一種用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，屬于特種機器人領域。電機通過制動器和減速器與牽引輪相連；鋼絲繩一端通過牽引輪與機器人相連，另一端通過導向輪與配重相連；機器人通過滑塊組件安裝在軌道上，此外還有一拖鏈軌道；配重通過滑塊安裝在另一軌道上；所述軌道均安裝在閥廳壁面上；所述牽引輪為一定滑輪，牽引輪繩槽為帶切口的半圓槽。本實用新型能夠搭載紅外測溫、紫外探測、外觀檢測、儀表讀取、聲音采集分析等多種檢測設備，有效得彌補人工巡檢的不足。本實用新型安裝方便、重量輕、可靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)對閥廳內(nèi)部設備的全方位巡檢。
【專利說明】—種用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]閥廳是換流站的重要組成部分，保證閥廳內(nèi)設備的安全運行至關(guān)重要，所以對其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測意義重大。閥廳內(nèi)的設備(如閥塔)一方面需要有足夠的可靠性，另一方面也需要及時檢測以便發(fā)現(xiàn)并處理可能存在的隱患，確保換流站系統(tǒng)正常運行。閥廳設備的實時檢測對保證其可靠安全運行有重要意義。采用智能巡檢機器人可方便靈活地對閥廳內(nèi)設備進行實時檢測，了解設備的運行狀態(tài)。
[0003]閥廳內(nèi)的主要設備是閥塔。閥塔在閥廳內(nèi)分層排列，根據(jù)規(guī)格不同每一列的總高度不同。其中閥塔中的換流閥是最主要的發(fā)熱器件，因此需要對每層換流閥的溫度進行實時監(jiān)測。檢測的內(nèi)容除溫度之外，還包括設備外觀、破損、噪聲和儀表數(shù)據(jù)等內(nèi)容。
[0004]傳統(tǒng)方式主要依靠人工巡檢和固定位置的實時監(jiān)視。人工巡檢方式存在著勞動強度大、工作效率低、檢測質(zhì)量分散、手段單一等不足，巡檢到位率、及時性無法保證。而固定位置的監(jiān)控系統(tǒng)，由于受到閥塔整體較高且分層等客觀條件限制，只能對部分設備的局部位置進行監(jiān)控，存在很大的監(jiān)控盲區(qū)，很難真正滿足巡視范圍全方位覆蓋的要求?；诖朔N情況，能滿足大范圍檢測要求的智能巡檢機器人的技術(shù)研究就具有重要意義。
實用新型內(nèi)容
[0005]為實現(xiàn)對換流站閥廳內(nèi)設備的自主檢測，根據(jù)閥廳內(nèi)設備檢測的特點和要求，本實用新型提供了一種吊索式智能巡檢機器人，以滿足閥廳設備實時無人檢測要求。它能夠在閥廳強電磁、封閉環(huán)境下長時間持續(xù)穩(wěn)定運行，且能夠精確定位、精確檢測、精確識別，機器人能夠進行大角度、多方位的溫度和外觀檢測，并可對狀態(tài)進行自動識別。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]包括兩個平行安裝的軌道1、軌道II ;在軌道I上安裝有能沿其來回滑動的機器人和控制機器人運動行程的接近開關(guān)和限位開關(guān)，所述的機器人通過一個繩索與安裝在軌道II上的配重相連；繩索的一端通過牽引輪與機器人相連，另一端通過導向輪與配重相連；所述的牽引輪通過驅(qū)動裝置驅(qū)動。
[0008]所述的機器人本體上攜帶有紅外熱像儀和可見光攝像機。
[0009]所述的限位開關(guān)包括兩個，分別安裝在軌道I的兩端。
[0010]所述的接近開關(guān)安裝在兩個限位開關(guān)之間，與其中一個限位開關(guān)相鄰。
[0011]所述的驅(qū)動裝置包括電機，所述的電機通過制動器和減速器與牽引輪相連。
[0012]所述電機和減速器通過支架安裝在閥廳壁面上。
[0013]所述的機器人通過滑塊組件安裝在軌道I上。
[0014]所述的機器人檢測線、電源線等相關(guān)線纜均安裝在拖鏈內(nèi)，拖鏈位于拖鏈軌道內(nèi)，拖鏈軌道根據(jù)實際情況可選擇L型或U型等鋁型材。
[0015]所述的配重通過滑塊安裝在軌道II上。
[0016]所述軌道1、II均安裝在閥廳壁面上。
[0017]所述牽引輪為一定滑輪，牽引輪繩槽為帶切口的半圓槽。
[0018]本實用新型的主要工作原理如下:
[0019]電機為交流伺服電機，帶有增量式編碼器，控制系統(tǒng)可以通過數(shù)脈沖的方式精確控制機器人到達要求的行程范圍內(nèi)的任意位置。
[0020]牽弓I輪通過其上凹槽與鋼絲繩之間的摩擦力拖動鋼絲繩運動，該凹槽為帶切口的半圓槽；進而帶動與鋼絲繩相連的機器人沿軌道運行，相應的帶動配重沿軌道反向運行，此時制動器一直處于放松狀態(tài)；
[0021]當機器人運行到某一預設的固定點需要對設備進行巡檢時，電機停止運行將機器人固定在該監(jiān)測點巡檢設備，并且機器人可以將檢測信號和控制信號通過有線方式傳到監(jiān)控室內(nèi)實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
[0022]機器人能夠沿軌道滑動，結(jié)合機器人本體云臺的水平運動和俯仰運動實現(xiàn)對設備的全方位檢測。
[0023]配重與機器人的質(zhì)量相同，這樣系統(tǒng)基本處于平衡狀態(tài)，電機只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動牽引輪轉(zhuǎn)動，大大減少了對電機、制動器和減速器的要求；
[0024]本實用新型采用的接近開關(guān)可以作為機器人運行的原點，每次上電之前機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。同時，機器人上有與限位開關(guān)配合的擋塊。
[0025]本實用新型可根據(jù)巡檢設備和現(xiàn)場的具體實際情況選擇不同長度的軌道和鋼絲繩。
[0026]本實用新型的有益效果如下:
[0027]1.本實用新型采用了與機器人重量基本相同的配重，這樣系統(tǒng)基本處于平衡狀態(tài)，電機只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動牽引輪轉(zhuǎn)動，大大減少了對電機等元件的要求；
[0028]2.本實用新型采用了吊索式驅(qū)動方式，具有重量輕、造價低、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等顯著優(yōu)點，可較快速實現(xiàn)系統(tǒng)搭建，且能夠?qū)崿F(xiàn)設備的全方位監(jiān)測；
[0029]3.所述電機配備一常閉式制動器，在電機運行停止時可以可靠地鎖死制動并能夠保持機器人的位置精度；
[0030]4.本實用新型軌道均為型材結(jié)構(gòu)，材料來源廣，安裝便捷，可較快速實現(xiàn)系統(tǒng)搭建；
[0031]5.本實用新型可根據(jù)實際使用需求搭載紅外測溫、紫外探測、外觀檢測、儀表讀取、聲音采集分析等多種檢測設備，方便實現(xiàn)閥廳內(nèi)的不同檢測需求，有效得彌補人工巡檢的不足；
[0032]6.本實用新型采用有線取電，取消了傳統(tǒng)的蓄電池，檢測時間更靈活，可實現(xiàn)長時間連續(xù)巡檢工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型的一種吊索式智能巡檢機器人總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本實用新型可選取的一種軌道滑塊組件示例圖；
[0035]圖3為本實用新型可選取的一種牽引輪繩槽。
[0036]圖中，1、接近開關(guān)；2、機器人；3a、軌道I ;3b軌道I1、；4、拖鏈軌道；5a、5b、限位開關(guān)；6、鋼絲繩；7、電機；8、制動器；9、減速器；10、牽引輪；11、導向輪；12、配重。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0038]如圖1所示，一種吊索式智能巡檢機器人，主要包括:接近開關(guān)1、機器人2、軌道I3a、軌道I I3b、拖鏈軌道4、限位開關(guān)5a、限位開關(guān)5b、鋼絲繩6、電機7、制動器8、減速器9、牽引輪10、導向輪11、配重12。
[0039]電機7通過支座安裝在壁面上，通過制動器8和減速器9驅(qū)動牽引輪10 ;鋼絲繩6 一端通過牽引輪10與機器人2相連，另一端通過導向輪11與配重12相連；機器人2通過滑塊組件安裝在軌道I3a上，在軌道I3a上安裝有控制機器人行程的接近開關(guān)1、限位開關(guān)5a、5b，接近開關(guān)安裝在兩個限位開關(guān)之間，與限位開關(guān)5b相鄰；機器人在接近開關(guān)I和限位開關(guān)5a之間來回滑動；機器人本體上的檢測線、電源線等相關(guān)線纜均安裝在拖鏈內(nèi)，拖鏈位于拖鏈軌道4內(nèi)；拖鏈軌道4根據(jù)軌道I3a的形狀選擇L型或U型鋁型材；配重12通過滑塊安裝在另一軌道II3b上，配重12能夠沿著軌道II3b滑動。機器人能夠沿軌道滑動，結(jié)合機器人本體云臺的水平運動和俯仰運動實現(xiàn)對設備的全方位檢測。
[0040]配重12與機器人的質(zhì)量相同，這樣系統(tǒng)基本處于平衡狀態(tài)，電機只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動牽引輪轉(zhuǎn)動，大大減少了對電機、制動器和減速器的要求；且本實用新型采用了吊索式驅(qū)動方式，具有重量輕、造價低、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等顯著優(yōu)點，可較快速實現(xiàn)系統(tǒng)搭建，且能夠?qū)崿F(xiàn)設備的全方位監(jiān)測；
[0041]電機7為交流伺服電機，帶有增量式編碼器，控制系統(tǒng)可以通過數(shù)脈沖的方式精確控制機器人到達要求的行程范圍內(nèi)的任意位置。
[0042]如附圖2所示給出了一種可采用的軌道滑塊組件。
[0043]牽引輪10通過其上凹槽與鋼絲繩6之間的摩擦力拖動鋼絲繩6運動；進而帶動與鋼絲繩6相連的機器人2沿軌道3a運行，相應的帶動配重12沿軌道3b反向運行，此時制動器8 —直處于放松狀態(tài)；其中，牽引輪10上的凹槽可采用附圖3方式。
[0044]當機器人2到某一預設的固定點需要對設備進行檢測時，電機7停止運行將機器人固定在該監(jiān)測點巡檢設備，并且機器人2可以將檢測信號和控制信號通過有線方式傳到監(jiān)控室內(nèi)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，并結(jié)合機器人2本體上云臺的水平運動和俯仰運動實現(xiàn)對設備的全方位檢測。
[0045]本實用新型亦可以用在所有室內(nèi)有豎直方向移動巡檢需求的場合，以代替人工作業(yè)，最大行程可達幾十米。
[0046]本實用新型采用的接近開關(guān)可以作為機器人運行的原點，每次上電之前機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。同時，機器人上有與限位開關(guān)配合的擋塊。
[0047]本實用新型可根據(jù)巡檢設備和現(xiàn)場的具體實際情況選擇不同長度的軌道和鋼絲繩。
[0048]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術(shù)人員應該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎上，本領域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:包括兩個平行安裝的軌道1、軌道II;在軌道I上安裝有能沿其來回滑動的機器人和控制機器人運動行程的接近開關(guān)和限位開關(guān)，所述的機器人通過一個繩索與安裝在軌道II上的配重相連；繩索的一端通過牽引輪與機器人相連，另一端通過導向輪與配重相連；所述的牽引輪通過驅(qū)動裝置驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的機器人本體上攜帶有紅外熱像儀和可見光攝像機。
3.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的驅(qū)動裝置包括電機，所述的電機通過制動器和減速器與牽引輪相連，所述的電機和減速器通過支架安裝在閥廳壁面上。
4.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的機器人通過滑塊組件安裝在軌道I上。
5.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的機器人上的檢測線、電源線均安裝在拖鏈內(nèi)，拖鏈位于拖鏈軌道內(nèi)，所述的拖鏈軌道為L型或U型鋁型材。
6.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的配重通過滑塊安裝在軌道II上。
7.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述軌道1、II均安裝在閥廳壁面上。
8.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述牽引輪為一定滑輪，牽引輪繩槽為帶切口的半圓槽。
9.如權(quán)利要求1所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的限位開關(guān)包括兩個，分別安裝在軌道I的兩端。
10.如權(quán)利要求9所述的用于換流站閥廳設備的吊索式智能巡檢機器人，其特征在于:所述的接近開關(guān)安裝在兩個限位開關(guān)之間，與其中一個限位開關(guān)相鄰。
【文檔編號】G05D1/02GK204178238SQ201420610038
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】劉永成, 張永生, 孫昊, 隋吉超, 蔣克強, 孟杰 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司