CN112621745A - 一种风电机组巡检机器人系统 - Google Patents

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冯强
刘立群
张树晓
丛聪
师晓飞
韩路
张路娜
吴君仪
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Abstract

本发明涉及一种风电机组巡检机器人系统，包括机舱智能巡检机器人、机器人机舱柜、机器人塔底柜及智能巡检机器人远程监控站；机舱智能巡检机器人搭载有监测传感器，用于在机舱内按照规定路线行进，通过搭载的监测传感器对机舱内部监测点进行巡检；监测传感器包括红外夜视摄像头、热成像摄像头、烟雾传感器、声音传感器、温湿度传感器；机舱内部监测点包括发电机、高速轴、齿轮箱、主轴、主轴螺栓、机舱柜；机器人机舱柜包括控制器、稳压电源、光电转换器、光端机；机器人塔底柜包括光端机、wifi网关、手持操作终端；智能巡检机器人远程监控站包括监控设备；本发明实现机舱内部状态监测、数据分析、故障分析，具有可靠、高效、省时、安全等多种优点。

Description

一种风电机组巡检机器人系统
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组巡检机器人系统。
背景技术
现有风电机组巡检机器人主要是以无人机为主，针对风电机组外观及叶片进行监测，无法满足不间断的对风电机组进行实时监控，同时无法监测到风电机组主要传动系统及重要部件的故障预警及日常维护需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电机组巡检机器人系统，采用视觉、嗅觉、听觉、温湿度等传感方式对机舱内部机械部件、电气部件等进行监测，实现机舱内部状态监测、数据分析、故障分析等，具有可靠、高效、省时、安全等多种优点。
本发明提供了一种风电机组巡检机器人系统，包括机舱智能巡检机器人、机器人机舱柜、机器人塔底柜及智能巡检机器人远程监控站；
所述机舱智能巡检机器人搭载有监测传感器，用于在机舱内按照规定路线行进，通过搭载的监测传感器对机舱内部监测点进行巡检；所述监测传感器包括红外夜视摄像头、热成像摄像头、烟雾传感器、声音传感器、温湿度传感器；所述机舱内部监测点包括发电机、高速轴、齿轮箱、主轴、主轴螺栓、机舱柜；
所述机器人机舱柜包括控制器、稳压电源、光电转换器、机舱柜光端机；
所述机器人塔底柜包括塔底柜光端机、wifi网关、手持操作终端；
所述智能巡检机器人远程监控站包括监控设备；
所述机舱智能巡检机器人与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制信号，以及将巡检数据传输至所述控制器；
所述控制器用于通过所述光电转换器及机舱柜光端机，采用光纤传输方式将巡检数据传输至所述监控设备进行数据分析及预警；
所述手持操作终端用于通过所述wifi网关、塔底柜光端机将操作指令传输至所述控制器，再由所述控制器对所述智能巡检机器人进行控制。
进一步地，所述机舱智能巡检机器人包括机器人本体结构、传感器装置及机器人驱动装置，所述机器人本体结构由三个带有驱动轮的关节结构组成；
所述传感器装置包括与所述机器人本体结构连接的传感器支架，所述监测传感器安装于所述传感器支架上，
所述机器人驱动装置包括驱动电机及机器人驱动板卡，所述驱动电机通过驱动轮连接法兰与所述驱动轮连接；所述机器人驱动板卡通过电缆与所述驱动电机连接，用于控制所述驱动电机旋转，进行驱动所述机舱智能巡检机器人行走。
进一步地，所述机器人驱动板卡与所述传感器支架连接，用于驱动所述传感器支架执行360°旋转动作。
借由上述方案，通过风电机组巡检机器人系统，具有如下技术效果：
1)巡检机器人采用视觉、嗅觉、听觉、温湿度等传感方式对机舱内部机械部件、电气部件等进行监测，实现机舱内部状态监测、数据分析、故障分析等，具有可靠、高效、省时、安全等多种优点。
2)采用三关节机器人本体结构，具有重量轻、抗震性好、安装方便、路径规划简单等优点，此结构不仅解决了由于机舱内部器件造成的空间局限难题，而且确保了在机舱晃动的情况下机器人也能平稳行走，更好的完成机器人的巡检任务。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本发明机器人本体结构的结构示意图；
图2是本发明传感器支架的连接示意图；
图3是本发明机器人驱动板卡的连接示意图；
图4是本发明机器人机舱柜的示意图；
图5是本发明机器人塔底柜的示意图；
图6是本发明一实施例的系统结构流程图；
图7是本发明一实施例中机舱智能巡检机器人巡检路线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例提供了一种风电机组巡检机器人系统，包括机舱智能巡检机器人、机器人机舱柜、机器人塔底柜及智能巡检机器人远程监控站；
机舱智能巡检机器人搭载有监测传感器，用于在机舱内按照规定路线行进，通过搭载的监测传感器对机舱内部监测点进行巡检；监测传感器包括红外夜视摄像头、热成像摄像头、烟雾传感器、声音传感器、温湿度传感器；所述机舱内部监测点包括发电机、高速轴、齿轮箱、主轴、主轴螺栓、机舱柜；
参图4所示，机器人机舱柜包括控制器7、稳压电源8(稳压开关电源)、光电转换器9、机舱柜光端机10。控制器7搭载包括GPU、CPU、内存卡、视频编码、视频解码、信号采集卡、通讯模块。稳压电源8通过电缆与控制器连接，为控制器7供电。稳压电源8通过电缆与监测传感器连接，为其提供电源。光电转换器9与机舱柜光端机10通过光纤连接进行数据传输，并通过光纤连接到风电机组中现有光纤通道中，使其传输至升压站中，以便进行数据处理、分析与显示，其均通过光纤进行连接。
参图5所示，机器人塔底柜包括塔底柜光端机11、wifi网关12、手持操作终端13。塔底柜光端机11与机舱柜光端机10通过光纤连接。手持操作终端13(手动)操作的指令传输至控制器7进行指令分解，再将数据传输至机舱智能巡检机器人完成操作动作。
所述智能巡检机器人远程监控站包括监控设备；
所述机舱智能巡检机器人与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制信号，以及将巡检数据传输至所述控制器；
所述控制器用于通过所述光电转换器及光端机，采用光纤传输方式将巡检数据传输至所述监控设备进行数据分析及预警；
所述手持操作终端用于通过所述wifi网关、光端机将操作指令传输至所述控制器，再由所述控制器对所述智能巡检机器人进行控制。
在本实施例中，机舱智能巡检机器人包括机器人本体结构、传感器装置及机器人驱动装置，机器人本体结构由三个带有驱动轮的关节结构组成。
参图1所示，其中1表示驱动轮，2表示第一关节结构，3表示第二关节结构，4表示第三关节结构。
参图2所述，传感器装置包括与机器人本体结构连接的传感器支架5，监测传感器安装于所述传感器支架上。
参图3所示，机器人驱动装置包括驱动电机及机器人驱动板卡6，驱动电机通过驱动轮连接法兰与驱动轮连接；机器人驱动板卡6通过电缆与驱动电机连接，用于控制驱动电机旋转，进行驱动机舱智能巡检机器人行走。机器人驱动板卡6与控制器6连接，进行数据交换，接收控制器6的控制指令。机器人驱动板卡6，为机器人本体结构提供动力(即驱动机器人行走动力源)单元，其通过自主编写控制程序可实现机器人的动作需求。完成机器人前进、后退、升级、降落等功能。机器人驱动板卡6与传感器支架连接，还用于驱动传感器支架5执行360°旋转动作。
参图6所示，在一具体实施例中，机舱智能巡检机器人搭载双谱高清摄像头与红外高清摄像头，其需要安装在云台上，保证360°旋转查看周围部件，并且可以在垂直轴上下调整角度。机器人通讯采用光纤通讯方式，该通讯主要完成控制数据交互、传感器数据的交互(如视频、音频、热成像、烟雾、温湿度等)及手持操作终端的通讯。智能巡检机器人远程监控站包含了机器人所有控制数据以及采集数据，其中包含视频、音频、传感器数据等，并且对现有数据进行分析并预警。
参图7所示，图7是本实施例中机舱智能巡检机器人巡检路线示意图，实际应用中，可根据需要规划巡检示意图，不限于本实施的巡检路线。
该风电机组巡检机器人系统，具有如下技术效果：
1)巡检机器人采用视觉、嗅觉、听觉、温湿度等传感方式对机舱内部机械部件、电气部件等进行监测，实现机舱内部状态监测、数据分析、故障分析等，具有可靠、高效、省时、安全等多种优点。
2)采用三关节机器人本体结构，具有重量轻、抗震性好、安装方便、路径规划简单等优点，此结构不仅解决了由于机舱内部器件造成的空间局限难题，而且确保了在机舱晃动的情况下机器人也能平稳行走，更好的完成机器人的巡检任务。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种风电机组巡检机器人系统，其特征在于，包括机舱智能巡检机器人、机器人机舱柜、机器人塔底柜及智能巡检机器人远程监控站；
所述机舱智能巡检机器人搭载有监测传感器，用于在机舱内按照规定路线行进，通过搭载的监测传感器对机舱内部监测点进行巡检；所述监测传感器包括红外夜视摄像头、热成像摄像头、烟雾传感器、声音传感器、温湿度传感器；所述机舱内部监测点包括发电机、高速轴、齿轮箱、主轴、主轴螺栓、机舱柜；
所述机器人机舱柜包括控制器、稳压电源、光电转换器、机舱柜光端机；
所述机器人塔底柜包括塔底柜光端机、wifi网关、手持操作终端；
所述智能巡检机器人远程监控站包括监控设备；
所述机舱智能巡检机器人与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制信号，以及将巡检数据传输至所述控制器；
所述控制器用于通过所述光电转换器及机舱柜光端机，采用光纤传输方式将巡检数据传输至所述监控设备进行数据分析及预警；
所述手持操作终端用于通过所述wifi网关、塔底柜光端机将操作指令传输至所述控制器，再由所述控制器对所述智能巡检机器人进行控制。
2.根据权利要求1所述的风电机组巡检机器人系统，其特征在于，所述机舱智能巡检机器人包括机器人本体结构、传感器装置及机器人驱动装置，所述机器人本体结构由三个带有驱动轮的关节结构组成；
所述传感器装置包括与所述机器人本体结构连接的传感器支架，所述监测传感器安装于所述传感器支架上，
所述机器人驱动装置包括驱动电机及机器人驱动板卡，所述驱动电机通过驱动轮连接法兰与所述驱动轮连接；所述机器人驱动板卡通过电缆与所述驱动电机连接，用于控制所述驱动电机旋转，进行驱动所述机舱智能巡检机器人行走。
3.根据权利要求2所述的风电机组巡检机器人系统，其特征在于，所述机器人驱动板卡与所述传感器支架连接，用于驱动所述传感器支架执行360°旋转动作。
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