常緒成 孔冰

摘要： 地下管廊智能巡檢機(jī)器人是針對(duì)地下管廊人工巡檢方式存在的問(wèn)題而出現(xiàn)的一種智能設(shè)備，本文對(duì)該巡檢機(jī)器人的用電設(shè)備進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并對(duì)用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行了選型，最后設(shè)計(jì)了地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人的供電電氣系統(tǒng)，可為其他類型機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地下管廊;巡檢機(jī)器人;供電系統(tǒng)

一、地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人簡(jiǎn)介

1.1 地下管廊人工巡檢方式存在的問(wèn)題

地下綜合管廊作為一種將電力、通信、燃?xì)狻⒔o排水等多種市政公用管線綜合集中于地下隧道空間的地下綜合管道，是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。傳統(tǒng)的巡檢方式主要依靠人工完成，而地下管廊短則幾公里、長(zhǎng)則數(shù)十公里，存在潮濕、光線昏暗、有害氣體泄露的環(huán)境特點(diǎn)，且受其全封閉特性的影響，人工巡檢方式工作量大、工作效率低、極易出現(xiàn)漏檢、智能化水平較低且對(duì)于巡檢人員也存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，極大增加了人工巡檢工作的難度。

1.2 地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)

智能巡檢機(jī)器人的組成主要包括控制中心、軌道總成、水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、視頻設(shè)備、傳感器監(jiān)測(cè)模塊等六個(gè)部分。

控制中心包括監(jiān)視控制主機(jī)和交換機(jī)，可布置于就近控制室或機(jī)房，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)探測(cè)端所采集信息的顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與故障診斷功能。軌道總成包括滑動(dòng)軌道及供電軌道，為移動(dòng)探測(cè)端的移動(dòng)提供電源和軌道，與移動(dòng)探測(cè)端一起布置于廊道頂部。移動(dòng)探測(cè)端則組合了水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、視頻設(shè)備、傳感器監(jiān)測(cè)模塊，懸掛于滑動(dòng)軌道下部。水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)探測(cè)端的前進(jìn)、后退、停止，升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)視/音頻設(shè)備的上下伸縮移動(dòng)，能夠完成不同高度位置的視/音頻采集。

二、地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人用電設(shè)備介紹

地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人用電設(shè)備主要包括攝像機(jī)、拾音器、RS232-CAN模塊、行走電機(jī)控制器、行走電機(jī)剎車(chē)、提升電機(jī)控制器、提升電機(jī)剎車(chē)、交換機(jī)、無(wú)線電臺(tái)等設(shè)備。具體的電氣參數(shù)表1所示。

三、供電系統(tǒng)設(shè)備選型

3.1 供電導(dǎo)線

系統(tǒng)的供電采用滑觸線供電方式，系統(tǒng)工作用電源由外部電源接入供電軌道的接線箱，供電軌道接線箱與滑觸線連接，起到保護(hù)接頭及防塵防水要求。供電滑觸線固定于軌道底部，集電器隨著移動(dòng)探測(cè)端移動(dòng)與滑觸線滑動(dòng)接觸取電，經(jīng)過(guò)供電電纜接入移動(dòng)探測(cè)端的電源轉(zhuǎn)換模塊，移動(dòng)探測(cè)端的電源轉(zhuǎn)換模塊可為整臺(tái)設(shè)備及掛載設(shè)備供電，可提供各種要求的電源輸出。

滑觸線采用無(wú)接縫滑觸線，無(wú)接縫滑觸線具有永不斷電的優(yōu)勢(shì)，無(wú)接縫滑觸線以無(wú)氧銅輸送電源，導(dǎo)電率倍佳，接觸性好、安裝方便、不易磨損、更換方便。無(wú)縫滑觸線實(shí)物圖詳見(jiàn)圖1。

3.2 開(kāi)關(guān)電源

電源轉(zhuǎn)換模塊可采用兩組組（5V、12V、24V）直流輸出開(kāi)關(guān)電源，將從滑觸線取得的220VAC變換成移動(dòng)探測(cè)端設(shè)備所需的電源等級(jí)，具體根據(jù)控制設(shè)備的取電類型確定。開(kāi)關(guān)電源尺寸為：215×115×50mm，重量0.98kg。開(kāi)關(guān)電源所選型號(hào)和參數(shù)如表2所示，

四、供電系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)

綜上，所設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)電氣原理圖如圖3所示，系統(tǒng)接入電網(wǎng)220V交流電，Q0和Q1為空氣斷路開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)集電器后先接至球形攝像機(jī)，攝像機(jī)自身配置微型變壓器。220V交流電經(jīng)12V和24V開(kāi)關(guān)電源后，將交流電變?yōu)橹绷麟姡?2V直流電接至拾音器，24V電源分別接至RS232-CAN模塊、行走電機(jī)控制器、行走電機(jī)剎車(chē)、提升電機(jī)控制器、提升電機(jī)剎車(chē)、交換機(jī)、無(wú)線電臺(tái)等設(shè)備

五、總結(jié)

本文首先介紹了地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，并對(duì)該巡檢機(jī)器人的用電設(shè)備進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，完成了用電系統(tǒng)設(shè)備選型，設(shè)計(jì)出了地下綜合管廊智能巡檢機(jī)器人的供電電氣系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李和平.基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井智能巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2015：11-14.

[2]張慧穎.現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境智能巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)[J].2016：56-60.