CN202041851U - 激光导航变电站智能巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了激光导航变电站智能巡检机器人，它包括底盘，底盘上设有避障模块、运动控制器、云台支柱、锂离子充电电池、电源管理控制器、工控机；所述运动控制器分别与驱动电机、避障模块、激光导航传感器及工控机连接；所述云台支柱顶端安装有云台和电力设备检测单元；所述电源管理控制器与锂离子充电电池连接。本实用新型中激光导航具有不受电磁干扰影响，导航定位精度可达厘米级甚至毫米级，设备集成度高，对外接口简单易用，保证了机器人可靠高效的完成巡检工作，可广泛应用于发电厂和变电站各种变配电设备的巡检。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业用移动机器人，特别是用于激光导航变电站智能巡检的机器人。
背景技术
随着科技进步和电力体制改革的不断深入和发展，电力系统自动化程度已有了很大提高，许多变电站实现了遥测、遥信、遥控、遥调功能，为少人或无人值班变电站，但一定程度上都还存在因无人在现场及时监视、巡视而带来的一系列问题甚至留下隐患。为此，中国专利号ZL200420040968.9，名称为“变配电设备巡检机器人”的专利中提出了一种采用机器人自动巡检变电站中变配电设备运行状况的技术方案。该方案采用GPS全球定位系统和激光测距传感器组成导航信息传递单元，但在变电站强电磁环境中，该导航信息传递单元中的GPS设备易受变电站内强电磁场干扰，导致其导航定位精度降低甚至失效，影响机器人完成巡检工作质量。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种不受变电站环境中强电磁场干扰、运行可靠、导航定位精确的激光导航变电站智能巡检机器人。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：激光导航变电站智能巡检机器人，它包括底盘，底盘上设有避障模块、运动控制器、云台支柱、锂离子充电电池、电源管理控制器和工控机；所述运动控制器分别与驱动电机、避障模块、激光导航传感器及工控机连接；所述云台支柱顶端安装有云台和电力设备检测单元；所述云台由云台控制器控制；所述电源管理控制器与锂离子充电电池连接。
所述底盘上还设有网络集线器和无线网桥；所述网络集线器与工控机直接连接；所述无线网桥接入网络集线器，无线网桥顶端装有天线。
所述电力设备检测单元包括温度采集器和图像采集器，所述温度采集器是红外热像仪，图像采集器是可见光摄像机。
所述激光导航传感器为二维平面激光传感器。
工作原理：在机器人前部安装激光导航传感器，激光导航传感器经RS232接口与运动控制器（含电机驱动器，下同）相连，运动控制器同时也通过控制电缆连接机器人底盘前部的驱动电机和避障模块；安装于机器人上的工控机一方面通过RS232接口与运动控制器进行通信，另一方面通过RS485总线连接云台控制器以控制云台运行，云台顶部安装电力设备检测单元；机器人上的无线网桥完成机器人与监控主机的数据交互；电源管理控制器与充电电池连接，负责为机器人各部件提供电源。
激光导航变电站巡检机器人特点是：预先用反光材料制作反光标志并安装在机器人运行区域内的固定位置，而激光传感器固定于机器人前部，其安装位置相对于机器人底盘位置固定。当机器人运行时，激光导航传感器首先检测其所处环境中的反光标志，至少检测到3个反光标志就可计算得到其二维平面空间中的位置和航向，再经过转换后就得到机器人导航所需位置及航向数据。机器人运动控制器负责将得到的数据与运行路径数据比较，得到机器人当前位置与路径的距离和航向偏差，并由该偏差得到机器人两驱动轮差速控制量，最后通过调整两轮驱动电机转速从而使机器人沿预定路径运行。
激光导航变电站智能巡检机器人所用激光导航传感器为二维平面激光传感器，其通过RS232接口及附属控制协议与外部交互。
本实用新型与现有技术比较，其优点和有益效果有：激光导航具有不受电磁干扰影响，导航定位精度可达厘米级甚至毫米级，设备集成度高，对外接口简单易用，保证了机器人可靠高效的完成巡检工作，可广泛应用于发电厂和变电站各种变配电设备的巡检。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：1、激光导航传感器，2、云台，3、温度采集器，4、图像采集器，5、云台控制器，6、视频服务器，7、天线，8、无线网桥，9、网络集线器，10、工控机，11、电源管理控制器，12、锂离子充电电池，13、云台支柱，14、运动控制器，15、驱动电机，16、传感器支架，17、机器人底盘，18、避障模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，机器人采用前轮驱动后轮随动的驱动结构，机器人底盘17上从前往后依次安装有避障模块18、运动控制器14、锂离子充电电池12、电源管理控制器11、工控机10、网络集线器9和无线网桥8；机器人底盘17上的云台支柱13顶端安装有云台2和电力设备检测单元；激光导航传感器1通过传感器支架16与机器人底盘17保持固定位置关系。运动控制器14通过控制电缆与驱动电机15和避障模块18连接，并通过RS232接口连接激光导航传感器1及工控机10，其可在综合避障模块18和激光导航传感器1输出信息的基础上按照工控机10下发的指令导航机器人沿预定路线运行至指定位置。云台2由云台控制器5接收RS485总线上工控机10下发的指令控制，安装在其顶部的电力设备检测单元中，温度采集器3是红外热像仪，图像采集器4是可见光摄像机，模拟视频图像通过视频服务器6压缩后接入网络集线器9，而红外测温数据则通过红外热像仪上附带以太网接口直接与网络集线器9连接。工控机10通过以太网接口直接与网络集线器9连接，其负责整个机器人与监控后台间的信息交互，一方面它将收集到得机器人运行状态信息回传给监控后台，另一方面也按照监控后台要求控制机器人各功能部件运行。无线网桥8也接入网络集线器9，其顶端装有天线7，机器人与后台交互的所有数据通过无线网桥8传送。电源管理控制器11与锂离子充电电池12连接，负责为机器人各部件提供电源，同时也通过RS232接口将相关信息传送至工控机10。
Claims (4)
1.激光导航变电站智能巡检机器人，其特征是，它包括底盘，底盘上设有避障模块、运动控制器、云台支柱、锂离子充电电池、电源管理控制器和工控机；所述运动控制器分别与驱动电机、避障模块、激光导航传感器及工控机连接；所述云台支柱顶端安装有云台和电力设备检测单元；所述云台由云台控制器控制；所述电源管理控制器与锂离子充电电池连接。
2.如权利要求1所述的激光导航变电站智能巡检机器人，其特征是，所述底盘上还设有网络集线器和无线网桥；所述网络集线器与工控机直接连接；所述无线网桥接入网络集线器，无线网桥顶端装有天线。
3.如权利要求1所述的激光导航变电站智能巡检机器人，其特征是，所述电力设备检测单元包括温度采集器和图像采集器，所述温度采集器是红外热像仪，图像采集器是可见光摄像机。
4.如权利要求1所述的激光导航变电站智能巡检机器人，其特征是，所述激光导航传感器为二维平面激光传感器。
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