CN202888797U - 变电站巡检机器人组合式安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站巡检机器人组合式安全防护系统，包括磁导航装置、超声避障装置、安全触边装置、电机抱闸装置、电机欠压保护与过流保护装置、安全报警装置和运动控制器，磁导航装置设置于与机器人运行磁轨道相对应的机器人上；超声壁障装置设置于机器人前端，且该装置与设置于机器人上的运动控制器相连；安全触边装置设置于机器人前后端上，电机抱闸装置安装于机器人的驱动轮的轮轴处，电机欠压保护与过流保护装置安装在运动控制器上，安全报警装置安装于机器人上且与运动控制器相连；运动控制器与设置于机器人上的工控机相连，工控机通过无线模块与基站及远程控制中心无线通信。其结构简单，多重保护，能够保障变电站巡检机器人安全。

Description

变电站巡检机器人组合式安全防护系统

技术领域

本实用新型涉及一种机器人的组合式安全防护系统，尤其是应用于变电站智能巡检机器人的组合式安全防护系统。

背景技术

目前，随着国家智能电网建设的发展，电力系统自动化和智能化程度取得了很大提高，变电站也向着无人值守的方向发展。一些变电站目前已实现了少人或无人值守，利用智能巡检机器人对变电站设备进行定期巡检，可以提高变电站巡检的工作效率和质量，真正起到减员增效的目的。但是变电站内部环境复杂，有些地段变电设备密集，为保证巡检机器人的安全运行，需要使机器人沿着固定路线行走。同时，机器人长期工作在室外环境下，部分组件可能会发生故障，当机器人的导航装置失效时，可能会撞向路边甚至变电设备，这需要机器人具备避障及保护功能，能在遇到障碍物时及时停止运行，保障机器人和变电设备的安全。有些变电站环境的地形比较复杂，一些路段存在斜坡，如果机器人在斜坡处突然掉电，则可导致机器人“溜车”，这也是巨大的安全隐患。当机器人进行安全防护时，需要及时发出报警信息通知工作人员，以便对机器人及时排障或者维修。但是目前的变电站智能巡检机器人缺乏有效的安全防护系统。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种变电站巡检机器人组合式安全防护系统，安全防护系统，可以对机器人进行有效的保护，从而保障机器人稳定、安全地执行自动巡检任务，保障变电设备的安全。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种变电站巡检机器人组合式安全防护系统，包括磁导航装置、超声避障装置、安全触边装置、电机抱闸装置、电机欠压保护与过流保护装置、安全报警装置和运动控制器，所述磁导航装置设置于与机器人运行的磁轨道相对应的机器人上；所述超声壁障装置设置于机器人前端，且该装置与设置于机器人上的运动控制器相连；安全触边装置设置于机器人前后端上，电机抱闸装置安装于机器人的驱动轮的轮轴处，电机欠压保护与过流保护装置安装在运动控制器上，安全报警装置安装于机器人上且与运动控制器相连；运动控制器与设置于机器人上的工控机相连，工控机通过无线模块与基站及远程控制中心无线通信。

所述磁导航装置包括至少一个磁传感器组，每个磁传感器组包含至少五个磁传感器。磁传感器组安装在机器人的前端但不仅限于前端。磁传感器组将实时的磁信号信息传递给运动控制器，运动控制器计算出机器人相对于磁轨道的位置，然后通过调整电机差速来调整机器人前进的方向，使机器人沿着磁轨道行驶。若检测不到磁信号，说明机器人已经脱离轨道，则使机器人停止前进。

所述超声避障装置至少一个超声探头和超声波检测模块，超声探头设置于机器人前端，且超声探头通过超声波检测模块与运动控制器相连。超声波检测模块一方面控制超声探头发射超声信号，另一方面对超声探头接收的返回信号进行处理，传递给运动控制器。运动控制器根据超声信号判断超声探头前方是否存在障碍，若存在障碍则使机器人停止前进。

所述安全触边装置包括至少两个安全触边，分别安装在机器人的最前端和最后端。当安全触边接触障碍物时，内部电阻会发生变化，以此来控制切断运动控制器电源的继电器开关，使机器人停止运行。

所述电机抱闸装置包括两个抱闸制动器，分别安装在机器人的两个驱动轮的轮轴处。当机器人突然断电时，抱闸制动器能够迅速锁住驱动轮。

所述电机欠压保护与过流保护装置包括欠压与过流保护模块，安装在运动控制器上。

所述安全报警装置包括声光电报警模块，它与运动控制器相连接。当机器人通过磁导航装置检测到脱离轨道，通过超声避障装置或者安全触边装置检测到障碍，启动电机抱闸装置或者欠压保护与过流保护装置时，声光电报警模块会通过发出警报蜂鸣，警报指示灯通知现场工作人员。同时运动控制器将报警信息传递给工控机，工控机通过无线模块将报警信息传递给基站及其它授权计算机。

本实用新型中的磁传感器、超声波检测模块、安全触边、抱闸制动器、欠压与过流保护模块、声光电报警模块均是现有的硬件，在市场上均可购买到，在此不再赘述。

本实用新型的有益效果是：结构简单，多重保护，通过组合式的一体化安全防护，能够很好地保障变电站巡检机器人的运行的安全。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

其中1-万向轮，2-工控机，3-声光电报警模块，4-运动控制器，5-欠压与过流保护模块，6-无线模块I，7-驱动轮，8-抱闸制动器，9-直流无刷电机，10-磁传感器组，11-安全触边，12-超声波检测模块，13-超声探头，14-无线模块II，15-基站，16-其它授权计算机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，变电站巡检机器人的组合式安全防护系统，它包括磁导航装置，超声避障装置，安全触边装置，电机抱闸装置，电机欠压保护与过流保护装置，安全报警装置。

磁导航装置包括至少一个磁传感器组10，安装在机器人的前端但不仅限于前端。磁传感器组10将实时的磁信号信息传递给运动控制器4，运动控制器4计算出机器人相对于磁轨道的位置，然后通过调整直流无刷电机9的差速来调整机器人前进的方向，使机器人沿着磁轨道行驶。若磁传感器组10检测不到磁信号，说明机器人已经脱离轨道，则运动控制器4发出命令使直流无刷电机9停止运行。

超声避障装置包括至少一个超声探头13，超声波检测模块12。超声波检测模块12一方面控制超声探头13发射超声信号，另一方面对超声探头13接收的返回信号进行处理，传递给运动控制器4。运动控制器4根据超声信号判断超声探头13前方是否存在障碍，若存在障碍则发出命令使直流无刷电机9停止运行。

安全触边装置包括至少两个安全触边11，分别安装在机器人的最前端和最后端。当安全触边11接触障碍物时，内部电阻会发生变化，以此来控制切断运动控制器4的电源的继电器开关，使机器人停止运行。

电机抱闸装置包括两个抱闸制动器8，分别安装在机器人的两个驱动轮7的轮轴处。当机器人在斜坡上行驶突然断电时，抱闸制动器8能够迅速锁住驱动轮7，防止机器人“溜车”。机器人上还设有两个万向轮1。

电机欠压保护与过流保护装置包括欠压与过流保护模块5，安装在运动控制器4上。当欠压与过流保护模块5检测到运动控制器4上面的电压和电流异常时，会及时切断运动控制器4的电源，保障直流无刷电机9稳定运行。

安全报警装置包括声光电报警模块3，它与运动控制器相连接。当机器人通过磁导航装置检测到脱离轨道，通过超声避障装置或者安全触边装置检测到障碍，启动电机抱闸装置或者欠压保护与过流保护装置时，运动控制器4发送指令使声光电报警模块3发出警报蜂鸣，警报灯指示，从而通知现场工作人员。同时运动控制器4将报警信息传递给工控机2，工控机2通过无线模块I6、无线模块II14将报警信息传递给基站15及其它授权计算机16。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种变电站巡检机器人组合式安全防护系统，其特征是，包括磁导航装置、超声避障装置、安全触边装置、电机抱闸装置、电机欠压保护与过流保护装置、安全报警装置和运动控制器，所述磁导航装置设置于与机器人运行的磁轨道相对应的机器人上；所述超声避障装置设置于机器人前端，且该装置与设置于机器人上的运动控制器相连；安全触边装置设置于机器人前后端上，电机抱闸装置安装于机器人的驱动轮的轮轴处，电机欠压保护与过流保护装置安装在运动控制器上，安全报警装置安装于机器人上且与运动控制器相连；运动控制器与设置于机器人上的工控机相连，工控机通过无线模块与基站及远程控制中心无线通信。 

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述磁导航装置包括至少一个磁传感器组，每个磁传感器组包含至少五个磁传感器，磁传感器组安装在机器人的前端，磁传感器组与运动控制器通信。 

3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述超声避障装置至少一个超声探头和超声波检测模块，超声探头设置于机器人前端，且超声探头通过超声波检测模块与运动控制器相连。 

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述安全触边装置包括至少两个安全触边，分别安装在机器人的最前端和最后端。 

5.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述电机抱闸装置包括两个抱闸制动器，分别安装在机器人的两个驱动轮的轮轴处。 

6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述电机欠压保护与过流保护装置包括安装在运动控制器上的欠压与过流保护模块。 

7.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述安全报警装置包括声光电报警模块，它与运动控制器相连接。 

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