[发明专利]自适应异形空间电缆管道巡检机器人

说明书

本发明公开自适应异形空间电缆管道巡检机器人，涉及管道巡检设备技术领域，包括机架前段和机架后段；所述机架前段和所述机架后段之间非刚性连接；所述机架前段和所述机架后段的两侧分别设置有一侧支撑结构，所述机架前段和所述机架后段的顶部分别设置有一顶支撑结构；所述机架前段和所述机架后段上分别设置有一固定结构；所述所述机架前段和所述机架后段之间通过一传动结构实现相对转动。本发明中的自适应异形空间电缆管道巡检机器人，不摩擦接触电缆，同时在排管内有障碍物或电缆排布复杂的情况，通过轴向旋转运动，使机器人通过在不接触电缆的情况下顺利继续前进，完成测温任务。

技术领域

本发明涉及管道巡检设备技术领域，特别是涉及自适应异形空间电缆管道巡检机器人。

背景技术

越来越多的城市或人口密集区采用地下电缆输配电方式取代架空输电线路。在有利于城市美观的同时，地下电缆通道可以容纳多回线路，输送容量的适应性增强，避免了雷电、风雨、盐雾、污秽等自然环境对电缆的影响，提高了供电的可靠性。现在排管敷设是一种将电缆敷设于地下管道的安装方式，适用于城市交通比繁忙，地下走廊比较拥挤，敷设条数较多的地段。绝缘电力电缆以其自身的诸多优点在电网中的使用量越来越大。电缆穿管敷设成为城市电网的重要组成部分。但是，在城市电网运行维护过程中对管内电缆定期巡检或不定期故障排查，目前采用较多的是人工定期停电检修的方式，这种方式存在着停电带来经济损失大、客户用电中断，检修任务繁重等缺点。

近年来，城市电力输送越来越多地采用地下电缆敷设的形式，电缆线芯温度是电缆的一个重要参数。当电缆满负荷运行时，线芯温度往往已达到允许温度；电缆一旦超过负荷，线芯温度将急剧上升，高于允许温度，由此加速电缆绝缘老化，甚至发生绝缘介质热击穿，最后导致电缆火灾的发生。如果能在事故发生的早期提前进行预警并迅速采取措施，将能有效地避免此类事故的发生。

管道机器人应运而生，现有的管道机器人多适用于形状比较规则的圆形直管道，且机器人体积较大，无法适应于异形狭窄的空间，所以不能在地下电缆排管内进行自主行走与温度测量。并且现有的管道机器人大多只进行管道清理工作，较少涉及温度的采集与传输。

受现场环境影响，排管敷设导致电缆不能充分散热，造成电缆本体温度升高，可能加快绝缘老化的速度和缩短电缆使用寿命，给线路运行和维护带来了诸多不便。如何将电缆运行温度和电缆载流量影响程度平衡，是一个迫切需要解决的问题。因此，研发一款自适应异形空间电缆管道巡检机器人显得尤为重要。

电缆在运行过程中，电缆载流量与线芯温度、电缆表皮温度及绝缘层绝缘状态间存在密切而复杂的关联关系。

目前针对已敷设排管内电缆温度监测的手段及方法详见CN 111805561 A，该技术方案中管道测温机器人包括：支撑装置、驱动装置、测温装置、连接装置和控制装置，控制装置控制机器人在异形窄小腔体内的行走与启停，测温装置设置在连接装置前段上，能够对电缆温度进行测温，在电缆仅位于排管底部中心位置时，能实现机器人在地下电缆排管内自主行走并且对电缆温度进行检测。

现有技术方案的机器人在检测过程中，机器人会与排管内电缆摩擦接触，会在一定程度上损伤电缆，而且该方案的机器人只能在排管内电缆位于排管底部中心位置时前行运动，常规排管内电缆不可能一直处于排管底部中心位置，同时排管内不可避免有石头等障碍物，该技术方案当遇到电缆偏离排管底部中心时或有障碍物时无法使该机器人旋转以达到合适的位置继续前进。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供自适应异形空间电缆管道巡检机器人，能够在异形腔体内部不接触排管内电缆运动，同时在遇到排管内电缆未位于排管底部中心或有障碍物时可旋转到合适位置继续前进运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：