CN110666814A - 配电网巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电网巡检机器人，配电网巡检机器人包括：机器人本体、驱动模块、控制模块、摄像模块、温度监测模块及报警模块；驱动模块设置于机器人本体上，控制模块分别与驱动模块、摄像模块、温度监测模块及报警模块电连接；驱动模块用于驱动机器人本体移动；摄像模块用于获取待测设备的图像信息，并将图像信息发送至控制模块；温度监测模块用于获取待测设备的温度信息，并将温度信息发送至控制模块；控制模块用于控制驱动模块工作，根据图像信息及温度信息控制报警模块发出报警提示，通过设置配电网巡检机器人，对待测设备进行异常检测，从而实现了利用机器人替代人工巡检的目的，保障配电网的可靠运行。

Description

配电网巡检机器人

技术领域

本发明涉及配电网检测技术领域，特别是涉及一种配网巡检机器人。

背景技术

配电设备作为电网的基础，投入运行后，受到老化、天气以及人为操作等各种内部或外部因素的共同作用，通常会使配电设备的性能下降，导致配电设备发生各种故障退出运行，而设备故障退出运行，会给电网的安全可靠运行带来极大的危害，因此，及时地对配电设备进行检修，已成为电网日常生产管理不可或缺的工作。

目前的配电设备的巡检主要还是依靠人工巡检，即由巡检人员现场展开，这种方式下，巡检的质量、效果受人为因素影响很大，因而造成巡检质量好坏不一，同时，巡检过程中也需要对数据分析处理，以确定故障的类型和处理方式，而现场巡检人员在现场由于设备等方面的缺陷，导致故障处理不及时，可能影响变电站的正常工作，因而配网巡检的智能化就显得尤为重要。

发明内容

基于此，有必要针对配电设备的巡检依靠人工巡检的问题，提供一种配电网巡检机器人。

一种配电网巡检机器人，包括：机器人本体、驱动模块、控制模块、摄像模块、温度监测模块及报警模块；所述驱动模块设置于所述机器人本体上，所述控制模块分别与所述驱动模块、所述摄像模块、所述温度监测模块及所述报警模块电连接；所述驱动模块用于驱动所述机器人本体移动；所述摄像模块用于获取待测设备的图像信息，并将所述图像信息发送至所述控制模块；所述温度监测模块用于获取所述待测设备的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块；所述控制模块用于控制所述驱动模块工作，根据所述图像信息及所述温度信息控制所述报警模块发出报警提示。

上述配电网巡检机器人，控制模块控制驱动模块工作，以使配电网巡检机器人能够移动至待测设备附近，通过摄像模块及温度监测模块以获取待测设备的图像信息及温度信息，以对待测设备的外观及温度进行检测，当检测到图像信息及温度信息出现异常时，控制报警模块发出报警提示，以实现对待测设备进行检测的同时，通过报警提示以便于工作人员发现异常状态，如此，通过设置这样的配电网巡检机器人，从而实现了利用机器人替代人工巡检的目的，保障配电网的可靠运行。

在其中一个实施例中，所述机器人本体设有与所述驱动模块相连接的移动结构。

在其中一个实施例中，所述移动结构为履带式移动结构。

在其中一个实施例中，所述移动结构为轮式移动结构。

在其中一个实施例中，所述移动结构为爬楼轮式移动结构。

在其中一个实施例中，所述轮式移动结构包括两个主动轮及两个万向轮，所述驱动模块包括差速器及驱动电机，两个所述主动轮及两个所述万向轮设置于所述机器人本体的一侧，所述差速器设置于两个所述主动轮之间，所述驱动电机分别与两个所述主动轮及所述控制模块连接。

在其中一个实施例中，所述摄像模块与所述温度监测模块间隔设置。

在其中一个实施例中，所述摄像模块具有至少一个摄像头。

在其中一个实施例中，所述摄像模块具有两个间隔设置的摄像头。

在其中一个实施例中，一所述摄像头为CCD摄像头。

附图说明

图1为本发明一个实施例中所述配电网巡检机器人的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中所述配电网巡检机器人的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，提供一种配电网巡检机器人，包括：机器人本体、驱动模块、控制模块、摄像模块、温度监测模块及报警模块；所述驱动模块设置于所述机器人本体上，所述控制模块分别与所述驱动模块、所述摄像模块、所述温度监测模块及所述报警模块电连接；所述驱动模块用于驱动所述机器人本体移动；所述摄像模块用于获取待测设备的图像信息，并将所述图像信息发送至所述控制模块；所述温度监测模块用于获取所述待测设备的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块；所述控制模块用于控制所述驱动模块驱动工作，根据所述图像信息及所述温度信息控制所述报警模块发出报警提示。

上述配电网巡检机器人，控制模块控制驱动模块工作，以使配电网巡检机器人能够移动至待测设备附近，通过摄像模块及温度监测模块以获取待测设备的图像信息及温度信息，以对待测设备的外观及温度进行检测，当检测到图像信息及温度信息出现异常时，控制报警模块发出报警提示，以实现对待测设备进行检测的同时，通过报警提示以便于工作人员发现异常状态，如此，通过设置这样的配电网巡检机器人，从而实现了利用机器人替代人工巡检的目的，保障配电网的可靠运行。

在其中一个实施例中，请参阅图1和图2，一种配电网巡检机器人10，包括：机器人本体100、驱动模块200、控制模块300、摄像模块400、温度监测模块500及报警模块600；所述驱动模块200设置于所述机器人本体100上，所述控制模块300分别与所述驱动模块200、所述摄像模块400、所述温度监测模块500及所述报警模块600电连接；所述驱动模块200用于驱动所述机器人本体移动；所述摄像模块400用于获取待测设备的图像信息，并将所述图像信息发送至所述控制模块300；所述温度监测模块500用于获取所述待测设备的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块300；所述控制模块300用于控制所述驱动模块工作，根据所述图像信息及所述温度信息控制所述报警模块600发出报警提示。

具体的，所述摄像模块用于获取待测设备的图像信息，即所述摄像模块用于拍摄所述待测设备的外观图像信息，并将所述图像信息发送至控制模块，控制模块可以根据内设程序对待测设备的外观进行检测，也可以将所述图像信息发送至用户终端，用户通过查看拍摄图像，以检测所述待测设备的外观是否存在异常情况，例如构件弯曲变形、绝缘子损伤裂纹、导线损伤等。所述温度监测模块用于获取所述待测设备的温度信息，即用于测量所述待测设备的温度值，并将所述温度信息发送至控制模块，通过对待测设备的温度信息进行检测判断所述待测设备出现发热故障，将发热缺陷消除在初始状态，可以最大程度保证设备安全稳定运行、降低检修成本，并减少事故的发生。

上述配电网巡检机器人，控制模块控制驱动模块工作，以使配电网巡检机器人能够移动至待测设备附近，通过摄像模块及温度监测模块以获取待测设备的图像信息及温度信息，以对待测设备的外观及温度进行检测，当检测到图像信息及温度信息出现异常时，控制报警模块发出报警提示，以实现对待测设备进行检测的同时，通过报警提示以便于工作人员发现异常状态，如此，通过设置这样的配电网巡检机器人，从而实现了利用机器人替代人工巡检的目的，保障配电网的可靠运行。

在其中一个实施例中，所述机器人本体设有与所述驱动模块相连接的移动结构。所述驱动模块用于驱动所述移动结构，以使配电网巡检机器人能够移动。

在其中一个实施例中，所述移动结构为履带式移动结构。具体的，所述履带式移动结构履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环，通过齿轮和履带啮合,将侧减速器传来的动力传给履带而使配电网巡检机器人运动。

在其中一个实施例中，所述移动结构为轮式移动结构。在其中一个实施例中，所述移动结构为爬楼轮式移动结构。在其中一个实施例中，所述轮式移动结构包括两个主动轮、两个万向轮、差速器及驱动电机，两个所述主动轮及两个所述万向轮设置于所述机器人本体的一侧，所述差速器设置于两个所述主动轮之间，所述驱动电机分别与两个所述主动轮及所述控制模块连接。具体的，两个所述主动轮及两个所述万向轮设置于所述机器人本体的一侧，即两个所述主动轮及两个所述万向轮设置于所述机器人本体的底部。差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。差速器主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。差速器的作用是当移动物体在转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动，差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。通过在两个主动轮之间设置差速器，以使配电网巡检机器人在移动时更加平稳，提升配电网巡检机器人运动的平稳性。

在其中一个实施例中，所述控制模块用于控制所述驱动模块工作，以使所述机器人本体按预设路径移动，所述预设路径根据所述待测设备的位置信息及所述机器人本体的位置信息获得。具体的，通过获取待测设备的位置信息及所述机器人本体的位置信息，以获取预设路径，控制模块根据所述预设路径以驱动所述驱动模块工作，以使所述机器人本体移动至待测设备，以便于工作人员控制所述配电巡检机器人移动。

为了避免配电网巡检机器人移动过程中碰撞到障碍物，在其中一个实施例中，请参阅图2，所述配电网巡检机器人还包括避障模块700，所述避障模块700与所述控制模块300电连接，所述避障模块700用于获取障碍物信息，并将所述障碍物信息发送至所述控制模块300，所述控制模块300还用于根据所述障碍物信息控制所述驱动模块200驱动所述机器人本体100移动。具体的，所述避障模块用于获取障碍物信息，即所述避障模块用于获取机器人本体与障碍物的距离信息，更具体的说是，所述避障模块用于获取机器人本体前进方向与障碍物的距离信息；控制模块用于根据所述障碍物信息控制所述驱动模块驱动所述机器人本体移动，以使所述机器人本体避开所述障碍物，以避免配电网巡检机器人移动过程中与障碍物发生碰撞。进一步地，在其中一个实施例中，根据所述障碍物信息，对所述预设路径进行更新。具体的，避障是指机器人在行走过程中，通过避障传感器检测到在其规划路线上存在静态或动态障碍物时，按照一定的算法实时更新路径以绕过障碍物，避免与其发生碰撞。

在其中一个实施例中，所述避障模块为红外传感器和/或超声波传感器。具体的，所述红外传感器是用红外线为介质的测量装置，超声波传感器是利用超声波作为介质的测量装置，例如发出超声波信号，经过障碍物回传，以实现对机器人与障碍物距离的测量；在其中一个实施例中，所述避障模块设置包括四个红外传感器及四个超声波传感器，各所述红外传感器设置于所述机器人本体设置有所述驱动模块的一侧，所述机器人本体设置有所述驱动模块的一侧称为所述机器人的底部，各所述超声波传感器环绕设置于所述机器人本体的侧面，且所述超声波传感器设置于靠近所述机器人的底部位置处。所述四个红外传感器及四个超声波传感器用于检测配电网巡检机器人前后左右四个方向的障碍物信息。本实施例中，采用超声波传感器与红外传感器相互配合以防止机器人与障碍物发生碰撞，延长其使用寿命。

所述在其中一个实施例中，所述避障模块为激光传感器和/或视觉传感器。具体的，所述激光传感器及视觉传感器的设置方式及工作原理与红外传感器及超声波传感器相似，本实施例中，不再赘述。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述机器人本体100的一侧设置有第一云台410，所述摄像模块400设置于所述第一云台上410。在其中一个实施例中，所述第一云台为两轴云台；在其中一个实施例中，所述第一云台设置于背向所述驱动模块的一侧，即所述第一云台设置于所述机器人本体的顶部。具体的，云台是安装、固定摄像机的支撑设备，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，以实现摄像模块进行多个角度的拍摄。进一步地，在其中一个实施例中，所述第一云台与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述第一云台转动，以使所述摄像模块进行多个角度拍摄待测设备的图像信息。通过控制模块控制摄像模块对现场视频及图片进行采集分析，并通过第一两轴云台控制摄像模块实现旋转运动拍摄，以实现三维全方位、无监测死角进行视频图像的采集。

在其中一个实施例中，所述温度监测模块为红外热成像仪。具体的，红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量，并将能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通过热成像技术，以获取待测设备的热成像图，可以及时发现待测设备发热故障，将发热缺陷消除在初始状态，以最大程度保证设备安全稳定运行，降低检修成本，并减少事故的发生。进一步地，在其中一个实施例中，所述的配电网巡检机器人还包括通信模块，所述通信模块与所述控制模块连接，所述红外热成像仪用于依次通过所述控制模块及所述通信模块将待测设备的温度信息发送至后台管理平台，以供工作人员对待测设备的温度信息进行判断，以便于工作人员及时发现待测设备是否出现异常，并将检测结果保存至服务器中。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述机器人本体100的一侧设置有第二云台510，所述温度监测模块500设置于所述第二云台上510。在其中一个实施例中，所述第二云台设置于背向所述驱动模块的一侧，即所述第二云台设置于所述机器人本体的顶部。具体的，云台是安装、固定摄像机的支撑设备，在固定云台上安装好摄像机后可调整温度监测模块的水平和俯仰的角度，以实现温度监测模块进行多个角度的拍摄，例如，温度监测模块为红外热成像仪，可以通过设置云台，可以获取待测设备多个角度的红外热像图。进一步地，在其中一个实施例中，所述第二云台与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述第二云台转动，以使所述温度监测模块获取所述待测设备多个角度的温度信息。通过控制模块控制温度监测模块对现场视频及图片进行采集分析，并通过第二两轴云台控制温度监测模块实现旋转运动拍摄，以实现三维全方位、无监测死角进行待测设备的温度信息采集。

在其中一个实施例中，所述摄像模块与所述温度监测模块间隔设置。在其中一个实施例中，所述摄像模块具有至少一个摄像头。在其中一个实施例中，所述摄像模块具有两个间隔设置的摄像头。

在其中一个实施例中，一所述摄像模块为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像头。具体的，CCD摄像头是一种半导体成像器件，被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。CCD摄像头相较于传统摄像头，其拍摄画面更清晰，色彩还原更好，通过设置CCD摄像头可以将待测设备的外观图像拍摄的更清楚，以便于工作人员对待测设备的外观进行检测。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述的配电网巡检机器人还包括通信模块800，所述通信模块800与所述控制模块300连接，所述通信模块800用于将所述控制模块300接收的所述温度信息及所述图像信息发送至后台管理平台。在其中一个实施例中，所述通信模块为无线通信模块，具体的，所述通信模块用于将所述控制模块接收的所述温度信息及所述图像信息发送至后台管理平台，工作人员通过在后台管理平台上对待测设备的图像信息及温度信息进行查看，判断待测设备是否出现异常，以便于工作人员发现待测设备是否出现异常。进一步地，在其中一个实施例中，所述后台管理平台用于通过所述通信模块向所述控制模块发送控制信号，以对所述配电网巡检机器人进行相应的控制。在其中一个实施例中，所述后台管理平台用于根据所述温度信息及所述图像信息，通过所述通信模块向所述控制模块发送控制信号。具体的，工作人员可以在后台管理平台向所述控制模块发送控制指令，例如控制所述配电网巡检机器人移动的指令，控制云台转动的指令，通过远程控制的方式，以便于工作人员根据自身需求对配电网巡检机器人进行操控。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述配电网巡检机器人还包括定位模块900，所述定位模块分别所述通信模块与所述控制模块，所述控制模块用于当控制所述报警模块发出报警提示时，向所述定位模块发送触发信号，以使所述定位模块获取所述机器人本体的位置信息，所述定位模块用于获取所述位置信息，并通过所述通信模块将所述位置信息发送至所述后台管理平台。在其中一个实施例中，所述定位模块为GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)。具体的，所述控制模块用于当控制所述报警模块发出报警提示时，即配电网巡检机器人检测到待测设备出现异常时，控制模块发送控制信号至定位模块，以使定位模块启动，获取配电网巡检机器人的位置信息，以便于用户知道待测设备的具体位置，以使工作人员能够在第一时间赶往故障设备，对故障设备进行检修维护处理，由于在检测到待测设备出现异常时才启动定位模块，极大的降低了定位模块的电能损耗，例如，所述配电网巡检机器人的供电源为蓄电池，可以延长蓄电池的使用时间。应当理解的是，本申请提供的配电网巡检机器人是自动化控制，配电网巡检机器人根据预设路径移动至所述待测设备，能够实现自动避障，并对待测设备进行检测，因此，可以无需实时对配电网巡检机器人的位置进行定位，只需出现异常报警或者机器人出现故障时，获取配电网巡检机器人的位置信息，以使工作人员能够知晓配电网巡检机器人的具体位置即可，因此，本实施例中的，配电网巡检机器人在使用过程中能降低电能的损耗。进一步地，当工作人员需要主动获取配电网巡检机器人的位置信息时，可以通过控制所述控制信号，以启动定位模块即可。

在其中一个实施例中，所述配电网巡检机器人还包括供电模块，所述供电模块分别与所述控制模块、所述摄像模块、所述温度监测模块、所述驱动模块连接及所述报警模块连接。具体的，所述供电模块是配电网巡检机器人的供电源，配电网巡检机器人上所有需要用电的设备都可以采用供电模块进行供电。在其中一个实施例中，所述供电模块为蓄电池。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配电网巡检机器人，其特征在于，包括：机器人本体、驱动模块、控制模块、摄像模块、温度监测模块及报警模块；

所述驱动模块设置于所述机器人本体上，所述控制模块分别与所述驱动模块、所述摄像模块、所述温度监测模块及所述报警模块电连接；

所述驱动模块用于驱动所述机器人本体移动；

所述摄像模块用于获取待测设备的图像信息，并将所述图像信息发送至所述控制模块；

所述温度监测模块用于获取所述待测设备的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块；

所述控制模块用于控制所述驱动模块工作，根据所述图像信息及所述温度信息控制所述报警模块发出报警提示。

2.根据权利要求1所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述机器人本体设有与所述驱动模块相连接的移动结构。

3.根据权利要求2所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述移动结构为履带式移动结构。

4.根据权利要求2所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述移动结构为轮式移动结构。

5.根据权利要求4所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述移动结构为爬楼轮式移动结构。

6.根据权利要求4所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述轮式移动结构包括两个主动轮及两个万向轮，所述驱动模块包括差速器及驱动电机，两个所述主动轮及两个所述万向轮设置于所述机器人本体的一侧，所述差速器设置于两个所述主动轮之间，所述驱动电机分别与两个所述主动轮及所述控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述摄像模块与所述温度监测模块间隔设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述摄像模块具有至少一个摄像头。

9.根据权利要求8所述的配电网巡检机器人，其特征在于，所述摄像模块具有两个间隔设置的摄像头。

10.根据权利要求9所述的配电网巡检机器人，其特征在于，一所述摄像头为CCD摄像头。