CN112510553A - 一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，其特点是，包括机器人与无人机信号连接，机器人用于低空巡检及甄别巡检；无人机受机器人遥控，用于高空巡检；无人机不工作时停放在所述机器人上，并将巡检的数据导入到机器人内；机器人为无人机充电。这种变电站巡检智能系统集机器人和无人机的优点于一体，能够充分发挥两者组合优势，实现机器人与无人机协调进行巡检，从而实现对变电站的全方位巡检作业。

Description

一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统
技术领域
本发明涉及变电站巡检领域，是一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统。
背景技术
随着我国智能电网的快速发展，变电站巡检机器人的大量投入使用，变电站的安全巡检工作正越来越智能化。尽管巡检机器人避免了人工巡检的诸多问题(人为主观因素造成的漏检、误检、巡检不彻底等情况)，但是巡检机器人的视角相对较低，且存在一定的视觉盲区，因此很难全方位的巡视检查电气设备的运行情况及安全隐患。
然而无人机已越来越多地出现在电力巡检工作中，这种技术正逐渐走向成熟。当前的无人机大多用在杆塔较高的架空输电线路巡检作业中，随后将逐步发展用于变电站巡检的无人机。然而当前的小型无人机续航时间并不长，很难进行长期高强度巡检作业。另外，目前的无人机巡检较多采用人工遥控的方式，几乎没有采用机器人进行遥控的方式。人工遥控分为近距离遥控和远程遥控两种方式，但这两种方式仍然存在有人为主观操控因素，容易发生事故，造成经济损失。
发明内容
本发明的目的是，为解决机器人的巡检视觉盲区、巡检无人机存在的续航以及数据传输失真问题，本发明提供一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统。这种变电站巡检智能系统集机器人和无人机的优点于一体，能够充分发挥两者各自的优势，实现机器人与无人机协调进行巡检，从而实现对变电站的全方位巡检作业。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，其特征是，它包括机器人与无人机信号连接，所述机器人用于低空巡检及甄别巡检；所述无人机受机器人遥控，用于高空巡检；所述无人机不工作时停放在所述机器人上，并将巡检的数据导入到机器人内；所述机器人为无人机充电。
进一步，所述机器人包括：长焦镜头、红外测温传感器、载机坪、三角标识图、三个激光发射器、四个旋式卡锁、充电接口、数据传输接口、电能存储模块、遥控模块；所述长焦镜头与红外测温传感器固定在同一云台上，且云台设置在机器人的前端；所述载机坪比所述云台低一个台阶，且位于机器人的后端；所述三角标识图布置于载机坪表面，且三角标识图的三个角分别对应三个激光发射器所在的位置；所述三个激光发射器分别处于其中三个旋式卡锁下方；所述四个旋式卡锁处于载机坪表面下方，且均为环片式结构，用于固定停在停机坪上的无人机；所述充电接口及数据传输接口处于第四个旋式卡锁孔中间的小凸台上，包括电源正极、电源负极、数据正极和数据负极四个电极，呈环式分布在小凸台上，能够与无人机机腿中的受端电极电连接，用于充电及数据的传输；所述电能存储模块位于云台及停机坪下方，给机器人和无人机提供电能；所述遥控模块集成在机器人内部，能够实现给无人机发送指令信息，实现两者的实时通信。
进一步，所述无人机包括：四个停机卡锁、三个激光接收器、充电接口受端、数据传输接口受端、CCD传感器、图像采集装置和红外测温装置；所述四个停机卡锁分别设置在无人机的四个机腿下端部、与无人机机腿同轴、并且与载机坪上的旋式卡锁口相对应；所述三个激光接收器分别设置在三个旋式卡锁底部内凹面的顶端；所述充电接口受端及数据接口受端设置在第四个旋式卡锁底部的凹陷面下，且这两对电极均为弹片式结构；所述CCD传感器设置在第四个停机卡锁底部的凹陷面上部，使其镜头露在充电接口受端及数据接口受端所在的凹陷面中间，用于识别载机坪上的三角标识图；所述图像采集装置和红外测温装置为无人机巡检作业的感应器。
本发明的有益效果是：本发明的机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统集机器人和无人机的优点于一体，能够充分发挥两者各自的优势，实现机器人与无人机协调进行巡检，从而实现对变电站的全方位巡检作业。有效地解决了变电站内巡检高空盲点问题。其中，无人机可以停在机器人的载机坪上，为随时进行高空巡检作业做好准备；通过载机坪上的充电接口及数据传输接口，可以给无人机进行快速充电，从而解决无人机的续航问题，同时无人机还能通过该接口将巡检的数据导入到机器人内，有效避免了数据无线传输的失真问题；机器人巡检电力设备过程中发现有视觉盲区或高空巡检作业任务时，通过其内集成的遥控模块给无人机发送巡检需求，遥控无人机到达指定位置进行巡检作业，可以实现对无人机的智能遥控；无人机巡检完毕返航到达载机坪上空，CCD传感器通过识别三角标识图将三个激光接收器调整至能够接收到三束激光，无人机顺着这三束激光精准降落在载机坪上，从而实现无人机的精准降落问题；为解决无人机的稳定充电及数据传输问题，无人机的受端接口均采用弹片式设计，同时载机坪上配置旋式卡锁，起到固定降落后的无人机的作用，有效避免机器人行走过程中无人机从载机坪上滑落的问题。
附图说明
图1为本发明的一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统示意图；
图2为图1中载机坪部分的结构分布示意图；
图3为载机坪的俯视图及斜侧视图；
图4为图1中无人机结构图；
图5为图4的仰视图；
图6为图4的左视图。
其中，1-机器人，2-无人机，3-长焦镜头，4-红外测温传感器，5-载机坪，6-三角标示图，7-激光发射器，8-旋式卡锁，9-充电接口，10-数据传输接口，11-电能存储模块，12-遥控模块，13-停机卡锁，14-激光接收器，15-充电接口受端，16-数据传输接口受端，17-CCD传感器，18-图像采集装置，19-红外测温装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1-图6，本发明的一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，包括：机器人1与无人机2信号连接，所述机器人1用于低空巡检及甄别巡检；所述无人机2受机器人1遥控，用于高空巡检；所述无人机2不工作时停放在所述机器人1上、并将巡检的数据导入到机器人1内；所述机器人1为无人机2充电。所述机器人1包括：长焦镜头3、红外测温传感器4、载机坪5、三角标识图6、三个激光发射器7、四个旋式卡锁8、充电接口9、数据传输接口10、电能存储模块11、遥控模块12；所述长焦镜头3与红外测温传感器4固定在同一云台上，且云台设置在机器人1的前端；所述载机坪5比所述云台低一个台阶，且位于机器人1的后端；所述三角标识图6布置于载机坪5表面，且三角标识图6的三个角分别对应三个激光发射器7所在的位置；所述三个激光发射器7分别处于其中三个旋式卡锁8下方；所述四个旋式卡锁8处于载机坪5表面下方，且均为环片式结构，用于固定停在停机坪5上的无人机2；所述充电接口9及数据传输接口10处于第四个旋式卡锁8中间的小凸台上，包括电源正极、电源负极、数据正极和数据负极四个电极，呈环式分布在小凸台上，能够与无人机2机腿中的受端电极电连接，用于充电及数据的传输；所述电能存储模块11位于云台及停机坪5下方，给机器人1和无人机2提供电能；所述遥控模块12集成在机器人1内部，能够实现给无人机1发送指令信息，实现两者的实时通信。所述无人机2包括：四个停机卡锁13、三个激光接收器14、充电接口受端15、数据传输接口受端16、CCD传感器17、图像采集装置18和红外测温装置19；所述四个停机卡锁13分别设置在无人机2的四个机腿下端部，与无人机2机腿同轴，并且与载机坪5上的旋式卡锁口相对应；所述三个激光接收器14分别设置在三个旋式卡锁8底部内凹面的顶端；所述充电接口受端15及数据接口受端16设置在第四个旋式卡锁8底部的凹陷面下，且这两对电极均为弹片式结构；所述CCD传感器17设置在第四个停机卡锁8底部的凹陷面上部，使其镜头露在充电接口受端15及数据接口受端16所在的凹陷面中间、用于识别载机坪5上的三角标识图6；所述图像采集装置18和红外测温装置19均为无人机2巡检作业的感应器。
本发明的机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，包括机器人1与无人机2两部分。其中机器人1主要负责完成低空巡检任务及甄别巡检。机器人1在低空巡检的过程中，发现有视觉盲区或者有高空巡检需求时，立即打开载机坪5上的四个旋式卡锁8，并通过遥控模块12控制无人机2飞到需要巡检的位置，无人机开始实施自主巡检。无人机完成巡检作业后自动返航降落在载机坪5上。
无人机2完成巡检工作后，先自动返航到智能机器人1上方，然后通过无人机2第四个机腿下方的CCD传感器17识别载机坪5上的三角标识图6。无人机2根据三角标示图6的三个角朝向调整其姿态，使装有三个激光接收器14的三个机腿与三角标示图6的三个角的朝向一致，便于三个激光接收器14能够更快接收到载机坪5上的三个激光发射器7发出的激光束。当三个激光接收器14接收到激光束后，无人机2顺着激光束缓缓降落，至到四个机腿端部的停机卡锁13插入到载机坪5上的四个旋式卡锁8内，随后四个旋式卡锁8旋转以锁定无人机机腿，从而防止无人机2在智能机器人1行走过程中出现滑落的现象。
当无人机2降落到载机坪5上后，第四个机腿下方的充电接口受端15及数据传输接口受端16与载机坪5上对应的第四个旋式卡锁8下方的充电接口9及数据传输接口10对应相连接，机器人1随即开始读取无人机2的巡检数据，并给其实施快速充电，为下一次巡检工作做好准备。
本发明的机器人1与无人机2按现有技术制造，亦可采用市售产品改制。本发明所用电子设备和元器件均为市售产品。
本发明具体实施方式并非穷举，并不构成对权利要求保护范围的限定，本领域技术人员根据本发明实施式获得的启示，不经过创造性劳动就能够想到其它实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (3)

1.一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，其特征是，它包括机器人与无人机信号连接，所述机器人用于低空巡检及甄别巡检；所述无人机受机器人遥控，用于高空巡检；所述无人机不工作时停放在所述机器人上，并将巡检的数据导入到机器人内；所述机器人为无人机充电。
2.根据权利要求1所述的一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，其特征是，所述机器人包括：长焦镜头、红外测温传感器、载机坪、三角标识图、三个激光发射器、四个旋式卡锁、充电接口、数据传输接口、电能存储模块、遥控模块；所述长焦镜头与红外测温传感器固定在同一云台上，且云台设置在机器人的前端；所述载机坪比所述云台低一个台阶，且位于机器人的后端；所述三角标识图布置于载机坪表面，且三角标识图的三个角分别对应三个激光发射器所在的位置；所述三个激光发射器分别处于其中三个旋式卡锁下方；所述四个旋式卡锁处于载机坪表面下方，且均为环片式结构，用于固定停在停机坪上的无人机；所述充电接口及数据传输接口处于第四个旋式卡锁中间的小凸台上，包括电源正极、电源负极、数据正极和数据负极四个电极，呈环式分布在小凸台上，能够与无人机机腿中的受端电极电连接，用于充电及数据的传输；所述电能存储模块位于云台及停机坪下方，给机器人和无人机提供电能；所述遥控模块集成在机器人内部，能够实现给无人机发送指令信息，实现两者的实时通信。
3.根据权利要求1所述的一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统，其特征是，所述无人机包括：四个停机卡锁、三个激光接收器、充电接口受端、数据传输接口受端、CCD传感器、图像采集装置和红外测温装置；所述四个停机卡锁分别设置在无人机的四个机腿下端部，与无人机机腿同轴，并且与载机坪上的旋式卡锁口相对应；所述三个激光接收器分别设置在三个旋式卡锁底部内凹面的顶端；所述充电接口受端及数据接口受端设置在第四个旋式卡锁底部的凹陷面下，且这两对电极均为弹片式结构；所述CCD传感器设置在第四个停机卡锁底部的凹陷面上部，使其镜头露在充电接口受端及数据接口受端所在的凹陷面中间，用于识别载机坪上的三角标识图；所述图像采集装置和红外测温装置等均为无人机巡检作业的感应器。
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