定位的效果。
51.在编码时，施加在螺旋形电阻器外表面的电压最低为12v，在更换电压频率时，变频器能够以0.5v为一个单位的跳频率调整加压电压，定位导电器55端检测电流的精度在0.001-0.5a之间，进而能够通过读取多种不同的电流的电流值设定为一个编码信息实现组合编码，并且还能够通过增加调频的频率实现编码，例如使用3种不同压值的电压按照相同规律不断跳动，实现3种频率，从而实现更多识别段的目的，通过这种定位的方式，能够实现电流识别，识别过程简单准确，从而提高定位的精度，相比于激光导航定位、无线传输定位等方式而言，具有更好的精度，而且设备简单，成本低；
52.以下表为例，编码方式为：
53.当前端定位导电器对应的电流解码器读取到循环电压1的电流读数(0.125a)时，则判定本设备所处的螺旋形电阻器所在位置的百位数字为1，读取到循环电压2的电流读数(0.13a)时为十位数字0，读取到循环电压2的电流读数(0.135a)时为各位数字0，则设备所在位置为距离原点100米位置，即从原点算起的第67段螺旋形电阻器的1米位置(螺旋形电阻器接触位置计算方位为原点位置到定位导电器55的接电位置)；
54.当设备处于110米时，则电流读数应该为(0.125a)、(0.125a)、(0.13a)，对应施加的匀速变频电压为(12.5v)、(12.5v)、(13v)，在变频时，变频间隔则示意最低电压(12v)，便于设备识别间隔信号；
55.以此类推，对不同数字设立不同的电压，以便于读取不同的电流，确定编码，以上方法和以下表格仅为展示示意，其具体编码和编码所承载的信息需要根据实际使用情况确定。
56.编码示意(以下为示意状态下的读数示意表，采用1.5米规格的螺旋形电阻器)：
[0057][0058]
施加电压12.51313.5每米圈数100100100单圈电流0.1250.130.135电阻111
[0059]
定位导电器55采用非对称式并且具有间距的方式安装，在安装完成后能够通过间
距和两侧不同的分布方式提供更多的编码方式。
[0060]
主引导轨17的中段装配有一个眼睛形状的环形导轨，在环形导轨的锐角处装配有一根与中段轨道能够相啮合并且切换的转动导轨。
[0061]
如图6-8所示，图中编号
①
为主轨道，
②
为变轨器，
③
为变轨轨道，通过变轨器的左右翻转，接通轨道线路，能够实现变轨的效果，并且两条轨道均利用固定扣15在顶端进行吊接安装，不影响工字形的轨道底端的引导效果，而且在变轨器与变轨轨道的接头处具有与供电导线58和定位导线57接通的接头和导线，保证变轨之后也不会断电，进而保证本发明设备的正常运行和变轨调度。
[0062]
在实际的使用过程中，装配在传动机构3外部的所有控制设备和检测设备均利用碳弓54和供电导线58进行供电，数据的传输和控制需要借助分段安装的无线传输器，收发无线信号传输到信号的外部。
[0063]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0064]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0065]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
[0066]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0067]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。