CN204044643U - 变电站巡检机器人智能温控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了变电站巡检机器人智能温控系统，包括用于全封闭机器人的壳体及温度控制模块，所述温度控制模块与加热与制冷装置相连，所述温度控制模块包括温度采集模块，温度采集模块与控制器相连，所述控制器还与继电器相连，继电器与加热与制冷装置；机器人内部安装多个温度传感器，液晶屏和存储器，可以通过液晶屏实时观察机器人内部温度的变化趋势，也可以通过存储器获取过去一段时期内机器人内部历史温度变化趋势；安装有加热和制冷装置，可以控制机器人本体内部的温度，从而是机器人内部温度始终保持在合适的范围之内。
Description
技术领域
本实用新型涉及变电站巡检机器人智能温控系统。
背景技术
目前变电站巡检机器人已经在国内开展大规模推广应用，并取得了良好的效果，有效地提升了变电站运行和管理的智能化水平。但由于受国内地域差异、季节差异以及昼夜温度变化影响，机器人工作环境温度差别很大，比如在东北地区冬季室外温度可能低于-30℃，而在南方地区夏季室外温度可达40℃，机器人由于长时间室外运行，受到太阳直射，本体内部温度超过60℃，严重影响机器人内部设备工作的可靠性，对巡检机器人的大规模应用产生了较强的制约。现有的巡检机器人普遍采用在壳体前后两端设计通风口，结合风扇抽风进行散热的方法。这种散热方法主要存在以下问题：
(1)由于机器人内部与外界环境存在热交换，导致机器人内部温度受外界环境温度影响大；
(2)通风口的设计方法导致机器人防水防尘能力下降；
(3)由于机器人内部没有温度检测手段，导致机器人内部温度不可知；
(4)由于缺少加热和降温手段，导致机器人内部温度不可控。因而，在较恶劣高低温环境下，现有的散热方法无法使机器人内部保持恒定而且适合的工作温度，难以满足变电站巡检机器人在宽温度范围内温度工作的要求。
实用新型内容
为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了变电站巡检机器人智能温控系统，该系统对机器人进行了全密封设计，在机器人内部安装了多个温度传感器，用来监测机器人内部温度，并通过安装加热与制冷装置实现了对机器人内部温度的控制，从而保证了机器人内部温度始终保持在适合的范围内，提高了巡检机器人的温度适应能力。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
变电站巡检机器人智能温控系统，包括用于全封闭机器人的壳体及温度控制模块，所述温度控制模块与加热与制冷装置相连，所述温度控制模块包括温度采集模块，温度采集模块与控制器相连，所述控制器还与继电器相连，继电器与加热与制冷装置相连。
所述温度采集模块包括多个安装在机器人本体内部的温度传感器，温度传感器依次与信号放大电路、AD转换电路及控制器相连。
所述控制器还与信息存储模块及液晶显示模块相连。
所述壳体为无通风口的全封闭结构，壳体的外层为涂有反光亮漆的热量反射层，壳体的内层以及机器人底盘的上层均安装有保温隔热层。
所述加热与制冷装置包括散热片，散热片的表面上设置有陶瓷加热片和半导体制冷片，散热片上安装有散热装置，散热片的表面上设置有用于监测陶瓷加热片和半导体制冷片的温度的温度传感器。散热装置为风扇。
所述继电器与加热与制冷装置的陶瓷加热片、半导体制冷片及风扇相连。
所述陶瓷加热片及半导体制冷片均为方形结构。
壳体采用无通风口的全封闭结构，并在壳体的内层以及机器人底盘的上层均安装有保温隔热层，以完全隔绝机器人内部与外部的热交换，同时保证良好的防尘能力；在壳体的外层涂有反光亮漆，以反射外部环境热量。
控制器为单片机，单片机与温度采集模块连接，用于获取机器人内部的温度。温度采集模块包括温度传感器、信号放大电路、AD转换电路。其中信号放大电路与温度传感器连接，将温度传感器的信号转换为电信号，AD转换电路与信号放大电路连接，将模拟量的电信号转换为数字信号。温度传感器安装在机器人本体内部，可以安装最多10个温度传感器。
信息存储模块为容量256K的铁电存储器，与单片机连接，用于保存一段时间内的温度变化曲线。液晶显示模块为7寸彩色液晶触摸屏，与单片机连接，可以实时显示多个温度检测点的温度变化曲线，同时可以作为输入设备对控制器进行参数配置。继电器输出模块具有24V/10A的驱动能力，与加热与制冷装置连接。通过控制继电器的断开或闭合，可以实现对机器人内部进行加热或者制冷的控制。
陶瓷加热片为40mm*40mm的方形结构，输入电压为24V，当在电源端施加电压时，即可对设备进行加热。半导体制冷片为40mm*40mm的方形结构，输入电压为24V，当在电源端施加电压时，即可对设备进行制冷。陶瓷加热片和半导体制冷片通过导热硅脂粘贴在散热片表面，通过散热片把陶瓷加热片或半导体制冷片产生的热量散发出来。风扇安装在散热片上，通过控制风扇的旋转速度可以控制热量散发的效率，加快机器人内部加热或者降温的速度。温度传感器通过导热硅脂粘贴在散热片表面，通过温度传感器监测陶瓷加热片和半导体制冷片的温度，从而对加热或者制冷过程进行控制。
本实用新型的有益效果：
1、机器人壳体采用全密封结构，并且在壳体内侧安装了保温材料，杜绝了外部环境温度对机器人内部的影响，同时提高了机器人的防水防尘能力；
2、机器人内部安装多个温度传感器，液晶屏和存储器，可以通过液晶屏实时观察机器人内部温度的变化趋势，也可以通过存储器获取过去一段时期内机器人内部历史温度变化趋势；
3、安装有加热和制冷装置，可以控制机器人本体内部的温度，从而是机器人内部温度始终保持在合适的范围之内。
附图说明
图1壳体密封及保温结构示意图；
图2温度控制系统机构示意图；
图3小空间加热与制冷装置示意图；
其中，1.热量反射层，2.壳体，3.保温隔热层，4.温度控制模块，5.加热与制冷装置，6、陶瓷加热片，7.风扇，8.继电器输出模块，9.半导体制冷片，10.液晶触摸屏，11.单片机，12.信息存储模块，13.AD采样电路，14.信号放大电路，15.温度传感器，16.导热硅脂，17.散热片。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
如图1所示，一种全封闭机器人壳体。该壳体采用全封闭结构，并在机器人内部安装有保温隔热材料，以完全隔绝机器人内部与外部的热交换，同时保证良好的防尘能力；在壳体的外侧涂有反光亮漆作为为热量反射层1，以反射外部环境热量。整个壳体2无通风口，保证了良好的防尘效果。其中壳体2使用ABS树脂材料，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，具有强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。壳体2的外表面涂有反光亮漆，可以有效阻碍外部热量进入壳体2内部。壳体2内侧以及机器人底盘的上层均安装有厚度为10mm的保温隔热棉作为保温隔热层3，完全阻止外部环境热量与机器人内部空间的热交换。
如图2所示，温度控制模块4，它包括单片机11和温度传感器15，通过温度传感器15采集机器人内部的温度信息，经过信号放大电路14和AD转换电路13与单片机11连接，从而获取机器人壳体内部的问题。它还包括继电器输出模块8，继电器输出模块8的开关触点与陶瓷加热片6、风扇7和半导体制冷片9连接，单片机11与继电器输出模块8连接，通过控制继电器输出模块8的断开或闭合，从而控制陶瓷加热片6、风扇7或者半导体制冷片9工作。它还包括信息存储模块12，所述信息存储模块12为容量256K的铁电存储器，与单片机11连接，可以用于存储一段时间内的温度变化曲线，用于后期的数据分析。它还包括液晶触摸屏10，所述液晶触摸屏10为7寸彩色液晶触摸屏，与单片机11连接，可以实时显示多个温度检测点的温度变化曲线，方便对机器人的运行状态进行观测，同时可以作为输入设备对控制器各项参数进行配置。
如图3所示，加热和制冷装置5，它包括陶瓷加热片6、半导体制冷片9、导热硅脂16、散热片17、风扇7和温度传感器15。其中，陶瓷加热片6为40mm*40mm的方形结构，输入电压为24V，当在电源端施加电压时，即可对设备进行加热。半导体制冷片9也是40mm*40mm的方形结构，输入电压为24V，当在电源端施加电压时，即可对设备进行制冷。陶瓷加热片6和半导体制冷片9通过导热硅脂16安装在散热片17表面，当进行加热或制冷时，散热片17可以加快热量的散发。风扇7安装在散热片17上，通过控制风扇7的旋转速度可以控制热量散发的效率，从而加快机器人内部加热或者降温的速度。温度传感器15安装在散热片的表面，通过温度传感器15监测陶瓷加热片6和半导体制冷片9的温度，从而对加热或者制冷过程进行控制，同时防止温度过高或过低对设备造成损坏。
Claims (6)
1.变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，包括：用于全封闭机器人的壳体及温度控制模块，所述温度控制模块与加热与制冷装置相连，所述温度控制模块包括温度采集模块，温度采集模块与控制器相连，所述控制器还与继电器相连，继电器与加热与制冷装置相连；
所述加热与制冷装置包括散热片，散热片的表面上设置有陶瓷加热片和半导体制冷片，散热片上安装有散热装置，散热片的表面上设置有用于监测陶瓷加热片和半导体制冷片的温度的温度传感器。
2.如权利要求1所述的变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，所述温度采集模块包括多个安装在机器人本体内部的温度传感器，温度传感器依次与信号放大电路、AD转换电路及控制器相连。
3.如权利要求1所述的变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，所述控制器还与信息存储模块及液晶显示模块相连。
4.如权利要求1所述的变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，所述壳体为无通风口的全封闭结构，壳体的外层为涂有反光亮漆的热量反射层，壳体的内层以及机器人底盘的上层均安装有保温隔热层。
5.如权利要求1所述的变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，所述继电器与加热与制冷装置的陶瓷加热片、半导体制冷片及风扇相连。
6.如权利要求1或5所述的变电站巡检机器人智能温控系统，其特征是，所述陶瓷加热片及半导体制冷片均为方形结构。
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