用於線纜故障檢測的機器人的製作方法
2023-05-21 10:05:51 1
本發明涉及一種用於線纜故障檢測的機器人，尤其涉及一種用於高空線纜安全監控以及故障報修的機器人，屬於故障檢測裝置的技術領域。
背景技術：
隨著國家經濟建設的發展，國民生產水平的提高，機器人已經存在於我們生活的各個環節。在全國電力設施建設不斷推進的情況下，國家電網在全國的面積覆蓋率也越來越廣，伴隨而來的也是越來越複雜的安全檢測以及維護問題。
在此背景下，身邊的高空作業越來越多，其中有很多是有關高空線纜繩索的工作，例如高空線路檢測、戶外線路維修等。目前，大多數工作都是由工作人員親自攀爬到高空進行故障檢測、維修，但是顯然這種工作方式比較危險。對於高度較低的線纜，工作人員一般只藉助簡單的攀爬工具。對於一些大城市的高空電纜，則通常是工作人員搭乘雲梯進行檢修。
由於目前電網覆蓋率很廣，線纜總長也很長，工作人員如果希望對每段線路都進行檢測，幾乎是不可能達到的。並且有些電網穿插架設於山川河流之間，又進一步給工作人員的操作帶來了更多的困難。另外，由於很多線纜帶有高壓電，即使專業的工作人員經過培訓並知道安全工作方法，但也不能完全避免危險事故的發生。再有，受攀爬工具以及雲梯等運輸搬運的影響，來回搬運會浪費大量人力與時間。同時，每次工作人員通過攀爬對高空電纜進行檢測、維修操作，安全隱患無法避免。
綜合上述，通過工作人員親自到現場並進行高空作業，存在各種限制和問題。因此，目前亟需提出一種能夠進行高空線纜故障檢測的機器人，以完全取代人工操作。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於線纜故障檢測的機器人，結構簡單，能在高空線纜上自由行走，能全程監控線纜安全狀況，及時發現線路故障並準確提供危險位置，有效的避免了人工操作的危險性和複雜性，並能提高效率。
為實現上述目的，本發明提供一種用於線纜故障檢測的機器人，包含：控制模塊；驅動模塊，與所述的控制模塊通過電路連接，根據控制模塊輸出的控制信號輸出驅動力；夾緊模塊，固定設置在所述的驅動模塊上；行走模塊，設置在所述的夾緊模塊的上方，與所述的驅動模塊通過傳動連接，該行走模塊與夾緊模塊配合以夾緊線纜，在驅動模塊輸出的驅動力的作用下沿線纜行走或停止；監控模塊，設置在所述的行走模塊的頂端，在行走模塊沿線纜行走時監控線纜狀況。
所述的驅動模塊包含：皮帶輪；伺服電機，其輸出端通過皮帶與所述的皮帶輪連接，驅動皮帶輪滾動。
所述的驅動模塊還包含電池，設置在所述的伺服電機的底部，與伺服電機通過電路連接，提供工作電源。
所述的夾緊模塊包含：彈性架，固定設置在所述的伺服電機的頂端；滾動輪，設置在所述的彈性架上。
所述的行走模塊包含：U型架；驅動輪，設置在所述的U型架上，位於所述的滾動輪的正下方，並與滾動輪之間設有與線纜外徑相匹配的間距，用以夾緊線纜；該驅動輪的一側與皮帶輪同軸連接設置，隨皮帶輪一起滾動，實現機器人沿線纜的行走或停止。
所述的驅動輪通過第一軸承組件設置在所述的U型架上。
所述的彈性架包含：底座，固定設置在所述的伺服電機的頂端；兩個導杆槽，分別設置在所述的底座的兩端；兩個彈簧，分別設置在各個導杆槽內，且彈簧的一端與導杆槽的底部固定連接；兩個導杆，分別與各個彈簧的另一端連接，並通過第二軸承組件與滾動輪連接設置；通過向下按壓導杆，使其壓縮彈簧，以帶動滾動輪向下移動。
所述的彈性架還包含撥動按鈕，固定設置導杆上，通過向下撥動所述的撥動按鈕，使導杆帶動滾動輪向下移動。
所述的控制模塊包含：紅外接收模塊，固定設置在所述的電池或伺服電機上，與地面控制器通信連接，接收地面控制器發送的控制信號；主控模塊，固定設置在所述的電池或伺服電機上，分別與所述的紅外接收模塊以及伺服電機通信連接，根據接收到的控制信號，控制伺服電機啟動或關機。
所述的監控模塊包含：監控攝像頭，其上設置有LED照明燈，固定設置在所述的U型架的頂端，在機器人沿線纜行走的過程中，對線纜概況進行檢測監控；信號發射器，固定設置在所述的U型架的頂端，與所述的監控攝像頭以及地面控制器通信連接，將監控攝像頭獲取的檢測監控信號轉發至地面控制器；報警器，固定設置在所述的U型架的頂端，並與所述的主控模塊通信連接，當發現線纜故障、損壞或漏電時，接收主控模塊的控制信號，發出警報。
綜上所述，本發明所提供的用於線纜故障檢測的機器人，結構簡單，運動協調，帶有攝像監控功能和緊急報警功能，能在高空線纜上自由行走，能全程監控線纜安全狀況，及時發現線路故障並準確提供危險位置，有效的避免了工作人員親自檢測的危險性和複雜性，從而提高效率，並給維護人員的工作帶來了極大的便利。
附圖說明
圖1為本發明中的用於線纜故障檢測的機器人的結構示意圖；
圖2為本發明中的用於線纜故障檢測的機器人的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合圖1～圖2，詳細說明本發明的一個優選實施例。
如圖1和圖2所示，為本發明所提供的用於線纜故障檢測的機器人，包含：控制模塊；驅動模塊，與所述的控制模塊通過電路連接，根據控制模塊輸出的控制信號輸出驅動力；夾緊模塊，固定設置在所述的驅動模塊上；行走模塊，設置在所述的夾緊模塊的上方，與所述的驅動模塊通過傳動連接，該行走模塊與夾緊模塊配合以夾緊線纜，在驅動模塊輸出的驅動力的作用下沿線纜行走或停止；監控模塊，設置在所述的行走模塊的頂端，在行走模塊沿線纜行走時監控線纜狀況。
如圖1所示，所述的驅動模塊包含：皮帶輪31；伺服電機6，其輸出端61通過皮帶32與所述的皮帶輪31連接，驅動皮帶輪31滾動。
所述的驅動模塊還包含電池7，設置在所述的伺服電機6的底部，與伺服電機6通過電路連接，提供工作電源。
如圖2所示，所述的夾緊模塊包含：彈性架5，固定設置在所述的伺服電機6的頂端；滾動輪4，設置在所述的彈性架5上。
所述的滾動輪4通過第二軸承組件41設置在所述的彈性架5上。
所述的行走模塊包含：U型架1；驅動輪2，設置在所述的U型架1上，位於所述的滾動輪4的正下方，並與滾動輪4之間設有與線纜外徑相匹配的間距，用以夾緊線纜；該驅動輪的一側與皮帶輪31同軸連接設置，隨皮帶輪31一起滾動，實現機器人沿線纜的行走或停止。
如圖2所示，所述的驅動輪2通過第一軸承組件21設置在所述的U型架1上。
如圖2所示，所述的彈性架5包含：底座，固定設置在所述的伺服電機6的頂端；兩個導杆槽51，分別設置在所述的底座的兩端；兩個彈簧53，分別設置在各個導杆槽51內，且彈簧53的一端與導杆槽51的底部固定連接；兩個導杆52，分別與各個彈簧53的另一端連接，並通過第二軸承組件41與滾動輪4連接設置；通過向下按壓導杆52，使其壓縮彈簧53，以帶動滾動輪4向下移動，從而增大滾動輪4與驅動輪2之間的間距，便於將線纜放置在兩者之間，並通過鬆開導杆52，以使滾動輪4與驅動輪2夾緊線纜。
所述的彈性架5還包含撥動按鈕54，固定設置導杆52上，通過向下撥動所述的撥動按鈕54，使導杆52帶動滾動輪4向下移動。
所述的控制模塊包含：紅外接收模塊9，固定設置在所述的電池7或伺服電機6上，與地面控制器通信連接，接收地面控制器發送的控制信號；主控模塊8，固定設置在所述的電池7或伺服電機6上，分別與所述的紅外接收模塊9以及伺服電機6通信連接，根據接收到的控制信號，控制伺服電機6啟動或關機，從而控制機器人沿線纜行走或停止。
所述的監控模塊包含：監控攝像頭11，固定設置在所述的U型架1的頂端，在機器人沿線纜行走的過程中，對線纜概況進行檢測監控；信號發射器12，固定設置在所述的U型架1的頂端，與所述的監控攝像頭11以及地面控制器通信連接，將監控攝像頭11獲取的檢測監控信號轉發至地面控制器；報警器10，固定設置在所述的U型架1的頂端，並與所述的主控模塊8通信連接，當發現線纜存在故障、損壞或漏電等危險情況時，接收主控模塊8的控制信號，發出警報。
所述的監控攝像頭11上設置有LED照明燈，可在夜間或日照不足的情況下輔助照明。
本發明所提供的用於線纜故障檢測的機器人，具體工作過程及工作原理如下所述。由工作人員向下撥動彈性架5上的撥動按鈕54，使得滾動輪4與驅動輪2之間的間距增大，將線纜放置在兩者之間後鬆開撥動按鈕54，此時彈簧53將復原並支撐導杆4，使得滾動輪4與驅動輪2夾緊線纜。地面控制器通過紅外接收模塊9向主控模塊8發送控制信號，使得主控模塊8控制伺服電機6啟動，伺服電機的輸出端61通過皮帶32帶動皮帶輪31、以及與皮帶輪31同軸連接的驅動輪2滾動，從而驅動機器人沿著線纜向前行走。在機器人行走過程中，地面控制器仍然能夠通過紅外接收模塊9向主控模塊8發送控制信號，來控制機器人往復行走、停止或倒退等簡單操作。
在機器人沿線纜前進時，通過監控攝像頭11對線纜安全狀況實施全程監控，並通過信號發射器12將監控信號傳回地面控制器，工作人員能夠實時連接線纜各個路段的當前狀態，進行全面檢測。
當發現線纜存在故障時，工作人員可以根據監控信息判斷故障類型，從而準確有效的實施維修方案。當發現線纜存在損壞、漏電等危險情況時，可通過紅外接收模塊9向主控模塊8發送報警信號，並控制報警器10開啟緊急報警功能，提醒周邊行人不要靠近危險區域。另外，由於在監控攝像頭11上裝有LED照明燈，對於夜間突發的故障狀況，工作人員也能及時對線纜實施準確的檢測。
綜上所述，本發明所提供的用於線纜故障檢測的機器人，結構簡單，運動協調，帶有攝像監控功能和緊急報警功能，能在高空線纜上自由行走，能全程監控線纜安全狀況，及時發現線路故障並準確提供危險位置，有效的避免了工作人員親自檢測的危險性和複雜性，從而提高效率，並給維護人員的工作帶來了極大的便利。
儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。