用于线缆故障检测的机器人 |
|||||||
申请号 | CN201611205848.3 | 申请日 | 2016-12-23 | 公开(公告)号 | CN106737738A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
申请人 | 上海海事大学; | 发明人 | 孙振; 徐铁; 王胜正; 陆瑛; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种用于线缆故障检测的 机器人 ,包含:控 制模 块 ;驱动模块,与所述的 控制模块 通过 电路 连接,根据控制模块输出的控制 信号 输出驱动 力 ;夹紧模块,固定设置在所述的驱动模块上;行走模块,设置在所述的夹紧模块的上方,与所述的驱动模块通过传动连接,该行走模块与夹紧模块配合以夹紧线缆,在驱动模块输出的驱动力的作用下沿线缆行走或停止;监控模块,设置在所述的行走模块的顶端,在行走模块沿线缆行走时监控线缆状况。本发明结构简单,能在高空线缆上自由行走,能全程监控线缆安全状况,及时发现线路故障并准确提供危险 位置 ,有效的避免了人工操作的危险性和复杂性,并能提高效率。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于线缆故障检测的机器人,其特征在于,包含: |
||||||
说明书全文 | 用于线缆故障检测的机器人技术领域[0001] 本发明涉及一种用于线缆故障检测的机器人,尤其涉及一种用于高空线缆安全监控以及故障报修的机器人,属于故障检测装置的技术领域。 背景技术[0002] 随着国家经济建设的发展,国民生产水平的提高,机器人已经存在于我们生活的各个环节。在全国电力设施建设不断推进的情况下,国家电网在全国的面积覆盖率也越来越广,伴随而来的也是越来越复杂的安全检测以及维护问题。 [0003] 在此背景下,身边的高空作业越来越多,其中有很多是有关高空线缆绳索的工作,例如高空线路检测、户外线路维修等。目前,大多数工作都是由工作人员亲自攀爬到高空进行故障检测、维修,但是显然这种工作方式比较危险。对于高度较低的线缆,工作人员一般只借助简单的攀爬工具。对于一些大城市的高空电缆,则通常是工作人员搭乘云梯进行检修。 [0004] 由于目前电网覆盖率很广,线缆总长也很长,工作人员如果希望对每段线路都进行检测,几乎是不可能达到的。并且有些电网穿插架设于山川河流之间,又进一步给工作人员的操作带来了更多的困难。另外,由于很多线缆带有高压电,即使专业的工作人员经过培训并知道安全工作方法,但也不能完全避免危险事故的发生。再有,受攀爬工具以及云梯等运输搬运的影响,来回搬运会浪费大量人力与时间。同时,每次工作人员通过攀爬对高空电缆进行检测、维修操作,安全隐患无法避免。 [0005] 综合上述,通过工作人员亲自到现场并进行高空作业,存在各种限制和问题。因此,目前亟需提出一种能够进行高空线缆故障检测的机器人,以完全取代人工操作。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种用于线缆故障检测的机器人,结构简单,能在高空线缆上自由行走,能全程监控线缆安全状况,及时发现线路故障并准确提供危险位置,有效的避免了人工操作的危险性和复杂性,并能提高效率。 [0007] 为实现上述目的,本发明提供一种用于线缆故障检测的机器人,包含:控制模块;驱动模块,与所述的控制模块通过电路连接,根据控制模块输出的控制信号输出驱动力;夹紧模块,固定设置在所述的驱动模块上;行走模块,设置在所述的夹紧模块的上方,与所述的驱动模块通过传动连接,该行走模块与夹紧模块配合以夹紧线缆,在驱动模块输出的驱动力的作用下沿线缆行走或停止;监控模块,设置在所述的行走模块的顶端,在行走模块沿线缆行走时监控线缆状况。 [0008] 所述的驱动模块包含:皮带轮;伺服电机,其输出端通过皮带与所述的皮带轮连接,驱动皮带轮滚动。 [0010] 所述的夹紧模块包含:弹性架,固定设置在所述的伺服电机的顶端;滚动轮,设置在所述的弹性架上。 [0011] 所述的行走模块包含:U型架;驱动轮,设置在所述的U型架上,位于所述的滚动轮的正下方,并与滚动轮之间设有与线缆外径相匹配的间距,用以夹紧线缆;该驱动轮的一侧与皮带轮同轴连接设置,随皮带轮一起滚动,实现机器人沿线缆的行走或停止。 [0012] 所述的驱动轮通过第一轴承组件设置在所述的U型架上。 [0013] 所述的弹性架包含:底座,固定设置在所述的伺服电机的顶端;两个导杆槽,分别设置在所述的底座的两端;两个弹簧,分别设置在各个导杆槽内,且弹簧的一端与导杆槽的底部固定连接;两个导杆,分别与各个弹簧的另一端连接,并通过第二轴承组件与滚动轮连接设置;通过向下按压导杆,使其压缩弹簧,以带动滚动轮向下移动。 [0014] 所述的弹性架还包含拨动按钮,固定设置导杆上,通过向下拨动所述的拨动按钮,使导杆带动滚动轮向下移动。 [0015] 所述的控制模块包含:红外接收模块,固定设置在所述的电池或伺服电机上,与地面控制器通信连接,接收地面控制器发送的控制信号;主控模块,固定设置在所述的电池或伺服电机上,分别与所述的红外接收模块以及伺服电机通信连接,根据接收到的控制信号,控制伺服电机启动或关机。 [0016] 所述的监控模块包含:监控摄像头,其上设置有LED照明灯,固定设置在所述的U型架的顶端,在机器人沿线缆行走的过程中,对线缆概况进行检测监控;信号发射器,固定设置在所述的U型架的顶端,与所述的监控摄像头以及地面控制器通信连接,将监控摄像头获取的检测监控信号转发至地面控制器;报警器,固定设置在所述的U型架的顶端,并与所述的主控模块通信连接,当发现线缆故障、损坏或漏电时,接收主控模块的控制信号,发出警报。 [0017] 综上所述,本发明所提供的用于线缆故障检测的机器人,结构简单,运动协调,带有摄像监控功能和紧急报警功能,能在高空线缆上自由行走,能全程监控线缆安全状况,及时发现线路故障并准确提供危险位置,有效的避免了工作人员亲自检测的危险性和复杂性,从而提高效率,并给维护人员的工作带来了极大的便利。附图说明 [0018] 图1为本发明中的用于线缆故障检测的机器人的结构示意图;图2为本发明中的用于线缆故障检测的机器人的结构示意图。 具体实施方式[0019] 以下结合图1~图2,详细说明本发明的一个优选实施例。 [0020] 如图1和图2所示,为本发明所提供的用于线缆故障检测的机器人,包含:控制模块;驱动模块,与所述的控制模块通过电路连接,根据控制模块输出的控制信号输出驱动力;夹紧模块,固定设置在所述的驱动模块上;行走模块,设置在所述的夹紧模块的上方,与所述的驱动模块通过传动连接,该行走模块与夹紧模块配合以夹紧线缆,在驱动模块输出的驱动力的作用下沿线缆行走或停止;监控模块,设置在所述的行走模块的顶端,在行走模块沿线缆行走时监控线缆状况。 [0021] 如图1所示,所述的驱动模块包含:皮带轮31;伺服电机6,其输出端61通过皮带32与所述的皮带轮31连接,驱动皮带轮31滚动。 [0022] 所述的驱动模块还包含电池7,设置在所述的伺服电机6的底部,与伺服电机6通过电路连接,提供工作电源。 [0023] 如图2所示,所述的夹紧模块包含:弹性架5,固定设置在所述的伺服电机6的顶端;滚动轮4,设置在所述的弹性架5上。 [0024] 所述的滚动轮4通过第二轴承组件41设置在所述的弹性架5上。 [0025] 所述的行走模块包含:U型架1;驱动轮2,设置在所述的U型架1上,位于所述的滚动轮4的正下方,并与滚动轮4之间设有与线缆外径相匹配的间距,用以夹紧线缆;该驱动轮的一侧与皮带轮31同轴连接设置,随皮带轮31一起滚动,实现机器人沿线缆的行走或停止。 [0026] 如图2所示,所述的驱动轮2通过第一轴承组件21设置在所述的U型架1上。 [0027] 如图2所示,所述的弹性架5包含:底座,固定设置在所述的伺服电机6的顶端;两个导杆槽51,分别设置在所述的底座的两端;两个弹簧53,分别设置在各个导杆槽51内,且弹簧53的一端与导杆槽51的底部固定连接;两个导杆52,分别与各个弹簧53的另一端连接,并通过第二轴承组件41与滚动轮4连接设置;通过向下按压导杆52,使其压缩弹簧53,以带动滚动轮4向下移动,从而增大滚动轮4与驱动轮2之间的间距,便于将线缆放置在两者之间,并通过松开导杆52,以使滚动轮4与驱动轮2夹紧线缆。 [0028] 所述的弹性架5还包含拨动按钮54,固定设置导杆52上,通过向下拨动所述的拨动按钮54,使导杆52带动滚动轮4向下移动。 [0029] 所述的控制模块包含:红外接收模块9,固定设置在所述的电池7或伺服电机6上,与地面控制器通信连接,接收地面控制器发送的控制信号;主控模块8,固定设置在所述的电池7或伺服电机6上,分别与所述的红外接收模块9以及伺服电机6通信连接,根据接收到的控制信号,控制伺服电机6启动或关机,从而控制机器人沿线缆行走或停止。 [0030] 所述的监控模块包含:监控摄像头11,固定设置在所述的U型架1的顶端,在机器人沿线缆行走的过程中,对线缆概况进行检测监控;信号发射器12,固定设置在所述的U型架1的顶端,与所述的监控摄像头11以及地面控制器通信连接,将监控摄像头11获取的检测监控信号转发至地面控制器;报警器10,固定设置在所述的U型架1的顶端,并与所述的主控模块8通信连接,当发现线缆存在故障、损坏或漏电等危险情况时,接收主控模块8的控制信号,发出警报。 [0031] 所述的监控摄像头11上设置有LED照明灯,可在夜间或日照不足的情况下辅助照明。 [0032] 本发明所提供的用于线缆故障检测的机器人,具体工作过程及工作原理如下所述。由工作人员向下拨动弹性架5上的拨动按钮54,使得滚动轮4与驱动轮2之间的间距增大,将线缆放置在两者之间后松开拨动按钮54,此时弹簧53将复原并支撑导杆4,使得滚动轮4与驱动轮2夹紧线缆。地面控制器通过红外接收模块9向主控模块8发送控制信号,使得主控模块8控制伺服电机6启动,伺服电机的输出端61通过皮带32带动皮带轮31、以及与皮带轮31同轴连接的驱动轮2滚动,从而驱动机器人沿着线缆向前行走。在机器人行走过程中,地面控制器仍然能够通过红外接收模块9向主控模块8发送控制信号,来控制机器人往复行走、停止或倒退等简单操作。 [0033] 在机器人沿线缆前进时,通过监控摄像头11对线缆安全状况实施全程监控,并通过信号发射器12将监控信号传回地面控制器,工作人员能够实时连接线缆各个路段的当前状态,进行全面检测。 [0034] 当发现线缆存在故障时,工作人员可以根据监控信息判断故障类型,从而准确有效的实施维修方案。当发现线缆存在损坏、漏电等危险情况时,可通过红外接收模块9向主控模块8发送报警信号,并控制报警器10开启紧急报警功能,提醒周边行人不要靠近危险区域。另外,由于在监控摄像头11上装有LED照明灯,对于夜间突发的故障状况,工作人员也能及时对线缆实施准确的检测。 [0035] 综上所述,本发明所提供的用于线缆故障检测的机器人,结构简单,运动协调,带有摄像监控功能和紧急报警功能,能在高空线缆上自由行走,能全程监控线缆安全状况,及时发现线路故障并准确提供危险位置,有效的避免了工作人员亲自检测的危险性和复杂性,从而提高效率,并给维护人员的工作带来了极大的便利。 |