一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人的制作方法

1.本发明涉及巡线机器人技术领域，具体为一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人。


背景技术：

2.海底电缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是由细如毛发的高纯度光纤制作，通过内反射来引导光沿着光纤的路径前进。随着海洋经济的发展，海岛能源的需求日益增大，海岛电力输送主要依赖海底电力电缆，随着海底电力电缆的大量使用，海底电力电缆故障也不断增加。
3.目前最先进的查找故障的技术是利用巡线机器人，巡线机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。
4.但是目前大部分巡线机器人都是采用和陆地一样的巡线机器人，主体都是一种长方体盒状结构，不仅体积大、阻力大，对于海底这种特殊情况没有专门的巡线机器人，不适用，导致阻力大，耗能大。迫切需要开发一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人，旨在解决目前巡线机器人阻力大，耗能大的问题。
6.本发明是这样实现的：一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人，包括：第一机架、第二机架、气泵、储气罐、喷气组件、夹持移动组件和巡检组件，所述第一机架和所述第二机架形状相同，包括第一侧端架和第二侧端架，所述第一侧端架为弧形结构，所述第二侧端架为斜面结构，所述第一侧端架和第二侧端架之间分别通过上连接架和下连接架连接，所述第一侧端架、第二侧端架、上连接架和下连接架形成一个不规则的环状结构，所述第一机架的中间为镂空结构，所述第一机架和所述第二机架对称设置，所述气泵安装在所述第一机架和所述第二机架之间，并位于所述第一侧端架一侧，所述储气罐与所述气泵的进气端连通，所述喷气组件与所述气泵的出气端连通，所述夹持移动组件安装在所述第一机架和所述第二机架的下连接架处，所述巡检组件安装在所述第一机架和所述第二机架之间。
7.进一步，所述第二侧端架向第一侧端架的下端方向倾斜，与所述上连接架之间呈锐角，与所述下连接架之间呈钝角，所述第二侧端架与所述上连接架和下连接架的连接处分别为弧形连接结构。
8.进一步，所述第二侧端架的内侧与所述上连接架之间还设有加强架。
9.进一步，所述上连接架的上表面和所述下连接架的下表面为曲面。
10.进一步，所述第一侧端架内侧设有卡槽，所述气泵的两端设有与所述卡槽匹配的卡圈，所述储气罐与所述气泵的外部固定连接，所述储气罐位于所述第一机架和所述第二机架之间，所述储气罐为不规则形状，远离所述气泵的一端为弧面结构。
11.进一步，所述储气罐的上端固定安装有提手。
12.进一步，所述移动夹持组件包括若干个滑台气缸和导轨，所述第一机架和第二机架的下端各设一个导轨，所述若干个滑台气缸的固定端与所述下连接架固定连接，所述若干个滑台气缸的活动端与所述导轨的上端固定连接，所述导轨位于所述下连接架的下方，两个导轨相对的一侧设有凹槽。
13.进一步，所述导轨的凹槽两端设有辅助滚轮和转轴，所述转轴垂直安装在所述凹槽内，所述辅助滚轮与所述转轴转动连接。
14.进一步，所述喷气组件包括喷气导管和与所述喷气导管连接的喷气嘴，所述喷气导管位于所述气泵的下方，并位于两个导轨的上方。
15.进一步，所述巡检组件包括主控箱和检测仪器，所述主控箱安装在所述气泵的一侧，所述检测仪器位于所述储气罐的下端，所述检测仪器至少为可见光摄像机、测距仪、红外热成像仪中的一种或多种的组合。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对海底特殊环境，专门设计了一种巡线机器人，首先第一机架和第二机架整体采用不规则的流线型结构，中间镂空，第一侧端架采用弧形结构，第二侧端架采用斜面结构，不仅结构稳定，减小了巡线机器人的整体重量，且能够大大减少行进时的海水阻力，另外储气罐和气泵的结构也尽最大可能性的采用弧面结构，上连接架和下连接架的表面也采用曲面设计，从全方位整体结构上大大减少海水阻力。并且本发明方便安装和拆卸，能够自动夹紧电缆，方便进行大跨度、长距离的巡线工作。本发明采用气源作为行进动力，气源采用新型环保气源，不仅节约能源，且污染小。为了方便拿取巡线机器人，在所述储气罐的上端固定安装有提手。另外第二侧端架的内侧与所述上连接架之间还设有加强架。通过加强架能够增强机架的牢固性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1是本技术实施例的第一视角的一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人的立体图；图2是本技术实施例的第二视角的一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人的立体图；图3是本技术实施例的滑台气缸工作状态的示意图；图4是本技术实施例的一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人的平面示意图；图5是本技术实施例的喷气导管内部的单向阀结构示意图。
19.其中，1、第一机架；2、第二机架；3、气泵；4、储气罐；5、检测仪器；6、滑台气缸；7、导轨；8、转轴；9、辅助滚轮；10、喷气导管；11、喷气嘴；12、提手；13、主控箱；14、防护盖板；15、阀芯；16、相位头；17、复位弹簧；18、连接螺纹；201、第一侧端架；202、第二侧端架；203、上连接架；204、下连接架；205、加强架。
具体实施方式
20.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
21.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。
22.如图1-图4所示，一种长距离、大跨度电力系统巡线机器人，包括：第一机架1、第二机架2、气泵3、储气罐4、喷气组件、夹持移动组件和巡检组件，所述第一机架1和所述第二机架2形状相同，包括第一侧端架201和第二侧端架202，所述第一侧端架201为弧形结构，所述第二侧端架202为斜面结构，所述第一侧端架201和第二侧端架202之间分别通过上连接架203和下连接架204连接，所述第一侧端架201、第二侧端架202、上连接架203和下连接架204形成一个不规则的环状结构，所述第一机架1的中间为镂空结构。通过这样的结构设计，不仅能够减轻机架的重量、体积，进而减少海水的阻力，而且流线型设计也能够进一步减少行进时的海水阻力。并且中间采用镂空设计，不仅方便安装其他的组件，而且能够减轻机架重量，减少海水阻力。
23.所述第一机架1和所述第二机架2对称设置，所述气泵3安装在所述第一机架1和所述第二机架2之间，并位于所述第一侧端架201一侧，所述储气罐4与所述气泵3的进气端连通，所述喷气组件与所述气泵3的出气端连通，所述夹持移动组件安装在所述第一机架1和所述第二机架2的下连接架204处，所述巡检组件安装在所述第一机架1和所述第二机架2之间。
24.在一个示例中，第一机架1和第二机架2采用高压耐腐蚀的材料，例如不锈钢。
25.为了进一步减少行进时的阻力，所述第二侧端架202向第一侧端架201的下端方向倾斜，与所述上连接架203之间呈锐角，与所述下连接架204之间呈钝角，这样的结构使第一机架1和第二机架2呈内收状态，不仅结构更加稳固，且阻力更小。另外，所述第二侧端架202与所述上连接架203和下连接架204的连接处分别为弧形连接结构。这样增加了机架的流线型，使机架的整体线条更加流畅，减少行进时的总阻力。
26.在本技术另一个实施例中，所述第二侧端架202的内侧与所述上连接架203之间还设有加强架。205通过加强架能够增强机架的牢固性。在一个具体示例中，第一机架1、第二
机架2和加强架可以通过注塑的方式一体成型。
27.另外，所述上连接架203的上表面和所述下连接架204的下表面为曲面。不仅安全性更高，防止伤人，而且也能进一步帮助选线机器人整体减少阻力。
28.在本技术实施例中，所述第一侧端架201内侧设有卡槽，所述气泵3的两端设有与所述卡槽匹配的卡圈，将气泵3卡接在机架的卡槽内，为了稳固需求还可以通过螺钉进一步固定，采用这种卡槽的结构方便安装、拆卸和更换。所述储气罐4与所述气泵3的外部固定连接，例如可以通过焊接的形式，将储气罐4的出气端与气泵3的进去端对准后进行焊接固定，例如图2中所示，气泵3和储气罐4的外壳部分相连接，将气泵3和储气罐4的送气连接处置于外壳内部，密封性更强，在储气罐4的上端设置充气口，方便充气。在一个示例中，储气罐4里的气源采用新型能源，环保，污染小。所述储气罐4位于所述第一机架1和所述第二机架2之间，所述储气罐4为不规则形状，远离所述气泵3的一端为弧面结构。该弧面结构也能够减少海水阻力。储气罐4和气泵3的外壳也采用耐腐蚀且耐高压的材质，例如不锈钢。
29.为了方便拿取巡线机器人，在所述储气罐4的上端固定安装有提手12。提手12可以焊接固定在储气罐4上。
30.在本技术实施例中，所述移动夹持组件包括若干个滑台气缸6和导轨7，如图1所示，滑台气缸6的数量为四个，一边两个。所述第一机架1和第二机架2的下端各设一个导轨7，所述若干个滑台气缸6的固定端与所述下连接架204固定连接，所述若干个滑台气缸6的活动端与所述导轨7的上端固定连接，所述导轨7位于所述下连接架204的下方，两个导轨7相对的一侧设有凹槽。将电缆夹持在两个导轨7之间，通过滑台气缸6驱动两个导轨7进行夹紧或松开，滑台气缸6与主控箱13进行电性连接，通过主控箱13内的控制器来控制滑台气缸6。
31.为了加快移动速度，所述导轨7的凹槽两端设有辅助滚轮9和转轴8，所述转轴8垂直安装在所述凹槽内，所述辅助滚轮9与所述转轴8转动连接。能够辅助导轨7沿电缆移动。
32.在本技术实施例中，所述喷气组件包括喷气导管10和与所述喷气导管10连接的喷气嘴11，所述喷气导管10位于所述气泵3的下方，并位于两个导轨7的上方，不影响导轨7的移动以及对输电线缆的夹持。在该实施例中，喷气嘴11向第一侧端架201方向喷气，巡线机器人则朝喷气相反方向移动。其中，喷气导管10的内部设有防止海水倒灌的单向气阀，如图5所示，单向气阀的头部设有连接螺纹18，单向气阀与喷气导管10的内部进行螺接，在喷气导管10停止工作时，通过单向气阀进行复位堵塞，使喷气导管10的内部防止海水的倒灌。单向气阀的内部设有阀芯15，阀芯15的靠近增压气泵3的一端设有相位头16，阀芯15的中部套设有复位弹簧17，阀芯15可沿复位弹簧17在单向气阀的内部进行移动，使阀芯15可在复位弹簧17的弹性作用下对喷气导管10进行复位堵塞。
33.进一步，所述巡检组件包括主控箱13和检测仪器5，所述主控箱13安装在所述气泵3的一侧，所述检测仪器5位于所述储气罐4的下端，可以采用螺栓固定。所述检测仪器5至少为可见光摄像机、测距仪、红外热成像仪中的一种或多种的组合。在一个示例中，检测仪器包括可见光摄像机和红外热成像仪，检测仪器和红外热成像仪分别与主控箱13内的主控器连接，主控器芯片可以采用dspic30f6015，主控箱13内还设有无线通信芯片，能够将采集的数据远程发送给监控平台。
34.如图2和图4所示，在红外热成像仪和可见光摄像机的前端还安装有防护盖板14，
该防护盖板14为透明材质，倾斜设置，不影响图像采集。
35.以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。