GIS内部可视化检修机器人的制作方法

本技术涉及gis检修作业领域，具体涉及一种gis内部可视化检修机器人。

背景技术：

1、随着电力工业的发展，输电电压等级的提高，大规模跨区联网的形成，对电力系统的输变电设备的可靠性提出了很高的要求。与传统敞开式高压设备相比，气体绝缘全封闭组合电器，简称gis（gas insuiated switchgear）具有明显的优点：结构紧凑，整个装置的占地空间大为缩小；不受外界环境的影响，运行可靠性高；检修周期长。自六十年代问世以来，gis迅速发展，在输变电系统中占据着重要的地位。

2、gis 设备的故障主要有生产、运输、安装等不合格或温度、压力、震动频率变化引起的机械故障以及颗粒物、突起、接触不良引起的绝缘故障等。除了对某些特定故障如局部放电等需要特定的检测手段和设备以外，目前 gis 内部故障点查找的普遍手段是人员入罐检查，内窥镜检查和x 射线透视检查作为辅助手段。人员入罐检查存在狭小空间活动受限，经验判断，工作效率低，易污染 gis 内部，接触有毒气体或化合物，密闭空间作业人身风险大、劳动强度大，人力、设备、资金投入大等缺点。内窥镜检查难以纵深检查，视场受限，成像效果有待改进。x 射线透视检查则存在获取的结构信息不够全面和直接，检测部位受限，费时费力，辐射风险大等问题。gis 设备内部的缺陷或事故处理以及计划检修均人为拆解设备，人员须进入 gis 罐内，特别是母线设备，存在停电范围大、作业风险高、流程项目多、持续时间长、资金费用高等缺点。研制 gis 腔体微型机器人代替人员入罐巡视检查、快速查找故障点，避免人员接触有毒气体或化合物，并可进入狭小空间完成人员无法触及的部位，减少作业时间，具有明显的安全和经济效益。

3、现有技术的缺点：

4、1）管道机器人的变径机构问题：

5、现有的管道机器人变径机构设计多样，但普遍面临结构复杂、适应性有限的挑战。这些机器人往往只能适应一种或少数几种规格的管径，导致在实际应用中利用率较低。由于管道系统的多样性和复杂性，一种机器人适应一种管径的设计思路显然无法满足实际需求。因此，开发一种结构简单、适应性强、能够自动调整以适应不同管径的管道机器人成为了迫切的需求。

6、为了实现这一目标，未来的管道机器人设计需要更加注重模块化、可重构性和智能化。通过模块化设计，机器人可以根据需要组合不同的功能模块，以适应不同的管道环境和检测任务。同时，采用可重构技术，机器人可以实时调整其结构和形态，以适应不同管径的管道。此外，结合人工智能技术，机器人可以自主感知管道环境，智能选择最佳的变径策略，提高适应性和工作效率。

7、2）gis管道内部检修的复杂性：

8、gis（气体绝缘全封闭组合电器）管道内部设有导电杆和支撑绝缘子等关键部件，其检修过程相对复杂。由于gis内部空间狭小、结构紧凑，检修人员难以直接观察和接触到设备内部，这给故障检测工作带来了极大的困难。此外，gis设备对绝缘性能的要求极高，任何微小的故障都可能引发严重的后果。

9、为了克服这一困难，未来的管道机器人需要具备更加强大的视觉感知能力和精确的操作能力。通过高清摄像头、红外热像仪等传感器设备，机器人可以实时获取gis管道内部的图像和温度等信息，为故障检测提供有力的支持。同时，机器人需要配备精确的夹持机构和操作工具，能够稳定地夹持和操作gis管道内部的导电杆和支撑绝缘子等部件，完成故障检测、清理和修复等任务。

10、3）管道机器人与检测方法的结合问题：

11、目前，大多数管道机器人主要侧重于机械结构的设计研究，而较少关注检测方法与机器人的结合。然而，管道机器人的真正用途是携带设备在管道中实现检测、清洗等功能。因此，将检测方法与管道机器人紧密结合起来，是提高机器人工作效率和检测准确性的关键。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种gis内部可视化检修机器人，使用微型直流电机驱动，从而使得驱动轮能够进行无极调速，精准位移，将其通过丝杆组件与车轮支撑杆螺栓连接，电机输出轴配备齿轮减速器输出控制电机驱动驱动轮进行位移，然后通过调节驱动轮倾斜角度来适应不同规格的管道。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、本技术实施例提供一种gis内部可视化检修机器人，包括摄像头模块、装配体前机体、转向机构、主电机、控制模块、装配体后机体、后轮驱动模块、丝杆机构、弹簧结构，

4、所述摄像头模块安装在装配体前机体上用以对gis内部进行拍摄；

5、所述装配体前机体通过转向机构连接到主电机的一端，主电机的另一端连接装配体后机体；

6、所述装配体后机体包括后轮驱动模块、丝杆机构以及弹簧结构，所述后轮驱动模块、丝杆机构以及弹簧结构配合实现机器人的前后移动；

7、所述主电机上还安装有用以对整个机器人进行控制的控制模块。

8、所述摄像头模块包括连接杆，连接杆的两端都设置有步进电机，连接杆下端的步进电机通过连接件连接到装配体前机体上实现连接杆的上下摆动，连接杆上端的步进电机与舵机相连接，舵机与摄像机组件连接，从而实现摄像机组件的360°拍摄，所述摄像机组件上还设置有用以对gis内部进行清洁的刷子。

9、所述装配体前机体包括设置在机体两侧的车轮，车轮通过前机体导板与前机体支撑杆相连接，前机体中间连接体位于中间，前机体支撑杆从弹簧套中穿过后连接到前机体中间连接体的两侧，前机体中间连接体的中部连接摄像头模块的连接件以及转向机构。

10、所述转向机构一端连接在前机体中间连接体上，另一端与主电机相连，从而实现转向机构带动装配体前机体旋转调向。

11、所述后轮驱动模块包括输出轴承，输出轴承安装于支撑底板的上部，从动齿轮安装于输出轴的外侧，支撑杆安装于输出轴承的下方，主动齿轮安装于支撑杆的上方，与从动齿轮配合，驱动电机安装于支撑杆的上方并与主动齿轮相连接，为后轮驱动模块的旋转与移行提供动力，后车轮套在输出轴上。

12、所述后轮驱动模块设置有两组，两组后轮驱动模块通过连接臂与装配体后机体的架体两侧相连。

13、所述丝杆机构设置在装配体后机体的尾端，弹簧结构一端连接在后轮驱动模块上，另一端连接在丝杆机构上，当gis内部管道变小的时候，弹簧结构压缩，丝杆机构向前滑动，后轮驱动模块靠近装配体后机体，实现机器人正常行走。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、本发明采用了三组独立驱动的电动驱动轮，使用微型直流电机驱动，从而使得驱动轮能够进行无极调速，精准位移，将其通过丝杆组件与车轮支撑杆螺栓连接，电机输出轴配备齿轮减速器输出控制电机驱动驱动轮进行位移，然后通过调节驱动轮倾斜角度来适应不同规格的管道。

16、2、本发明携带有微型成像设备，通常为了兼顾管壁检测和行进导航。利用移动机器人及图像采集技术可实现gis管道内部的故障巡检，利用gis管道巡检机器人可将设备内部的实时情况展现在设备维修人员面前，以便做出维修方案。

17、3、以往检测机器人功能单一，本发明携带小型清洁设备，可以进行一些简单的清扫工作，比如罐体内有少许灰尘及少量异物，避免人工清洁，费时费力，节省时间与人力，提高工作效率。