CN112670875A - 一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法。本发明巡检平台包括巡检车，所述巡检车的两侧设置有驱动机构，所述巡检车上安装有数据收集模块、通信模块，以及对数据收集模块和通信模块进行控制的控制模块，所述变电站巡检平台还包括一个以上具有不同地址、分别安装在各指针仪表箱上的数据采集模块，所述数据采集模块与数据收集模块通过通信模块连接。本发明只需将巡检车行驶至指针仪表附近，向仪表箱内的数据采集模块发送“到达”指令，数据采集模块便将仪表数据通过无线信号传输给巡检车上的数据收集模块，不需要再进行拍照、识别图像中的数据，避免巡检车因图像模糊、混乱而出现误报警的现象。

Description

一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法

技术领域

本发明涉及智能机器领域，具体涉及一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法。

背景技术

变电站设备巡检是确保变电站运行正常的重要方法。目前巡检工作在一定程度上由巡检机器人承担，但是现有的巡检机器人在应用中还存在一些问题。现有的巡检机器人主要是通过图像识别和红外感应来完成对设备的检测，但是在光线不清楚、仪表箱外侧存在污渍等情况下，巡检机器人拍摄的图像有可能存在模糊、误差等，对仪表数据不能准确识别。而且在可见光巡检过程中，大雾、细雨天气等也会对巡检机器人的图像拍摄产生干扰，影响数据的准确性。

发明内容

本发明的设计目的在于，针对现有技术中，巡检机器人对指针仪表的数据识别受外界环境影响大的缺陷，提出并设计一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法，以解决上述技术问题，对设备数据进行准确的的收集。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种变电站用巡检平台，包括巡检车，所述巡检车的两侧设置有驱动机构，所述巡检车上安装有温湿度模块、报警模块、红外模块、图像采集模块、导航模块和蓄电池，所述巡检车上还设置有数据收集模块、通信模块，以及与温湿度模块、报警模块、红外模块、数据收集模块和通信模块连接并对温湿度模块、报警模块、红外模块、数据收集模块和通信模块进行控制的控制模块，所述变电站巡检平台还包括一个以上具有不同地址、分别安装在各指针仪表箱上采集仪表指针数据的数据采集模块，所述数据收集模块能够接受数据采集模块发出的数据，将采集到的仪表数据直接传输到巡检车上的数据收集模块内的存储器内，不需要再对仪表的图像进行拍摄、识别，避免由于图像模糊出现的数据误识和警报误响。而且当巡检车到达一定区域时，可以直接接收多个仪表的数据，从而提高了巡检速度。

本发明的改进还有，所述数据采集模块包括安装在仪表箱内能够将仪表数据转换为脉冲数信号的采样单元，所述采样单元与用来将脉冲数信号转换为标准脉冲信号的运算单元连接，所述数据采集模块还包括将运算单元的脉冲信号转换为无线信号并传输出去的第一通信单元，所述巡检车上的数据收集模块中设置有接受第一通信单元所发无线信号的第二通信单元，第二通信单元的工作受控制模块的控制。采样单元将仪表上的相关数据转化为脉冲数信号，而运算单元可以将采样单元得到的脉冲数转换为标准的十进制BCD数格式的抄表数据，然后通过第一通信单元、第二通信模块传送给巡检车上的数据收集模块中的存储器中，控制模块将所得数据对规定数据进行比较和判断。

本发明的改进还有，所述图像采集模块包括安装在巡检车上的能够升降的支架，所述支架上端安装有电机，相机与连接架固定连接，所述电机的输出轴与连接架铰接，所述支架的一侧还安装有能够自动调节亮度的光源。在需要进行拍摄图像的区域，光源通过感应周围的环境来调节自身的亮度，并可以通过调整电机和支架改变相机的拍摄角度和高度，提高拍摄的质量，便于进行图像的识别。

本发明的改进还有，所述驱动机构包括履带、驱动轮，所述驱动轮通过转轴安装在巡检车的侧面，所述履带包裹驱动轮，所述驱动车的底部设置有驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动轮的转轴连接，驱动电机的控制端与控制模块连接。由于驱动机构采用了履带式驱动结构，使机器具备更好的负载能力、越障能力，能够更好地适应变电站复杂的工况。

本发明的改进还有，所述巡检车上还安装有超声波检测模块，所述超声波检测模块与通信模块之间通过编解码模块连接。由于电气设备运行时，出现电弧放电、漏电痕迹、电晕放电等现象，这些现象会使附近的空气离子化而产生超声波，这样装有超声检测模块的巡检车可测量到设备轻微放电，能够先于其它检测手段如红外检测而检测到早期的故障现象，并产生预警。

本发明的改进还有，所述巡检车上还安装有人脸识别模块，所述人脸识别模块与控制模块连接。在巡检车的巡检过程中，巡检车可以对巡检途中遇到的人员进行验证，避免其他人员进入变电站内。

本发明的改进还有，所述巡检车的上方还设置有太阳能充电模块，在可见光巡检过程中，巡检车可以同时进行太阳能充电。

本发明的有益效果在于，和传统的图像识别相比，本发明通过在变电站内需要识别的指针仪表内安装采集单元，并将采集到的数据转化为脉冲信号，在巡检车运行到该区域时，将信号传输给巡检车上的通信模块。这样指针仪表数据的获取不会受到设备位置和光线的影响，出现图像识别错误的问题。而且还提高了数据获取的速度。

本发明还提供了一种指针仪表巡检方法，包括以下步骤：

步骤一：巡检车按照导航模块设置的规定路径进行巡检，当巡检车到达指针仪表附近时，巡检车上的第二通信单元向仪表盘内的第一通信单元发出无线信号“到达”指令；

步骤二：第一通信单元将接受到的无线信号“到达”指令传递给数据采集模块中的控制单元，控制采样单元中的编码器将指针旋转的角度转换为脉冲数信号，然后将通过运算单元将脉冲数信号转化为标准的脉冲信号；

步骤三：第一通信单元将脉冲信号转换为无线信号，并将无线信号传输给巡检车上的第二通信单元，第二通信单元接受到无线信号后将无线信号转换为将脉冲信号，然后将脉冲信号传送给巡检车上的控制模块，并存储在存储器中；

步骤四：控制模块将第二通信模块输入的脉冲信号与标准信号进行比对，若脉冲信号与标准信号差别过大，控制模块控制报警模块发出警告。

该方法有效避免了由于图像模糊等造成图像难以进行识别，无法确定仪表数据的问题。并且巡检车可以同时接受多个仪表的数据，提高巡检速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的系统框图。

图2是数据采集模块的系统框图。

图3是本发明中巡检车的结构示意图。

图中：1、巡检车，2、履带，3、驱动轮，4、支架，5、电机，6、相机，7、光源，8、蓄电池，9、太阳能充电模块，10、图像采集模块，11、连接架，12、驱动机构。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图所示，本发明一种变电站用巡检平台，包括巡检车1，所述巡检车1的两侧设置有驱动机构12，所述驱动机构12包括设置在巡检车1侧面的履带2和驱动轮3，所述巡检车1的底部还设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与驱动轮3的转轴连接，所述履带2包裹驱动轴。并且驱动电机的控制端和控制模块连接。在巡检车1的上方还设置有温湿度检测模块、导航模块、报警模块、红外模块、图像采集模块10以及数据收集模块和通信模块，这些模块均与控制模块相连并通过控制模块进行控制，并通过蓄电池提供电能。其中，温湿度检测模块通过设置在巡检车1上的传感器对周围环境的温度和湿度进行检测，传感器与温湿度检测模块内的温湿度控制单元连接并通过控制模块控制传感器的工作。红外模块包括红外线传感器，所述红外传感器与红外模块内的红外控制单元连接。图像采集模块10包括安装在巡检车上的支架4，作为优选，选择能够升降的伸缩杆作为支架4，在支架4的上端安装有电机5，电机5的输出端与连接架11铰接，相机6固定安装在连接架11上。为了保证拍摄时具有充足的光线，在支架4的上端还设置有能够调节亮度的光源7，所述光源7采用专利CN201620812451.X中所述的陶瓷灯，在进行图像拍摄时，通过光源保证拍摄时具有充足的光线。另外，数据收集模块包括用来接收无线信号的第二通信单元和用来存储无线信号的存储器，所述第二通信单元和存储器均受控制模块的控制。进一步的，所述数据收集模块内还设置有用来发出“到达”指令无线信号的信号发生单元。

本变电站用巡检平台还包括一个以上具有不同地址，分别安装在变电站内需要收集仪表数据的气压表、温度表等指针仪表箱上用于将指针仪表上指针旋转的角度转换为脉冲数信号的数据采集模块，所述的数据采集模块包括将安装在指针仪表上的采集单元。进一步的，对指针仪表进行改造，将指针与编码器同轴旋转，其中编码器选择增量型光电编码器，将指针的旋转轴与编码器的旋转轴通过联轴器连接，编码器作为采集单元的一部分，感应指针偏转的角度并发出信号，编码器发出的脉冲信号通过高速计数器进行统计，然后运算单元和采样单元连接，运算单元将编码器发出的脉冲数转换为标准的十进制BCD数格式的抄表数据。所述运算单元与能够将脉冲信号转化为无线信号的第一通信单元连接，第一通信单元将转化后的无线信号发出。巡检车上的第二通信单元对第一通信单元发出的信号进行接收，并将无线信号转换为脉冲信号，将脉冲信号传输到数据收集模块的存储器中，并通过控制模块中的数据处理单元对数据进行处理、分析。另外，采样单元、运算单元和第一通信单元均与采集模块的控制单元相连，并通过控制单元对采样单元、运算单元、第一通信单元进行控制。进一步的，所述数据采集模块内还设置有用来接收数据收集模块发出“到达”指令的无线信号接收单元，所述无线接收单元接收到的信号传输给数据采集模块的控制单元，控制单元控制采样单元工作。

此外，巡检车1上还设置有超声波检测模块和人脸识别模块，通过超声波检测模块的超声波传感器检测电气设备周围是否存在超声波，从而判断电气设备是否存在放电等现象，并将超声波传感器的输出端与控制模块的输入端连接。进一步的，所述巡检车的上方设置有太阳能充电模块9，其中，所述太阳能充电模块9包括设置在巡检车上端的太阳能发电板，所述太阳能发电板的输出端与降压稳压单元的输入端连接，降压稳压单元的输出端与蓄电池8的输入端连接，所述蓄电池8既可以为驱动机构提供动力，也可以为各个模块提供电源。

本发明还提供了一种指针仪表巡检的方法，包括以下步骤：

步骤一：巡检车1按照导航模块设置的规定路径进行巡检，当巡检车1到达指针仪表附近时，巡检车1上的第二通信单元向仪表盘内的第一通信单元发出无线信号“到达”指令；

步骤二：第一通信单元将接受到的无线信号“到达”指令传递给数据采集模块中的控制单元，控制采样单元中的编码器将指针旋转的角度转换为脉冲数信号，然后将通过运算单元将脉冲数信号转化为标准的脉冲信号；

步骤三：第一通信单元将脉冲信号转换为无线信号，并将无线信号传输给巡检车1上的第二通信单元，第二通信单元接受到无线信号后将无线信号转换为将脉冲信号，然后将脉冲信号传送给巡检车(1)上的控制模块，并存储在存储器中；

步骤四：控制模块将第二通信模块输入的脉冲信号与标准信号进行比对，若脉冲信号与标准信号差别过大，控制模块控制报警模块发出警告。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种变电站用巡检平台，包括巡检车(1)，所述巡检车(1)的两侧设置有驱动机构(12)，所述巡检车(1)上安装有温湿度模块、报警模块、红外模块、图像采集模块(10)、导航模块和蓄电池(9)，其特征在于，所述巡检车(1)上还设置有数据收集模块、通信模块，以及与温湿度模块、报警模块、红外模块、数据收集模块和通信模块连接并对温湿度模块、报警模块、红外模块、数据收集模块和通信模块进行控制的控制模块，所述变电站巡检平台还包括一个以上具有不同地址、分别安装在各指针仪表箱上采集仪表指针数据的数据采集模块，所述数据收集模块能够接受数据采集模块发出的数据。

2.根据权利要求1所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述数据采集模块包括安装在仪表箱内能够将仪表数据转换为脉冲数信号的采样单元，所述采样单元与用来将脉冲数信号转换为标准脉冲信号的运算单元连接，所述数据采集模块还包括将运算单元的脉冲信号转换为无线信号并传输出去的第一通信单元，所述巡检车(1)上的数据收集模块中设置有接受第一通信单元所发无线信号的第二通信单元，第二通信单元的工作受控制模块的控制。

3.根据权利要求1所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述图像采集模块(10)包括安装在巡检车(1)上的能够升降的支架(4)，所述支架(4)上端安装有电机(5)，相机(6)与连接架(11)固定连接，所述电机(5)的输出轴与连接架(11)铰接，所述支架(4)一侧还安装有能够自动调节亮度的光源(7)。

4.根据权利要求1所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述驱动机构(12)包括履带(2)、驱动轮(3)，所述驱动轮(3)通过转轴安装在巡检车的侧面，所述履带(2)包裹驱动轮(3)，所述巡检车(1)的底部设置有驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动轮(3)的转轴连接，驱动电机的控制端与控制模块连接。

5.根据权利要求1或3所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述巡检车(1)上还安装有超声波检测模块，所述超声波检测模块与通信模块之间通过编解码模块连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述巡检车(1)上还安装有人脸识别模块，所述人脸识别模块与控制模块连接。

7.根据权利要求1或5所述的一种变电站用巡检平台，其特征在于，所述巡检车(1)的上方还设置有太阳能充电模块(9)。

8.使用如权利要求1-7所述的变电站用巡检平台的一种指针仪表巡检方法的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：巡检车(1)按照导航模块设置的规定路径进行巡检，当巡检车(1)到达指针仪表附近时，巡检车(1)上的第二通信单元向仪表盘内的第一通信单元发出无线信号“到达”指令；

步骤二：第一通信单元将接受到的无线信号“到达”指令传递给数据采集模块中的控制单元，控制采样单元中的编码器将指针旋转的角度转换为脉冲数信号，然后将通过运算单元将脉冲数信号转化为标准的脉冲信号；

步骤三：第一通信单元将脉冲信号转换为无线信号，并将无线信号传输给巡检车(1)上的第二通信单元，第二通信单元接受到无线信号后将无线信号转换为将脉冲信号，然后将脉冲信号传送给巡检车(1)上的控制模块，并存储在存储器中；

步骤四：控制模块将第二通信模块输入的脉冲信号与标准信号进行比对，若脉冲信号与标准信号差别过大，控制模块控制报警模块发出警告。

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