CN110549873A - 一种变电站巡视机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种变电站巡视机器人，包括车体、车体引导板、控制主机以及连接在车体引导板上的充电桩，在所述车体内开设有安装室，且在所述车体的上表面安装有监控摄像器，所述车体的底部安装有驱动轮组，该设备通过使用机器人监测保护装置状态，解决了保护装置检查费时费力的问题，其具体操作时可通过轨迹标志模块和驱动轮组，使机器人沿巡视路线移动，同时通过监控摄像机记录路线两侧信息，节省巡视时间。当出现保护异常信号时，可通过遥控小车去相应屏柜检查保护装置运行情况，从而可以提前准备好处理预案，为快速高效解决问题争取时间，避免了最佳处理时间的延误导致较为严重的事故发生。
Description
技术领域
本发明实施例涉及监测设备技术领域，具体涉及一种变电站巡视机器人。
背景技术
继电保护装置是当电力系统发生故障时能够发出警告信号或者跳闸命令，保障电力系统安全稳定运行的设备。装置的保护连片，也称压板，是保护装置连接外部接线的通道，关系到保护的功能投退和动作出口是否有效。由于保护装置对电力系统的重要意义，所以需要对其进行定期检查，主要确认装置运行指示灯正常，压板、空气开关、转换把手位置正确。目前此检查过程依靠人工巡视，一方面是保护装置众多，给运行人员带来较大工作量；另一方面装置上的压板、空开分布密集，造成判断困难，易出现错漏情况。
随着变电站运行模式向无人值守发展，运行人员集中在主站办公，下辖子站除门卫外无人值守，一旦收到了保护装置动作或者告警信号时，运行人员需要驱车到现场查看装置状态，从而进一步确定处理方式，在处理问题的过程中耗时长效率较低，且由于存在主站与子站距离较长的情况，极易延误问题的最佳处理时间，导致较为严重的事故出现。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种变电站巡视机器人，以解决现有技术中收到保护装置动作或者告警信号时，运行人员需要驱车到现场查看装置状态，才能确定处理方式的问题。便于运行人员在抵达现场之前了解现场情况，做好对应的预案，避免延误最佳处理时间，造成更为严重的事故出现。另外，本发明还能解决变电站保护装置定期检查费时费力，易出现错漏情况的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种变电站巡视机器人，包括车体、车体引导板、控制主机以及连接在车体引导板上的充电桩，在所述车体内开设有安装室，且在所述车体的上表面安装有监控摄像器，所述车体的底部安装有驱动轮组；
所述安装室内安装有承载板，且在所述安装室的两端均安装有障碍感知器，所述承载板远离驱动轮组的一侧表面连接有电源模块、驱动模块、控制模块和通讯模块，且在所述承载板的另一侧表面安装有轨迹标志模块；
所述轨迹标志模块用于检测引导板与小车的之间的偏差距离，并将检测出的偏差距离信息传递至所述控制模块；
所述控制模块用于建立小车转向角度坐标系，并根据接收的偏差距离信息做出数据处理，从而获得小车移动和转向的信息，并将信息发送至所述驱动模块，以使小车进行移动和转向的操作；还用于将监控摄像器采集的图像信息发送至通讯模块；还用于接收障碍感知器采集的感应信息，并将感应信息发送至通讯模块；
所述驱动模块根据接收到的小车移动和转向信息，控制驱动轮组进行变速和制动操作；
所述通讯模块用于将接收的图像信息上传至控制主机；
所述控制主机用于对接收到的图像信息进行图像识别处理，并将图像特征提取编号，从而分割得到若干个感兴趣的位置，之后再使用图像算法进行图像校正，将位置信息转换为数字信号，并与正常情况比对，若超出预警阈值则通知运行人员处理。
作为本发明的一种优选方案，所述驱动轮组包括第二驱动轮、两个对称安装在车体底部的第一驱动轮以及第三驱动轮，所述第二驱动轮和第三驱动轮分别安装在车体底部的前后两端。
作为本发明的一种优选方案，所述车体引导板由若干个连接导板组成，所述连接导板表面安装有感知带，所述连接导板的一端开设有连接槽，所述连接槽的内壁安装有拉回弹簧，所述拉回弹簧的端面连接有位于连接槽内的拉回卡罩，且所述连接导板的另一端开设有滑动调节槽，在所述滑动调节槽内设置有呈L型结构的导板连接块，在所述连接导板的两侧外壁均安装有卡位块。
作为本发明的一种优选方案，所述导板连接块由插入条和连接条组成，所述连接条的一端与滑动调节槽的内壁连接，且所述连接条的另一端与所述插入条的端部连接。
作为本发明的一种优选方案，所述插入条呈直角梯形结构，所述拉回卡罩呈中空式结构，且所述拉回卡罩远离拉回弹簧的一侧内壁安装有直角梯形台。
作为本发明的一种优选方案，所述充电桩包括充电桩主体以及连接在充电桩主体端部侧壁的充电柱固定台，所述充电柱固定台的表面连接有转动中空套，在所述转动中空套内连接有升降柱，所述升降柱远离转动中空套的一端连接有横截面呈凵字形结构的充电条安装座，所述充电条安装座内壁的中心位置处安装有充电夹持片。
作为本发明的一种优选方案，所述车体远离第一驱动轮的一侧表面安装有充电条座，所述充电条座表面的中心位置处安装有充电滑条，且在所述充电条座上对称开设有两个滑动凹槽，所述滑动凹槽的内壁安装有推动弹簧，所述推动弹簧的端面连接有推顶滑块，所述推顶滑块上安装有滑条防护块，在所述滑条防护块的两侧表面均安装有梯形卡块。
作为本发明的一种优选方案，所述轨迹标志模块具体可为光传感轨迹模块或磁传感轨迹模块。
作为本发明的一种优选方案，所述连接槽的槽高数值等于拉回卡罩的高度数值。
本发明的实施方式具有如下优点：
该设备通过使用机器人监测保护装置状态，解决了保护装置检查费时费力、准确率低的问题，其具体操作时，可通过轨迹标志模块、障碍感知模块和驱动轮组，使机器人沿保护装置进行移动，同时还可通过监控摄像机记录巡视路线两侧屏柜的信息，提高巡视效率；且由于视野范围大、记录信息完全，也方便主站运行人员监测子站继保室内情况，当子站出现保护异常信号时，主站运行人员可以遥控小车去相应屏柜检查保护装置运行指示灯或者告警信息，从而可以在车辆到达前准备好处理预案，为问题快速高效解决争取时间，避免了最佳处理时间的延误导致较为严重的事故出现；
且该机器人在移动过程中，可通过车体引导板起到引导作用，使得车体不会轻易出现位置偏移等情况，同时车体引导板的组装较为快捷，使得使用者携带运输更方便。而车体引导板由若干个连接导板组成，故车体引导板在连接时，只用使第一个连接导板上的导板连接块卡入第二个连接导板的连接槽内，如此循环即可实现车体引导板的组装，同时若在组装过程中需要组装弯曲的区域，使用者无需单独使用弯曲的连接导板，只用适当转动插入条和连接条即可使拼接的车体引导板呈现弯曲状态，其操作方便拆装简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例的车体引导板的俯视局部剖视图；
图2为本发明实施例的车体引导板主视图；
图3为本发明实施例的车体主视横截面示意图；
图4为本发明实施例的车体仰视图；
图5为本发明实施例的车体俯视图；
图6为本发明实施例的机器人采集信息的流程框图。
图中：
1-车体；2-车体引导板；3-充电桩；4-监控摄像器；5-驱动轮组；
101-充电条座；102-充电滑条；103-滑动凹槽；104-推动弹簧；105-推顶滑块；106-滑条防护块；107-梯形卡块；
201-连接导板；202-引导架；203-连接槽；204-拉回弹簧；205-拉回卡罩；206-滑动调节槽；207-导板连接块；208-卡位块；209-插入条；210-连接条；211-直角梯形台；212-感知带
301-充电桩主体；302-充电柱固定台；303-转动中空套；304-升降柱；305-充电条安装座；306-充电夹持片；
501-第一驱动轮；502-第二驱动轮；503-第三驱动轮。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图6和图3所示，本发明提供了一种变电站巡视机器人，其可通过轨迹标志模块、障碍感知模块和驱动轮组，使得机器人沿保护装置进行移动，通过监控摄像机记录巡视路线两侧屏柜的信息，节省巡视时间；且由于视野范围大，也方便主站运行人员监测子站继保室内情况，当子站出现保护异常信号时，主站运行人员可以遥控小车去检查保护装置运行指示灯或者告警信息，从而可以在车辆到达前准备好处理预案，为问题快速高效解决争取时间；同时还可通过车体引导板2使得车体不会轻易出现位置偏移等情况，且车体引导板2的长度可根据实际情况进行拼接，方便使用者携带运输。
包括车体1、车体引导板2、控制主机以及连接在车体引导板2上的充电桩3，在所述车体1内开设有安装室，且在所述车体1的上表面安装有监控摄像器4，该监控摄像器4直接固定安装在车体上，其安装时可装设前后两颗超广角鱼眼镜头，而这就可以拼接成全景图像，有效扩大视野范围，所述车体1的底部安装有驱动轮组5。
所述安装室内安装有承载板，且在所述安装室的两端均安装有障碍感知器，该障碍感知器可为激光、红外、超声波式等多种类型，在感应到障碍物时将信息传递至控制模块，由其控制小车停止，所述承载板远离驱动轮组5的一侧表面连接有电源模块、驱动模块、控制模块和通讯模块，且在所述承载板的另一侧表面安装有轨迹标志模块。
所述轨迹标志模块用于检测引导板与小车的之间的偏差距离，并将检测出的偏差距离信息传递至所述控制模块；
所述控制模块用于建立小车转向角度坐标系，并根据接收的偏差距离信息做出数据处理，从而获得小车移动和转向的信息，并将信息发送至所述驱动模块，以使小车进行移动和转向的操作；还用于将监控摄像器4采集的图像信息发送至通讯模块；还用于接收障碍感知器采集的感应信息，并将感应信息发送至通讯模块；
所述驱动模块根据接收到的小车移动和转向信息，控制驱动轮组5进行变速和制动操作；
所述通讯模块用于将接收的图像信息上传至控制主机，其具体可为括蜂窝模块、WiFi模块或ZigBee模块；
所述控制主机用于对接收到的图像信息进行图像识别处理，并将图像特征提取编号，从而分割得到若干个感兴趣的位置，之后再使用图像算法进行图像校正，将位置信息转换为数字信号，并与正常情况比对，若超出预警阈值则通知运行人员处理。
该机器人可采集保护装置运行情况，告知工作人员基本信息，使其可以在车辆到达前准备好处理预案，为快速高效解决问题争取时间。具体操作时，先通过轨迹标志模块感知正确的行走路线，然后通过控制模块控制驱动模块启动，之后被启动的控制模块会控制驱动轮组5，使其沿车体引导板2移动，而车体1在移动过程中，监控摄像器4会沿途采集保护装置的基本信息，并通过通讯模块将采集的信息传递至控制主机，最后控制主机对接收的信息作出处理。
如图3和图4所示，所述驱动轮组5包括第二驱动轮502、两个对称安装在车体1底部的第一驱动轮501以及第三驱动轮503，该第一驱动轮501设置两个是为了使车体1放置的较为平衡，不会出现倾斜的情况，同时两个第一驱动轮501由不同的电机分别驱动，通过控制两个第一驱动轮501的速度差即可实现车体转向和前后直线行驶，所述第二驱动轮502和第三驱动轮503分别安装在车体1底部的前后两端。
如图1和图2所示，所述车体引导板2由若干个连接导板201组成，所述连接导板201表面安装有感知带212，该感知带212可为连续反光材料带或连续磁条带，所述连接导板201的一端开设有连接槽203，所述连接槽203的内壁安装有拉回弹簧204，所述拉回弹簧204的端面连接有位于连接槽203内的拉回卡罩205，且所述连接导板201的另一端开设有滑动调节槽206，在所述滑动调节槽206内设置有呈L型结构的导板连接块207，在所述连接导板201的两侧外壁均安装有卡位块208，该卡位块208可起到卡住充电桩3的目的，使得充电桩3不会轻易活动。
该车体引导板2可起到引导车体1移动，并防止车体偏移的作用，同时车体引导板2的长度可根据实际情况进行拼接，方便使用者携带运输，其具体操作时，可使第一个连接导板201上的导板连接块207卡入第二个连接导板201的连接槽203内，如此循环便可实现车体引导板2的组装，当导板连接块207卡入连接槽203内时，可直接将导板连接块207嵌入拉回卡罩205内，之后嵌入拉回卡罩205内的导板连接块207会沿直角梯形台211滑动，使得拉回卡罩205被带动朝远离连接槽203的方向活动，而拉回卡罩205活动时，拉回弹簧204会被拉伸，从而使得导板连接块207被拉着朝拉回弹簧204方向活动，当导板连接块207完全插入拉回卡罩205后，两个连接导板201便充分连接在一起。
如图1和图2所示，所述导板连接块207由插入条209和连接条210组成，所述连接条210的一端与滑动调节槽206的内壁连接，且所述连接条210的另一端与所述插入条209的端部连接。
该导板连接块207可直接嵌入拉回卡罩205内，因所述插入条209呈直角梯形结构，所述拉回卡罩205呈中空式结构，且所述拉回卡罩205远离拉回弹簧204的一侧内壁安装有直角梯形台211，故插入条209卡入拉回卡罩205内时，插入条209会沿直角梯形台211滑动，使得直角梯形台211带着拉回卡罩205朝远离拉回弹簧204的方向活动，同时当连接条210卡在连接槽203时，若车体引导板2需要有一定的弯曲角度，只用微微转动连接条210即可，使得连接条210与插入条209之间的角度发生改变，而设置滑动调节槽206是为了使相邻两个连接导板201之间的角度可正常转换，具体可如图1所示(若连接条210无法移动，则插入条209只能带着连接导板201朝一个方向转动)。
如图2所示，所述充电桩3包括充电桩主体301以及连接在充电桩主体301端部侧壁的充电柱固定台302，所述充电柱固定台302的表面连接有转动中空套303，该转动中空套303的一端与充电柱固定台302活动连接，而转动中空套303的另一端开设有中空凹孔，在中空凹孔内设置有螺纹，而升降柱304的外侧壁设置有与中空凹孔内相啮合的螺纹，在所述转动中空套303内连接有升降柱304。
该充电条安装座305可自由调节高度，其具体操作时，只用握住升降柱304，然后再旋转转动中空套303即可。
所述升降柱304远离转动中空套303的一端连接有横截面呈凵字形结构的充电条安装座305，所述充电条安装座305内壁的中心位置处安装有充电夹持片306。
该机器人中的电源模块进行充电操作时，可使车体1沿车体引导板2移动，与充电桩连接的引导板2表面可安装有横截面呈凵字形结构的引导架(202)，可对机器人进行限位，便于其与充电桩准确连接。当充电条安装座305与两个梯形卡块107接触时，两个梯形卡块107便会被推动，此时车体1继续移动，则充电夹持片306会与充电滑条102接触实现充电的目的(当充电夹持片306夹住充电滑条102时，可手动或遥控控制车体1停止移动，以使充电操作不会受到影响)。
如图3和图5所示，所述车体1远离第一驱动轮501的一侧表面安装有充电条座101，所述充电条座101表面的中心位置处安装有充电滑条102，该充电夹持片306和充电滑条102可均为铜质材料，且在所述充电条座101上对称开设有两个滑动凹槽103，所述滑动凹槽103的内壁安装有推动弹簧104，所述推动弹簧104的端面连接有推顶滑块105，所述推顶滑块105上安装有滑条防护块106，该滑条防护块106共设置有两个，且两个滑条防护块106配合使用便可将充电滑条102罩住，使充电滑条102不会轻易接触到外界杂物，在所述滑条防护块106的两侧表面均安装有梯形卡块107，该梯形卡块107共设置有四个，且四个梯形卡块107分别位于两个滑条防护块106的两端，同时该相邻两个梯形卡块107之间的张口最大间距大于充电条安装座305的长度，如此才可正常实现自动充电的目的，其具体可如图2和图5所示。
当充电条安装座305与相邻两个梯形卡块107接触时，充电条安装座305会推着相邻两个梯形卡块107互相远离，之后移动的梯形卡块107会带着推顶滑块105沿滑动凹槽103活动，使得推动弹簧104被压缩，即增大了推动弹簧104的弹力，之后当充电条安装座305与相邻两个梯形卡块107分开时，推动弹簧104会复位，从而使得相邻两个梯形卡块107何亮将充电滑条102罩住。
所述轨迹标志模块具体可为光传感轨迹模块或磁传感轨迹模块，是为了使车体移动时，第二驱动轮502和第三驱动轮503会沿着引导板2移动，因引引导板2表面安装有感知带212，且该感知带212可为连续反光材料带或连续磁条带，故轨迹标志模块能一直接受到信号，从而使得车体1的正常移动不受影响。
所述连接槽203的槽高数值等于拉回卡罩205的高度数值，是为了使拉回卡罩205可以完全卡在连接槽203内，当导板连接块207嵌入拉回卡罩205内时，拉回卡罩205只能沿着连接槽203滑动，而不会出现上下活动的情况，从而使得相邻两个连接导板201充分连接在一起，且不会随意活动。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种变电站巡视机器人，其特征在于，包括车体(1)、车体引导板(2)、控制主机以及连接在车体引导板(2)上的充电桩(3)，在所述车体(1)内开设有安装室，且在所述车体(1)的上表面安装有监控摄像器(4)，所述车体(1)的底部安装有驱动轮组(5)；
所述安装室内安装有承载板，且在所述安装室的两端均安装有障碍感知器，所述承载板远离驱动轮组(5)的一侧表面连接有电源模块、驱动模块、控制模块和通讯模块，且在所述承载板的另一侧表面安装有轨迹标志模块；
所述轨迹标志模块用于检测引导板与小车的之间的偏差距离，并将检测出的偏差距离信息传递至所述控制模块；
所述控制模块用于建立小车转向角度坐标系，并根据接收的偏差距离信息做出数据处理，从而获得小车移动和转向的信息，并将信息发送至所述驱动模块，以使小车进行移动和转向的操作；还用于将监控摄像器(4)采集的图像信息发送至通讯模块；还用于接收障碍感知器采集的感应信息，并将感应信息发送至通讯模块；
所述驱动模块根据接收到的小车移动和转向信息，控制驱动轮组(5)进行变速和制动操作；
所述通讯模块用于将接收的图像信息上传至控制主机；
所述控制主机用于对接收到的图像信息进行图像识别处理，并将图像特征提取编号，从而分割得到若干个感兴趣的位置，之后再使用图像算法进行图像校正，将位置信息转换为数字信号，并与正常情况比对，若超出预警阈值则通知运行人员处理。
2.根据权利要求1所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述驱动轮组(5)包括第二驱动轮(502)、两个对称安装在车体(1)底部的第一驱动轮(501)以及第三驱动轮(503)，所述第二驱动轮(502)和第三驱动轮(503)分别安装在车体(1)底部的前后两端。
3.根据权利要求1所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述车体引导板(2)由若干个连接导板(201)组成，所述连接导板(201)表面安装有横截面呈凵字形结构的引导架(202)，在所述连接导板(201)表面安装有感知带(212)，所述连接导板(201)的一端开设有连接槽(203)，所述连接槽(203)的内壁安装有拉回弹簧(204)，所述拉回弹簧(204)的端面连接有位于连接槽(203)内的拉回卡罩(205)，且所述连接导板(201)的另一端开设有滑动调节槽(206)，在所述滑动调节槽(206)内设置有呈L型结构的导板连接块(207)，在所述连接导板(201)的两侧外壁均安装有卡位块(208)。
4.根据权利要求3所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述导板连接块(207)由插入条(209)和连接条(210)组成，所述连接条(210)的一端与滑动调节槽(206)的内壁连接，且所述连接条(210)的另一端与所述插入条(209)的端部连接。
5.根据权利要求4所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述插入条(209)呈直角梯形结构，所述拉回卡罩(205)呈中空式结构，且所述拉回卡罩(205)远离拉回弹簧(204)的一侧内壁安装有直角梯形台(211)。
6.根据权利要求1所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述充电桩(3)包括充电桩主体(301)以及连接在充电桩主体(301)端部侧壁的充电柱固定台(302)，所述充电柱固定台(302)的表面连接有转动中空套(303)，在所述转动中空套(303)内连接有升降柱(304)，所述升降柱(304)远离转动中空套(303)的一端连接有横截面呈凵字形结构的充电条安装座(305)，所述充电条安装座(305)内壁的中心位置处安装有充电夹持片(306)。
7.根据权利要求2所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述车体(1)远离第一驱动轮(501)的一侧表面安装有充电条座(101)，所述充电条座(101)表面的中心位置处安装有充电滑条(102)，且在所述充电条座(101)上对称开设有两个滑动凹槽(103)，所述滑动凹槽(103)的内壁安装有推动弹簧(104)，所述推动弹簧(104)的端面连接有推顶滑块(105)，所述推顶滑块(105)上安装有滑条防护块(106)，在所述滑条防护块(106)的两侧表面均安装有梯形卡块(107)。
8.根据权利要求1所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述轨迹标志模块具体可为光传感轨迹模块或磁传感轨迹模块。
9.根据权利要求3所述的一种变电站巡视机器人，其特征在于，所述连接槽(203)的槽高数值等于拉回卡罩(205)的高度数值。
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