CN105894603A - 一种一机多站巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种一机多站巡检系统，包括：至少一巡检机器人，用以巡检至少两个变电站，并发送巡检数据，在每个所述巡检机器人上设置有标记物件；控制总机，根据巡检数据生成监控数据，以监控每个巡检机器人所巡检的变电站；以及通讯调配车，用以在不同变电站之间转运巡检机器人；通讯调配车上设有升降机和控制装置，第一传感器和所述第二传感器感应到所述巡检机器人上的标记物件而分别生成感应信号，控制装置响应于第N次的感应信号而控制升降机展开以形成巡检机器人上下车体的通道，控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制升降机收起，N为正整数。本发明实现一个巡检机器人巡检多个变电站，保证机器人能够被更加充分利用地投入至运维工作。

Description

一种一机多站巡检系统

技术领域

本发明涉及变电站巡检领域，特别涉及的是一种一机多站巡检系统。

背景技术

变电站(Substation)是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站的设备需要日常的巡检与维护，传统的方式是通过作业人员去现场进行巡检，但是存在浪费人力的问题，另外由于变电站产生强电，作业人员的不小心有可能导致触电等危害。因而现有的改进方式是通过巡检机器人来实现自动化的变电站巡检，但是依然存在不足，巡检机器人的活动范围有限，只能巡检一个地区的变电站，造成机器人资源的不充分利用或者说是浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一机多站巡检系统，实现一个巡检机器人巡检多个变电站，保证机器人能够被更加充分利用地投入至运维工作。

为解决上述问题，本发明提出一种一机多站巡检系统，包括：

至少一巡检机器人，每个巡检机器人用以巡检至少两个变电站，并发送其在各变电站巡检而生成的巡检数据，在每个所述巡检机器人上设置有标记物件；

控制总机，接收每个所述巡检机器人的巡检数据，用以根据巡检数据生成监控数据，以监控每个巡检机器人所巡检的变电站；以及

通讯调配车，用以在不同变电站之间转运所述巡检机器人；

其中，所述通讯调配车上设有升降机和用以控制所述升降机展开收起的控制装置，所述通讯调配车的车体内、外分别设有第一传感器、第二传感器；所述第一传感器和所述第二传感器感应到所述巡检机器人上的标记物件而分别生成感应信号，并传输给所述控制装置；所述控制装置响应于第N次的感应信号而控制所述升降机展开以形成所述巡检机器人上下车体的通道，所述控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制所述升降机收起，N为正整数。

根据本发明的一个实施例，所述巡检机器人内存储有需巡检的每个变电站的地图及每个变电站的巡检路线。

根据本发明的一个实施例，所述巡检机器人通过自学习获得所述需巡检的每个变电站的地图；所述每个变电站根据所需形成的地图而在站内各处布置多个地理标记件，所述巡检机器人上设置有能够探测到所述地理标记件的激光雷达传感器，所述巡检机器人通过在站内行走多次而使得激光雷达传感器探测到各处的地理标记件，从而形成地图。

根据本发明的一个实施例，所述巡检机器人将自学习获得的地图发送给所述控制总机，以在所述控制总机上根据地图配置机器人的巡检路线；所述控制总机将所述巡检路线发送给所述巡检机器人。

根据本发明的一个实施例，所述升降机为折叠升降平台；在所述升降平台上设置有第三传感器，用以感应到所述巡检机器人上的标记物件而生成升降感应信号，并将所述升降感应信号传输给所述控制装置；所述控制装置响应于第N次的感应信号而控制所述升降机展开下降以形成所述巡检机器人上下车体的通道，所述控制装置响应于所述升降感应信号而控制所述升降机升降，所述控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制所述升降机折叠。

根据本发明的一个实施例，所述通讯调配车的车体内设置有至少一用以固定所述巡检机器人的机器人固定座。

根据本发明的一个实施例，所述通讯调配车的车体内设置有和所述机器人固定座数目相同的充电装置，充电装置和机器人固定座一一对应且对应的两者之间具有设定的相对位置关系，所述充电装置包括：充电箱，内置在所述充电箱的充电集成电路板，固定在所述充电箱一侧面上的绝缘固定座，以及间隔排布设置在所述绝缘固定座上的三个金属弹片；每个金属弹片包括平面部、和一体成型在平面部的一端的坡面部，所述平面部的另一端朝向所述充电箱固定且电性连接到所述充电集成电路板，所述坡面部的自由端靠近或接触所述绝缘固定座的上表面。

根据本发明的一个实施例，所述三个金属弹片分别为正极金属弹片、负极金属弹片和信号金属弹片；所述正极金属弹片、所述负极金属弹片分别电性连接到所述充电集成电路板的充电回路中；所述信号金属弹片电性连接到所述充电集成电路板的信号检测电路，所述信号检测电路响应于所述信号金属弹片产生的信号而生成一提示信号，所述信号检测电路的提示信号通过信号引出线引出到所述充电箱之外的控制装置中，所述控制装置根据所述提示信号生成一充电控制信号；所述充电回路中设有充电开关，所述充电开关由所述充电控制信号控制导通或截止。

根据本发明的一个实施例，在所述控制装置中还设有控制所述充电控制信号是否输出至充电开关的控制端的输出控制单元。

根据本发明的一个实施例，所述金属弹片的非朝向所述充电箱固定连接的部位在所述绝缘固定座上方一定空间内可上下运动。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：通过通讯调配车转运巡检机器人，以使巡检机器人的活动范围不再局限于一个变电站中，可以在多个变电站之间转移，因此巡检机器人可以用来巡检多个变电站，巡检机器人在巡检之后将巡检数据发送给控制总机，控制总机从而可以集中监控多个变电站的情况，实现了一机多站的巡检方式，提高了巡检机器人的利用率，同时还可以集中进行监控变电站，不仅如此，在通讯调配车上设置了升降机、控制装置和用来感应机器人的第一传感器、第二传感器，通过第一传感器和第二传感器感应到机器人是否需要进出车体内，控制装置根据相应的感应信号而控制升降机的展开收起，以便机器人自动上下车体。

附图说明

图1是本发明实施例的一机多站巡检系统的结构框图；

图2是本发明实施例的通讯调配车的结构示意图；

图3是本发明实施例的充电装置的结构示意图。

图中标记说明：

1-巡检机器人，2-控制总机，3-通讯调配车，A-变电站，B-变电站，11-车体，111开口部，12-机器人固定座，13-升降机，14-微气象仪，15-天线，16-倒伏机构，17-折叠工作台，21-充电箱，211-散热孔，212-安装孔，22-绝缘固定座，23-正极金属弹片，231-平面部，232-坡面部，24-负极金属弹片，25-信号金属弹片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1，本实施例的一机多站巡检系统，包括：至少一巡检机器人1，控制总机2和通讯调配车3，可以实现一机多站式巡检，充分发挥现有巡检机器人性能，对巡维中心所管辖区域变电站进行全覆盖，替代运行人员部分日常巡视工作，更利于管辖变电站无人化的运维，进一步提高变电站运维自动化水平。

巡检机器人1的数目可以根据实际需要巡检的变电站数目、以及通讯调配车3的容量而定，当然，通讯调配车3的数目同样可以不止一辆。

现有巡检机器人由于活动范围有限，因而被设置为只能一个变电站，在本实施例中，每个巡检机器人1可以巡检至少两个变电站(图中示出A和B)，可以理解，本实施例的巡检机器人1不同时巡检两个变电站，而是在两个变电站之间转移，依次巡检。巡检机器人1在每个变电站巡检均会生成相应的巡检数据，巡检方式可以和现有巡检机器人巡检方式相同，巡检之后将巡检数据发送给控制总机2。

控制总机2接收每个巡检机器人1每次巡检所获得的巡检数据，根据巡检数据生成监控数据，以监控每个巡检机器人1所巡检的变电站。控制总机2可以具备有显示器、输入输出装置等，从而可以将监控数据输出以便观察分析。

通讯调配车3可以用来运输巡检机器人1，在不同变电站之间转运巡检机器人，例如从变电站A转运到变电站B，车体11内可以用来容纳至少一个巡检机器人1。

巡检机器人1和控制总机2均设置有通信装置或通信模块，两者之间可以进行通信，巡检机器人1也得以将巡检数据发送给控制总机2。当然，较佳的，巡检机器人1、控制总机2和通讯调配车3之间均是可以相互通信的。

本实施例的通讯调配车3不同于传统的用来运送货物或者人的车，通讯调配车3上设有升降机13、控制装置、第一传感器和第二传感器(图中未示出)。控制装置可以控制升降机13展开收起，第一传感器、第二传感器分别设置在通讯调配车3的车体11内、车体11外，更具体的，第一传感器设置在车体11的用来供巡检机器人1进出的开口部111的内侧，而第二传感器则在开口部111的外侧，开口部111例如是通常用来设置车门的车框。

在本实施例中，在每个巡检机器人1上均设置有标记物件，第一传感器和第二传感器能够感应到标记物件，从而能够感应到处于相应的位置的巡检机器人1，当第一传感器感应到标记物件，则表明巡检机器人1处于车体11开口部111的内侧，第二传感器感应到标记物件，则表明巡检机器人1处于车体11开口部11的外侧。第一传感器、第二传感器例如是光电传感器、测距传感器等，标记物件是相应能够被传感器感应到的物件。

第一传感器和第二传感器感应到巡检机器人1上的标记物件而分别生成感应信号，两者产生的感应信号实时传输给控制装置，两个传感器产生的感应信号的信号形式可以相同，而由于巡检机器人1上下车体11的时间是有先后的，两个传感器的感应信号生成的时间点不同，控制装置会先后收到感应信号。

控制装置响应于第N次的感应信号而控制升降机13展开以形成巡检机器人1上下车体11的通道，控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制升降机13收起，N为正整数。具体来说，通常一个站点只会上下一个巡检机器人1，当巡检机器人1出现在车体11开口部111的外侧时，第二传感器会感应到标记物件而生成一个感应信号。控制装置接收到该感应信号则控制升降机13展开。巡检机器人1走进车体11内到达车体11开口部111的内侧时，第一传感器会感应到标记物件而生成一个感应信号。控制装置因而又接收到一个感应信号，将原来控制升降机13展开的信号取反，控制升降机13收起，反之，巡检机器人走出车体也是相同，第一传感器会先生成一个感应信号传输给控制装置以控制升降机展开.巡检机器人1走下车体之后，第二传感器会接着生成一个感应信号传输给控制装置以控制升降机13收起。升降机13还可通过人工操作进行控制，以实现批量巡检机器人1的上下车体11。

在一个实施例中，巡检机器人1内存储有需巡检的每个变电站的地图及每个变电站的巡检路线。变电站的地图标记了各巡检点(待检测的设备、装置、部件等)及环境点，巡检机器人1按照巡检路线对路线上的巡检点进行检查。

巡检机器人1可以通过自学习获得需巡检的每个变电站A和B的地图。每个变电站根据所需形成的(规划)地图，在站内各处布置多个地理标记件，这些地理标记件可以标记巡检点或环境点，巡检机器人1上设置有能够探测到地理标记件的激光雷达传感器，巡检机器人1通过在站内行走多次而使得激光雷达传感器探测到各处的地理标记件，从而形成地图。巡检机器人1行走过程中，每次探测到地理标记件后会对该位置点进行记录，获得全部这些位置点后可以获得相对位置关系，从而形成整张地图。

巡检机器人1通过自学习形成地图之后，将地图发送给控制总机2，控制总机2上可以根据地图配置巡检机器人1的巡检路线，具体可以人工配置每个变电站的巡检路线，控制总机将巡检路线发送给巡检机器人1，从而巡检机器人1可以根据该巡检路线行走及检测。

在一个较佳的实施例中，升降机13为折叠升降平台。在升降平台上设置有第三传感器，第三传感器用来感应巡检机器人1上的标记物件，在感应到标记物件时生成升降感应信号，并将升降感应信号传输给控制装置。控制装置响应于第N次的感应信号而控制升降机13展开下降，以形成巡检机器人1上下车体11的通道，控制装置响应于升降感应信号而控制升降机13升降，升降的高度例如使得该巡检机器人1上下车体11的通道和车体11内底面平行，从而便于巡检机器人1行走至升降机13的平台上，控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制升降机13折叠。

较佳的，通讯调配车3的车体11内设置有至少一用以固定巡检机器人1的机器人固定座12，进入车体11内的巡检机器人1由相应机器人固定座12来固定，避免车辆行驶过程中颠簸造成巡检机器人的活动而易被损坏的问题。

通讯调配车3的车体11内设置有和机器人固定座12数目相同的充电装置，充电装置和机器人固定座12一一对应且对应的两者之间具有设定的相对位置关系。

参看图3，充电装置包括：充电箱21，内置在充电箱21的充电集成电路板(图中未示出)，固定在充电箱21一侧面上的绝缘固定座22，以及间隔排布设置在绝缘固定座22上的三片金属弹片23、24和25。充电集成电路板可以包括常规的充电回路，充电回路是目前较为成熟的用来充电的电路，因而在此不做赘述。

其中，每个金属弹片包括平面部、和一体成型在平面部的一端的坡面部，换言之，金属弹片是弯折的，弯折的角度呈钝角。从上俯视则金属弹片呈矩形面，从侧面观察则金属弹片呈钝角形状。平面部231(以正极金属弹片为例)的另一端(和坡面部232连接的那端的相对端)朝向充电箱21固定且电性连接到充电集成电路板，坡面部232的自由端靠近或接触绝缘固定座22的上表面。也就是说，金属弹片仅一端被固定，另一端自由，该自由端属于坡面部232。

由于金属弹片具有平面部和坡面部(平面部是金属弹片的具有平面的一个部分，坡面部是金属弹片具有平面的另一个部分，只是坡面部的平面相对倾斜，因而称作坡面部)，因而当巡检机器人1的电极接触金属弹片时，活动范围不再局限于一平面，而是可以下移到坡面部且能够在坡面部上移动，因而可以适应车辆的颠簸情况，在颠簸过程中，巡检机器人1和充电装置可能存在一定的抖动，通过坡面部的缓冲可以保证在一定颠簸情况下，巡检机器人1的电极可以持续接触金属弹片，从而正常充电。金属弹片本身具有一定的弹性，因而机器人的电极可对金属弹片上下弹性按压而不离开金属弹片表面，可以进一步保证颠簸情况下的正常充电。

在一个实施例中，金属弹片的非固定连接充电箱21的部位在绝缘固定座22上方一定空间内可上下运动。换言之，金属弹片除了固定连接充电箱21的部位不能动，其余部分和绝缘固定座22之间具有一定的间隙，从而金属弹片可在绝缘固定座22上方上下运动，在车辆颠簸情况下，巡检机器人1电极接触金属弹片且可在一定范围内作缓冲，进一步保证巡检机器人1在颠簸时依然正常充电。

具体的，三个金属弹片分别为正极金属弹片23、负极金属弹片24和信号金属弹片25。正极金属弹片23、负极金属弹片24分别电性连接到充电集成电路板的充电回路中；信号金属弹片25电性连接到充电集成电路板的信号检测电路。

充电集成电路板除了集成有充电回路外，还集成有信号检测电路，且信号金属弹片电性连接到信号检测电路，信号检测电路用于接收信号金属弹片传过来的信号，然后将信号转换(或者也可不转换)形成提示信号后输出给外部的控制装置(图中未示出)，当然，充电集成电路设有信号引出线，充电箱21上也相应设置有信号引出孔，信号引出线用于充电集成电路和控制装置间的信号传递，其中可以包裹有若干信号线或电源线等。换言之，信号检测电路响应于信号金属弹片25产生的信号而生成一提示信号，信号检测电路的提示信号通过信号引出线引出到充电箱21之外的控制装置中。

控制装置接收到提示信号后，会根据提示信号生成一充电控制信号，该充电控制信号反馈给充电回路，充电回路中设有充电开关，充电开关由充电控制信号控制导通或截止。相应的，在巡检机器人1上同样设有三个电极，其中两个用来接触正极金属弹片23和负极金属弹片24实现充电，另外一个电极用来接触信号金属弹片25，巡检机器人1的三个电极位置和充电装置的金属弹片位置相互对应，从而巡检机器人固定后，信号金属弹片25便可获得巡检机器人1该另外一个电极的信号，以表明巡检机器人1做好充电准备。

由于金属弹片裸露在外，因而若充电回路在金属弹片接上电极后便可工作，容易在金属弹片误连接的情况下产生充电回路短路，可能导致火灾等事故。因此，在充电回路中设置了充电开关，例如是设置在充电回路中的开关管，控制端由充电控制信号控制，由控制装置根据提示信号来生成充电控制信号可以判别是否是误连接，保证充电的安全性。

在一个实施例中，充电装置固定在车体11内，在图1中，充电装置上设置有安装孔212，用来连接车体11内的固定部位。在巡检机器人1进入车内并固定于车体11内后，巡检机器人1的正负电极分别抵靠于正极金属弹片23的坡面部、负极金属弹片24的坡面部，巡检机器人1的信号触发电极抵靠于信号金属弹片25的坡面部，由于是抵靠而非固定连接，因而电极可在坡面部上移动。充电装置的固定位置和机器人的固定位置之间具有设定的相对位置关系。

较佳的，在控制装置中还设有控制充电控制信号是否输出至充电开关的控制端的输出控制单元。输出控制单元进行控制的依据信号例如可以为温湿度传感器、烟雾传感器所测得的数据。

较佳的，充电箱21的基材为金属材料，充电箱21上开设有多个散热孔，有利于充电过程中的散热。

可选的，在车体11外部设置有微气象仪14，在图2中，微气象仪14设置在车体11的顶端，测量的部位裸露在外，微气象仪14探测的气象数据传输给控制装置以控制车体11内的巡检机器人1的出行，根据微气象仪14探测的天气情况，巡检机器人1可以选择在较佳的天气中出去巡检，而在恶劣天气下避免出去，可以延长巡检机器人1的使用寿命。

可选的，在车体11顶端外部安装有天线15，例如可以采用TQJ-2400玻璃钢全向天线，垂直面波瓣宽度5.5°，天线长度580mm，支撑杆直径40～50mm。进一步的，天线15设置在倒伏机构16上，倒伏机构16由控制装置控制而将天线15竖起或倒下，或者倒伏机构16由人工控制而将天线15竖起或倒下。通过倒伏机构16可使得天线15在需要时才竖起，在不需要使用时倒下，起到对天线15的保护作用。

继续参看图2，在车体11内还设置有用于容置控制装置和通信设备的折叠工作台17，通信设备通过天线15收发信号。采用折叠工作台17可以合理布局安置相应的设备，既节省空间又能提高操作人员的舒适度。微气象仪14、天线15和通信设备，可由通讯调配车3随时调运至无人变电站，快速形成通信系统和气象监测系统，极大的节省实施时间。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种一机多站巡检系统，其特征在于，包括：

至少一巡检机器人，每个巡检机器人用以巡检至少两个变电站，并发送其在各变电站巡检而生成的巡检数据，在每个所述巡检机器人上设置有标记物件；

控制总机，接收每个所述巡检机器人的巡检数据，用以根据巡检数据生成监控数据，以监控每个巡检机器人所巡检的变电站；以及

通讯调配车，用以在不同变电站之间转运所述巡检机器人；

其中，所述通讯调配车上设有升降机和用以控制所述升降机展开收起的控制装置，所述通讯调配车的车体内、外分别设有第一传感器、第二传感器；所述第一传感器和所述第二传感器感应到所述巡检机器人上的标记物件而分别生成感应信号，并传输给所述控制装置；所述控制装置响应于第N次的感应信号而控制所述升降机展开以形成所述巡检机器人上下车体的通道，所述控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制所述升降机收起，N为正整数。

2.如权利要求1所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述巡检机器人内存储有需巡检的每个变电站的地图及每个变电站的巡检路线。

3.如权利要求2所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述巡检机器人通过自学习获得所述需巡检的每个变电站的地图；所述每个变电站根据所需形成的地图而在站内各处布置多个地理标记件，所述巡检机器人上设置有能够探测到所述地理标记件的激光雷达传感器，所述巡检机器人通过在站内行走多次而使得激光雷达传感器探测到各处的地理标记件，从而形成地图。

4.如权利要求3所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述巡检机器人将自学习获得的地图发送给所述控制总机，以在所述控制总机上根据地图配置机器人的巡检路线；所述控制总机将所述巡检路线发送给所述巡检机器人。

5.如权利要求1所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述升降机为折叠升降平台；在所述升降平台上设置有第三传感器，用以感应到所述巡检机器人上的标记物件而生成升降感应信号，并将所述升降感应信号传输给所述控制装置；所述控制装置响应于第N次的感应信号而控制所述升降机展开下降以形成所述巡检机器人上下车体的通道，所述控制装置响应于所述升降感应信号而控制所述升降机升降，所述控制装置响应于第N+1次的感应信号而控制所述升降机折叠。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述通讯调配车的车体内设置有至少一用以固定所述巡检机器人的机器人固定座。

7.如权利要求6所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述通讯调配车的车体内设置有和所述机器人固定座数目相同的充电装置，充电装置和机器人固定座一一对应且对应的两者之间具有设定的相对位置关系，所述充电装置包括：充电箱，内置在所述充电箱的充电集成电路板，固定在所述充电箱一侧面上的绝缘固定座，以及间隔排布设置在所述绝缘固定座上的三个金属弹片；每个金属弹片包括平面部、和一体成型在平面部的一端的坡面部，所述平面部的另一端朝向所述充电箱固定且电性连接到所述充电集成电路板，所述坡面部的自由端靠近或接触所述绝缘固定座的上表面。

8.如权利要求7所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述三个金属弹片分别为正极金属弹片、负极金属弹片和信号金属弹片；所述正极金属弹片、所述负极金属弹片分别电性连接到所述充电集成电路板的充电回路中；所述信号金属弹片电性连接到所述充电集成电路板的信号检测电路，所述信号检测电路响应于所述信号金属弹片产生的信号而生成一提示信号，所述信号检测电路的提示信号通过信号引出线引出到所述充电箱之外的控制装置中，所述控制装置根据所述提示信号生成一充电控制信号；所述充电回路中设有充电开关，所述充电开关由所述充电控制信号控制导通或截止。

9.如权利要求8所述的一机多站巡检系统，其特征在于，在所述控制装置中还设有控制所述充电控制信号是否输出至充电开关的控制端的输出控制单元。

10.如权利要求7所述的一机多站巡检系统，其特征在于，所述金属弹片的非朝向所述充电箱固定连接的部位在所述绝缘固定座上方一定空间内可上下运动。