具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—2所示，本发明提供了一种电缆坑道排障装置，包括本体，所述本体上设置有行走机构3、路径绘制系统、电缆夹持机构4、影像采集机构5、通信系统、控制系统、照明系统、气体分析系统、故障检测系统；所述排障装置配套有遥控操作装置，排障装置与所述遥控操作装置以及后台服务器通过通信系统无线连接。

所述本体的前端为锥形结构，后端为立方体结构，所述后端的顶部设置有开口11。

所述行走机构3包括多组行走组件，每组行走组件包括两个行走轮31，两个行走轮31分别对称设置于本体的两侧，行走轮31的最高点高于本体顶部的高度，这样排障装置在电缆坑道中行走时不易倾覆。本体1两侧的行走轮31均由驱动机构进行驱动，即本体1上的行走轮均为主动轮，所述主动轮上设置有可以转向90度的转向机构，可以使主动轮向左或者向右均可以旋转90度，这样排障装置在遭遇复杂路况时可以横向行走，适应性更强。

所述本体1的后端设置有加装部，所述加装部2为立方体结构，加装部2的两侧设置有两侧从动轮，所述从动轮的最高点高于加装部2顶部的高度。所述加装部2的前端设置有车钩，所述车钩水平设置，加装部2通过所述车钩与前端的本体1相连接。

所述本体1的两侧对称转动连接有伸缩承重杆12，所述伸缩承重杆12可以在水平方向进行转动，伸缩承重杆12远离本体的一端设置有承重滑块13，所述加装部2的前端两侧对称设置有行走方向的滑槽14，所述滑槽14的前端设置有槽口，承重滑块13从所述槽口放置于滑槽14内部，所述承重滑块13在所述滑槽14内滑动连接。当本体1在进行大角度转弯时，承重滑块13可以在滑槽14内进行滑动，进而调节本体1与加装部2之间的弯曲角度，更加有利于装置整体的转弯。

本体1及加装部2都采用质量轻的材料，以便于悬吊。

所述遥控操作装置设置有显示屏，所述显示屏可以显示路径地图以及标注点，操作人员可以在显示屏上的标注点处标注故障的类型，同时截取影像采集机构拍摄的图片；路径地图、标注点以及截取的图片传输并存储于后台服务器。

所述本体1上设置有影像采集机构容纳舱，用于将影像采集机构设置于所述本体1上，在不进行影像采集时或遇到电缆低垂容易缠绕支臂时能够对影像采集机构进行收纳。

所述影像采集机构包括第一支臂51、第二支臂52、辅助支撑臂53、影像采集器，所述第一支臂51的下端铰接于所述影像采集机构容纳舱的底板上，所述第二支臂52的下端与第一支臂51的上端通过转轴相铰接，第二支臂52的上端与影像采集器通过转轴相铰接。所述第一支臂与影像采集机构容纳舱的底板存在一定角度，辅助支撑臂53的上端与第一支臂51相铰接，铰接处靠近第一支臂与第二支臂的转轴，辅助支撑臂53的下端滑动连接在影像采集机构容纳舱底板上的导轨上，通过控制辅助支撑臂下端滑动的位置，可以调节第一支臂51的角度，进而调节第二支臂52上端的高度。所述影像采集器包括云台54、摄像头55，所述云台54为板状结构，其一端通过转轴铰接在第二支臂52的上端；所述摄像头55设置在云台54的上端面。

所述电缆夹持机构4包括第一夹持臂41、第二夹持臂42和夹持爪。所述夹持爪包括连接件43和夹持轮44，所述连接件43包括上连接件和下连接件，所述上连接件与下连接件在连接处相互铰接，通过铰接结构，上连接件与下连接件可以实现张开与收紧。所述上连接件的端部设置有连接横杆，所述连接横杆的两端设置有两个向下的夹持轮支架，所述夹持轮支架上转动连接有两个上夹持轮；所述下连接件的端部设置有一个向上的夹持轮支架，所述夹持轮支架上转动连接有一个下夹持轮。下夹持轮轴线位于两上夹持轮中点线下方。夹持轮44的中间为凹进去的弧形结构，更加适应于电缆形状，两个上夹持轮的弧形结构与一个下夹持轮的弧形结构构成容纳电缆、电缆束或支架的通道；夹持轮44通过夹持轮固定器固与夹持轮支架相连接。所述电缆夹持机构4包括驱动电机，所述驱动电机与夹持轮相连接，驱动电机可以驱动夹持轮进行旋转。所述电缆夹持机构4还包括驱动夹持臂和夹持爪的电机。

本体1内部还设置有电缆夹持机构容纳舱，所述电缆夹持机构4设置在电缆夹持机构容纳舱中，在不进行夹持操作或悬吊时或遇到电缆低垂容易缠绕夹持臂时能够对电缆夹持机构进行收纳。

电缆夹持机构容纳舱的底板上设置有水平旋转座，第一夹持臂41的下端与水平旋转座转动连接，第一夹持臂41的上端通过第一关节与第二夹持臂42的下端转动连接，第二夹持臂42的上端通过第二关节与连接件43铰接。所述第一关节的转轴水平设置，所述第二关节的转轴与第一夹持臂同轴线。所述第一夹持臂为可伸缩结构。

当电缆坑地面具有无法翻越的障碍物时，操作人员操作电缆夹持机构4，使得夹持轮44夹持住坑道上的较粗的电缆、电缆束或支架，收缩电缆夹持机构4使得电缆坑道排障装置脱离坑道地面，悬吊在电缆、电缆束或支架上，利用夹持轮44弧形结构夹持电缆、电缆束或支架滚动前行，在越过障碍物后放到地面。在此过程中可操作影像采集机构，不断调整第一支臂51、第二支臂52，使得移动照明装置为上述操作提供辅助照明。

当本体上方的夹持轮44夹持住坑道上的较粗的电缆、电缆束或支架使得本体悬吊时，加装部2也随之悬空，左右伸缩承重杆12配合车钩承受加装部4重量，使得车钩不会被加装部4重量折断，同时防止加装部4左右晃动。

所述路径绘制系统包括激光雷达、定位装置和路径地图绘制模块。

所述气体分析系统包括微水分析模块、氧气分析模块和甲烷分析模块。坑道中常年封闭，容易出现积水，氧气不足，甲烷超标等问题。坑道内空气中微水过高，将导致湿度过大，引起故障点短路，并导致作业人员可能受到伤害。氧气不足和甲烷过高将导致后续进入坑道的作业人员暴露在有害环境中。因此，对坑道进行气体分析可以有效保障作业人员的安全，降低短路风险。

所述故障检测系统包括红外测温模块、放电检测模块。红外测温模块测量电缆或电缆接头温度是否正常，是否有异常发热点，放电检测模块测量电缆或电缆接头温度是否有放电现象。供操作人员进一步判断是否有故障或隐患点。

所述排障装置还包括设置在加装部2上的紧急修补系统6。所述紧急修补系统6包括恒温储料箱61、出料管62、出料头63、泵、修补器。所述修补器包括出料器64、承接器65和操作臂66，所述出料器64和承接器65设置于操作臂66的上方，出料器64设置在承接器65上方，并且出料器通过伸缩结构设置于所述操作臂上，出料器可以在操作臂上可以进行上下伸缩。出料器64和承接器65之间密封配合形成一个容纳腔，容纳腔内部的直径比待修补电缆外径大，容纳腔两端设置有封闭端，所述封闭端上设置有封闭孔，封闭孔的内端设置有橡胶层，橡胶层的内径略小于待修补电缆外径，当出料器64和承接器65之间密封配合时，封闭孔闭合，橡胶层与待修补电缆紧密接触，保证内部的修补材料不会漏出；所述操作臂66的下端固定在加装部2上，出料器64和承接器65通过操作臂66连接在加装部2上。

所述出料管62一端与出料头63相连，另一端通过泵与恒温储料箱61相连，恒温储料箱61内加热储存有绝缘修补材料。所述出料器64的内部设置有出料孔，所述出料孔的出口设置于所述容纳腔内部，出料头63插接在所述出料孔的进口处；启用时，液态的绝缘修补材料从恒温储料箱61经过出料管62，从出料头63流入容纳腔中，包裹住需要修补的电缆段，冷却后凝固，形成一层外绝缘。

出料器64和承接器65的内壁都设置有隔离层，隔离层使得冷却凝固后的绝缘修补材料不会粘附于出料器64和承接器65的内侧。

所述出料器64内顶部具有压力传感器，当压力传感器监测到绝缘修补材料填满容纳腔时，泵停止添加绝缘修补材料。

所述绝缘修补材料为液化绝缘胶，在室温下即可固化。所述绝缘修补材料具有标识色，所述标识色为区别于电缆外皮颜色的颜色，如白色，便于后续进入的作业人员识别和观察到是哪根电缆的哪个地方进行了临时绝缘修补，以便后续处理，如重新进行接线或修补等。

所述出料头63与出料管62均为成本较低的一次性产品，不重复使用。当紧急修补完成后，残留在出料头与出料管中的绝缘修补材料冷却凝固会堵塞出料头与出料管，即使及时冲洗也无法完全清除，影响下次使用，因此使用一次性出料头63与出料管62具有成本低、出料效果好的优点。

所述照明系统包括若干照明灯，所述照明灯包括位于本体前方的前灯、位于本体后方及加装部后方的后灯、位于安装在云台上摄像头旁的摄像辅助灯、位于夹持机构顶端的操作辅助灯。

所述控制系统接收通信系统传来的来自遥控操作装置的指令，并控制各系统执行指令，同时对采集的数据进行分析并通过通信系统上传给遥控操作装置。

所述排障装置还包括电源系统和动力系统，电源系统包括电池，动力系统包括动力电机，所述动力电池与主动轮相连接，通过动力电池为主动轮提供动力。

运用所述电缆坑道排障装置进行电缆坑道排障的方法，包括如下步骤：

1）在本体1后安装带有紧急修补系统6的加装部2，使得本体1与加装部2的车钩连接，将伸缩承重杆12一端的承重滑块13通过槽口放入滑槽14中；

2）在恒温储料箱61中加入绝缘修补材料，开启恒温储料箱61加热至设定温度并保持恒温；安装全新的出料头63与出料管62；

3）操作电缆坑道排障装置进入电缆坑道；

4）操作电缆坑道排障装置打开路径绘制系统、影像采集机构5、照明系统、气体分析系统、故障检测系统；

5）当观察到前方坑道地面有障碍物且行走轮无法越过时，操作行走轮31向左或者向右90度转动，使电缆坑道排障装置横向移动避开障碍物，然后回转继续前行；

6）当观察到到前方坑道地面有障碍物且行走轮无法越过或避开时，操作电缆夹持机构4，使得夹持轮44之间相互配合，夹持住坑道上的较粗的电缆、电缆束或支架，控制电缆夹持机构4的第一夹持臂收缩，使得电缆坑道排障装置脱离坑道地面，悬吊在电缆、电缆束或支架上，控制驱动电机转动，驱动夹持轮44转动，利用夹持轮44夹持电缆、电缆束或支架滚动前行，在越过障碍物后回到坑道地面；

7）当检测到电缆的绝缘破损点时，操作电缆坑道排障装置向遥控操作装置发送报警信息，报警信息包括破损点温度、放电强度、微水、氧气和甲烷含量；路径绘制系统设置标注点标注该位置；标注信息包括气体分析系统检测微水、氧气和甲烷含量；

8）收到绝缘破损报警信息后，操作人员操作夹持机构4，将夹持轮44移动到该电缆破损点附近，夹持轮固定器固定夹持轮44，夹持轮44夹紧电缆，使电缆在后续操作中减少晃动；然后操作出料器64与承接器65覆盖于电缆破损点，打开泵开关，绝缘修补材料通过出料管62和出料头63进入容纳腔，当绝缘修补材料充满容纳腔后压力传感器发出报警，泵自动停止运行；绝缘修补材料在容纳腔中逐渐冷却固化，形成具有标识色的绝缘修补层；操作人员操作出料器64与承接器65张开并收回；操作人员操作夹持轮44张开并收回；

9）操作人员控制电缆夹持机构4收缩进电缆夹持机构容纳舱，完成绝缘紧急修补。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。