CN205310277U - 一种变电站清扫巡视一体化作业机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，包括底座、安装在底座底部上的电机驱动行走装置和清扫吸尘装置、安装在底座底部前端的超声波测距单元、安装在底座底部四周的红外感应检测单元、安装在底座顶部的监控装置和自动充电装置的红外发射器、安装在底座内的CPU和报警装置，所述CPU分别与所述电机驱动行走装置、清扫吸尘装置、超声波测距单元、红外感应检测单元、自动充电装置、监控装置和报警装置相连。本清扫巡视一体化作业机器人集清扫、巡视、监控、预警于一体，最大程度提升变电站的运行管理水平，提高设备的安全程度，促进员工工作效率的提升，大量减少维护成本，降低潜在风险，推进变电站无人值守的进程。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人领域，尤其是涉及一种变电站清扫巡视一体化作业机器人。
背景技术
目前，全国范围内的变电站有相当的一部分是无人值守变电站，这就对变电站的监查和清扫提出了更高的要求，通过对变电站设备室进行定期清扫，避免烟尘覆盖和活物入侵，确保设备安全运行。由于烟尘覆盖容易导致设备散热不利和零件损坏，因监控不当而造成猫、鼠、麻雀等活物入侵或非法的人为破坏均可能导致变电站运行瘫痪。因此，市场上出现了自主巡视机器人，但是现有的机器人提成只能完成日常巡视、监控并针对感知危险进行预警，但是不能对变电站设备室进行定期清洁。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，既可以对变电站进行日常巡视、监控还能对变电站设备室进行定期清洁。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，包括底座、安装在底座底部上的电机驱动行走装置和清扫吸尘装置、安装在底座底部前端的超声波测距单元、安装在底座底部四周的红外感应检测单元、安装在底座顶部的监控装置和自动充电装置的红外发射器、安装在底座内的CPU和报警装置，所述CPU分别与所述电机驱动行走装置、清扫吸尘装置、超声波测距单元、红外感应检测单元、自动充电装置、监控装置和报警装置相连。
进一步的，所述CPU采用TI公司的AM335XCortex-A8处理器，运行主频高达800GHz，AM335X处理器集成了两个千兆网卡，集成了CAN总线控制器，IIC控制器，LCD控制器，集成了PowerVRSGX530图形处理器。
进一步的，所述电机驱动行走装置包括安装在底座底部前端的两个主动轮和连接在底座底部后端的从动轮，所述CPU通过电机驱动两个主动轮，所述从动轮为不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性，采用前轮驱动使得转向性能得到改善，前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。
进一步的，所述清扫吸尘装置包括两个清扫刷和设置在两个清扫刷之间的吸尘口，所述CPU通过电机带动两个清扫刷，使左面清扫刷顺时针转动，右面逆时针转动；这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中在吸尘口处，为吸尘机构的工作做准备，清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作环境。
进一步的，所述超声波测距单元包括三个与所述CPU相连的超声波测距传感器，所述三个超声波测距传感器均匀分布在底座底部的前端。超声波测距传感器接收到反射信号，检测出前方有障碍物时，向CPU发出信号，CPU控制机器人转向，躲避障碍物，根据信号的幅值大小，也可以初步确定障碍物的大小；选用超声波测距传感器，实现非接触式测量，避免与家具等物品发生碰撞，从而避免损坏相应物品。
进一步的，所述红外感应检测单元包括若干个与所述CPU相连的热释电红外传感器，所述热释电红外传感器均匀分布在底座底部的四周，在清扫过程中，通过热释电红外传感器判断是否有活物入侵，一旦发现立即报警，通知变电站工作人员，及时过来处理，避免造成更大的损失。
进一步的，所述监控装置包括摄像头、图像处理器和无线数据传输器，所述摄像头与图像处理器相连，所述图像处理器与所述无线数据传输器相连，所述无线数据传输器与CPU相连。监控装置通过摄像头捕获相应的信息，通过图像处理后，将图片信息无线回传到CPU，给工作人员提供数据。
进一步的，所述自动充电装置包括充电基座和与CPU相连的所述红外发射器。扫地机器人利用红外信号来确定充电基座位置，并自行运动到充电基座，完成自动充电。
进一步的，所述报警装置为蜂鸣器。所述CPU一旦检测到活物或者有人入侵，向后台服务器发送报警信息，同时本地发生警报。
相对于现有技术，本实用新型所述的变电站清扫巡视一体化作业机器人具有以下优势：在完成变电站设备室自动清扫的同时，完成对变电站设备室的巡视和监控，通过对危险场景的识别做到风险预警，本清扫巡视一体化作业机器人集清扫、巡视、监控、预警于一体，最大程度提升变电站的运行管理水平，提高设备的安全程度，促进员工工作效率的提升，大量减少维护成本，降低潜在风险，推进变电站无人值守的进程。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型中电机驱动行走装置和清扫吸尘装置的位置关系图；
图3是本实用新型中超声波测距单元的安装位置示意图；
图4是本实用新型中红外感应检测单元的安装位置示意图；
图5是本实用新型中自动充电装置的原理图；
图6是本实用新型中监控装置的原理框图；
图7是本实用新型中报警装置的电路图。
附图标记说明：
1-底座底部，2-主动轮，3-从动轮，4-清扫刷，5-吸尘口，6-超声波测距传感器，7-热释电红外传感器,8-充电基座，9-红外发射器，10-红外信号。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，包括底座、安装在底座底部1上的电机驱动行走装置和清扫吸尘装置、安装在底座底部1前端的超声波测距单元、安装在底座底部1四周的红外感应检测单元、安装在底座顶部的监控装置和自动充电装置的红外发射器、安装在底座内的CPU和报警装置，所述CPU分别与所述电机驱动行走装置、清扫吸尘装置、超声波测距单元、红外感应检测单元、自动充电装置、监控装置和报警装置相连。
所述CPU采用TI公司的AM335XCortex-A8处理器，运行主频高达800GHz，AM335X处理器集成了两个千兆网卡，集成了CAN总线控制器，IIC控制器，LCD控制器，集成了PowerVRSGX530图形处理器。
如图2所示，所述电机驱动行走装置包括安装在底座底部1前端的两个主动轮2和连接在底座底部1后端的从动轮3，所述CPU通过电机驱动两个主动轮2，所述从动轮3为不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性，采用前轮驱动使得转向性能得到改善，前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。所述清扫吸尘装置包括两个清扫刷4和设置在两个清扫刷4之间的吸尘口5，所述CPU通过电机带动两个清扫刷4，使左面清扫刷4顺时针转动，右面逆时针转动，这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中在吸尘口5处，为吸尘机构的工作做准备，清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作环境。
如图3和4所示，所述超声波测距单元包括三个与所述CPU相连的超声波测距传感器6，所述三个超声波测距传感器6均匀分布在底座底部1的前端。超声波测距传感器6接收到反射信号，检测出前方有障碍物时，向CPU发出信号，CPU控制机器人转向，躲避障碍物，根据信号的幅值大小，也可以初步确定障碍物的大小；选用超声波测距传感器，实现非接触式测量，避免与家具等物品发生碰撞，从而避免损坏相应物品。所述红外感应检测单元包括若干个与所述CPU相连的热释电红外传感器7，所述热释电红外传感器7均匀分布在底座底部1的四周，在清扫过程中，通过热释电红外传感器7判断是否有活物入侵，一旦发现立即报警，通知变电站工作人员，及时过来处理，避免造成更大的损失。
如图6所示，所述监控装置包括摄像头、图像处理器和无线数据传输器，所述摄像头与图像处理器相连，所述图像处理器与所述无线数据传输器相连，所述无线数据传输器与CPU相连。监控装置通过摄像头捕获相应的信息，通过图像处理后，将图片信息无线回传到CPU，给工作人员提供数据。
如图5所示，所述自动充电装置包括充电基座8和与CPU相连的所述红外发射器9。自动返回并充电对扫地机是非常重要的，因为扫地机器人自带的充电电池电量有限，不一定能保证完成清扫工作，这就需要扫地机器人能自动对接充电。扫地机器人利用红外信号来确定充电基座8位置，并自行运动到充电基座8，完成自动充电。当扫地机器人检测到电池电量小于规定值时，扫地机器人上的红外发射器在CPU的控制下发射一个传播距离较远并且覆盖角度较窄的红外信号10，用于搜寻充电基座的位置，同时扫地机器人向充电基座发送信号；充电基座接收到扫地机器人发射的信号后，基座上的红外发射装置发射一个传播距离近且覆盖角度窄的红外信号，用于在机器人到达充电站附近与充电站进行对接时使用。在搜寻充电基座8位置时，扫地机器人先缓慢地原地旋转，在扫地机器人旋转过程中，当充电基座8接收到扫地机器人发射的红外信号时，充电基座向扫地机器人发送信号，扫地机器人接收到信号后停止旋转，并按照此方向行进。扫地机器人行进到充电基座附近时，利用充电基座发出的红外信号精确地与充电基座进行对接，完成自动对接充电。
如图7所示，所述报警装置为蜂鸣器。所述CPU一旦检测到活物或者有人入侵，向后台服务器发送报警信息，同时本地发生警报。
本实例的工作过程：电机驱动行走装置实现机器人的自由移动，清扫吸尘装置可以自动完成变电站的清扫工作，自动充电装置可以实现机器人的自动对接充电，超声波测距单元实现了机器人的避障功能，红外感应检测单元通过红外检测判断是否有活物入侵，一旦发现立即报警，监控装置可以监控变电站内图像信息，当变电站内出现问题时，报警装置及时报警。
本变电站清扫巡视一体化作业机器人推进了变电站无人值守的进程，实现自动清扫、巡视、监控，并可以事前进行风险预警，从而节约大量的维护成本。同时减少故障发现周期，自动巡视和监控功能可以有效缩短发现问题的周期，并辅助以自动预警功能，在问题发生前能够得到及时的控制和解决，减少经济损失。用更清洁的“电”作为唯一能源供应方式，最大程度为环境提供了“绿色”保护，有效降低了环境维护方面的支出。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：包括底座、安装在底座底部上的电机驱动行走装置和清扫吸尘装置、安装在底座底部前端的超声波测距单元、安装在底座底部四周的红外感应检测单元、安装在底座顶部的监控装置和自动充电装置的红外发射器、安装在底座内的CPU和报警装置，所述CPU分别与所述电机驱动行走装置、清扫吸尘装置、超声波测距单元、红外感应检测单元、自动充电装置、监控装置和报警装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述CPU采用TI公司的AM335XCortex-A8处理器。
3.根据权利要求1所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述电机驱动行走装置包括安装在底座底部前端的两个主动轮和连接在底座底部后端的从动轮，所述CPU通过电机驱动两个主动轮，所述从动轮为不锈钢万向滚珠。
4.根据权利要求1或3所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述清扫吸尘装置包括两个清扫刷和设置在两个清扫刷之间的吸尘口，所述CPU通过电机带动两个清扫刷。
5.根据权利要求4所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述超声波测距单元包括三个与所述CPU相连的超声波测距传感器，所述三个超声波测距传感器均匀分布在底座底部的前端。
6.根据权利要求5所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述红外感应检测单元包括若干个与所述CPU相连的热释电红外传感器，所述热释电红外传感器均匀分布在底座底部的四周。
7.根据权利要求1所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述监控装置包括摄像头、图像处理器和无线数据传输器，所述摄像头与图像处理器相连，所述图像处理器与所述无线数据传输器相连，所述无线数据传输器与CPU相连。
8.根据权利要求6所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述自动充电装置包括充电基座和与CPU相连的所述红外发射器。
9.根据权利要求1所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述报警装置为蜂鸣器。
10.根据权利要求4所述的一种变电站清扫巡视一体化作业机器人，其特征在于：所述CPU通过电机带动左面的清扫刷顺时针转动，右面的清扫刷逆时针转动。
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