CN209755191U - 一种变电站监控用智能巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站监控用智能巡检机器人，包括地基、导轨、导电槽、导电管、巡检机器人主体、底座、驱动轮、灭火罐、喷嘴、收线电机、处理主机、接触电刷、导线管、数据采集模块、以太网、通讯网关和后台服务器，导轨铺设在地基的表面，且导轨为内外两组，导电槽开设在地基的表面，巡检机器人主体的底部设置有底座，底座的底部设置有驱动轮，移动机构与现有的轨道机器人移动机构相同，巡检机器人主体的顶部设置有灭火罐，巡检机器人主体的左侧壁铰接有喷嘴，巡检机器人主体的左侧壁上下两侧均固定有收线电机，本实用新型结构设计合理，既能减少配电房的人力物力的投入又能实时全面的对电气设备进行监控。

Description

一种变电站监控用智能巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及变电站监控用智能巡检机器人技术领域，尤其涉及一种变电站监控用智能巡检机器人。

背景技术

配电房巡检机器人是保障配电房及其设备安全运行的一项重要措施。针对于配电房、配电房等电站的安全巡检，目前主要有四种巡检方式，分别是人工巡视记录、RFID巡检、微机“四遥”和电站机器人巡检。

1、人工巡视记录

配电房运行工人在现场进行设备巡视，对运行设备进行感观的简单的定性判断，主要通过看、触、听、嗅等感官去实现的。通过看可以检查设备有无渗漏情况，检查设备参数是否正常，夜间闭灯检查设备的发光和电晕现象，检查设备的绝缘情况和有无放电痕迹，雨雪天检查导体上的积雪溶化和雨水的蒸发情况，刮风时应检查各寻线间的摆动情况是否满足绝缘距离的要求；通过触摸运行设备的外壳（如电机和变压器）检查其振动情况和温升变化情况，并与积累经验对照，从而判断其运行状况；运行设备的故障前兆往往先通过放电的响声或振动的响声表现出来，所以听往往是发现故障的关键；当运行设备的绝缘发生破坏时，常常伴随有异味，所以嗅也是判断运行设备绝缘的关键。设备存在缺陷或隐患，有的人能发现，有的人不能发现，这除了与巡视人员对设备的熟悉程度、业务水平、工作经验、态度、责任心和精神状态有很大关系外，还与巡视人员采用的巡视设备和记录手段有关。从前，对电力***设备的缺陷检修或设备的常规检查等定性状态信息采用手工记录。手工记录常会出现记录不完整，很容易丢失。特别是一些严重缺陷未能及时上报和处理，延误处理从而发生严重事故，造成不必要的损失。而且事故发生后缺乏故障分类、***分析、责任不清，这样很难满足对供电质量日益提高的要求。

2、RFID巡检

针对传统人工巡检效率低、巡检不到位和实时性差等问题,设计并开发了一种基于RFID(射频识 别)和移动数据库的远程配电房巡检机器人,采用射频标签对配电房巡检点位进行物理定位；采用RFID技术实现巡检点位的识别和巡检内容的主动触发；使用移动数据库记录缺陷信息和到位情况，结合移动数据库同步复制技术并利用GPRS网络实现数据的无线传输。实际应用表明，巡检机器人在保证人员到位、提高巡检效率和及时消除缺陷等方面效果显著。但是，虽然利用RFID对电站进行巡检采集到的设备运行参数或更加客观和准确，也减轻了巡检工人的劳动强度，但是维护人员依然要长期高频率的工作在高频高压的环境中，维护人员依然要在高风险的恶略环境下工作。

3、微机“四遥”监控

随着无人值班变电站的广泛推广，传统的变电站具备的四遥（遥测、遥信、遥控、遥调）功能在一定程度上忽略了事后对事故发展的准确判断，并降低了对事故处理的快速反应能力。一旦变电站发生异常，调度人员必须先通知分局变电运行班（有的叫操作队）赶到现场了解真实情况、事故波及设备范围，再由变电运行班人员汇报调度员、分局领导，分局才组织维护班（或检修公司）进行抢修。人不到变电站就无法准确了解或根本不掌握现场详细情况，这样一来一往，大大延误了排除缺陷的时间，影响了供电局的售电量和服务承诺。因此，很多变电站增加了“第五遥”（遥视）功能，即在变电站内安装摄像机及各类探头，将无人值班变电站的防火，防盗以及设备运行、发热、事故直观情况及波及范围，通过站内电话线或光纤等通道传到调度所，以便调度人员做出正确的决策。但是因为视频视频的采集并没有实现和四遥功能集成到一个监控***中，并且电站的温度和湿度等消防信息并没有被采集到，巡检***的功能受到了较大的限制。

目前市场上主流的这三种配电房巡检方案，都有自身的缺点，针对电站维护人员的需求，我们着力开发一种综合性的智能化巡检***，以有助于电站的日常维护，保障变电站及其设备安全运行。

4、传统电站机器人巡检

传统变电站设备巡检机器人可代替人工完成变电站高压变电设备的所有巡检作业。传统变电站设备巡检机器人***以自主或遥控的方式，在无人值守或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，可及时发现电力设备的热缺陷、异物悬挂等设备异常现象。它可以根据操作人员在基站的任务操作或预先设定的任务，自动进行变电站内的全局路径规划，通过携带的各种传感器，完成变电站设备的图像巡视、设备仪表的自动识别、一次设备的红外检测等，并记录设备信息，提供异常报警。操作人员只需通过后台基站计算机收到的实时数据、图像等信息，即可完成变电站的设备巡视工作。利用传统智能移动机器人完成电站设备的巡检，可以提高工作效率和质量，真正起到减员增效的作用，能更快地推进变电站无人值守的进程。传统巡检机器人的出现很大程度上解决了智能化视频监控和自动红外检测的问题，但是传统巡检机器人的成本较高并且巡检范围的有限也是不容忽视的弊端，我们提出了一种变电站监控用智能巡检机器人。

实用新型内容

本实用新型提供了一种变电站监控用智能巡检机器人，目的在于既能减少配电房的人力物力的投入又能实时全面的对电气设备进行监控。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种变电站监控用智能巡检机器人，包括地基、导轨、导电槽、导电管、巡检机器人主体、底座、驱动轮、灭火罐、喷嘴、收线电机、处理主机、接触电刷、导线管、数据采集模块、以太网、通讯网关和后台服务器，所述导轨铺设在地基的表面，且导轨为内外两组，所述导电槽开设在地基的表面，且导电槽位于内外两组导轨之间，所述巡检机器人主体在导轨上；

所述巡检机器人主体的底部设置有底座，所述底座的底部设置有驱动轮，且驱动轮和底座组合而成巡检机器人主体的移动机构，所述移动机构与现有的轨道机器人移动机构相同，所述巡检机器人主体的顶部设置有灭火罐，所述巡检机器人主体的左侧壁铰接有喷嘴，且喷嘴与灭火罐的输出端通过导管相连通，所述巡检机器人主体的左侧壁上下两侧均固定有收线电机，且收线电机对称分布在喷嘴的上下两侧，所述收线电机的驱动端固定连接有拉索，且拉索的活动端与喷嘴相固定，所述巡检机器人主体的前侧壁设置有处理主机；

所述导电槽的内腔设置有导电管，且导电管的顶部开设有活动槽，所述导电管的内腔设置有与其相配合的接触电刷，所述接触电刷的顶部设置有导线管，所述导线管的顶部与底座的底部相固接，所述导线管与外部输电设备相连接，所述接触电刷通过导线与巡检机器人主体电性连接，且导线位于导线管内腔；

所述处理主机电性连接数据采集模块，所述处理主机信号连接以太网，所述以太网信号连接通讯网关，所述通讯网关电性连接后台服务器。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，所述导电槽的铺设形状与导轨的铺设形状相同。

基于上述技术特征，通过这种设计，可以便于巡检机器人主体在沿着导轨进行移动巡检时，可以保证导线管带动着接触电刷始终可以保持在导电管中进行移动，而接触电刷与导线管相接触，可以便于持续为巡检机器人主体进行供电。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，所述导线管与导电槽连接处设置有与导电槽相配合的限位滑块。

基于上述技术特征，通过限位滑块可以保持导线管的稳定性。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，所述导电槽贴近地基表面的一端内腔经过光滑处理。

基于上述技术特征，通过光滑处理可以降低限位滑块与导电槽之间的摩擦力，提高对导电槽的保护作用。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，所述信息采集模块应包含与安装在变电站门上的门禁控制器、对电缆进行检测的传感器信息采集模块、对变电站环境进行检测的环境监测单元、ZigBee接收器和分布安装在变电站内部和周围的网络摄像机，所述传感器信息采集模块包括母线测温监控传感器和电缆测温监控传感器，所述环境监测单元包括温湿度传感器、水位传感器、红外探测器、烟雾探测器、抽烟探测器和温度传感器，所述网络摄像机为网络型的可控摄像机。

基于上述技术特征，我们采用带有以太网的门禁控制器，可以将门禁的开合状态上送至后台服务器，同时也可受后台服务器的远程控制，针对于视频监控，我们采用网络型的可控摄像机，摄像机可以直接通过以太网连接到交换机上后后台监控进行通讯，一方面能把收集到的视频信息实时传递给后台，也能受后台的控制适时的转换监控角度，传感器信息采集模块中的母线测温监控传感器和电缆测温监控传感器分别对母线温度和电缆温度进行监测，通过环境监测单元中的温湿度传感器、水位传感器、红外探测器、烟雾探测器、抽烟探测器和温度传感器可以对变电站周围环境进行监控，通过母线测温监控，电缆测温监控、环境监控、安防监控等，实现动力环境各数据的检测和设备控制，实现动力环境最优化，避免发生故障。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，所述巡检机器人主体外壳采用柜体防护等级在IP30以上的材料制作而成。

基于上述技术特征，这样可以符合国家使用标准。

优选地，上述变电站监控用智能巡检机器人中，两组所述收线电机为转速相同的同步电机，且收线电机的转动方向相反。

基于上述技术特征，通过两组收线电机的转动，可以对拉索进行收卷和放松作用，再通过拉索可以对喷嘴的角度进行调节作用。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构设计合理，第一：既能减少配电房的人力物力的投入又能实时全面的对电气设备进行监控，降低了设备前期投入成本；

第二：可以进行人机交互，这样可以便于用户进行使用；

第三：巡检机器人主体沿着铺设的导轨进行移动，可以避免巡检机器人主体与变电站中的设备发生碰撞，提高巡检机器人主体的使用安全性；

第四：通过接触电刷与导电管的配合使用，可以无需对巡检机器人主体定期进行更换电池，可以降低巡检机器人主体出现电力不足的状况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的巡检机器人主体结构示意图；

图3为本实用新型的图2中A部结构放大示意图；

图4为本实用新型的控制***原理框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-地基、2-导轨、3-导电槽、301-导电管、4-巡检机器人主体、401-底座、402-驱动轮、403-灭火罐、404-喷嘴、405-收线电机、406-处理主机、5-接触电刷、6-导线管、7-数据采集模块、8-以太网、9-通讯网关、10-后台服务器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4所示，本实施例为一种变电站监控用智能巡检机器人，包括地基1、导轨2、导电槽3、导电管301、巡检机器人主体4、底座401、驱动轮402、灭火罐403、喷嘴404、收线电机405、处理主机406、接触电刷5、导线管6、数据采集模块7、以太网8、通讯网关9和后台服务器10。

地基1：为变电站地基，对设备和变电站进行支撑作用。

导轨2：对巡检机器人主体4进行导向限位作用，巡检机器人主体4沿着铺设的导轨2进行移动，可以避免巡检机器人主体4与变电站中的设备发生碰撞，提高巡检机器人主体4的使用安全性。

导电槽3：用于为巡检机器人主体4进行供电和限制导线管6进行移动。

导电管301：用于为巡检机器人主体4进行供电。

巡检机器人主体4：可以采用与传统导轨机器人结构相同的结构，降低研发成本。

底座401：用于对驱动机构进行固定安装和保护。

驱动轮402：用于与导轨2进行配合，使得巡检机器人主体4在导轨3上进行移动。

灭火罐403：用于储纳用于电力灭火的材料，在失火时为喷嘴提供灭火材料。

喷嘴404：喷嘴404上安装有电磁阀，通过喷嘴404可以将灭火材料喷射出，进行灭火作用。

收线电机405：通过两组收线电机405的转动，可以对拉索进行收卷和放松作用，再通过拉索可以对喷嘴404的角度进行调节作用。

处理主机406：用于对该变电站的信息进行采集汇总，并将其通过以太网传递给后台服务器10。

接触电刷5：接触电刷5通过导线管6随着巡检机器人主体4进行移动，且接触电刷5与导电管301配合来达到对巡检机器人主体4进行输电作用。

导线管6：用于对导线进行保护，且可以带动这接触电刷5进行移动。

数据采集模块7：用于对变电站中的信息进行采集。

以太网8：作为信息传递的传递工具。

通讯网关9：通讯网关9即通常所讲的通讯管理机，我们采用GPRS模块和串口服务器可以根据用户的需求将环境参数远距离传送至手机客户端或者电脑客户端。

后台服务器10：用于管理人员对变电站传递来的数据进行分析处理。

本实用新型的一种具体实施，在使用时，巡检机器人主体4沿着导轨2对变电站中的设备进行巡检作用，在发生失火时，可以便于巡检机器人主体4移动到灭火位置，通过两组收线电机405的转动，可以对拉索进行收卷和放松作用，再通过拉索可以对喷嘴404的角度进行调节作用，通过打开喷嘴404上的电磁阀，灭火罐403通过导管向喷嘴404输送灭火材料，再由喷嘴404将灭火材料喷射出，对变电站中的设备进行灭火作用，巡检机器人主体4在导轨2上移动时，接触电刷5在导电槽3中的导电管301内腔进行移动，接触电刷5始终与导电管301内腔侧壁相接触，通过与接触电刷5连接的导线向巡检机器人主体4进行供电作用，巡检机器人主体4通过数据采集模块7对监测数据进行采集，采集后的数据通过以太网8传递给通讯网关9，再有通讯网关9传递给后台服务器10，管理人员通过后台服务器10对信息进行处理分析。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：包括地基、导轨、导电槽、导电管、巡检机器人主体、底座、驱动轮、灭火罐、喷嘴、收线电机、处理主机、接触电刷、导线管、数据采集模块、以太网、通讯网关和后台服务器，所述导轨铺设在地基的表面，且导轨为内外两组，所述导电槽开设在地基的表面，且导电槽位于内外两组导轨之间，所述巡检机器人主体在导轨上；

所述巡检机器人主体的底部设置有底座，所述底座的底部设置有驱动轮，且驱动轮和底座组合而成巡检机器人主体的移动机构，所述移动机构与现有的轨道机器人移动机构相同，所述巡检机器人主体的顶部设置有灭火罐，所述巡检机器人主体的左侧壁铰接有喷嘴，且喷嘴与灭火罐的输出端通过导管相连通，所述巡检机器人主体的左侧壁上下两侧均固定有收线电机，且收线电机对称分布在喷嘴的上下两侧，所述收线电机的驱动端固定连接有拉索，且拉索的活动端与喷嘴相固定，所述巡检机器人主体的前侧壁设置有处理主机；

所述导电槽的内腔设置有导电管，且导电管的顶部开设有活动槽，所述导电管的内腔设置有与其相配合的接触电刷，所述接触电刷的顶部设置有导线管，所述导线管的顶部与底座的底部相固接，所述导线管与外部输电设备相连接，所述接触电刷通过导线与巡检机器人主体电性连接，且导线位于导线管内腔；

所述处理主机电性连接数据采集模块，所述处理主机信号连接以太网，所述以太网信号连接通讯网关，所述通讯网关电性连接后台服务器。

2.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：所述导电槽的铺设形状与导轨的铺设形状相同。

3.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：所述导线管与导电槽连接处设置有与导电槽相配合的限位滑块。

4.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：所述导电槽贴近地基表面的一端内腔经过光滑处理。

5.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：信息采集模块应包含与安装在变电站门上的门禁控制器、对电缆进行检测的传感器信息采集模块、对变电站环境进行检测的环境监测单元、ZigBee接收器和分布安装在变电站内部和周围的网络摄像机，所述传感器信息采集模块包括母线测温监控传感器和电缆测温监控传感器，所述环境监测单元包括温湿度传感器、水位传感器、红外探测器、烟雾探测器、抽烟探测器和温度传感器，所述网络摄像机为网络型的可控摄像机。

6.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人主体外壳采用柜体防护等级在IP30以上的材料制作而成。

7.根据权利要求1所述的变电站监控用智能巡检机器人，其特征在于：两组所述收线电机为转速相同的同步电机，且收线电机的转动方向相反。