变电站智能巡检装置和系统的制作方法

1.本发明涉及变电站巡检技术领域，具体涉及一种变电站智能巡检装置和系统。


背景技术：

2.变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换、接受电能及分配电能的场所。传统的变电站日常巡检多依靠人工来完成。随着科技的提升，一种机器巡检进入到变电站中代替人工进行巡检，其具有效率高、排查严谨等优点，但是由于变电站环境较为复杂，现有的巡检装置难以在狭小的环境中实现原地转弯，导致在转弯的过程中对变电站设施造成触碰，并且在现有的巡检装置中，检测设备在运行时需要另设驱动机构，增加了设备自身的重量和装置复杂程度，增加了电能的消耗。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种运行灵活方便、结构简单、能耗较低的变电站智能巡检装置。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种变电站智能巡检装置，用于对变电站进行智能巡检，所述变电站智能巡检装置包括：底座；动力机构，所述动力机构设置于所述底座内，其用于提供动力；行走机构，所述行走机构的部分设置于所述底座内，部分设置于所述底座外，其由所述动力机构带动而在变电站内实现行走和转向；转动机构，所述转动机构的部分设置于所述底座内，部分设置于所述底座外，其由所述动力机构带动而能够相对于所述底座实现二维度的转动动作；巡检机构，所述巡检机构与所述转动机构相连接并位于所述底座外，其用于进行巡检检测而获得巡检数据；控制机构，所述控制机构与所述转动机构相连接并位于所述底座外，其用于控制所述动力机构、所述行走机构和所述转动机构；所述动力机构包括具有与所述行走机构对应的第一输出端和与所述转动机构对应的第二输出端的双头电机、用于带动所述双头电机移动而使所述双头电机与所述行走机构对接或与所述转动机构对接的变换器；所述双头电机、所述变换器均与所述控制机构信号连接；所述行走机构包括安装于所述底座底部而能够实现前进动作或转向动作的行走组件、设置于所述底座内并能够与所述双头电机相连接而输出动力的驱动组件、设置于所述底座内并在所述驱动组件的驱动下以不同工作状态带动所述行走组件动作的传动组件、设置于所述底座内并与所述传动组件相连接而带动所述传动组件改变工作状态的换向组件；所述换向组件与所述控制机构信号连接；
所述转动机构包括能够与所述双头电机相连接而输出动力的联动组件、设置于所述底座外并供所述巡检机构纵向转动安装于其上且能够横向转动的横转组件、与所述巡检机构相连接以共同纵向转动的纵转组件、用于驱动所述联动组件切换与所述横转组件或所述纵转组件对接的变换组件；所述变换组件与所述控制机构信号连接。
5.所述行走组件包括安装于所述底座两外侧的两组直齿轮组、与各组所述直齿轮组分别对应传动连接的两条履带；所述驱动组件包括能够与所述双头电机的第一输出端上所安装的第一端面齿轮相啮合的第一斜齿轮、通过转动轴与所述第一斜齿轮同轴转动连接且对称设置于所述第一斜齿轮两侧的一对第一伞齿轮、与一对所述第一伞齿轮一一对应啮合的一对第二伞齿轮、分别通过传动轴与一对所述第二伞齿轮一一对应同轴转动连接的一对第二端面齿轮；所述传动组件包括转动设置于所述底座内且两端部形成啮合轮的变向轴、对称安装在所述变向轴两端并能够与一对所述第二端面齿轮一一对应啮合且与所述变向轴同步转动的一对第二斜齿轮、对称设置于所述变向轴的两端并具有能够与所述啮合轮相啮合的啮合槽的一对传动杆、一一对应安装在一对所述传动杆上且对称设置的一对第一棘齿轮、一一对应套接于一对所述传动杆上的一对第一轴套、一一对应且对称设置在一对所述第一轴套上并能够与一对所述第二端面齿轮一一对应啮合的一对第三斜齿轮、一一对应且滑动地套设于一对所述传动杆并能够与对应所述第一棘齿轮啮合的一对第二棘齿轮、一一对应且滑动地套设于一对所述传动杆上并与所述第二棘齿轮一一对应连接的一对滑环、一一对应套设于一对所述传动杆上并与对应所述第三斜齿轮和所述华环相连接的一对弹簧；所述换向组件包括设置于所述底座内并与所述控制机构信号连接的伸缩气缸、与所述伸缩气缸的输出端相连接的限位轴、滑动设置于所述底座内并与所述变向轴相平行的限位杆、设置于所述限位杆中部且具有第一限位槽的第一限位板、套设于所述变向轴中部的第二轴套、与所述第二轴套相连接且具有第二限位槽的第二限位板、设置于所述限位杆两端的一对限位块、滑动设置于所述限位杆上并位于所述第一限位板两侧且与一对所述滑环一一对应连接的一对连接件，所述限位杆滑动设置于所述第一限位槽和所述第二限位槽中，所述第一限位槽的轴向、所述第二限位槽的轴向交叉。
6.所述连接件包括滑动设置在所述限位杆上的滑动板、设置于所述滑动板底部并套设在对应所述滑环上的套环。
7.所述联动组件包括能够与所述双头电机的第二输出端上所安装的第一伞状齿轮相啮合的第二伞状齿轮、下端与所述第二伞状齿轮相连接并同轴转动的竖直转轴、设置于所述竖直转轴上端的限位柱、设置于所述竖直转轴上并共同转动的第三端面齿轮、设置于所述竖直转轴上并与所述第三端面齿轮的背面相连接的第四端面齿轮；所述横转组件包括横向转动安装在所述底座顶部的盖帽、设置于所述盖帽内并能够与所述第四端面齿轮相对应啮合的啮合套，所述巡检机构纵向转动安装于所述盖帽上；所述纵转组件包括与所述巡检机构相连接并能够与所述第三端面齿轮相对应啮合的第四斜齿轮；所述变换组件包括设置于所述盖帽内的推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁与所述控制机构信号连接，所述第四端面齿轮转动安装于所述推拉式电磁铁的输出轴上。
8.巡检机构包括与所述转动机构相连接的检测探头、设置于所述检测探头内以进行
检测而获得所述巡检数据的检测单元、设置于所述检测探头内并与所述检测单元相连接而用于处理和传输所述巡检数据的数据传输单元。
9.所述检测单元包括用于检测所述变电站内各个温度检测位置的温度的测温模块、用于检测所述变电站内的变压器是否漏油的测漏模块、用于检测所述变电站内的避雷针是否异常的避雷针在线监测模块、用于检测所述变电站内是否存在局部放电的局部放电检测模块、用于检测所述变电站内的检测点处的电流和电压的电流电压检测模块。
10.所述测温模块为红外热成像测温模块，所述测漏模块为检测所述变压器的油色的变压器油色检测模块。
11.所述数据传输单元包括与所述检测单元相连接而用于处理所述巡检数据的数据处理模块、与所述数据处理模块相连接而用于传输所述巡检数据的无线传输模块。
12.所述控制机构包括：定位单元，所述定位单元基于三维实景扫描和雷达进行定位和导航；驱动单元，所述驱动单元与所述定位单元相信号连接，其基于定位和导航信息驱动所述动力机构、所述行走机构和所述转动机构。
13.本发明还提供一种基于上述变电站智能巡检装置的变电站智能巡检系统，其方案是：一种变电站智能巡检系统，包括前述的变电站智能巡检装置，还包括：云数据中心，所述云数据中心与所述变电站智能巡检装置通信连接，用于接收并存储所述巡检数据以及存储云端数据；本地端，所述本地端设置于所述变电站内，其分别与所述云数据中心、所述变电站智能巡检装置通信连接，用于比对分析所述巡检数据和对应的所述云端数据并展示数据比对分析结果。
14.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够灵活地实现移动和原地转弯，适用于狭小的变电站环境，避免巡检中损坏变电站设施，且其结构简单、使用方便、能耗较低，具有推广价值。
附图说明
15.附图1为本发明的变电站智能巡检装置的外形示意图。
16.附图2为本发明的变电站智能巡检装置分离底座后的结构示意图。
17.附图3为本发明的变电站智能巡检装置的动力机构和行走机构的结构示意图。
18.附图4为本发明的变电站智能巡检装置的动力机构和行走机构中的驱动组件、传动组件、换向组件的结构示意图。
19.附图5为本发明的变电站智能巡检装置的动力机构和行走机构中的驱动组件的结构示意图。
20.附图6为本发明的变电站智能巡检装置的行走机构中传动组件、换向组件的结构示意图。
21.附图7为本发明的变电站智能巡检装置的行走机构中传动组件的分解示意图。
22.附图8为本发明的变电站智能巡检装置的转动机构和巡检机构的结构示意图。
23.附图9为本发明的变电站智能巡检装置的转动机构和巡检机构的分解示意图。
24.附图10为本发明的变电站智能巡检装置的转动机构和巡检机构的分解示意图。
25.附图11为本发明的变电站智能巡检系统的部分结构框图。
26.附图12为本发明的变电站智能巡检系统的部分结构框图。
27.以上附图中：1、行走机构；11、底座；12、驱动组件；121、双头电机；1211、第一端面齿轮；1212、第一伞状齿轮；1213、第一伸缩气缸；122、驱动齿轮组；123、传动轴；13、传动组件；131、第二端面齿轮；132、第一斜齿轮；133、变向轴；1331、啮合轮；134、传动杆；1341、第一棘齿轮；1342、啮合槽；135、第一轴套；1351、第二斜齿轮；1352、弹簧；1353、第二棘齿轮；1354、滑环；14、换向组件；141、第二伸缩气缸；142、限位轴；143、第一限位板；1431、第一限位槽；144、限位杆；1441、第二限位板；145、滑动板；146、套环；1471、第二轴套；15、行走组件；151、直齿轮；152、履带；2、转动机构；21、联动组件；211、第二伞状齿轮；212、竖直转轴；213、限位柱；214、第三端面齿轮；215、第四端面齿轮； 221、盖帽；222、啮合套；223、推拉式电磁铁；23、检测探头；231、第三斜齿轮；3、巡检系统；31、定位单元；311、三维实景扫描点应用；312、雷达导航模块；32、驱动单元；33、检测单元；331、红外热成像测温模块；332、变压器油色检测模块；333、避雷针在线监测模块；334、局部放电检测模块；335、电流电压检测模块；34、无线传输单元；341、数据处理模块；342、无线传输模块；35、云数据中心；36、本地端；361、数据比对模块；362、数据展示模块。
具体实施方式
28.下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
29.实施例一：如附图1至附图10所示，一种用于对变电站进行智能巡检的变电站智能巡检装置，包括底座11、动力机构、行走机构1、转动机构2、巡检机构和控制机构。
30.底座11即为壳体，其用于装载该变电站智能巡检装置的其他组成部分。动力机构设置在底座11内，其用于为该变电站智能巡检装置提供动力。转动机构2的部分设置于底座11内，部分设置于底座11外，其由动力机构带动而能够相对于底座11实现二维度的转动动作。巡检机构与转动机构2相连接并位于底座11外，其用于进行巡检检测而获得巡检数据；控制机构与转动机构2相连接并位于底座11外，其用于控制动力机构、行走机构1和转动机构2。
31.该变电站智能巡检装置的具体方案如下：动力机构包括双头电机121和变换器。双头电机121具有两个输出端，分别为与行走机构1对应的第一输出端和与转动机构2对应的第二输出端。变换器固设在底座11内，其用于带动双头电机121移动而使双头电机121与行走机构1对接或与转动机构2对接。变换器采用伸缩气缸，命名为第一伸缩气缸1213，则双头电机121设置在第一伸缩气缸1213的输出端上。当第一伸缩气缸1213伸出或缩回时，其带动双头电机121移位。双头电机121与底座11之间还可以设置导向轨以实现对双头电机121的滑动支撑和滑动导向。双头电机121、变换器均与控制机构信号连接，从而在控制机构的控制下工作。
32.行走机构1包括行走组件15、驱动组件12、传动组件13和换向组件14。行走组件15安装于底座11底部，其能够实现前进动作或转向动作。行走组件15包括安装于底座11两外侧的两组直齿轮151组、与各组直齿轮151组分别对应传动连接的两条履带152。驱动组件12置于底座11内，其能够与双头电机121相连接而输出动力。驱动组件12包括能够与双头电机
121的第一输出端上所安装的第一端面齿轮1211相啮合的第一斜齿轮132、通过转动轴与第一斜齿轮132同轴转动连接且对称设置于第一斜齿轮132两侧的一对第一伞齿轮、与一对第一伞齿轮一一对应啮合的一对第二伞齿轮、分别通过传动轴123与一对第二伞齿轮一一对应同轴转动连接的一对第二端面齿轮131，其中，第一斜齿轮132以及一对第一伞齿轮构驱动齿轮组122。传动组件13设置于底座11内，其在驱动组件12的驱动下以不同工作状态带动行走组件15动作。传动组件13包括转动设置于底座11内且两端部形成啮合轮1331的变向轴133、对称安装在变向轴133两端并能够与一对第二端面齿轮131一一对应啮合且与变向轴133同步转动的一对第二斜齿轮1351、对称设置于变向轴133的两端并具有能够与啮合轮1331相啮合的啮合槽1342的一对传动杆134、一一对应安装在一对传动杆134上且对称设置的一对第一棘齿轮1341、一一对应套接于一对传动杆134上的一对第一轴套135、一一对应且对称设置在一对第一轴套135上并能够与一对第二端面齿轮131一一对应啮合的一对第三斜齿轮231、一一对应且滑动地套设于一对传动杆134并能够与对应第一棘齿轮1341啮合的一对第二棘齿轮1353、一一对应且滑动地套设于一对传动杆134上并与第二棘齿轮1353一一对应连接的一对滑环1354、一一对应套设于一对传动杆134上并与对应第三斜齿轮231和华环相连接的一对弹簧1352。变向轴133中部的截面形状为圆形，两端的截面形状为矩形。第一轴套135设置在变向轴133的圆形截面部分，第二斜齿轮1351设置在变向轴133的矩形截面部分。换向组件14设置于底座11内并与传动组件13相连接，其带动传动组件13改变工作状态。换向组件14包括设置于底座11内并与控制机构信号连接的伸缩气缸、与伸缩气缸的输出端相连接的限位轴142、滑动设置于底座11内并与变向轴133相平行的限位杆144、设置于限位杆144中部且具有第一限位槽1431的第一限位板143、套设于变向轴133中部的第二轴套1471、与第二轴套1471相连接且具有第二限位槽的第二限位板1441、设置于限位杆144两端的一对限位块、滑动设置于限位杆144上并位于第一限位板143两侧且与一对滑环1354一一对应连接的一对连接件，其中伸缩气缸命名为第二伸缩气缸141，限位杆144滑动设置于第一限位槽1431和第二限位槽中，第一限位槽1431的轴向、第二限位槽的轴向交叉。连接件包括滑动设置在限位杆144上的滑动板145、设置于滑动板145底部并套设在对应滑环1354上的套环146。换向组件14与控制机构信号连接，即第二伸缩气缸141在控制机构的控制下工作。
33.转动机构2包括能够与双头电机121相连接而输出动力的联动组件21、设置于底座11外并供巡检机构纵向转动安装于其上且能够横向转动的横转组件、与巡检机构相连接以共同纵向转动的纵转组件、用于驱动联动组件21切换与横转组件或纵转组件对接的变换组件；变换组件与控制机构信号连接。联动组件21包括能够与双头电机121的第二输出端上所安装的第一伞状齿轮1212相啮合的第二伞状齿轮211、下端与第二伞状齿轮211相连接并同轴转动的竖直转轴212、设置于竖直转轴212上端的限位柱213、设置于竖直转轴212上并共同转动的第三端面齿轮214、设置于竖直转轴212上并与第三端面齿轮214的背面相连接的第四端面齿轮215。横转组件包括横向转动安装在底座11顶部的盖帽221、设置于盖帽221内并能够与第四端面齿轮215相对应啮合的啮合套222，巡检机构纵向转动安装于盖帽221上。纵转组件包括与巡检机构相连接并能够与第三端面齿轮214相对应啮合的第四斜齿轮。变换组件包括设置于盖帽221内的推拉式电磁铁223，推拉式电磁铁223与控制机构信号连接，第四端面齿轮215转动安装于推拉式电磁铁223的输出轴上。
34.如附图11和附图12所示，巡检机构包括与转动机构2相连接的检测探头23、设置于检测探头23内以进行检测而获得巡检数据的检测单元33、设置于检测探头23内并与检测单元33相连接而用于处理和传输巡检数据的数据传输单元34。检测单元33包括用于检测变电站内各个温度检测位置的温度的测温模块331、用于检测变电站内的变压器是否漏油的测漏模块、用于检测变电站内的避雷针是否异常的避雷针在线监测模块333、用于检测变电站内是否存在局部放电的局部放电检测模块334、用于检测变电站内的检测点处的电流和电压的电流电压检测模块335。测温模块331为红外热成像测温模块331，测漏模块为检测变压器的油色的变压器油色检测模块332。数据传输单元34包括与检测单元33相连接而用于处理巡检数据的数据处理模块341、与数据处理模块341相连接而用于传输巡检数据的无线传输模块342。
35.控制机构包括定位单元31、驱动单元32。定位单元31基于三维实景扫描和雷达进行定位和导航，其包括三维实景扫描点应用311和雷达导航模块312。驱动单元32与定位单元31相信号连接，其基于定位和导航信息驱动动力机构、行走机构1和转动机构2。
36.基于上述方案设计的一种变电站智能巡检系统3，包括前述的变电站智能巡检装置，以及云数据中心35和本地端36。云数据中心35与变电站智能巡检装置通信连接，用于接收并存储巡检数据以及存储云端数据。本地端36设置于变电站内，其分别与云数据中心35、变电站智能巡检装置通信连接，用于比对分析巡检数据和对应的云端数据并展示数据比对分析结果。本地端36包括数据比对模块361、数据展示模块362。
37.上述变电站智能巡检装置的工作原理如下：双头电机121的第一输出轴上的第一端面齿轮1211与行走机构1中驱动组件12的第一斜齿轮132啮合。当双头电机121的第一输出轴输出转动动力时，通过驱动组件12的一对第二端面齿轮131输出反向转动动力。此时，第二端面齿轮131通过与第三斜齿轮231的啮合、第三斜齿轮231与第二棘齿轮1353的联动以及第二棘齿轮1353与第一棘齿轮1341的啮合而带动两个传动杆134同向转动，从而传动杆134两端安装的两个支持轮也同向转动，而变向轴133未与传动杆134联动而空转，此时，装置直线前进。
38.当需要转弯或原地调头时，启动第二伸缩气缸141，则在第二伸缩气缸141伸出或缩回时，限位轴142发生平移，并在第一限位槽1431和第二限位槽的作用下，限位杆144和变向轴133发生反方向的轴向平移。平移的变向轴133与其一端的传动杆134通过啮合槽1342和啮合轮1331的啮合而联动。平移的限位杆144通过连接件带动滑环1354移动，进而使得变向轴133和传动杆134联动一侧的第一棘齿轮1341和而二级齿轮断开啮合状态。变向轴133和传动杆134联动的一侧，通过第二斜齿轮1351和变向轴133带动传动杆134转动，而另一侧仍通过第三斜齿轮231、第二棘齿轮1353、第一棘齿轮1341等带动传动杆134转动。此时，一对传动杆134的转动方向相反，从而在履带152作用下实现原地转弯。
39.当装置移动到预定区域需要进行检测时，第一伸缩气缸1213伸出，使得双头电机121与行走机构1脱离对接，而与转动机构2对接。双头电机121运转而带动第一伞状齿轮1212转动时，通过第二伞状齿轮211、竖直转轴212带动第三端面齿轮214和第四端面齿轮215同步转动。由于第三端面齿轮214与第四斜齿轮啮合，则第四斜齿轮竖直转动而带动巡检机构纵向转动。当推拉式电磁铁223得电时，其带动第三端面齿轮214和第四端面齿轮215上移，使得第三端面齿轮214与第四斜齿轮脱离啮合，而第四端面齿轮215与啮合套222相啮
合，则第三端面齿轮214带动盖帽221，进而带动巡检机构横向转动。通过该方案可实现对检测装置的全方位控制，且无需独立于行走机构1而另设动力装置。
40.与现有技术相比，本方案的有益效果是：1.方便实现直线运动和原地转弯，能够大大减小了转弯半径，避免在转弯的过程中对变电站设施造成触碰；2.实现了对检测探头23的全方位控制，不需要额外设置驱动机构，节省电能；3.简化了操作步骤，完善了巡检系统3。
41.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。