CN110299677A - 一种变电站检修辅助机器人及其控制方法 - Google Patents

一种变电站检修辅助机器人及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变电站检修辅助机器人及其控制方法,所述辅助机器人包括本体、头部和驱动装置;所述本体内设置有蓄电池和主控电路板,且外端设有人机交互屏,所述人机交互屏与所述主控电路板电连接;所述主控电路板上设有蓝牙装置;所述本体内开设有放置腔,所述放置腔通过一可开合的腔门连通外部;所述本体的上端设有底座,所述底座上设有升降机构,所述升降机构的上端设有旋转机构,所述头部设于所述旋转机构的上端,所述升降机构和所述旋转机构均与所述主控电路板电连接;所述头部上设有照明灯和摄像装置,所述照明灯和摄像装置均与所述主控电路板电连接;所述底座上还设有检测传感器,所述检测传感器电连接所述主控电路板。

Description

一种变电站检修辅助机器人及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种变电站检修辅助机器人及其控制方法,属于辅助检修设备技术领域。
背景技术
变电站设备的运行状态直接影响到电网的安全与稳定,变电站设备的计划检修、事故抢修、状态检修是确保电网安全可靠运行的保障之一。随着变电站技术的发展,变电站传统的检修模式已不能完全满足检修精益化管理的要求。项目组成员深入调研国网咸宁供电公司变电站检修现状后,认为存在如下缺点:
(1) 检修环境风险监测不够全面、直观
变电站检修工作涉及范围较广,工作流程复杂,并且在高压带电设备周围作业,部分设备检修还需要进行高空作业。因此,在设备检修前以及检修过程中,对检修环境中的有毒气体及易燃、易爆等危险因素进行全面监测十分必要。目前,环境监测往往通过检修人员的工作经验和一些简单、片面的检测手段进行,不仅不够全面、直观,而且效率也不高。
(2) 检修工具以及辅助性检修设备集约化程度不高,检修资源利用不充分
变电站检修过程中存在待检设备结构差异大、检修工具种类多、检修环境不确定等特点。因此,在设备检修之前,需耗费检修人员大量的精力来整理检修工具以及万用表、温度表、辅助照明灯等辅助性检修设备。
(3) 缺乏有效的检修信息管理以及监督平台
随着输变电生产管理系统的应用,变电站设备检修信息量与日俱增,依赖传统人工记录方式已不能满足现有的变电站检修管理模式,而且这种传统的记录方式受人为因素影响大,容易造成检修信息记录不详实,出现漏检或者过检的现象;同时,缺少监督管理机制来约束检修人员的操作容易使部分检修人员工作时产生懈怠,造成不必要的安全事故。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种变电站检修辅助机器人及其控制方法,该机器人可降低检修风险,优化检修流程,提升检修管理效率,加强监管力度。
本发明的技术方案如下:
一种变电站检修辅助机器人,包括本体、头部和驱动装置;所述本体内设置有蓄电池和主控电路板,且外端设有人机交互屏,所述人机交互屏与所述主控电路板电连接,所述蓄电池为机器人内部用电器件供电;所述主控电路板上设有蓝牙装置,所述蓝牙装置可与外部设备无线连接;所述本体内开设有放置腔,所述放置腔通过一可开合的腔门连通外部,所述放置腔用于放置检修仪表和工具;所述本体的上端设有底座,所述底座上设有升降机构,所述升降机构的上端设有旋转机构,所述头部设于所述旋转机构的上端;所述头部上设有照明灯和摄像装置;所述底座上还设有用于检测变电站室内参数的检测传感器;所述驱动装置设于所述本体的底端,其包括两组履带行走机构,所述履带行走机构包括履带、驱动电机、主动轮和从动轮,所述主动轮和从动轮与所述履带啮合,所述驱动电机的输出轴连接所述主动轮,且所述驱动电机与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述升降机构为一电控液压伸缩杆,其与所述主控电路板电连接,所述电控液压伸缩杆下端固定于所述本体上,上端固定有所述旋转机构。
进一步的,所述旋转机构包括旋转电机和转动平台;所述旋转电机设于所述升降机构的上端,且所述旋转电机的输出轴朝上设置,所述转动平台固定于所述旋转电机的输出轴上,所述头部固定于所述转动平台的上端;所述旋转电机与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述放置腔通过隔板分隔为多个腔室。
进一步的,所述摄像装置包括分别设于所述头部两侧的红外线摄像头和可见光摄像头。
进一步的,所述检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、风力传感器和有害气体传感器。
进一步的,所述本体的外端设有运行警示灯,其与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述本体的前端设有保险杠,所述保险杠上设有超声波测距装置,所述超声波测距装置与所述主控电路板电连接,用于检测前方是否有障碍物。
进一步的,本发明还包括一种变电站检修辅助机器人的控制方法,包括以下步骤:
步骤一、通过手机等智能设备与所述蓝牙装置进行匹配,匹配成功之后可打开软件对机器人进行远程遥控;通过智能设备发出指令让主控电路板控制升降机构上升或者下降,调整照明灯、红外线摄像头和可见光摄像头的高度;控制旋转电机旋转,带动转动平台旋转,调整照明灯、红外线摄像头和可见光摄像头的视角,红外线摄像头和可见光摄像头拍摄到的画面传送至智能设备上显示;操作者根据拍摄画面了解机器人所处场景,并通过主控电路板控制驱动装置动作,使机器人进行前后左右运动;
步骤二、机器人在运行过程中如遇到前方一米内有障碍,则超声波测距装置向主控电路板发送信号,主控电路板通过蓝牙装置将报警信号传输至智能设备上提醒操作者;保险杠保证了机器人撞击时不会受到损坏;机器人在运行时,运行警示灯闪亮提示周围人它的工作状态;
步骤三、通过智能设备遥控机器人在变电站内进行巡检,检测传感器实时检测变电站内的温度、湿度、风力、风向和有害气体含量参数发送至主控电路板,主控电路板对参数进行储存记录,在人机交互屏上可以看到最近七天内变电站内的参数记录;
步骤四、打开腔门可取出放置腔内的检修检测工具,隔板分隔出多个腔室可以让检修检测工具更好的分类,方便检修人员工作。
本发明具有如下有益效果:
1、独特的分层式结构便于工具的存储与检测仪表的配置,可升降、旋转的辅助照明灯适应多种检修环境,且整个机器人重量控制在50kg以下,便于检修人员进行检修场地的转移;履带行走机构越障能力强,能适应多种地形;机器人的行为控制以遥控为主,配备的可见光摄像头和红外摄像头采集到的视频图像可作为远程遥控的行为指导,装配的超声波避障设备能在异常情况下紧急制动,可靠性高。
2、以往的远程监控存在监控盲区,而本发明为移动式监控平台,不受检修环境的约束,能对检修人员的作业实现全方位的监控,监督检修人员按规范操作流程进行检修作业,促进检修现场的安全管理水平。
3、在检修环境监测上利用现代传感、网络通信等新技术来带代替人工测量方式,在效率和精度上较目前有限的现场勘察手段和方式均有较大的进步;在检修工具以及辅助设备管理上采用新方法,对检修资源进行集中利用和管理,优化检修作业流程;在设备信息以及监督机制上引入新理念,使变电站检修管理更合理、高效、安全。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本体的结构示意图;
图3为头部的结构示意图;
图4为驱动装置的结构示意图。
图中附图标记表示为:
1、本体;10、人机交互屏;11、放置腔;110、隔板;111、腔门;12、底座;13、运行警示灯;14、保险杠;15、超声波测距装置;2、头部;21、照明灯;22、摄像装置;221、红外线摄像头;222、可见光摄像头;30、履带行走机构;31、履带;32、驱动电机;33、主动轮;34、从动轮;4、升降机构;5、旋转机构;51、旋转电机;52、转动平台;6、检测传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1至图4,一种变电站检修辅助机器人,包括本体1、头部2和驱动装置;所述本体1内设置有蓄电池和主控电路板,且外端设有人机交互屏10,所述人机交互屏10与所述主控电路板电连接,所述蓄电池为机器人内部用电器件供电;所述主控电路板上设有蓝牙装置,所述蓝牙装置可与外部设备无线连接;所述本体1内开设有放置腔11,所述放置腔11通过一可开合的腔门111连通外部,所述放置腔11用于放置检修仪表和工具;所述本体1的上端设有底座12,所述底座12上设有升降机构4,所述升降机构4的上端设有旋转机构5,所述头部2设于所述旋转机构5的上端,所述升降机构4和所述旋转机构5均与所述主控电路板电连接;所述头部2上设有照明灯21和摄像装置22,所述照明灯21和摄像装置22均与所述主控电路板电连接;所述底座12上还设有用于检测变电站室内参数的检测传感器6,所述检测传感器6电连接所述主控电路板;所述驱动装置设于所述本体1的底端,其包括两组履带行走机构30,所述履带行走机构30包括履带31、驱动电机32、主动轮33和从动轮34,所述主动轮33和从动轮34与所述履带31啮合,所述驱动电机32的输出轴连接所述主动轮33,且所述驱动电机32与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述升降机构4为一电控液压伸缩杆,其与所述主控电路板电连接,所述电控液压伸缩杆下端固定于所述本体1上,上端固定有所述旋转机构5。
进一步的,所述旋转机构5包括旋转电机51和转动平台52;所述旋转电机51设于所述升降机构4的上端,且所述旋转电机51的输出轴朝上设置,所述转动平台52固定于所述旋转电机51的输出轴上,所述头部2固定于所述转动平台52的上端;所述旋转电机51与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述放置腔11通过隔板110分隔为多个腔室。
进一步的,所述摄像装置22包括分别设于所述头部2两侧的红外线摄像头221和可见光摄像头222。
进一步的,所述检测传感器6包括温度传感器、湿度传感器、风力传感器和有害气体传感器。
进一步的,所述本体1的外端设有运行警示灯13,其与所述主控电路板电连接。
进一步的,所述本体1的前端设有保险杠14,所述保险杠14上设有超声波测距装置15,所述超声波测距装置15与所述主控电路板电连接,用于检测前方是否有障碍物。
进一步的,本发明还包括一种变电站检修辅助机器人的控制方法,包括以下步骤:
步骤一、通过手机等智能设备与所述蓝牙装置进行匹配,匹配成功之后可打开软件对机器人进行远程遥控;通过智能设备发出指令让主控电路板控制升降机构4上升或者下降,调整照明灯21、红外线摄像头221和可见光摄像头222的高度;控制旋转电机51旋转,带动转动平台52旋转,调整照明灯21、红外线摄像头221和可见光摄像头222的视角,红外线摄像头221和可见光摄像头222拍摄到的画面传送至智能设备上显示;操作者根据拍摄画面了解机器人所处场景,并通过主控电路板控制驱动装置动作,使机器人进行前后左右运动;
步骤二、机器人在运行过程中如遇到前方一米内有障碍,则超声波测距装置15向主控电路板发送信号,主控电路板通过蓝牙装置将报警信号传输至智能设备上提醒操作者;保险杠14保证了机器人撞击时不会受到损坏;机器人在运行时,运行警示灯13闪亮提示周围人它的工作状态;
步骤三、通过智能设备遥控机器人在变电站内进行巡检,检测传感器6实时检测变电站内的温度、湿度、风力、风向和有害气体含量参数发送至主控电路板,主控电路板对参数进行储存记录,在人机交互屏10上可以看到最近七天内变电站内的参数记录;
步骤四、打开腔门111可取出放置腔11内的检修检测工具,隔板110分隔出多个腔室可以让检修检测工具更好的分类,方便检修人员工作。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:包括本体(1)、头部(2)和驱动装置;所述本体(1)内设置有蓄电池和主控电路板,且外端设有人机交互屏(10),所述人机交互屏(10)与所述主控电路板电连接,所述蓄电池为机器人内部用电器件供电;所述主控电路板上设有蓝牙装置,所述蓝牙装置可与外部设备无线连接;所述本体(1)内开设有放置腔(11),所述放置腔(11)通过一可开合的腔门(111)连通外部,所述放置腔(11)用于放置检修仪表和工具;所述本体(1)的上端设有底座(12),所述底座(12)上设有升降机构(4),所述升降机构(4)的上端设有旋转机构(5),所述头部(2)设于所述旋转机构(5)的上端;所述头部(2)上设有照明灯(21)和摄像装置(22);所述底座(12)上还设有用于检测变电站室内参数的检测传感器(6);所述驱动装置设于所述本体(1)的底端,其包括两组履带行走机构(30),所述履带行走机构(30)包括履带(31)、驱动电机(32)、主动轮(33)和从动轮(34),所述主动轮(33)和从动轮(34)与所述履带(31)啮合,所述驱动电机(32)的输出轴连接所述主动轮(33),且所述驱动电机(32)与所述主控电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述升降机构(4)为一电控液压伸缩杆,其与所述主控电路板电连接,所述电控液压伸缩杆下端固定于所述本体(1)上,上端固定有所述旋转机构(5)。
3.根据权利要求2所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述旋转机构(5)包括旋转电机(51)和转动平台(52);所述旋转电机(51)设于所述升降机构(4)的上端,且所述旋转电机(51)的输出轴朝上设置,所述转动平台(52)固定于所述旋转电机(51)的输出轴上,所述头部(2)固定于所述转动平台(52)的上端;所述旋转电机(51)与所述主控电路板电连接。
4.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述放置腔(11)通过隔板(110)分隔为多个腔室。
5.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述摄像装置(22)包括分别设于所述头部(2)两侧的红外线摄像头(221)和可见光摄像头(222)。
6.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述检测传感器(6)包括温度传感器、湿度传感器、风力传感器和有害气体传感器。
7.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述本体(1)的外端设有运行警示灯(13),其与所述主控电路板电连接。
8.根据权利要求1所述的一种变电站检修辅助机器人,其特征在于:所述本体(1)的前端设有保险杠(14),所述保险杠(14)上设有超声波测距装置(15),所述超声波测距装置(15)与所述主控电路板电连接,用于检测前方是否有障碍物。
9.一种根据权利要求3-8所述的一种变电站检修辅助机器人的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、通过手机等智能设备与所述蓝牙装置进行匹配,匹配成功之后可打开软件对机器人进行远程遥控;通过智能设备发出指令让主控电路板控制升降机构(4)上升或者下降,调整照明灯(21)、红外线摄像头(221)和可见光摄像头(222)的高度;控制旋转电机(51)旋转,带动转动平台(52)旋转,调整照明灯(21)、红外线摄像头(221)和可见光摄像头(222)的视角,红外线摄像头(221)和可见光摄像头(222)拍摄到的画面传送至智能设备上显示;操作者根据拍摄画面了解机器人所处场景,并通过主控电路板控制驱动装置动作,使机器人进行前后左右运动;
步骤二、机器人在运行过程中如遇到前方一米内有障碍,则超声波测距装置(15)向主控电路板发送信号,主控电路板通过蓝牙装置将报警信号传输至智能设备上提醒操作者;保险杠(14)保证了机器人撞击时不会受到损坏;机器人在运行时,运行警示灯(13)闪亮提示周围人它的工作状态;
步骤三、通过智能设备遥控机器人在变电站内进行巡检,检测传感器(6)实时检测变电站内的温度、湿度、风力、风向和有害气体含量参数发送至主控电路板,主控电路板对参数进行储存记录,在人机交互屏(10)上可以看到最近七天内变电站内的参数记录;
步骤四、打开腔门(111)可取出放置腔(11)内的检修检测工具,隔板(110)分隔出多个腔室可以让检修检测工具更好的分类,方便检修人员工作。
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CN111049046A (zh) * 2020-01-07 2020-04-21 台州黄岩马奇智能科技有限公司 一种变电站用辅助巡检装置
CN111571555A (zh) * 2020-04-07 2020-08-25 安徽宏源电力设计咨询有限责任公司 一种变电站电缆释放机器人

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