CN207718230U - 风电智能巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种风电智能巡检机器人，包括机器人本体，机器人本体上设置有定位导航系统、无线通信系统、应力波检测系统、红外热成像系统、图像识别系统、气体检测系统、云台、云台控制系统和嵌入式主控系统，定位导航系统的信号输出端、应力波检测系统的信号输出端、红外热成像系统的信号输出端、图像识别系统的信号输出端和气体检测系统的信号输出端分别与嵌入式主控系统的信号输入端通信连接，嵌入式主控系统通过无线通信系统与机器人监控后台系统通信连接，嵌入式主控系统分别与云台控制系统和机器人本体的运动控制系统通信连接。本实用新型巡检效率高且效果好的风电智能巡检机器人，不仅可以控制检测质量，而且不受时间和天气环境限制。

Description

风电智能巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种风电智能巡检机器人。

背景技术

位于陆地上的风场，由于受地形以及风电机组大小的影响，风电机组分布比较分散，而且地形较为复杂，在一定程度上增加了风电场维护成本。而为了维持风电机组正常发电，就需要对风电机组进行检查，及时排除故障和事故隐患，采用传统人工巡检方式，不仅效率低，而且效果差，并且检测质量不易控制，而且受时间和天气环境限制。采用无人机巡检，则存在续航能力差、受天气及地形影响大、检测手段单一、但批量采集一致性差，不具备重复对比的能力的问题，而在线检测则存在手段单一、覆盖面小的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种巡检效率高且效果好的风电智能巡检机器人，不仅可以控制检测质量，而且不受时间和天气环境限制。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：风电智能巡检机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有定位导航系统、无线通信系统、应力波检测系统、红外热成像系统、图像识别系统、气体检测系统、云台、云台控制系统和嵌入式主控系统，所述定位导航系统的信号输出端、所述应力波检测系统的信号输出端、所述红外热成像系统的信号输出端、所述图像识别系统的信号输出端和所述气体检测系统的信号输出端分别与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接，所述嵌入式主控系统通过所述无线通信系统与机器人监控后台系统通信连接，所述嵌入式主控系统分别与所述云台控制系统和所述机器人本体的运动控制系统通信连接；所述定位导航系统、所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统、所述云台控制系统、所述嵌入式主控系统和所述运动控制系统分别与所述机器人本体的电源系统电连接；所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统和所述云台控制系统分别设置在所述云台上。

上述风电智能巡检机器人，所述定位导航系统包括GPS模块、激光传感器和无线射频收发模块，所述GPS模块、所述激光传感器和所述无线射频收发模块分别与所述嵌入式主控系统通信连接。

上述风电智能巡检机器人，所述图像识别系统包括可见光摄像机，所述可见光摄像机的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接；所述可见光摄像机的镜头上设置有防雾结构，所述防雾结构包括防雾罩和电加热器，所述防雾罩包括透明玻璃罩和金属丝网，所述金属丝网包括直径为0.005～0.01mm的金属丝，所述透明玻璃罩内壁和外壁上均设有所述金属丝网；所述金属丝网与所述电加热器热传导连接，所述电加热器与所述电源系统电连接。

上述风电智能巡检机器人，所述应力波检测系统包括应力波检测仪，所述应力波检测仪的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接。

上述风电智能巡检机器人，所述云台为多自由度运动平台。

上述风电智能巡检机器人，所述嵌入式主控系统通过所述无线通信系统与网络交换机通信连接，所述网络交换机与所述机器人监控后台系统、服务器和网络硬盘录像机通信连接。

上述风电智能巡检机器人，所述无线通信系统包括漏波天线和远程无线通信模块，所述嵌入式主控系统与所述远程无线通信模块通信连接，所述远程无线通信模块与所述漏波天线通信连接，所述漏波天线与所述机器人监控后台系统通信连接。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型通过可见光摄像仪检测设备的外观，通过红外热像仪检测设备的热缺陷，应用图像处理和模式识别技术实现图像上设备区域的准确定位；并自动识别分合设备的状态、仪表读数、油位计位置等，通过应力波传感器检测设备的内外缺陷，对设备的早期疲劳裂纹、破损等进行诊断以及对缺陷的深度和方位进行确定。

2.本实用新型按预先规划的路线行驶，能动态调整车体姿态保持直行，可原地转弯，转弯半径小，自动停障或避障功能，能进行最优路径规划，指定目标点时可选择最佳路线，采用激光或射频技术导航方式，无需站内施工。

3.设备巡检人员可在监控后台进行巡视，可对机器人本体、云台、红外及可见光摄像仪进行手动控制，实现升压站设备巡视的本地及远方操作，与顺序控制系统相结合，辅助人工实现开关、刀闸操作前后位置的校核，实现后台对远程风机机舱内各检测设备的实时操作。

附图说明

图1为本实用新型风电智能巡检机器人的工作原理示意图；

图2为本实用新型风电智能巡检机器人的防雾罩的结构示意图；

图3为本实用新型风电智能巡检机器人的防雾罩的另一种视向下的结构示意图。

图中，1-透明玻璃罩；2-金属丝网。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型风电智能巡检机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有定位导航系统、无线通信系统、应力波检测系统、红外热成像系统、图像识别系统、气体检测系统、云台、云台控制系统和嵌入式主控系统，所述定位导航系统的信号输出端、所述应力波检测系统的信号输出端、所述红外热成像系统的信号输出端、所述图像识别系统的信号输出端和所述气体检测系统的信号输出端分别与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接，所述嵌入式主控系统通过所述无线通信系统与机器人监控后台系统通信连接，所述嵌入式主控系统分别与所述云台控制系统和所述机器人本体的运动控制系统通信连接；所述定位导航系统、所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统、所述云台控制系统、所述嵌入式主控系统和所述运动控制系统分别与所述机器人本体的电源系统电连接；所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统和所述云台控制系统分别设置在所述云台上。本实施例中，所述云台为多自由度运动平台。

其中，所述定位导航系统包括GPS模块、激光传感器和无线射频收发模块，所述GPS模块、所述激光传感器和所述无线射频收发模块分别与所述嵌入式主控系统通信连接；所述图像识别系统包括可见光摄像机，所述可见光摄像机的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接；所述可见光摄像机的镜头上设置有防雾结构，所述防雾结构包括防雾罩和电加热器，如图2和图3所示，所述防雾罩包括透明玻璃罩1和金属丝网2，所述金属丝网2包括直径为0.005～0.01mm的金属丝，所述透明玻璃罩1内壁和外壁上均设有所述金属丝网2；所述金属丝网2与所述电加热器热传导连接，所述电加热器与所述电源系统电连接，利用所述金属丝网2和所述电加热器可以使所述透明玻璃罩1被快速加热，从而使所述透明玻璃罩1上的水被蒸发掉，同时避免水蒸气在所述透明玻璃罩1上凝结成水；所述应力波检测系统包括应力波检测仪，所述应力波检测仪的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接；所述无线通信系统包括漏波天线和远程无线通信模块，所述嵌入式主控系统与所述远程无线通信模块通信连接，所述远程无线通信模块与所述漏波天线通信连接，所述漏波天线与网络交换机通信连接，所述网络交换机与所述机器人监控后台系统、服务器和网络硬盘录像机通信连接。

本实用新型利用GPS、激光传感器以及射频技术对机器人行进位置进行定位，并依据预设路线行驶，能够动态调整所述机器人本体行进姿态，以确保所述机器人本体能够保持直行，并且本实用新型可以原地转弯，且转弯半径小，能够进行最优路径规划，在制定目标点时可选择最佳路线，而且采用激光或射频技术导航方式，无需站内施工。本实用新型在信息传递方面采用无线通讯技术和漏波通讯技术完成远距离、强电磁干扰环境下通讯，确保数据的完整性和指令传输的准确性。

本实用新型利用所述应力波检测仪对风电机组进行检查，除具备常规超声和声发射技术的特点外还有如下优点：

a.沿外载荷作用方向进行检测，能检测超声方法测不到的、与被检测面垂直的缺陷；

b.可以在构件表面任何地方放置发射与接收探头，便于检测；

c利用激光等手段产生应力波，可实现非接触式检测；

d.在材料结构内部出现微缺陷群时，能够为结构的完整性评估提供一种分析手段，而用断裂力学、损伤力学理论和方法分析此类问题难度较大。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (7)

1.风电智能巡检机器人，其特征在于，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有定位导航系统、无线通信系统、应力波检测系统、红外热成像系统、图像识别系统、气体检测系统、云台、云台控制系统和嵌入式主控系统，所述定位导航系统的信号输出端、所述应力波检测系统的信号输出端、所述红外热成像系统的信号输出端、所述图像识别系统的信号输出端和所述气体检测系统的信号输出端分别与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接，所述嵌入式主控系统通过所述无线通信系统与机器人监控后台系统通信连接，所述嵌入式主控系统分别与所述云台控制系统和所述机器人本体的运动控制系统通信连接；所述定位导航系统、所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统、所述云台控制系统、所述嵌入式主控系统和所述运动控制系统分别与所述机器人本体的电源系统电连接；所述应力波检测系统、所述红外热成像系统、所述图像识别系统、所述气体检测系统和所述云台控制系统分别设置在所述云台上。

2.根据权利要求1所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述定位导航系统包括GPS模块、激光传感器和无线射频收发模块，所述GPS模块、所述激光传感器和所述无线射频收发模块分别与所述嵌入式主控系统通信连接。

3.根据权利要求2所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述图像识别系统包括可见光摄像机，所述可见光摄像机的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接；所述可见光摄像机的镜头上设置有防雾结构，所述防雾结构包括防雾罩和电加热器，所述防雾罩包括透明玻璃罩(1)和金属丝网(2)，所述金属丝网(2)包括直径为0.005～0.01mm的金属丝，所述透明玻璃罩(1)内壁和外壁上均设有所述金属丝网(2)；所述金属丝网(2)与所述电加热器热传导连接，所述电加热器与所述电源系统电连接。

4.根据权利要求3所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述应力波检测系统包括应力波检测仪，所述应力波检测仪的信号输出端与所述嵌入式主控系统的信号输入端通信连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述云台为多自由度运动平台。

6.根据权利要求5所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述嵌入式主控系统通过所述无线通信系统与网络交换机通信连接，所述网络交换机与所述机器人监控后台系统、服务器和网络硬盘录像机通信连接。

7.根据权利要求1-4任一所述的风电智能巡检机器人，其特征在于，所述无线通信系统包括漏波天线和远程无线通信模块，所述嵌入式主控系统与所述远程无线通信模块通信连接，所述远程无线通信模块与所述漏波天线通信连接，所述漏波天线与所述机器人监控后台系统通信连接。