一種油浸式變壓器內部檢測機器人的製作方法

2023-07-28 05:41:26

本實用新型涉及電氣用具領域，尤其涉及一種油浸式變壓器內部檢測機器人。

背景技術：

隨著智能電網和特高壓電力傳輸技術的高速發展，對電網設備的運行可靠性都提出了更高的要求，變壓器作為電網核心設備之一，其運行的可靠性直接影響著電網安全穩定。

傳統對於油浸式變壓器的檢測方法是停電並排空變壓器油後，檢測人員進入變壓器內部進行檢修，不僅維修成本較高，同時易帶入汙染。因此，尋求一種新型的變壓器檢測設備對於降低其維護成本，提高運行可靠性具有重要意義。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種油浸式變壓器內部檢測機器人，能夠保證機器人在變壓器內部的多自由度運動的可靠性，有效避免在變壓器內部空間發生卡住或纏繞的情況；結構精簡合理，進一步減小機器人的體積和重量，使集成更多功能，便於維修和維護。

為了解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供了一種油浸式變壓器內部檢測機器人，用以置入變壓器的內部對其進行檢測和故障診斷，包括：耐油殼體，耐油殼體包括：中殼體和設置在中殼體的相對兩端部且與中殼體連為一體的罩體；設置在耐油殼體中的噴射推進裝置，噴射推進裝置包括：垂直推進組件和水平推進組件，其中：垂直推進組件包括：設置在罩體中且與罩體連為一體的槽道和設置在槽道中的垂直推進器；水平推進組件包括：水平噴射泵、設置在中殼體內部的噴射泵連接頭以及分別設置在中殼體外部的噴射口和進液口，水平噴射泵通過噴射泵連接頭分別連接噴射口和進液口。

其中，中殼體為圓環狀結構，其表面為球面，內表面為圓柱面，中殼體為半球狀薄壁非金屬結構；中殼體的內表面設有用以固定和連接水平噴射泵的凸臺。

其中，水平噴射泵設為多個，多個水平噴射泵在中殼體的水平面上矢量布置。

其中，噴射口相對於中殼體的中心存在一定的偏心距，以使機器人能夠進行平穩的直線運動及靈活可控的轉動運動。

其中，水平噴射泵通過法蘭結構固定在中殼體的凸臺上，水平噴射泵水平偏心置於中殼體上。

其中，耐油殼體呈球狀，罩體包括：分別安裝在中殼體相對兩側的上罩和下罩，上罩和下罩分別為半球狀薄壁非金屬結構；上罩和下罩半球體的頂部分別設有與槽道相適配的通孔，通孔的周向設有用以連接槽道的沉頭孔。

其中，槽道呈圓筒狀，槽道與罩體相接的端部設為法蘭結構；垂直推進器為電動螺旋槳式推進器，垂直安裝於槽道內。

其中，還包括：設置在耐油殼體中的電控裝置，電控裝置包括：設置在耐油殼體中的電池組，與電池組相連的控制板以及分別與電池組和控制板相連的多種傳感器；電池組包括：在中殼體上設有上電口的上電組件和在中殼體上設有充電口的充電組件，傳感器至少包括位姿傳感器和障礙物感知傳感器。

其中，電池組為環形結構的聚合物鋰離子電池，控制板的中部設有用以供槽道穿過的通孔。

其中，還包括：設置在耐油殼體中的檢測裝置，檢測裝置包括：在中殼體上設有照明孔的照明燈、在中殼體上設有安裝孔的攝像頭以及用以根據攝像頭採集到的數據進行圖形處理的圖像處理器，其中：照明燈、攝像頭以及圖像處理器分別與控制板相連。

實施本實用新型的油浸式變壓器內部檢測機器人，具有如下的有益效果：

第一、垂直推進組件包括槽道和設置在槽道中的垂直推進器；水平推進組件包括水平噴射泵、噴射泵連接頭以及噴射口和進液口，水平噴射泵通過噴射泵連接頭分別連接噴射口和進液口，其中：垂直螺旋槳推進器產生向上或向下的推力，使機器人實現上浮或下潛運動，水平噴射泵在至少一個方向上產生推力，使機器人在水平面內的前、後、左或右方向實現移動或轉動，在保證直線運動平穩性的基礎上，實現旋轉運動的靈活可控，能夠保證機器人在變壓器內部的多自由度運動的可靠性，有效避免在變壓器內部空間發生卡住或纏繞的情況。

第二、所設置的電控裝置能夠實時反饋機器人工作狀態，檢測裝置能夠實時反饋變壓器內部工作圖像，以了解變壓器的工作狀態，使集成更多功能。

第三、結構精簡合理，避免發生工作過程中被變壓器內部設備掛住或卡住的情況；進一步減小機器人的體積和重量，在有限的體積內承載更多荷載，便於維修和維護。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例油浸式變壓器內部檢測機器人的爆破結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例油浸式變壓器內部檢測機器人的內部結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例油浸式變壓器內部檢測機器人的第一側視結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例油浸式變壓器內部檢測機器人的第二側視結構示意圖。

圖5為本實用新型實施例油浸式變壓器內部檢測機器人的第三側視結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1-圖5所示，為本實用新型油浸式變壓器內部檢測機器人的實施例一。

本實施例中的油浸式變壓器內部檢測機器人，是基於噴射推進的油浸式檢測機器人，工作時將其通過變壓器的相應孔放置於變壓器的內部對其進行檢測和故障診斷。其包括：耐油殼體1，分別裝設在耐油殼體1中的噴射推進裝置、電控裝置以及檢測裝置。

耐油殼體1的整體呈球狀，使其在外形上無任何凸起結構，能夠有效避免機器人在工作過程中在變壓器內部掛住或纏繞。本實施例中，耐油殼體為半球狀薄殼非金屬結構，其包括：中殼體11和設置在中殼體11的相對兩端部且與中殼體11連為一體的罩體12。

中殼體11為圓環狀結構，其表面為球面，內表面為圓柱面，中殼體11為半球狀薄壁非金屬結構，中殼體的內表面設有用以固定和連接水平噴射泵31的凸臺111。罩體12包括：分別安裝在中殼體11相對兩側的上罩121和下罩122，上罩121和下罩122分別為半球狀薄壁非金屬結構，均採用透明耐油工程塑料製作，上罩121和下罩122半球體的頂部分別設有與槽道21相適配的通孔121a，122a，通孔121a，122a的周向設有用以連接槽道21的沉頭孔T。

進一步的，噴射推進裝置的作用是使機器人實現上浮或下潛運動，以及使機器人在水平面內的前、後、左或右方向實現移動或轉動，其主要由垂直推進組件和水平推進組件組成。

垂直推進組件包括：設置在罩體12中且與罩體12連為一體的槽道21和設置在槽道21中的垂直推進器22。槽道21在本實施例中為螺旋槳槽道，呈圓筒狀，槽道21與罩體12相接的端部設為法蘭結構；垂直推進器22為電動螺旋槳式推進器，垂直安裝於槽道21內。具體實施時，槽道21的兩端加工有安裝法蘭，該法蘭周向均勻布置有4個螺栓孔，且能夠與上罩121和下罩122頂部的螺栓孔相對應，通過螺釘將槽道21固定在上罩121和下罩122之間。垂直推進器22為電動螺旋槳式推進結構，其採用微型無刷直流電機作為驅動單元，整體安裝於螺旋槳槽道21中。具體實施時，垂直螺旋槳推進器22產生向上或向下的推力，使機器人實現上浮或下潛運動。

可以理解的是：使用一個垂直螺旋槳推進器22，在解決大推力技術問題的同時，能夠簡化整體的結構。

水平推進組件包括：水平噴射泵31、設置在中殼體11內部的噴射泵連接頭32以及分別設置在中殼體11外部的噴射口33和進液口34，水平噴射泵31通過噴射泵連接頭32分別連接噴射口33和進液口34。水平噴射泵31在本實施例中採用微型標準液體泵，安裝結構採用法蘭結構安裝，通過螺釘將水平噴射泵31與中殼體11內表面的凸臺111連接。本實施例中，水平噴射泵31設為4個，4個水平噴射泵31在中殼體11的水平面上矢量布置，水平噴射泵31通過噴射泵連接頭32分別與中殼體11上的噴射口33和進液口34相連。如此，多個水平噴射泵31在至少一個方向上產生推力，使機器人在水平面內的前、後、左或右方向實現移動或轉動。

優選的，水平噴射泵31的噴射口33相對於中殼體11的中心存在一定的偏心距，其作用是：使機器人能夠進行平穩的直線運動及靈活可控的轉動運動。通過合理設置噴射口33相對於中殼體11中心的偏心距，在保證直線運動平穩性的同時，保證旋轉運動的靈活可控，節約時間。

進一步的，電控裝置包括：設置在耐油殼體1中的電池組41，與電池組41相連的控制板42以及分別與電池組41和控制板42相連的多種傳感器；電池組41包括：在中殼體11上設有上電口43的上電組件和在中殼體11上設有充電口44的充電組件。

具體實施時，電池組41為環形結構的聚合物鋰離子電池，電池組41採用環形結構聚合物鋰離子電池，該充電組件、上電組件的埠與中殼體11上所具有的充電口44、上電口43相連接。選用聚合物鋰離子電池作為電源，不僅具有高的能量密度，同時能夠進行異形設計，很大程度減輕了機器人重量，節省了內部空間。控制板42的中部設有用以供槽道21穿過的通孔，控制板42為圓環狀面板結構，安裝於螺旋槳槽道21中部的碟狀安裝盤A上。本實施例中的傳感器包括：位姿傳感器和障礙物感知傳感器，該位姿傳感器採用微型航姿參考系統，由三軸MEMS陀螺、三軸MEMS加速度計、三軸磁阻型磁強計等類型的傳感器構成；障礙物改制傳感器採用OD雷射傳感器，具有直觀的設置過程，方便操作，CMOS技術保證測量的高精度和可靠性，適合於短距離的精確測量等優點。

進一步的，檢測裝置包括：在中殼體11上設有照明孔511的照明燈51、在中殼體11上設有安裝孔521的攝像頭52以及用以根據攝像頭採集到的數據進行圖形處理的圖像處理器，其中：照明燈51、攝像頭52以及圖像處理器分別與控制板42相連。

具體實施時，照明燈51採用小型LED水下照明燈，數量為2個，該照明裝置外形為圓柱狀，分別安裝於中殼體11上的兩照明孔511中 。攝像頭52採用CCD攝像頭，攝像頭解析度為700TVL，CCD類型為1/3" SONY 960H Exview HAD CCD II，選用3.6mm鏡頭；該攝像頭外形尺寸為25mm（長）25mm（寬），安裝時將攝像頭52的頭部裝入中殼體11對應的攝像頭安裝孔521中，鏡頭外側安裝有鏡頭防水蓋225，用以對攝像頭密封，防止變壓器油進入機體內。圖像處理裝置主要為圖像處理器，用於對攝像頭52採集到的數據進行圖像處理。

本實用新型的油浸式變壓器內部檢測機器人在具體實施時，在油浸式變壓器不排油狀態下對其內部進行在線監測過程中，垂直螺旋槳推進器產生向上或向下的推力，使機器人實現上浮或下潛運動，水平噴射泵在至少一個方向上產生推力，使機器人在水平面內的前、後、左或右方向實現移動或轉動。其中，機器人電控裝置具有位姿感知及障礙物識別功能，能夠實時反饋機器人工作狀態，實現外部工作人員對機器人的無碰壁操作；檢測裝置能夠實時反饋變壓器內部工作圖像，在線了解變壓器工作狀態。

實施本實用新型的油浸式變壓器內部檢測機器人，具有如下的有益效果：

第一、垂直推進組件包括槽道和設置在槽道中的垂直推進器；水平推進組件包括水平噴射泵、噴射泵連接頭以及噴射口和進液口，水平噴射泵通過噴射泵連接頭分別連接噴射口和進液口，其中：垂直螺旋槳推進器產生向上或向下的推力，使機器人實現上浮或下潛運動，水平噴射泵在至少一個方向上產生推力，使機器人在水平面內的前、後、左或右方向實現移動或轉動，在保證直線運動平穩性的基礎上，實現旋轉運動的靈活可控，能夠保證機器人在變壓器內部的多自由度運動的可靠性，有效避免在變壓器內部空間發生卡住或纏繞的情況。

第二、所設置的電控裝置能夠實時反饋機器人工作狀態，檢測裝置能夠實時反饋變壓器內部工作圖像，以了解變壓器的工作狀態，使集成更多功能。

第三、結構精簡合理，避免發生工作過程中被變壓器內部設備掛住或卡住的情況；進一步減小機器人的體積和重量，在有限的體積內承載更多荷載，便於維修和維護。