一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法技术

本发明专利技术公开了一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法，包括机座和爬坡臂，爬坡臂设置有四根，爬坡臂设置在机座的四个边角上，爬坡臂包括爬坡外臂和伸缩臂，爬坡外臂的内壁上设有导向滑轨，导向滑轨连接有导向滑块，导向滑块连接有丝杆模组，丝杆模组连接有伸缩臂，丝杆模组可带动伸缩臂进行伸缩运动，爬坡臂的端部设有吸盘装置，吸盘装置包括吸盘旋转电机、吸盘旋转臂、吸盘驱动电机和电动吸盘，吸盘旋转电机设置于伸缩臂的端部，吸盘旋转电机连接吸盘旋转臂，吸盘旋转臂连接吸盘驱动电机，吸盘驱动电机连接电动吸盘。该爬坡智能巡检机器人可在无人干预的情况下，完全可靠、快速高效地实现完全自治。

A Climbing Mechanism, Intelligent Climbing Patrol Robot and Its Substation Climbing Method

The invention discloses a climbing mechanism, a climbing intelligent inspection robot and a climbing method for a substation, including a machine base and a climbing arm. The climbing arm is provided with four arms, and the climbing arm is arranged on four side corners of the machine base. The climbing arm includes a climbing arm and a telescopic arm. The inner wall of the climbing arm is provided with a guiding slide rail, which is connected with a guiding slide block, and the guiding slide block is connected with a silk rod mould. The screw module is connected with a telescopic arm. The screw module can drive the telescopic arm for telescopic motion. The end of the climbing arm is provided with a sucker device. The sucker device includes a sucker rotary motor, a sucker rotary arm, a sucker drive motor and an electric sucker. The sucker rotary motor is set at the end of the telescopic arm. The sucker rotary motor is connected with the sucker rotary arm, and the sucker rotary arm is connected with the sucker drive electric power. The machine and the sucker drive motor are connected with the electric sucker. The intelligent climbing inspection robot can achieve complete autonomy completely reliably, quickly and efficiently without any interference.

【技术实现步骤摘要】
一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法
本专利技术涉及变电站自动巡检领域，具体涉及一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法。
技术介绍
随着世界电网的进步，尤其是当智能电网的概念被提出后，世界范围内关于如何提升电网的安全性、效率和稳定性成为争相研究的热点。变电站作为电网设备使用的集中点和关键点，确保变电站的智能化、安全化运行关系到企业的生产和人民的正常生活。目前变电站进行日常检查与维护大多采用人工巡检的方式，然而这种方式需定期、定时的检查相应设备与记录数据，然后依据经验进行判别处理。这就需要工作人员进行重复性的工作，容易使员工产生厌烦情绪，不利于工作的展开，同时设备的检查多为依靠感官上的简单分析和定性，用触觉感知设备的升温和振动情况，利用听觉检测是否有杂音，用嗅觉检查是否有异味，在正常天气或许记录与观察的数据较为准确，但在极端天气下如下雨、刮风、暴雪等气候条件下，存在着危险度高、困难度大、误检漏检等事件频繁发生。根据我国电力部门在2011年关于电网的调查和运行报告中明确指出，变电站中的设备因为人的工作失误和各种意外情况的影响，造成的经济直接损失每年可达26亿元。由此可见用上述方式检测变电站设备，很难满足广大人民和企业对供电质量的要求。为了减少设备的损失和确保变电站的正常运行，使用机器人代替人进行变电站巡检的想法被提了出来]。智能巡检机器人按巡检方式分为自主模式和遥控模式，携带高清CCD相机，红外成像仪和拾音器等设备，根据变电站中设备和线路的安置点，在此区间进行运动和检测，能够提前根据温度判断线路是否存在超功率或者短路情况，根据仪器仪表的读数能够判断设备是否存在压力不足或过大以及是否存在漏油等情况。及时提供设备潜在隐患的数据，通过分析提前发现问题，自动报警或者进行一些简单的维护处理。变电站的检测工作大致一般分为厂房内设备的检测和厂房外设备的检测，而不管是设备的检测和厂房外设备的检测均要涉及地面检测和高空检测，针对厂房内设备的地面检测和厂房外设备的地面检测，常常需要通过越障智能巡检机器人来进行检测，帮助巡检机器人进行越障或者避障，保证其工作的进行。而对于厂房内设备的高空检测和厂房外设备的高空检测，对于巡检机器人的要求更高，常常需要具有爬坡、爬梯、爬杆、爬臂、爬线等多种功能，才能完成相应变电站设备的检测工作。有鉴于此，本专利技术针对厂房内设备的高空检测和厂房外设备的高空检测，提出一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法，保证完成变电站地表上的检测工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种爬坡机构、爬坡智能巡检机器人及其变电站爬坡方法。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种爬坡机构，包括机座和爬坡臂，所述爬坡臂设置有四根，所述爬坡臂设置在所述机座的四个边角上，所述爬坡臂包括爬坡外臂和伸缩臂，所述爬坡外臂的内壁上设有导向滑轨，所述导向滑轨连接有导向滑块，所述导向滑块连接有丝杆模组，所述丝杆模组连接有伸缩臂，丝杆模组可带动伸缩臂进行伸缩运动，所述爬坡臂的端部设有吸盘装置，所述吸盘装置包括吸盘旋转电机、吸盘旋转臂、吸盘驱动电机和电动吸盘，所述吸盘旋转电机设置于所述伸缩臂的端部，所述吸盘旋转电机连接所述吸盘旋转臂，所述吸盘旋转臂连接所述吸盘驱动电机，所述吸盘驱动电机连接所述电动吸盘。进一步，所述丝杆模组包括传动丝杆、传动螺母、螺母座和丝杆电机，所述丝杆电机设置于所述爬坡外臂的端部，所述丝杆电机连接所述传动丝杆，所述传动丝杆上设有传动螺母，所述传动螺母连接有螺母座，所述螺母座连接所述伸缩臂。进一步，所述爬坡外臂连接有爬坡臂旋转调节装置，所述爬坡臂旋转调节装置包括调节电机、调节输出轴、调节主动轮、调节从动轮、调节从动轴和旋转调节座，所述调节电机设置于所述机座内，所述调节电机的输出端设有减速机，所述减速机连接有调节输出轴，所述调节输出轴上设有调节主动轮，所述调节主动轮连接有调节从动轮，所述调节从动轮连接有调节从动轴，所述调节从动轴的两端旋转调节座，所述旋转调节座连接所述爬坡外臂。另一方面，本专利技术又提供一种爬坡智能巡检机器人，其包括本体，所述本体包括上述的爬坡机构。进一步，所述本体还包括设置在机座两侧的履带机构。进一步，所述本体还包括重心调节机构，所述重心调节机构包括配重块、调节滑块、调节滑轨和重心调节丝杆模组，所述重心调节丝杆模组设置于所述机座内，所述重心调节丝杆模组连接所述配重块，所述配重块的下部设有调节滑块，所述调节滑块连接所述调节滑轨。进一步，所述本体还包括设置在机座上的主控系统、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统和电源系统均与所述主控系统相连接；所述主控系统：用于接收远程遥控指令，控制相关电机驱动，完成行走、爬坡、避障功能并实时的将巡检机器人的位置、位姿、传感器信息发回到远程控制端，以获取变电站周围环境信息，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作；所述运动控制系统：用于控制丝杆电机、调节电机、履带电机的驱动，保证爬坡机构和爬坡机构的正常工作；所述信息采集系统：通过传感器，采集变电站巡检点周围的相关信息，并将其传输给主控系统，以便完成相关巡检工作；所述电源系统：用于给巡检机器人上的用电设备供电，保证巡检机器人的可持续续航工作。进一步，所述信息采集系统包括三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器、控制质量传感器和传感器采集模块，所述三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器、控制质量传感器均与所述传感器采集模块相连接，所述传感器采集模块连接所述主控系统。进一步，所述本体还包括报警系统，所述报警系统包括报警灯和报警喇叭；所述报警灯：用于巡检机器人遇到特殊情况时闪烁报警灯，起到警示的作用；所述报警喇叭：用于巡检机器人遇到特殊情况时鸣笛，起到警示的作用。与爬坡智能巡检机器人相匹配的，本专利技术又一种智能巡检机器人的爬坡方法，包括以下步骤：(a)将巡检机器人放置在变电站内进行巡检工作，利用信息采集系统探知周围的环境，通过探知与周围物体的距离信息以及主控系统自带的GPS定位模块来确定巡检机器人自身的位置。(b)先通过红外测距传感器测量出巡检机器人与障碍物的相对距离，然后通过三目视觉传感器采集障碍物的图像，获取障碍物的大小、体积和高度，得到障碍物的整体坡度大小和障碍物的局部坡度大小，并将采集的信息通过传感器采集模块传输给主控系统。(c)所述主控系统处理传感器采集模块传输过来的信息，判断巡检机器人能否以爬坡的方式越过障碍物，如果能越过障碍物则进行步骤(d)，如果不能越过障碍物则通过雷达避障传感器判断是否能够绕过障碍物，如果能够绕过障碍物则进行步骤(e)，如果不能够绕过前方障碍物则由报警系统发出警报，提示工作人员前来处理。(d)先通过履带机构行走到障碍物正前方，然后根据三目视觉传感器采集障碍物的整体坡度，调整前侧爬坡臂的伸出长度，同时调整与前侧爬坡臂相匹配的吸盘装置，保证所述电动吸盘吸附于障碍物的坡面上；接着按照相同的方式，调整后侧爬坡臂的伸出长度，同时调整与后侧爬坡臂相匹配的吸盘装置，保证所述电动吸盘吸附于障碍物的坡面上；当障碍物的坡度发生变化时，通过调整爬坡臂的伸出长度和方向，找到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬坡机构，其特征在于：包括机座(18)和爬坡臂(38)，所述爬坡臂(38)设置有四根，所述爬坡臂(38)设置在所述机座(18)的四个边角上，所述爬坡臂(38)包括爬坡外臂(39)和伸缩臂(21)，所述爬坡外臂(39)的内壁上设有导向滑轨(22)，所述导向滑轨(22)连接有导向滑块(23)，所述导向滑块(23)连接有丝杆模组，所述丝杆模组连接有伸缩臂(21)，丝杆模组可带动伸缩臂(21)进行伸缩运动，所述爬坡臂(38)的端部设有吸盘装置，所述吸盘装置包括吸盘旋转电机(41)、吸盘旋转臂(42)、吸盘驱动电机(43)和电动吸盘(44)，所述吸盘旋转电机(41)设置于所述伸缩臂(21)的端部，所述吸盘旋转电机(41)连接所述吸盘旋转臂(42)，所述吸盘旋转臂(42)连接所述吸盘驱动电机(43)，所述吸盘驱动电机(43)连接所述电动吸盘(44)。

【技术特征摘要】
1.一种爬坡机构，其特征在于：包括机座(18)和爬坡臂(38)，所述爬坡臂(38)设置有四根，所述爬坡臂(38)设置在所述机座(18)的四个边角上，所述爬坡臂(38)包括爬坡外臂(39)和伸缩臂(21)，所述爬坡外臂(39)的内壁上设有导向滑轨(22)，所述导向滑轨(22)连接有导向滑块(23)，所述导向滑块(23)连接有丝杆模组，所述丝杆模组连接有伸缩臂(21)，丝杆模组可带动伸缩臂(21)进行伸缩运动，所述爬坡臂(38)的端部设有吸盘装置，所述吸盘装置包括吸盘旋转电机(41)、吸盘旋转臂(42)、吸盘驱动电机(43)和电动吸盘(44)，所述吸盘旋转电机(41)设置于所述伸缩臂(21)的端部，所述吸盘旋转电机(41)连接所述吸盘旋转臂(42)，所述吸盘旋转臂(42)连接所述吸盘驱动电机(43)，所述吸盘驱动电机(43)连接所述电动吸盘(44)。2.根据权利要求1所述的一种爬坡机构，其特征在于：所述丝杆模组包括传动丝杆(24)、传动螺母(25)、螺母座(45)和丝杆电机(26)，所述丝杆电机(26)设置于所述爬坡外臂(39)的端部，所述丝杆电机(26)连接所述传动丝杆(24)，所述传动丝杆(24)上设有传动螺母(25)，所述传动螺母(25)连接有螺母座(45)，所述螺母座(45)连接所述伸缩臂(21)。3.根据权利要求1所述的一种爬坡机构，其特征在于：所述爬坡外臂(39)连接有爬坡臂旋转调节装置，所述爬坡臂旋转调节装置包括调节电机(27)、调节输出轴(28)、调节主动轮(29)、调节从动轮(30)、调节从动轴(31)和旋转调节座(32)，所述调节电机(27)设置于所述机座(18)内，所述调节电机(27)的输出端设有减速机(33)，所述减速机(33)连接有调节输出轴(28)，所述调节输出轴(28)上设有调节主动轮(29)，所述调节主动轮(29)连接有调节从动轮(30)，所述调节从动轮(30)连接有调节从动轴(31)，所述调节从动轴(31)的两端旋转调节座(32)，所述旋转调节座(32)连接所述爬坡外臂(39)。4.一种爬坡智能巡检机器人，其包括本体，其特征在于，所述本体包括如权利要求1-3中任一所述的爬坡机构。5.根据权利要求4所述的一种爬坡智能巡检机器人，其特征在于：所述本体还包括设置在机座(18)两侧的履带机构(17)。6.根据权利要求4所述的一种爬坡智能巡检机器人，其特征在于：所述本体还包括重心调节机构，所述重心调节机构包括配重块(34)、调节滑块(35)、调节滑轨(36)和重心调节丝杆模组(37)，所述重心调节丝杆模组(37)设置于所述机座(18)内，所述重心调节丝杆模组(37)连接所述配重块(34)，所述配重块(34)的下部设有调节滑块(35)，所述调节滑块(35)连接所述调节滑轨(36)。7.根据权利要求4所述的一种爬坡智能巡检机器人，其特征在于：所述本体还包括设置在机座(18)上的主控系统、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统和电源系统均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如申，黎勇跃，
申请(专利权)人：杭州申昊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33