自助移动底盘和应用其的配电站/室户内巡检机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种自助移动底盘，包括车架、若干组移动组件、与所述移动组件一一对应的若干组转弯组件、控制器；所述移动组件包括由所述控制器控制且外周部绕平行于地面的轴线转动的轮毂电机；所述转弯组件包括由所述控制器控制且输出轴垂直于地面的转弯驱动器、轮毂支架，所述转弯驱动器安装于所述车架上，所述轮毂支架的一端与所述转弯驱动器的输出轴相连接而另一端与所述轮毂电机相连接。本发明专利技术还涉及一种应用上述自助移动底盘的配电站/室户内巡检机器人。本发明专利技术能够灵活、方便地应用于变电站/室户内的巡检中，能够避免巡检死角，保障巡检质量，且无需假设吊轨，成本较低，实施难度小。

【技术实现步骤摘要】
自助移动底盘和应用其的配电站/室户内巡检机器人
本专利技术属于配电站/室户内智能巡视领域，具体涉及一种应用于配电站/室户内以进行巡检的机器人和其中的自助移动底盘。
技术介绍
对于配电站/室，越来越多地应用机器人进行自助巡检，以替代人工巡检。巡检用机器人通过移动底盘携带巡检设备，按照既定路线移动，从而完成巡检工作任务。现有的巡检机器人方案主要有两种：1、目前比较常见的一种室内配电站/室或开关站表计智能巡检方式是采用“吊轨固定式巡检机器人”，如图1所示。该形式的巡检机器人主要包括：（1）运行轨道：根据配电站/室中的待观测设备（或装置）的具体位置进行吊轨固定并依次架设；（2）机器人：可移动地配置于运行轨道中，并包括驱动装置、采集装置、控制单元等部分组成。其中：a.驱动装置，可移动的挂接于运动轨道上。b.采集装置，与驱动装置相连接，并包含：通信单元和发送单元。通信单元用以通过网络连接外部的监控终端；发送单元与通信单元连接，用以将采集的每个待观测设备（或装置）的工作状态信息发送至监控终端。c.控制单元，与驱动装置相连接，用以控制机器人在吊轨固定式轨道中运动，并控制采集装置采集每个待观测设备（或装置）的工作状态信息。吊轨固定式巡检机器人虽然是针对户内巡检研发的技术解决方案，且在一般情况下能较好的适应狭窄的室内空间，但是其提供的结构方案在具体应用与实践实施中存在的缺点至少包括：1）其作业范围受限于固定式轨道，即轨道受现场条件制约不能架设的区域，吊轨固定式巡检机器人就无法到达。比如屋顶与待观测设备（或装置）高差较大的，固定吊装轨道的施工难度大。2）机器人搭载了高清摄像头、红外热成像仪、局部放电测试仪等检测仪器，其自重大并在吊轨上面运动时，极易在吊轨上面晃动，造成待观测设备（或装置）信息失误或者误差大，不满足现场实际需求。3）因工作需要巡检范围扩大，固定用吊轨就要延长。通常情况下吊轨施工量越大，难度也会增大，投入成本更高。4）吊轨固定式巡检机器人通常只能观测到待观测设备（或装置）顶部或上部的信息，即不能满足现场实际工作对于离地30公分以上待观测设备（或装置）运行工况全覆盖的基本巡检要求。从上述在具体应用与实践实施中存在的缺点可以看出，吊轨固定式巡检机器人对已建（或老旧）配电站/室原有环境提出了较严格的布局（或改造）要求。特别是对已经建成的配电站/室，布置这类巡检机器人，其现场反映出：1）在原有配电站/室屋顶密布预埋件高空施工难度增大，局部预埋件布置造成日后的房顶渗漏雨水隐患，殃及设备（或装置）内部进水造成大面积停电事故。2）吊轨改造施工难度大的同时，普遍需要大量的资金投入。特别是老旧的配电站/室，改造成本更大，甚至不得不配合停电作业，对连续供电可靠性影响也很大。2、常见的室外变配电站所的智能巡检作业采用轮式巡检机器人方式，如图2所示。该形式的巡检机器人，通常有一个带导航的轮式底盘。1）导航方式可以是磁钉、磁条、二维码、激光、GPS差分、惯导等其中的一种或多种组合。2）驱动方式主要可分为双轮差速驱动和四轮四驱两种形式。底盘的移动与定位是运用自带的中央处理器，并通过路径规划算法控制来实施。同时底盘上方还携带了业务模块，包括：云台、高清摄像头和红外热成像仪等设备。其中：a.云台用于调整拍摄角度。b.高清摄像头和红外热成像仪属于采集设备，负责采集巡检需求对象的图像、温度、开关状态等信息。通过无线网络将机器人采集到的信息传输到后台监控终端。3）两种驱动方式的优缺点非常明显：a.双轮差速驱动可以实现原地旋转，但与四驱相比越障能力较差。b.四轮四驱虽然有较好的越障能力，但转弯半径较大，无法在狭小的空间内完成掉头、转弯等动作。室外变配电站所巡检机器人的轮式底盘在配电站/室内实际应用的局限性包括：室外变配电站所巡检机器人主要应用于室外变配电站所，虽然能适应典型配电站/室内较平滑地面，但无法全方位满足狭窄的户内空间原地旋转等特殊性运动轨迹需求，现场经常出现该形式的轮式底盘无法进入狭小空间，导致巡检死角，贻误了设备（或装置）可能存在隐患的状态下及时发现与处置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于变电站/室户内巡检机器人的使用方便、较为灵活的自助移动底盘。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种自助移动底盘，包括车架、若干组移动组件、与所述移动组件一一对应的若干组转弯组件、控制器；所述移动组件包括由所述控制器控制且外周部绕平行于地面的轴线转动的轮毂电机；所述转弯组件包括由所述控制器控制且输出轴垂直于地面的转弯驱动器、轮毂支架，所述转弯驱动器安装于所述车架上，所述轮毂支架的一端与所述转弯驱动器的输出轴相连接而另一端与所述轮毂电机相连接。优选的，所述轮毂电机包括平行于地面设置的电机轴、环绕所述电机轴设置的电机定子、环绕所述电机定子设置的电机转子、与所述电机转子相连接的轮胎、电机引线，所述电机引线的一端与所述控制器相连接，另一端与所述电机定子相连接。优选的，所述轮毂电机还包括电磁制动器，所述电磁制动器包括环绕所述电机轴设置的制动器定片、环绕所述制动器定片设置并与所述电机转子相接触的制动器动片、制动器引线，所述制动器引线的一端与所述控制器相连接，另一端与所述制动器定片相连接。优选的，所述轮毂电机还包括设置于所述电机轴两端的电机端盖。优选的，所述转弯驱动器包括输出轴垂直于地面的转弯电机、与所述转弯电机相连接的转弯减速机、与所述转弯减速机相连接的法兰，所述轮毂支架与所述法兰相连接，所述转弯电机与所述控制器相信号连接。优选的，所述轮毂支架呈L形。优选的，所述控制器包括：控制模块，所述控制模块基于位置反馈信号、电流反馈信号、速度反馈信号向所述轮毂电机发出移动控制信号，向所述转弯驱动器发出转弯控制信号；位置检测模块，所述位置检测模块采集所述轮毂电机所转过角度位置并发出所述位置反馈信号；电流检测模块，所述电流检测模块采集所述控制信号的电流并发出所述电流反馈信号；速度检测模块，所述速度检测模块采集所述轮毂电机的转速并发出所述速度反馈信号。优选的，所述控制模块与上位机相通信。优选的，所述自助移动底盘包括移动状态和转动状态；在所述移动状态下，各个所述轮毂电机的行进方向相平行；当所述转动组件带动对应所述移动轮毂电机转动过对应的角度时，由所述移动状态转换至所述转动状态；在所述转动状态下，各个所述轮毂电机的行进方向为一圆形的不同切线方向。本专利技术还提供一种配电站/室户内巡检机器人，包括上述自助移动底盘。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术能够灵活、方便地应用于配电站/室户内的巡检中，能够避免巡检死角，保障巡检质量，且无需架设吊轨，成本较低，实施难度小，既适用于新建配电站/室，也适用于已投入运行中的配电站/室。附图说明附图1为现有的吊轨固定式巡检机器人的结构示意图。附图2为现有的轮式巡检机器人的结构示意图。附图3为本专利技术的自助移动底盘的结构示意图。附图4为本专利技术的自助移动底盘中轮毂电机的结构示意图。附图5为本专利技术的自助移动底盘中轮毂电机的控制原理图。附图6为本专利技术的自助移动底盘在移动状态下的俯视示意图。附图7为本专利技术的自助移动底盘在转动状态下的俯视示意图。以上附图中：1、车架；2、超声波传感器；3、轮毂电机；4、轮毂支架；5、转弯电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自助移动底盘，其特征在于：所述自助移动底盘包括车架、若干组移动组件、与所述移动组件一一对应的若干组转弯组件、控制器；所述移动组件包括由所述控制器控制且外周部绕平行于地面的轴线转动的轮毂电机；所述转弯组件包括由所述控制器控制且输出轴垂直于地面的转弯驱动器、轮毂支架，所述转弯驱动器安装于所述车架上，所述轮毂支架的一端与所述转弯驱动器的输出轴相连接而另一端与所述轮毂电机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种自助移动底盘，其特征在于：所述自助移动底盘包括车架、若干组移动组件、与所述移动组件一一对应的若干组转弯组件、控制器；所述移动组件包括由所述控制器控制且外周部绕平行于地面的轴线转动的轮毂电机；所述转弯组件包括由所述控制器控制且输出轴垂直于地面的转弯驱动器、轮毂支架，所述转弯驱动器安装于所述车架上，所述轮毂支架的一端与所述转弯驱动器的输出轴相连接而另一端与所述轮毂电机相连接。2.根据权利要求1所述的自助移动底盘，其特征在于：所述轮毂电机包括平行于地面设置的电机轴、环绕所述电机轴设置的电机定子、环绕所述电机定子设置的电机转子、与所述电机转子相连接的轮胎、电机引线，所述电机引线的一端与所述控制器相连接，另一端与所述电机定子相连接。3.根据权利要求2所述的自助移动底盘，其特征在于：所述轮毂电机还包括电磁制动器，所述电磁制动器包括环绕所述电机轴设置的制动器定片、环绕所述制动器定片设置并与所述电机转子相接触的制动器动片、制动器引线，所述制动器引线的一端与所述控制器相连接，另一端与所述制动器定片相连接。4.根据权利要求2所述的自助移动底盘，其特征在于：所述轮毂电机还包括设置于所述电机轴两端的电机端盖。5.根据权利要求1所述的自助移动底盘，其特征在于：所述转弯驱动器包括输出轴垂直于地面的转弯电机、与所述转弯电机相连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕培强，朱小明，宋国亮，杨海舟，张莹，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32