一种悬索式巡检机器人

1.本实用新型涉及巡检机器人，尤其涉及一种悬索式巡检机器人。


背景技术：

2.随着我国经济发展，人力成本不断提高，竞争不断加剧，各行各业逐步开展自动化智能升级改造，尤其是在冶金、化工、能源开采、高端制造等高耗能行业，大型自动化设备的应用对供变电站提出更好的要求。
3.以井下煤矿开采为例，随着机械化智能化程度的提高，大型机电机械设备的数量及功率呈逐步增加态势，从而使得变电站的规模变得越来越大，变电站设备密度的不断提升，较为繁琐的进出线回路切换动作变得更加的频繁，运行环境呈现出相对复杂的状态。当供电出现故障后，可能导致安全问题，如变电站出现故障，影响井下风机供电，致使井下瓦斯浓度过高，这些因素都要求提高变电站的巡检力度，以提高用电设备的安全稳定运行。
4.当前，变电站的巡检方式还是以人工巡检为主，人工巡检的问题在于工作效率不高，检测准确度容易受到主观因素以及客观环境因素的影响，在如今规模越来越大的变电站中，人工巡检明显不能适应目前的巡检要求，也不符合自动化、智能化的发展趋势。
5.基于此，机器人巡检技术受到了广泛的关注。如中国专利cn 113858221 a公开了“一种煤矿井下巡检作业机器人”，中国专利cn 109866235 a公开了“一种运用于煤矿井下的巡检机器人”，该类巡检机器人通常采用驱动车体以上设置在驱动车体上的环境感知机构来判断工作环境，并检测待测设备现场画面，从而完成对变电站设备的巡检作业，虽然该类巡检机器人能够发挥在高强度、高危工作环境下的独特优势，但受限于变电站复杂的工作环境，巡检机器人实用性不强，巡检效率不高。


技术实现要素：

6.发明目的：本实用新型的目的是提供一种可通过钢索拖绳限定巡检路径的悬索式巡检机器人，降低变电站空间对巡检机器人的工作环境限制，提高巡检机器人的实用性。
7.技术方案：本实用新型所述的一种悬索式巡检机器人，包括防爆壳体，所述防爆壳体顶端设有沿着钢索拖绳行走的行走组件，且防爆壳体内设有与行走组件传动连接的行走驱动组件；所述防爆壳体底部一侧设有升降驱动组件，所述升降驱动组件与检测机构传动连接；所述检测机构包括沿着升降驱动组件升降的检测云台以及集成于其上的检测单元，且检测云台驱动检测单元做旋转或俯仰动作；所述防爆壳体内设有主控模块，所述主控模块与行走驱动组件、升降驱动组件及检测云台电性连接并下达运行指令。
8.优选的，所述行走组件包括设于防爆壳体顶部悬吊壳体以及转动设于悬吊壳体上的传动轴，所述传动轴上固定套装有行走滚轮，所述行走滚轮轴端设有与行走驱动组件传动连接的传动组件。
9.优选的，所述传动组件为带轮传动组件或链轮传动组件。
10.优选的，所述行走驱动组件包括驱动电机及减速器。
11.优选的，所述升降驱动组件包括升降驱动电机以及与升降驱动电机传动连接的传动丝杆；所述检测云台固定设于云台支座上，所述云台支座一侧板体上设有套装在传动丝杆上的传动丝套。
12.优选的，所述检测单元包括设于云台支座上端的声光报警器、拾音器、气体检测传感器和温度传感器。
13.优选的，所述检测单元包括设于检测云台上的摄像模块和超声波传感器。
14.优选的，所述防爆壳体内设有与主控模块电性连接的通信模块。
15.优选的，所述防爆壳体内设有充电电池组件。
16.优选的，所述主控模块为stm32f103vb的单片机。
17.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1、结构紧凑，使用便捷，可沿着预定钢索拖绳路径进行巡检，降低工作空间局限；2、实现检测机构在空间高度方向的自由调节；检测云台可便捷的实现检测单元在空间内巡检角度自由调节，提高该巡检机器人的实用性；3、降低职工工作强度和巡检难度，提高巡检效率。
附图说明
18.图1为本实用新型的巡检机器人防爆壳体内部结构及检测机构安装结构示意图；
19.图2为图1的巡检机器人左视图；
20.图3为图1中防爆壳体内部结构俯视图。
21.附图标记：
22.100、巡检机器人；1、防爆壳体；
23.2、行走组件；201、悬吊壳体；202、行走滚轮；203、传动轴；
24.3、传动组件；4、行走驱动组件；
25.5、升降驱动组件；501、升降驱动电机；502、电机支座；503、安装板；504、传动丝杆；505、支撑轴承；
26.6、检测机构；601、云台支座；602、声光报警器；603、拾音器；604、气体检测传感器；605、检测云台； 606、摄像模块；607、温度传感器；608、超声波传感器；
27.7、传动丝套；8、主控模块；9、通信模块；10、充电电池组件。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-3所示，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.结合图1-2所示，本实用新型的一种悬索式巡检机器人，巡检机器人100包括防爆壳体1，防爆壳体1顶端设有沿着钢索拖绳行走的行走组件2，行走组件2包括设于防爆壳体1顶部一侧的悬吊壳体201，悬吊壳体201内转动设有传动轴203以及套装在传动轴203上的行走滚轮202，行走滚轮可采用尼龙材料制成，行走滚轮的轮毂形状为u形，可供钢索拖绳卡装，钢索拖绳可选用单股类钢丝绳。防爆壳体1内设有行走驱动组件4，行走驱动组件4包括
驱动电机及减速器，减速器通过传动组件3与行走组件2传动连接，传动组件3为带轮传动组件或链轮传动组件。传动组件3以链轮传动组件为例，包括设于行走滚轮传动轴、减速器传动轴同侧的传动链轮以及连接两组传动链轮的传动链条，驱动电机及减速器通过链轮传动组件驱动行走滚轮沿着钢索拖绳前进或后退。
30.结合图1和图2所示，防爆壳体1底部一侧设有升降驱动组件5，升降驱动组件5与检测机构6传动连接，通过升降驱动组件5可驱动检测机构6沿着高度方向做升降运动，从而调节检测机构6的高度方向的工作位置。升降驱动组件5包括设于防爆壳体内的电机支座502，电机支座502上纵向设置的升降驱动电机501，防爆壳体1底端与电机支座502对应设有安装支座503，安装支座503上下对应设有支撑轴承505，两组支撑轴承505转动设有传动丝杆504，传动丝杆504顶端与升降驱动电机501通过联轴器固定连接，升降驱动电机501可驱动传动丝杆504正向或反向转动。检测机构6包括云台支座601，云台支座601一侧板体上设有套装在传动丝杆504上的传动丝套7，云台支座601上固定设有检测云台605，检测云台605上集成有的检测单元，检测云台可通过云台支座沿着传动丝杆做升降运动；检测云台605采用双轴云台结构可实现检测机构6在空间内水平旋转或俯仰转动，进而驱动检测单元做旋转或俯仰动作，该种结构的升降驱动组件以及配合设置的检测云台，可实现检测单元在空间范围工位调节，满足多种工作场合需求。
31.结合图1-3所示，检测单元包括设于检测云台605上部的声光报警器602、拾音器603和气体检测传感器604以及检测云台605下部设置的摄像模块606、温度传感器607和超声波传感器608；气体检测传感器604可用于环境中的co、co2、ch4等气体进行检测，如易燃气体超标则通过声光报警器602则可发出报警信息，以提醒现场工作人员进行相应处理。拾音器603可对变电站工作场所异常声音信号进行采集。摄像模块606可采集变电站设备影像信息资料，也可用于读取设备对应的条形码信息，以确定巡检设备的信息。温度传感器607可采集相关设备的温度信号，判断设备是否存在工作异常。超声波传感器608可采集相关设备的工况信息。检测机构6可实现对变电站设备及工作场合的气体、声音、温度、图像、反射声波等多维度信号进行采集，从而提高巡检机器人实用性。
32.防爆壳体1内设有主控模块8，主控模块8可采用stm32f103vb型号的单片机；防爆壳体1内设有与主控模块8电性连接的通信模块9、充电电池组件10，充电电池组件10为巡检机器人100提供电能供应，通信模块9可采用4g或5g通信模块，检测机构6采集的检测信号通过通信模块9传输至控制中心。主控模块8分别与行走驱动组件4的驱动电机、升降驱动组件5的升降驱动电机及检测云台605电性连接，通过主控模块8可向相应的动力机构下达运行指令，如驱动行走组件2带动巡检机器人前进或后退；驱动升降驱动组件实现检测机构的升降运行，调节检测云台高度方向工位；如驱动检测云台水平旋转或俯仰旋转，实现检测单元的工作角度调整。
33.本实用新型的工作原理或工作方法：
34.工作时，主控模块8控制行走驱动组件带动链条传动组件转动，从而驱动行走组件2沿着预设路径的钢索拖绳行走，从而可沿着固定路线实现对变电站设备的安全巡检。当巡检机器人100到达预定工位时，通过主控模块8控制升降驱动电机501驱动传动丝杆旋转，实现对检测云台605的升降驱动，进而可带动检测机构6相对防爆壳体1做升降运动，以调节集成于检测云台上的检测单元的工作位置。当检测单元在高度方向位置合适时，通过主控模
块8控制检测云台605沿着水平面旋转或俯仰旋转，并将检测单元旋转至合适工作位置。检测单元可将待检测设备的气体、声音、温度、图像、反射声波等多维度信号采集并传输至主控模块8，并通过通信模块9传递至控制中心，以便于对变电站等设备进行远程巡检。
35.以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种悬索式巡检机器人，其特征在于，包括防爆壳体（1），所述防爆壳体（1）顶端设有沿着钢索拖绳行走的行走组件（2），且防爆壳体（1）内设有与行走组件（2）传动连接的行走驱动组件（4）；所述防爆壳体（1）底部一侧设有升降驱动组件（5），所述升降驱动组件（5）与检测机构（6）传动连接；所述检测机构（6）包括沿着升降驱动组件（5）升降的检测云台（605）以及集成于其上的检测单元，且检测云台（605）驱动检测单元做旋转或俯仰动作；所述防爆壳体（1）内设有主控模块（8），所述主控模块（8）与行走驱动组件（4）、升降驱动组件（5）及检测云台（605）电性连接并下达运行指令。2.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述行走组件（2）包括设于防爆壳体（1）顶部悬吊壳体（201）以及转动设于悬吊壳体上的传动轴（203），所述传动轴（203）上固定套装有行走滚轮（202），所述行走滚轮（202）轴端设有与行走驱动组件（4）传动连接的传动组件（3）。3.根据权利要求2所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述传动组件（3）为带轮传动组件或链轮传动组件。4.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述行走驱动组件（4）包括驱动电机及减速器。5.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述升降驱动组件（5）包括升降驱动电机（501）以及与升降驱动电机（501）传动连接的传动丝杆（504）；所述检测云台（605）固定设于云台支座（601）上，所述云台支座（601）一侧板体上设有套装在传动丝杆（504）上的传动丝套（7）。6.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述检测单元包括设于云台支座（601）上的声光报警器（602）、拾音器（603）和气体检测传感器（604）。7.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述检测单元包括设于检测云台（605）上的摄像模块（606）、温度传感器（607）和超声波传感器（608）。8.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述防爆壳体（1）内设有与主控模块（8）电性连接的通信模块（9）。9.根据权利要求1所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述防爆壳体（1）内设有充电电池组件（10）。10.根据权利要求1-9任一所述的悬索式巡检机器人，其特征在于，所述主控模块为stm32f103vb的单片机。

技术总结
本实用新型公开了一种悬索式巡检机器人，包括防爆壳体，所述防爆壳体顶端设有沿着钢索拖绳行走的行走组件，且防爆壳体内设有与行走组件传动连接的行走驱动组件；所述防爆壳体底部一侧设有升降驱动组件，所述升降驱动组件与检测机构传动连接；所述检测机构包括沿着升降驱动组件升降的检测云台以及集成于其上的检测单元，且检测云台驱动检测单元做旋转或俯仰动作；所述防爆壳体内设有主控模块，所述主控模块与行走驱动组件、升降驱动组件及检测云台电性连接并下达运行指令。本实用新型结构紧凑，使用便捷，可沿着预定钢索拖绳路径进行巡检，降低工作空间局限；降低职工工作强度和巡检难度，提高巡检效率。提高巡检效率。提高巡检效率。


技术研发人员：赵子善 董培欢 沈熙 江帆 许明硕 程舒曼 易雯雯 王正旭 马金磊
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.10.17
技术公布日：2023/7/17