CN108996342A - 面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及方法，包括指令控制模块和自动按键模块；所述自动按键模块包括自制按键和动力部分；所述自制按键与原电梯按键一一对应，并覆盖在所述原电梯按键上；所述动力部分与所述自制按键一一对应，包括舵机和凸轮，所述凸轮固定在所述舵机的转轴上随所述转轴转动以触发所述原电梯按键，每个所述舵机均与所述指令控制模块相连接。本发明简化了结构和控制方法，提高了系统的可实现性和实用性，在不影响人们正常使用手动按压电梯楼层按键的前提下，实现室内变电站巡检机器人自主乘坐电梯完成巡检任务。

Description

面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别涉及一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及其控制方法。

背景技术

电梯是城市化发展的产物，是经济快速增长的重要标志之一。在日常的工作和生活中电梯已经成为必不可少的运输工具，人们已经离不开电梯。随着我国电力系统朝着自动化、智能化方向的不断推进，智能电网快速发展，变电站设备巡检机器人需求发生了重大改变。室内变电站巡检机器人为完成变电站内部设备的自动巡检任务，需要机器人自己乘坐电梯上下楼，而乘坐电梯对于巡检机器人来说是一大难题。

专利CN107285150A公开了一种外置式电梯按键装置及其控制方法，该装置由主控模块控制触发面板接收触碰动作，再传递给传动机构以触发电梯按键，并由感光元件检测电梯原有按键的灯光变化来控制显示单元，在触发电梯按键结束之后由弹性装置使其恢复原位。该装置的传动机构由固定部件、驱动元件、传动元件和接触面板组成，较为复杂繁琐，增加了装置的负担，降低了可实现性，并且弹性装置的选择和安装也是一大问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及其控制方法，在不影响人们正常使用手动按压电梯楼层按键的前提下，实现室内变电站巡检机器人自主乘坐电梯完成巡检任务。

本发明所采用的技术方案是：一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，包括指令控制模块和自动按键模块；所述自动按键模块包括自制按键和动力部分；所述自制按键与原电梯按键一一对应，并覆盖在所述原电梯按键上；所述动力部分与所述自制按键一一对应，包括舵机和凸轮，所述凸轮固定在所述舵机的转轴上随所述转轴转动以触发所述原电梯按键，每个所述舵机均与所述指令控制模块相连接。

进一步的，所述指令控制模块包括控制器、无线数据接收模块和无线数据发送模块，所述无线数据接收模块和所述无线数据发送模块之间通过无线信号相互连接，所述无线数据接收模块与所述控制器的输入端相互连接，所述控制器的输出端连接每一个所述舵机。

进一步的，所述自制按键采用具有透光性的单向镜面材料制成，以实现与原电梯按键指示灯高亮一致。

进一步的，所述舵机的转轴内嵌于所述自制按键中，所述舵机除所述转轴外的主体部分均设置在所述自制按键外，不影响所述自制按键的透光性、降低系统复杂性。

进一步的，所述舵机的转轴与所述原电梯按键所在平面平行，使得所述凸轮在垂直于所述原电梯按键所在平面的平面内转动。

进一步的，所述舵机采用型号为SG90或ES08MAII的微型舵机。

进一步的，所述控制器采用型号为STM32F103或KL26的微型控制器。

进一步的，所述控制器和每一个所述舵机均与独立电源相连接，由所述独立电源供电；所述独立电源采用锂电池。

进一步的，固定所述独立电源的电池架、所述自制按键、舵机、凸轮均固定在底板上，所述底板通过吸盘固定在原电梯按键界面上。

本发明所采用的另一技术方案是：一种基于上述面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，无线指令输入楼层数给控制器；

步骤2，控制器控制相应楼层的舵机旋转90度，并回转90度复位；

步骤3，舵机带动凸轮转动产生作用力按压原电梯按键；

步骤4，相应楼层的原电梯按键被按下，自制按键变亮。

本发明的有益效果是：

1.本发明由于不需要改造电梯内部结构和控制电路，故几乎可以适用于现有的所有直梯，只需根据不同电梯轿厢内的楼层按键风格设计相应的按键结构，即可顺利安装并使用。

2.本发明不会影响电梯的正常使用，还增加了无线控制的自动按键功能，可以实现巡检机器人自主乘坐电梯去完成不同楼层的巡检任务。

3.本发明有利于变电站巡检减少人工成本，降低人机巡检频率，提高巡检机器人自主巡检频率。

4.本发明最终成品是一个规则形状箱体，便于安装；而且控制方法简单，使用方便。

附图说明

图1a：本发明动力部分处于待机状态示意图(没有触发原有电梯按键)；

图1b：本发明动力部分中转动90度后凸轮的状态示意图(触发原有电梯按键)；

图2：本发明面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统的内部结构示意图；

图3：本发明的控制方法流程图；

图4：本发明服务机器人自主乘坐电梯流程图。

附图标注：1、自制按键；2、凸轮；3、原电梯按键；4、底板；5、电池架；6、舵机；7、安装孔。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1a、1b和图2所示，本发明在不改造电梯的情况下，设计一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，包括指令控制模块和自动按键模块，可以实现电梯的自动控制。

所述自动按键模块包括自制按键1和动力部分。所述自制按键1与原电梯按键3一一对应，并覆盖在所述原电梯按键3上；所述自制按键1采用具有透光性的单向镜面材料制成，以实现与原电梯按键3指示灯高亮一致。所述动力部分与所述自制按键1一一对应，包括舵机6和凸轮2。所述舵机6的转轴内嵌于所述自制按键1中，所述舵机6除所述转轴外的主体部分均设置在所述自制按键1外，因此，只占用自制按键1很小的一部分空间，完全不影响自制按键1的透光性，故不需要外加指示灯模块，可以降低系统复杂性；所述舵机6的转轴与所述原电梯按键3所在平面平行，使得所述凸轮2在垂直于所述原电梯按键3所在平面的平面内转动；所述凸轮2固定在所述舵机6的转轴上随所述转轴转动以触发所述原电梯按键3，每个所述舵机6均与所述指令控制模块的控制器相连接，在控制器接收到楼层数信号后控制相应的舵机转轴快速旋转90度并快速回转90度回复原位，这样原电梯按键3被凸轮2按压触发并且指示灯变亮。图1a为动力部分处于待机状态，没有触发原电梯按键3；图1b为舵机6转动90度后凸轮2的状态，此时已经触发原电梯按键3，接着舵机6将迅速回转90度复位到如图1a所示的位置。

所述指令控制模块包括控制器、无线数据接收模块和无线数据发送模块，所述无线数据接收模块和所述无线数据发送模块之间通过无线信号相互连接，所述无线数据接收模块与所述控制器的输入端相互连接，所述控制器的输出端连接每一个所述舵机6。控制器接收到无线数据指令后发送给相应的自动按键，并控制该自动按键工作。

所述控制器和每一个所述舵机6均与独立电源相连接，由所述独立电源供电；所述独立电源采用锂电池，可以固定在系统内部，保证美观效果，而且经实测得知24V/2000mAh的锂电池可使用一个月，效果很好。

图2为本发明的系统内部结构图，由底板4和上箱体装配组合成一个封闭的盒子，固定所述独立电源的电池架5、所述自制按键1、舵机6、凸轮2等均固定在底板4上，然后用上箱体进行封装保证美观。所述底板4上、位于每一个所述自制按键1的位置开设有通孔，使得原电梯按键3的指示灯可以传递至自制按键1，并且，使得凸轮2在旋转后能与原电梯按键3相接触；所述底板4上还开设有安装孔7，通过吸盘等特定方式固定在原电梯按键3界面上。

本发明中，所述舵机6采用型号为SG90或ES08MAII的微型舵机；所述控制器采用型号为STM32F103或KL26的微型控制器。

在没有任何控制信号传入的情况下，本发明系统则处于待机状态，所以相对来说功耗比较低。整个系统外观设计成规则形状，可用特殊方式固定在电梯轿厢内壁，无需对电梯内部进行任何改造。

如图3所示，基于上述面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，无线指令输入楼层数给控制器；

步骤2，控制器控制相应楼层的舵机6快速旋转90度，并快速回转90度复位；

步骤3，舵机6带动凸轮2转动产生作用力按压原电梯按键3；

步骤4，相应楼层的原电梯按键3被按下，自制按键1变亮。

本发明一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统及方法，简化了结构和控制方法，提高了系统的可实现性和实用性。

实施例1

如图4所示，以某室内变电站设备巡检机器人乘坐电梯为例。巡检机器人在1楼休息室休息待命，突然中央控制室发出指令要求巡检机器人去5楼执行自动巡检任务，并实时汇报巡检情况。这时就需要机器人自主乘坐电梯到5楼，然后开始自动巡检任务。当机器人移动到电梯楼层门口后向电梯自动按键系统发送自己所在位置的楼层数指令“1楼”，控制器接收到指令后控制相应的舵机6快速旋转90度并快速回转90度进行复位，以此来触发1楼原电梯按键3。与此同时1楼的自制按键1利用自身的透光性使其显示高亮，表示1楼的原电梯按键3已经被按下。电梯到达1楼之后电梯门打开，巡检机器人自身的传感器系统检测到这一信号后便进入电梯，并向电梯自动按键系统发送要去的楼层数指令“5楼”。控制器接收到指令信息后控制相应的自动按键触发电梯5楼的原电梯按键3，这时电梯5楼按键变亮并且电梯开始上行，到达5楼后电梯门打开，为保证巡检机器人安全运动出电梯，机器人给控制器发送指令来控制电梯门一直处于打开状态，直到巡检机器人成功移动出电梯后才撤销这一指令。随后巡检机器人便开始执行自主巡检任务并实时向中央控制室汇报情况。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，包括指令控制模块和自动按键模块；所述自动按键模块包括自制按键和动力部分；所述自制按键与原电梯按键一一对应，并覆盖在所述原电梯按键上；所述动力部分与所述自制按键一一对应，包括舵机和凸轮，所述凸轮固定在所述舵机的转轴上随所述转轴转动以触发所述原电梯按键，每个所述舵机均与所述指令控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述指令控制模块包括控制器、无线数据接收模块和无线数据发送模块，所述无线数据接收模块和所述无线数据发送模块之间通过无线信号相互连接，所述无线数据接收模块与所述控制器的输入端相互连接，所述控制器的输出端连接每一个所述舵机。

3.根据权利要求1所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述自制按键采用具有透光性的单向镜面材料制成，以实现与原电梯按键指示灯高亮一致。

4.根据权利要求1所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述舵机的转轴内嵌于所述自制按键中，所述舵机除所述转轴外的主体部分均设置在所述自制按键外，不影响所述自制按键的透光性、降低系统复杂性。

5.根据权利要求1所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述舵机的转轴与所述原电梯按键所在平面平行，使得所述凸轮在垂直于所述原电梯按键所在平面的平面内转动。

6.根据权利要求1所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述舵机采用型号为SG90或ES08MAII的微型舵机。

7.根据权利要求2所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述控制器采用型号为STM32F103或KL26的微型控制器。

8.根据权利要求2所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，所述控制器和每一个所述舵机均与独立电源相连接，由所述独立电源供电；所述独立电源采用锂电池。

9.根据权利要求8所述的一种面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统，其特征在于，固定所述独立电源的电池架、所述自制按键、舵机、凸轮均固定在底板上，所述底板通过吸盘固定在原电梯按键界面上。

10.一种基于上述权利要求1至9任一项所述的面向室内变电站巡检机器人的电梯自动按键系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，无线指令输入楼层数给控制器；

步骤2，控制器控制相应楼层的舵机旋转90度，并回转90度复位；

步骤3，舵机带动凸轮转动产生作用力按压原电梯按键；

步骤4，相应楼层的原电梯按键被按下，自制按键变亮。