用于变电站设备巡检的机器人

1.一种用于变电站设备巡检的机器人，它包括有移动机器人、无线局域网和监控中心，其特征在于：在移动机器人上设置有工控电脑和外围设备，外围设备包括有非接触式检测装置和外围传感装置，外围传感装置采集外部环境信息发送至工控电脑，工控电脑通过接收到的外部环境信息进行路径规划再控制移动机器运行，并且控制非接触式检测装置对变电站进行检测。
2.如权利要求1所述的用于变电站设备巡检的机器人，其特征在于：所述移动机器人包括有移动本体（4）、控制板、碰撞缓冲器（11）、声纳环（3）和惯性导航系统，控制板、碰撞缓冲器（11）、声纳环（3）和惯性导航系统均安装在移动本体（4）上，惯性导航系统、碰撞缓冲器（11）和声纳环（3）与控制板电连接。
3.如权利要求2所述的用于变电站设备巡检的机器人，其特征在于：惯性导航系统包括有均与控制板相连的电子罗盘、陀螺仪和里程计。
4.如权利要求1 、2或3所述的用于变电站设备巡检的机器人，其特征在于：外围传感装置包括有与工控电脑连接的视频服务器（5）、全向拾音器（6）、激光扫描仪（1）和红外摄像机（10），所述全向拾音器（6）、激光扫描仪（1）和红外摄像机（10）均与视频服务器（5）连接。
5.权利要求4所述的用于变电站设备巡检的机器人，其特征在于：非接触式检测装置包括有安装在车载云台（8）上的红外热成像仪（9），车载云台（8）安装在移动本体（4）上，车载云台（8）的电机通过解码器与视频服务器（5）连接，解码器与红外摄像机（10）相连，红外热成像仪（9）与视频服务器（5）相连。
6.如权利要求5所述的用于变电站设备巡检的机器人，其特征在于：解码器设置在车载云台内（8），红外摄像机（10）安装在车载云台（8）上。
7.如权利要求1、2 、3、5或6所述的用于变电站设备的巡检的机器人，其特征在于：所述无线局域网包括有无线AP和全向天线，全向天线通过无线AP与工控电脑连接。
8.如权利要求2或3所述的用于变电站设备的巡检机器人，其特征在于：在移动本体（4）上还设置有扩音器（2），扩音器（2）与视频服务器（5）连接。
9.如权利要求2或3所述的用于变电站设备的巡检机器人，其特征在于：在移动本体（4）上还设置有充电装置（12）。

用于变电站设备巡检的机器人\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种自动巡检设备，特别是一种变电站的自动巡检设备。\n背景技术\n[0002] 随着电力工业的快速发展，对分布复杂、范围广的电力系统做经济、可靠的检测维护任务也在不断加重。高压架空输电线路作为电力运输的生命线，经历了望远镜巡线、直升机巡线到使用机器人进行自动巡检的变革，得到了社会及电力研究者的充分关注。\n[0003] 然而目前的巡检机器人需要工作人员进行远程时时操控才能完成巡检工作，当值班人员不便巡检的时间和环境下，巡检机器人无法自主按照设定路线对室外高压设备进行巡检，以确保少人和无人值守变电路的防火、防盗以及设备运行、发热事故直观情况及波及范围等的掌握。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的目的就是提供一种用于变电站设备巡检的机器人，它可以在无人远程控制的情况下自主巡检，及时、可靠的反映变电站工作情况。\n[0005] 本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有移动机器人、无线局域网和监控中心，在移动机器人上设置有工控电脑和外围设备，外围设备包括有非接触式检测装置和外围传感装置，外围传感装置采集外部环境信息发送至工控电脑，工控电脑通过接收到的外部环境信息进行路径规划再控制移动机器运行，并且控制非接触式检测装置对变电站进行检测。\n[0006] 进一步，所述移动机器人包括有移动本体、控制板、碰撞缓冲器、声纳环和惯性导航系统，控制板、碰撞缓冲器、声纳环和惯性导航系统均安装在移动本体上，惯性导航系统、碰撞缓冲器和声纳环与控制板电连接。\n[0007] 进一步，惯性导航系统包括有均与控制板相连的电子罗盘、陀螺仪和里程计。\n[0008] 进一步，外围传感装置包括有与工控电脑连接的视频服务器、全向拾音器、激光扫描仪和红外摄像机，所述全向拾音器、激光扫描仪和红外摄像机均与视频服务器连接。\n[0009] 进一步，非接触式检测装置包括有安装在车载云台上的红外热成像仪，车载云台安装在移动本体上，车载云台的电机通过解码器与视频服务器连接，解码器与红外摄像机相连，红外热成像仪与视频服务器相连。\n[0010] 进一步，解码器设置在车载云台内，红外摄像机安装在车载云台上。\n[0011] 进一步，所述无线局域网包括有无线AP和全向天线，全向天线通过无线AP与工控电脑连接。\n[0012] 进一步，在移动本体上还设置有扩音器，扩音器与视频服务器连接。\n[0013] 进一步，在移动本体上还设置有充电装置。\n[0014] 由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：\n[0015] 在值班人员不便巡视的时间和环境下，无需人员参与自主按照设定路线对室外高压设备进行巡检，以确保少人和无人值守变电站的防火、防盗以及设备运行、发热、事故直观情况等，避免延误处理而发生严重事故。\n[0016] 本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。\n附图说明\n[0017] 本实用新型的附图说明如下。\n[0018] 图1为本实用新型电路系统框图。\n[0019] 图2为本实用新型结构示意图。\n[0020] 图3为图2俯视图。\n[0021] 图中：1.激光扫描仪；2.扩音器；3.声纳环；4.移动本体；5.视频服务器；6.全向拾音器；7.全向天线；8.车载云台；9.红外热成像仪；10.红外摄像机；11.碰撞缓冲器；\n12.充电装置。\n具体实施方式\n[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。\n[0023] 如图1所示，一种用于变电站设备巡检的机器人，它包括有移动机器人、无线局域网和监控中心，在移动机器人上设置有工控电脑和外围设备，外围设备包括有非接触式检测装置和外围传感装置，外围传感装置采集外部环境信息发送至工控电脑，工控电脑通过接收到的外部环境信息进行路径规划再控制移动机器运行，并且控制非接触式检测装置对变电站进行检测。\n[0024] 工作时，工作人员通过监控中心设定移动机器人的工作时间，到工作时间时，监控中心通过无线局域网自动向移动机器人发出工作指令，移动机器人在收到工作指令后按照预先在工控电脑内存储的路线进行巡检，由于路面障碍情况每天均不完全相同，外围传感装置实时采集路面信息，并传送至工控电脑进行分析，工控电路根据路面障碍情况进行路径规划和完成动态避障，当移动机器人到达需要巡检的变电站时，非接触式检测装置对变电站运行情况进行检测，并通过工控电脑分析，对所采集到的信息进行归类，对于变电站的运行故障进行自动排除、预警或通过无线局域网传回监控中心交由工作人员进行处理。\n[0025] 如图1、图2所示，所述移动机器人包括有移动本体4、控制板、碰撞缓冲器11、声纳环3和惯性导航系统，控制板、碰撞缓冲器11、声纳环3和惯性导航系统均安装在移动本体\n4上，惯性导航系统、碰撞缓冲器11和声纳环3与控制板电连接。\n[0026] 控制板用于数据收集处理，并将处理后的数据传送至工控电脑；工控电脑向控制板发出行动指令，并控制移动本体4移动距离和方向；当移动本体4撞到障碍物后，障碍物对碰撞缓冲器11施加压力，碰撞缓冲器11明确移动本体4与障碍物发生碰撞，并通过控制板告知工控电脑与障碍物发生碰撞，交由工控电脑记算出应对方式；在移动本体4移动时，声纳环3检测通过无线电波检测移本体四周的障碍物，并测出障碍物与移动本体4之间的距离和方向，通过控制板传送至工控电脑，进行动态避障；惯性导航系统是一种不依赖于外部信息，也不向外部辐射能量的自主式导航系统，它通过统计移动本体4移动的距离和方向，对移动本体4进行自定位，并将位置信息通过控制板传输至工控电脑。移动本体4可以选用ActivMedia公司的Pioneer3-AT平台，控制板可以采用PenesasSH2微处理器设计的控制板。\n[0027] 如图1所示，惯性导航系统包括有均与控制板相连的电子罗盘、陀螺仪和里程计。\n[0028] 控制板用于数据收集处理，并将处理后的数据传送至工控电脑；电子罗盘利用地磁场来定北极，用于修正机器人的运行方向；陀螺仪用于测量机器人的航向角及偏转角速度；里程计利用光电编码器测量每个车轮的转动角度，计算出相应车轮的转动速度，并推算出机器人的移动距离。通过该三个传感器的配合使用，可确定机器人的位姿(距离和方向)变化。\n[0029] 如图1、图2、图3所示，外围传感装置包括有与工控电脑连接的视频服务器5、全向拾音器6、激光扫描仪1和红外摄像机10，所述全向拾音器6、激光扫描仪1和红外摄像机\n10均与视频服务器5连接。\n[0030] 视频服务器5用于数据格式的转化，将外围设备的数据进行解码编码，转换成工控电脑所能处理的数据，并将工控电脑发出的控制指令转换为外围设备能处理的数据编码；全向拾音器6通过音频接口与视频频服务器连接，采集周围声音信息，通过音频接口将数据传给视频服务器5；激光扫描仪1可以是德国SICK公司生产的LMS200，通过RS232串口与工控电脑连接，将扫描到的外部情况通过视频服务器5传到工控电脑；红外摄像机10通过视频接口与视频服务器5连接，将采集到的周围环境视频数据传给视频服务器5，视频服务器5再传到工控电脑，建立环境地图。\n[0031] 如图1、图2、图3所示，非接触式检测装置包括有安装在车载云台8上的红外热成像仪9，车载云台8安装在移动本体4上，车载云台8的电机通过解码器与视频服务器5连接，解码器与红外摄像机10相连，红外热成像仪9与视频服务器5相连。\n[0032] 红外热成像仪9固定在车载云台8上，跟随车载云台8的转动而转动，并通过视频接口与视频服务器5连接，将变电站的视频数据传给视频服务器5编码再传送至工控电脑进行分析，完成对变电站的检测，解码器与视频服务器5通信，使用云台协议为标准PELOC-D协议，解码器对视频服务器5传来的命令进行解码，分别用于控制云台的水平旋转和俯仰运动，以及对红外摄像机10的变焦。 \n[0033] 如图2、图3所示解码器设置在车载云台8内，红外摄像机10安装在车载云台8上，也可以都安装在移动本体4上的其它位置。\n[0034] 所述无线局域网包括有无线AP和全向天线，全向天线通过无线AP与工控电脑连接。完成工控电脑与监控平台的通信，在必要时候工作人员还可以通过无线局域网对工控电脑发送指令，进行远程操控。\n[0035] 如图1所示，在移动本体4上还设置有扩音器2，扩音器2与视频服务器5连接。\n[0036] 在移动本体4上还设备有充电装置12。当本实用新型电量不足时，可以自动转入充电模式，根据记录的充电器位置规划运行路径，完成充电后再进行巡检。\n[0037] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。