CN109066422A - 一种变电站巡检*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站巡检***。该***包括巡检机器人子***、本地监控后台子***、集中监控后台子***、机器人室和气象采集设备，所述巡检机器人子***与本地监控后台子***采用无线网络连接，本地监控后台子***和集中监控后台子***采用局域网络连接；其中巡检机器人子***用于进行机器人巡检；本地监控后台子***安装于变电站本地，用于监控巡检机器人子***的运行；集中监控后台子***安装于集中监控中心，用于远程集中监控巡检机器人子***的运行，机器人室用于巡检机器人自主充电，气象采集设备用于采集环境信息，并提供给所述巡检机器人子***进行巡检规划。本发明能够完成极端气候以及自然灾害情况下的巡检任务，具有安全、高效的优点。
Description
技术领域
本发明属于电力***自动化技术领域，特别是一种变电站巡检***。
背景技术
随着智能电网***的发展，变电站、电力线的覆盖范围越来越广，在给人们的生活带来便利的同时也为设备的检修维护带来了新的问题。在日常的维护中，若是采用传统的人工巡检方式，不仅会耗费大量的人力，还会造成工作效率低下的情况，同时巡检的覆盖率、及时性和准确性也无法得到保证。针对人工巡检可能带来的这些问题，利用变电站巡检机器人来代替人工巡检逐渐成为一种趋势。
现有的变电站巡检方案都是通过可充电的电池驱动小车，通过在小车上挂载传感器、控制装置以及通讯装置组装成，上位机仅仅完成数据的记录和发送工作，需要人工在上位机制定巡检计划后下载到巡检机器人，巡检计划制定不灵活。此外，巡检机器人大都存在以下几个问题：1)可充电的锂电池的工作温度不能适应恶劣的环境，且续航存在问题，对巡检路径要求比较严格；2)为了机器人的封闭性，枪机高度低，很少能有水平视角，给仪表的识别的精准度带来较大的影响；3)所用底部小车多为后驱，需要很大的转向空间，不能适应小地形以及雨雪沙地等地形恶劣的情况；4)巡检路径规划固定，不能灵活适应各种情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够灵活制定巡检计划的变电站巡检***，从而在极端气候以及自然灾害情况下能够安全有效地进行变电站的设备巡检。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种变电站巡检***，包括巡检机器人子***、本地监控后台子***、集中监控后台子***、机器人室和气象采集设备；所述巡检机器人子***与本地监控后台子***采用无线网络连接，本地监控后台子***和集中监控后台子***采用局域网络连接；
所述气象采集设备，用于采集室外气象条件，并提供给所述巡检机器人子***进行巡检规划；
所述本地监控后台***，包括本地计算机、本地通讯设备、本地监控分析软件和本地数据存储设备，安装于变电站本地，用于监控巡检机器人子***的运行；
所述集中监控后台子***，包括远程计算机、远程通讯设备、远程监控分析软件和远程数据存储设备，安装于集中监控中心，用于远程集中监控巡检机器人子***的运行。
进一步地，所述巡检机器人子***，包括网络通信模块、本体主控模块、电源管理模块、检测数据采集模块、导航定位模块、全驱运动模块和全向运动模块；
所述网络通信模块，包括AP和交换机，与其他各个模块相连接，用于巡检机器人子***各模块之间以及巡检机器人子***与本地监控后台子***之间的数据交换工作；
所述本体主控模块，包括工控机和Zigbee模块，接收网络通信模块传递的指令信息，分析处理后再经网络通信模块输出到指定模块；
所述检测数据采集模块，包括可见光摄像机和红外热成像仪，与网络通信模块中AP相连，将拍摄到的环境信息输出至本体主控模块和本地监控后台子***；
所述导航定位模块，包括激光雷达和里程计，输出当前巡检机器人子***所在的位置信息，经由交换机传输至本体主控模块进行导航定位；
所述电源管理模块，包括电池、PLC和继电器板，其中PLC分别与电池、继电器板以及交换机相连，将电池信息实时传递给本体主控模块，进行电池的管理与控制；
所述全驱运动模块，包括直行运动控制板、直行运动驱动器、防跌落传感器和超声波传感器，其中直行运动控制板与交换机相连，接收来自本体主控模块的运动指令，同时将防跌落传感器和超声波传感器信息传递给本体主控模块；
所述全向运动模块，包括转向运动控制板和转向运动驱动器，其中转向运动控制板与交换机相连，实现转向的控制。
进一步地，所述巡检机器人子***具有自主充电功能，能够与机器人室的充电设备配合完成自主充电，并能够在电池电量不足时自动返回充电。
进一步地，在转发设备与通讯设备之间加装防火墙，在接收器与接入装置之间的通讯线上加装以太网防雷器和串口防雷器。
进一步地，所述巡检机器人子***中，机器人本体采用四轮机器人小车的结构，包括底部的四个轮子以及轮子上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体的下方设有底板，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
进一步地，所述巡检机器人子***中，机器人本体采用履带式机器人小车的结构，包括底部的模块化履带式底盘以及其上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体底部连接模块化履带式底盘，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
进一步地，所述巡检机器人子***中，还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括风扇、温度传感器、电加热器以及PLC，其中温度传感器设置在巡检机器人主体的外壳内侧壁上，电加热器以及PLC均设置在主体内部，在主体的外壳前、后壁上方分别开孔设置风扇；
所述温度传感器实时检测主体的温度，并将数据通过RS485通讯传递给PLC，PLC根据电池的最佳工作温度范围预设有温度上限值Tmax、下限值Tmin以及常温值T，PLC将检测到的温度值与预设的温度上下限作比较，如果检测到的温度值超过了Tmax，PLC下发指令打开风扇进行降温，直至温度降到T时关闭风扇；如果检测到的温度值低于Tmin，PLC下发指令打开电加热器进行加热，直至温度升到T时关闭加热器。
进一步地，所述巡检机器人子***中，所述可见光摄像机和红外热成像仪一同固定于云台上，云台能够实现水平方向360°连续旋转以及俯仰方向-45°～60°的旋转。
进一步地，所述巡检机器人子***中，行进机构包括运动伺服电机、转向伺服电机、旋转平台以及车轮；
当机器人直线行驶时，四个运动伺服电机分别给同轴连接的车轮提供动力，进而带动机器人向前或向后运动；当机器人在道路拐角需要进行转弯时，机器人首先停止运动，然后四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮原地转动45°，使得机器人前面两个车轮变成内“八”模样、后面两个车轮变成外“八”模样，然后根据左转还是右转由运动伺服电机驱动车轮进行旋转直至机器人车体转过-90°或90°，最后再由四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮按与之前相反方向原地转动45°，使得四个车轮回到直线行驶的位置。
进一步地，所述巡检机器人子***中，行进机构采用模块化履带式底盘，包括驱动电机、减速器、前驱动齿轮、后驱动齿轮、履带、承重轮以及底部舱体构成；
所述底部舱体为一长方体结构件，四个侧面上方各有两个连接件与机器人主体的舱体固定；所述驱动电机固定于底部舱体底盘上，通过减速器以及联轴器与驱动齿轮连接；所述前驱动齿轮、后驱动齿轮设置于底部舱体的前、后两端；所述履带固定在前驱动齿轮、后驱动齿轮上，且履带外表面设有凸起；所述承重轮设置于底部舱体的底部两侧，用于承载机器人的整体重量。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)使用气象采集设备采集室外气象条件，合理地规划巡检任务，具有灵活、适用性强的优点；(2)能在极端气候以及自然灾害情况下完成巡检任务，更安全有效地进行变电站的设备巡检；(3)采用本地监控后台子***、集中监控后台子***地结构，充分利用上位机的计算能力分析收集到的数据，根据巡检项目和环境信息，自主地制定巡检计划，具有较高的人工智能水准。
附图说明
图1为本发明变电站巡检***的结构框图。
图2为本发明中巡检机器人子***的结构框图。
图3为本发明变电站巡检***的工作流程图。
图中标号：1、巡检机器人子***；2、机器人室；3、气象采集设备；4、本地监控后台子***；5、集中监控后台子***；6、网络通信模块；7、检测数据采集模块；8、导航定位模块；9、本体主控模块；10、电源管理模块；11、全驱运动模块；12、全向运动模块；13、可见光摄像机；14、红外热成像仪；15、激光雷达；16、里程计；17、工控机；18、Zigbee模块；19、AP；20、交换机；21、电池；22、PLC；23、继电器板；24、直行运动控制板；25、直行运动驱动器；26、防跌落传感器；27、超声波传感器；28、转向运动控制板；29、转向运动驱动器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做出进一步详细说明。
结合图1～2，本发明变电站巡检***，包括巡检机器人子***1、本地监控后台子***4、集中监控后台子***5、机器人室2和气象采集设备3；所述巡检机器人子***1与本地监控后台子***4采用无线网络连接，本地监控后台子***4和集中监控后台子***5采用局域网络连接；
所述气象采集设备3，用于采集室外气象条件，并提供给所述巡检机器人子***1进行巡检规划；
所述本地监控后台***4，包括本地计算机、本地通讯设备、本地监控分析软件和本地数据存储设备，安装于变电站本地，用于监控巡检机器人子***1的运行；
所述集中监控后台子***5，包括远程计算机、远程通讯设备、远程监控分析软件和远程数据存储设备，安装于集中监控中心，用于远程集中监控巡检机器人子***1的运行。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1，包括网络通信模块6、本体主控模块9、电源管理模块10、检测数据采集模块7、导航定位模块8、全驱运动模块11和全向运动模块12；
所述网络通信模块6，包括AP19和交换机20，与其他各个模块相连接，用于巡检机器人子***1各模块之间以及巡检机器人子***1与本地监控后台子***4之间的数据交换工作；
所述本体主控模块9，包括工控机17和Zigbee模块18，接收网络通信模块6传递的指令信息，分析处理后再经网络通信模块6输出到指定模块；
所述检测数据采集模块7，包括可见光摄像机13和红外热成像仪14，与网络通信模块6中AP19相连，将拍摄到的环境信息输出至本体主控模块9和本地监控后台子***4；
所述导航定位模块8，包括激光雷达15和里程计16，输出当前巡检机器人子***1所在的位置信息，经由交换机20传输至本体主控模块9进行导航定位；
所述电源管理模块10，包括电池21、PLC22和继电器板23，其中PLC22分别与电池21、继电器板23以及交换机20相连，将电池21信息实时传递给本体主控模块9，进行电池21的管理与控制；
所述全驱运动模块11，包括直行运动控制板24、直行运动驱动器25、防跌落传感器26和超声波传感器27，其中直行运动控制板24与交换机20相连，接收来自本体主控模块9的运动指令，同时将防跌落传感器26和超声波传感器27信息传递给本体主控模块9；
所述全向运动模块12，包括转向运动控制板28和转向运动驱动器29，其中转向运动控制板28与交换机20相连，实现转向的控制。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1具有自主充电功能，能够与机器人室2的充电设备配合完成自主充电，并能够在电池电量不足时自动返回充电。
作为一种具体示例，在转发设备与通讯设备之间加装防火墙，在接收器与接入装置之间的通讯线上加装以太网防雷器和串口防雷器。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，机器人本体采用四轮机器人小车的结构，包括底部的四个轮子以及轮子上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体的下方设有底板，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，机器人本体采用履带式机器人小车的结构，包括底部的模块化履带式底盘以及其上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体底部连接模块化履带式底盘，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括风扇、温度传感器、电加热器以及PLC，其中温度传感器设置在巡检机器人主体的外壳内侧壁上，电加热器以及PLC均设置在主体内部，在主体的外壳前、后壁上方分别开孔设置风扇；
所述温度传感器实时检测主体的温度，并将数据通过RS485通讯传递给PLC，PLC根据电池的最佳工作温度范围预设有温度上限值Tmax、下限值Tmin以及常温值T，PLC将检测到的温度值与预设的温度上下限作比较，如果检测到的温度值超过了Tmax，PLC下发指令打开风扇进行降温，直至温度降到T时关闭风扇；如果检测到的温度值低于Tmin，PLC下发指令打开电加热器进行加热，直至温度升到T时关闭加热器。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，所述可见光摄像机13和红外热成像仪14一同固定于云台上，云台能够实现水平方向360°连续旋转以及俯仰方向-45°～60°的旋转。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，行进机构包括运动伺服电机、转向伺服电机、旋转平台以及车轮；
当机器人直线行驶时，四个运动伺服电机分别给同轴连接的车轮提供动力，进而带动机器人向前或向后运动；当机器人在道路拐角需要进行转弯时，机器人首先停止运动，然后四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮原地转动45°，使得机器人前面两个车轮变成内“八”模样、后面两个车轮变成外“八”模样，然后根据左转还是右转由运动伺服电机驱动车轮进行旋转直至机器人车体转过-90°或90°，最后再由四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮按与之前相反方向原地转动45°，使得四个车轮回到直线行驶的位置。
作为一种具体示例，所述巡检机器人子***1中，行进机构采用模块化履带式底盘，包括驱动电机、减速器、前驱动齿轮、后驱动齿轮、履带、承重轮以及底部舱体构成；
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结合图3，所述巡检***工作流程如下：
步骤1：上位机接收气象装置的数据，加以分析，并根据当天的巡检任务自主制定巡检计划，并将制定完成的计划输出到巡检机器人，启动巡检机器人，开始巡检；
步骤2：上位机向机器人询问位置、电量等信息；
步骤3：判断机器人是否到达指定巡检点，若未到达，进入步骤2；若到达，接收巡检机器人传输的巡检信息；
步骤4：当前巡检点巡检完毕，判断是否巡检结束，若没结束则前往下一巡检点，进入步骤2，否则进入步骤5；
步骤5：巡检结束，机器人按照指定路径返回充电屋。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例变电站巡检***，包括巡检机器人子***1、本地监控后台子***4、集中监控后台子***5、机器人室2和气象采集设备3；其中巡检机器人子***1与本地监控后台子***5采用无线网络连接，本地监控后台子***5和集中监控后台子***4采用局域网络连接。
所述巡检机器人子***1，包括网络通信模块6、本体主控模块9、电源管理模块10、检测数据采集模块7、导航定位模块8、全驱运动模块11以及全向运动模块12；所述网络通信模块6，包括AP19和交换机20，与其他各个模块相连接，负责巡检机器人子***1各模块之间以及巡检机器人子***1与本地监控后台子***4之间的数据交换工作；所述本体主控模块9，包括工控机17和Zigbee18模块，所有的指令信息经由网络通信模块6传递给本体主控模块9分析处理后，再经由网络通信模块6输出到指定模块；所述检测数据采集模块7，包括可见光摄像机13和红外热成像仪14，与网络通信模块6中AP19相连，将拍摄到的环境信息及时高效的输出至本体主控模块9和本地监控后台子***4；所述导航定位模块8，包括激光雷达15和里程计16，输出当前巡检机器人子***1所在的位置信息，经由交换机20传输至本体主控模块9，利用相关算法进行精确的导航定位；所述电源管理模块10，包括电池21、PLC22和继电器板23，其中PLC22分别与电池21、继电器板23以及交换机20相连，将电池信息实时传递给本体主控模块9，进行电池21的管理与控制；所述全驱运动模块11，包括直行运动控制板24、直行运动驱动器25、防跌落传感器26和超声波传感器27，其中直行运动控制板24与交换机20相连，接收来自本体主控模块9的运动指令，同时将防跌落传感器26和超声波传感器27信息传递给本体主控模块9；所述全向运动模块12，包括转向运动控制板28和转向运动驱动器29，其中转向运动控制板28与交换机20相连，实现转向的控制。
所述本地监控后台***4，包括本地计算机、本地通讯设备、本地监控分析软件和本地数据存储设备，安装于变电站本地，用于监控巡检机器人子***1的运行。
所述集中监控后台***5，包括远程计算机、远程通讯设备、远程监控分析软件和远程数据存储设备，安装于集中监控中心，用于远程集中监控巡检机器人子***1的运行。
巡检机器人子***1具有自主充电功能，能够与机器人室2的充电设备配合完成自主充电，并能够在电池电量不足时自动返回充电。
为了保障整个***的通信安全性，在转发设备与通讯设备之间加装防火墙，在接收器与接入装置之间的通讯线上加装以太网防雷器和串口防雷器。
为了更加智能地安排巡检计划和路径，变电站巡检***还包括气象采集设备3，用于采集室外气象条件，包括温度、湿度、风向、风速、雨量等气象条件，并提供给巡检机器人子***1，从而进行更为合理的巡检规划。
所述巡检机器人子***1中，机器人本体采用四轮机器人小车的结构，包括底部的四个轮子以及轮子上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体的下方设有底板，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
所述巡检机器人子***1中，行进机构包括运动伺服电机、转向伺服电机、旋转平台以及车轮；当机器人直线行驶时，四个运动伺服电机分别给同轴连接的车轮提供动力，进而带动机器人向前或向后运动；当机器人在道路拐角需要进行转弯时，机器人首先停止运动，然后四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮原地转动45°，使得机器人前面两个车轮变成内“八”模样、后面两个车轮变成外“八”模样，然后根据左转还是右转由运动伺服电机驱动车轮进行旋转直至机器人车体转过-90°或90°，最后再由四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮按与之前相反方向原地转动45°，使得四个车轮回到直线行驶的位置。
所述巡检机器人子***1中，还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括风扇、温度传感器、电加热器以及PLC，其中温度传感器设置在巡检机器人主体的外壳内侧壁上，电加热器以及PLC均设置在主体内部，在主体的外壳前、后壁上方分别开孔设置风扇；
所述温度传感器实时检测主体的温度，并将数据通过RS485通讯传递给PLC，PLC根据电池的最佳工作温度范围预设有温度上限值Tmax＝25℃、下限值Tmin＝5℃以及常温值T＝15℃，PLC将检测到的温度值与预设的温度上下限作比较，如果检测到的温度值超过了Tmax，PLC下发指令打开风扇进行降温，直至温度降到T时关闭风扇；如果检测到的温度值低于Tmin，PLC下发指令打开电加热器进行加热，直至温度升到T时关闭加热器。这样的设计可以将电池的工作环境温度保持在5℃～25℃，同时不会对风扇9和加热器频繁进行开关操作，使得机器人电池即使在乌鲁木齐这样具有极端气候的地区也可以正常地工作。
所述巡检机器人子***1中，所述可见光摄像机13和红外热成像仪14一同固定于云台上，云台能够实现水平方向360°连续旋转以及俯仰方向-45°～60°的旋转。
实施例2
本实施例变电站巡检***，包括巡检机器人子***1、本地监控后台子***4、集中监控后台子***5、机器人室2和气象采集设备3；其中巡检机器人子***1与本地监控后台子***5采用无线网络连接，本地监控后台子***5和集中监控后台子***4采用局域网络连接。
所述巡检机器人子***1中，机器人本体采用履带式机器人小车的结构，包括底部的模块化履带式底盘以及其上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体底部连接模块化履带式底盘，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
所述巡检机器人子***1中，行进机构采用模块化履带式底盘，包括驱动电机、减速器、前驱动齿轮、后驱动齿轮、履带、承重轮以及底部舱体构成；
所述底部舱体为一长方体结构件，四个侧面上方各有两个连接件与机器人主体的舱体固定；所述驱动电机固定于底部舱体底盘上，通过减速器以及联轴器与驱动齿轮连接；所述前驱动齿轮、后驱动齿轮设置于底部舱体的前、后两端；所述履带固定在前驱动齿轮、后驱动齿轮上，且履带外表面设有凸起；所述承重轮设置于底部舱体的底部两侧，用于承载机器人的整体重量。
所述温度传感器实时检测主体的温度，并将数据通过RS485通讯传递给PLC，PLC根据电池的最佳工作温度范围预设有温度上限值Tmax＝25℃、下限值Tmin＝5℃以及常温值T＝15℃，PLC将检测到的温度值与预设的温度上下限作比较，如果检测到的温度值超过了Tmax，PLC下发指令打开风扇进行降温，直至温度降到T时关闭风扇；如果检测到的温度值低于Tmin，PLC下发指令打开电加热器进行加热，直至温度升到T时关闭加热器。这样的设计可以将电池的工作环境温度保持在5℃～25℃，同时不会对风扇9和加热器频繁进行开关操作，使得机器人电池即使在乌鲁木齐这样具有极端气候的地区也可以正常地工作。
所述巡检机器人子***1中，所述可见光摄像机13和红外热成像仪14一同固定于云台上，云台能够实现水平方向360°连续旋转以及俯仰方向-45°～60°的旋转。
综上，本发明变电站巡检***，能够解决目前主流巡检***在极端气候以及自然灾害情况下无法完成巡检任务的问题，更安全有效地进行变电站的设备巡检，具有很好的实用价值。
Claims (10)
1.一种变电站巡检***，其特征在于，包括巡检机器人子***(1)、本地监控后台子***(4)、集中监控后台子***(5)、机器人室(2)和气象采集设备(3)；所述巡检机器人子***(1)与本地监控后台子***(4)采用无线网络连接，本地监控后台子***(4)和集中监控后台子***(5)采用局域网络连接；
所述气象采集设备(3)，用于采集室外气象条件，并提供给所述巡检机器人子***(1)进行巡检规划；
所述本地监控后台***(4)，包括本地计算机、本地通讯设备、本地监控分析软件和本地数据存储设备，安装于变电站本地，用于监控巡检机器人子***(1)的运行；
所述集中监控后台子***(5)，包括远程计算机、远程通讯设备、远程监控分析软件和远程数据存储设备，安装于集中监控中心，用于远程集中监控巡检机器人子***(1)的运行。
2.根据权利要求1所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)，包括网络通信模块(6)、本体主控模块(9)、电源管理模块(10)、检测数据采集模块(7)、导航定位模块(8)、全驱运动模块(11)和全向运动模块(12)；
所述网络通信模块(6)，包括AP(19)和交换机(20)，与其他各个模块相连接，用于巡检机器人子***(1)各模块之间以及巡检机器人子***(1)与本地监控后台子***(4)之间的数据交换工作；
所述本体主控模块(9)，包括工控机(17)和Zigbee模块(18)，接收网络通信模块(6)传递的指令信息，分析处理后再经网络通信模块(6)输出到指定模块；
所述检测数据采集模块(7)，包括可见光摄像机(13)和红外热成像仪(14)，与网络通信模块(6)中AP(19)相连，将拍摄到的环境信息输出至本体主控模块(9)和本地监控后台子***(4)；
所述导航定位模块(8)，包括激光雷达(15)和里程计(16)，输出当前巡检机器人子***(1)所在的位置信息，经由交换机(20)传输至本体主控模块(9)进行导航定位；
所述电源管理模块(10)，包括电池(21)、PLC(22)和继电器板(23)，其中PLC(22)分别与电池(21)、继电器板(23)以及交换机(20)相连，将电池(21)信息实时传递给本体主控模块(9)，进行电池(21)的管理与控制；
所述全驱运动模块(11)，包括直行运动控制板(24)、直行运动驱动器(25)、防跌落传感器(26)和超声波传感器(27)，其中直行运动控制板(24)与交换机(20)相连，接收来自本体主控模块(9)的运动指令，同时将防跌落传感器(26)和超声波传感器(27)信息传递给本体主控模块(9)；
所述全向运动模块(12)，包括转向运动控制板(28)和转向运动驱动器(29)，其中转向运动控制板(28)与交换机(20)相连，实现转向的控制。
3.根据权利要求1或2所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)具有自主充电功能，能够与机器人室(2)的充电设备配合完成自主充电，并能够在电池电量不足时自动返回充电。
4.根据权利要求1或2所述的变电站巡检***，其特征在于，在转发设备与通讯设备之间加装防火墙，在接收器与接入装置之间的通讯线上加装以太网防雷器和串口防雷器。
5.根据权利要求2所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，机器人本体采用四轮机器人小车的结构，包括底部的四个轮子以及轮子上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体的下方设有底板，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
6.根据权利要求2所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，机器人本体采用履带式机器人小车的结构，包括底部的模块化履带式底盘以及其上方的主体，主体的舱体由外壳完全覆盖，主体底部连接模块化履带式底盘，以机器人行进方向为前方，外壳的顶部前端设有云台，云台的升降杆由本体主控模块控制。
7.根据权利要求5或6所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括风扇、温度传感器、电加热器以及PLC，其中温度传感器设置在巡检机器人主体的外壳内侧壁上，电加热器以及PLC均设置在主体内部，在主体的外壳前、后壁上方分别开孔设置风扇；
所述温度传感器实时检测主体的温度，并将数据通过RS485通讯传递给PLC，PLC根据电池的最佳工作温度范围预设有温度上限值Tmax、下限值Tmin以及常温值T，PLC将检测到的温度值与预设的温度上下限作比较，如果检测到的温度值超过了Tmax，PLC下发指令打开风扇进行降温，直至温度降到T时关闭风扇；如果检测到的温度值低于Tmin，PLC下发指令打开电加热器进行加热，直至温度升到T时关闭加热器。
8.根据权利要求5或6所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，所述可见光摄像机(13)和红外热成像仪(14)一同固定于云台上，云台能够实现水平方向360°连续旋转以及俯仰方向-45°～60°的旋转。
9.根据权利要求5所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，行进机构包括运动伺服电机、转向伺服电机、旋转平台以及车轮；
当机器人直线行驶时，四个运动伺服电机分别给同轴连接的车轮提供动力，进而带动机器人向前或向后运动；当机器人在道路拐角需要进行转弯时，机器人首先停止运动，然后四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮原地转动45°，使得机器人前面两个车轮变成内“八”模样、后面两个车轮变成外“八”模样，然后根据左转还是右转由运动伺服电机驱动车轮进行旋转直至机器人车体转过-90°或90°，最后再由四个转向伺服电机分别驱动对应旋转平台，旋转平台再带动对应的车轮按与之前相反方向原地转动45°，使得四个车轮回到直线行驶的位置。
10.根据权利要求6所述的变电站巡检***，其特征在于，所述巡检机器人子***(1)中，行进机构采用模块化履带式底盘，包括驱动电机、减速器、前驱动齿轮、后驱动齿轮、履带、承重轮以及底部舱体构成；
所述底部舱体为一长方体结构件，四个侧面上方各有两个连接件与机器人主体的舱体固定；所述驱动电机固定于底部舱体底盘上，通过减速器以及联轴器与驱动齿轮连接；所述前驱动齿轮、后驱动齿轮设置于底部舱体的前、后两端；所述履带固定在前驱动齿轮、后驱动齿轮上，且履带外表面设有凸起；所述承重轮设置于底部舱体的底部两侧，用于承载机器人的整体重量。
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|---|---|
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109900280A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 浙江大学 | 一种基于自主导航的畜禽信息感知机器人与地图构建方法 |
| CN109921517A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 深圳供电局有限公司 | 变电站巡检*** |
| CN110161898A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-08-23 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种兼容多智能体的变电站巡视机器人资源共享*** |
| CN110297507A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-01 | 北京史河科技有限公司 | 一种升降杆的高度定位方法、装置及存储介质 |
| CN110854725A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-28 | 国网智能科技股份有限公司 | 多变电站之间业务联动***及其方法 |
| CN110909894A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-24 | 广东卓维网络有限公司 | 一种变电站安全管控*** |
| CN111745655A (zh) * | 2019-03-26 | 2020-10-09 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种智能巡检机器人 |
| CN112039215A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 深圳市赛为智能股份有限公司 | 一种变电站立体巡检***及其巡检方法 |
| CN113242401A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-08-10 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种面向电力施工的机器人远程图像监督***及方法 |
| CN114281071A (zh) * | 2021-04-13 | 2022-04-05 | 南京天之博特机器人科技有限公司 | 一种ros ai-iot智能自主导航机器人的控制*** |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102280826A (zh) * | 2011-07-30 | 2011-12-14 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 变电站智能机器人巡检***及巡检方法 |
| CN102355052A (zh) * | 2011-07-30 | 2012-02-15 | 山东电力研究院 | 基于变电站智能机器人巡检***及其变电站操作监护方法 |
| CN202178515U (zh) * | 2011-07-30 | 2012-03-28 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 变电站智能机器人巡检*** |
| CN102541064A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-04 | 沈阳中兴电力通信有限公司 | 磁导航巡检机器人 |
| CN103963043A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 湖南大学 | 一种用于电站巡检和维修的智能机器人及其控制*** |
| CN106627832A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-05-10 | 国网江苏省电力公司徐州供电公司 | 四轮全向转动巡检机器人底盘 |
| CN206598277U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-10-31 | 杭州申昊科技股份有限公司 | 一种巡检机器人 |
| CN107323524A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-07 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种场地巡检机器人的移动底盘及移动方法 |
| CN206685800U (zh) * | 2017-03-27 | 2017-11-28 | 厦门亿力吉奥信息科技有限公司 | 输电线路巡检机器人监控*** |
| CN108163047A (zh) * | 2018-01-21 | 2018-06-15 | 谢辽东 | 一种车辆转向***及使用该***的车辆 |
| CN108189004A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-22 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 一种防爆巡检机器人 |
-
2018
- 2018-09-04 CN CN201811027831.2A patent/CN109066422A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102280826A (zh) * | 2011-07-30 | 2011-12-14 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 变电站智能机器人巡检***及巡检方法 |
| CN102355052A (zh) * | 2011-07-30 | 2012-02-15 | 山东电力研究院 | 基于变电站智能机器人巡检***及其变电站操作监护方法 |
| CN202178515U (zh) * | 2011-07-30 | 2012-03-28 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 变电站智能机器人巡检*** |
| CN102541064A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-04 | 沈阳中兴电力通信有限公司 | 磁导航巡检机器人 |
| CN103963043A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 湖南大学 | 一种用于电站巡检和维修的智能机器人及其控制*** |
| CN206598277U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-10-31 | 杭州申昊科技股份有限公司 | 一种巡检机器人 |
| CN106627832A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-05-10 | 国网江苏省电力公司徐州供电公司 | 四轮全向转动巡检机器人底盘 |
| CN206685800U (zh) * | 2017-03-27 | 2017-11-28 | 厦门亿力吉奥信息科技有限公司 | 输电线路巡检机器人监控*** |
| CN107323524A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-07 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种场地巡检机器人的移动底盘及移动方法 |
| CN108163047A (zh) * | 2018-01-21 | 2018-06-15 | 谢辽东 | 一种车辆转向***及使用该***的车辆 |
| CN108189004A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-22 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 一种防爆巡检机器人 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111745655A (zh) * | 2019-03-26 | 2020-10-09 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种智能巡检机器人 |
| CN109900280A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 浙江大学 | 一种基于自主导航的畜禽信息感知机器人与地图构建方法 |
| CN109921517A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 深圳供电局有限公司 | 变电站巡检*** |
| CN110161898A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-08-23 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种兼容多智能体的变电站巡视机器人资源共享*** |
| CN110297507A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-01 | 北京史河科技有限公司 | 一种升降杆的高度定位方法、装置及存储介质 |
| CN110909894A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-24 | 广东卓维网络有限公司 | 一种变电站安全管控*** |
| CN110909894B (zh) * | 2019-11-18 | 2020-11-10 | 广东卓维网络有限公司 | 一种变电站安全管控*** |
| CN110854725A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-28 | 国网智能科技股份有限公司 | 多变电站之间业务联动***及其方法 |
| CN112039215A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-04 | 深圳市赛为智能股份有限公司 | 一种变电站立体巡检***及其巡检方法 |
| CN113242401A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-08-10 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种面向电力施工的机器人远程图像监督***及方法 |
| CN114281071A (zh) * | 2021-04-13 | 2022-04-05 | 南京天之博特机器人科技有限公司 | 一种ros ai-iot智能自主导航机器人的控制*** |
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