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一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11204047閱讀:1408來源:國知局
一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及巡檢機(jī)器人裝置,特別是一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。



背景技術(shù):

變電站巡檢機(jī)器人多應(yīng)用于500kV及以上的大型變電站,其巡檢機(jī)器人和監(jiān)控端都位于變電站內(nèi),主要功能是代替站內(nèi)值班人員執(zhí)行每天的例行巡檢任務(wù)。而35kV變電站規(guī)模較小,人工巡檢勞動強(qiáng)度并不大,但是其位置分散,因而值班人員需要開車或步行較長路程趕往多個變電站現(xiàn)場進(jìn)行巡檢。因此35kV變電站迫切需要一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),使得值班人員在供電公司就可以通過遠(yuǎn)程操控巡檢機(jī)器人來完成例行巡檢。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),該裝置代替了站內(nèi)值班人員執(zhí)行每天位置分散的例行巡檢任務(wù),提高了工作效率,降低了勞動強(qiáng)度。

為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。

一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),包括位于變電站內(nèi)的巡檢機(jī)器人和位于監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控端,所述巡檢機(jī)器人和監(jiān)控端之間通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互通訊,所述變電站內(nèi)設(shè)置有供巡檢機(jī)器人行走的磁軌和實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相互通訊的4G路由器;所述巡檢機(jī)器人包括機(jī)體,機(jī)體的下方設(shè)置有配裝在磁軌上并在監(jiān)控端指令下沿磁軌行走的伺服電機(jī),機(jī)體上通過云臺電機(jī)設(shè)置有二自由度云臺,二自由度云臺上安裝有對變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行可見光拍攝的高清攝像頭和紅外成像儀;所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有控制單元,控制單元通過USB接口高清攝像頭和紅外成像儀的數(shù)據(jù)信號端連接,控制單元的輸出端分別與伺服電機(jī)和云臺電機(jī)的受控端連接;所述控制單元通過4G網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控端相互通訊。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述控制單元包括工控機(jī)、單片機(jī)和無線網(wǎng)卡,所述工控機(jī)通過無線網(wǎng)卡連接到4G路由器,工控機(jī)通過USB接口高清攝像頭和紅外成像儀的數(shù)據(jù)信號端連接,工控機(jī)與單片機(jī)之間通過485接口相連接;所述單片機(jī)的輸出端分別與伺服電機(jī)和云臺電機(jī)的受控端連接。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述巡檢機(jī)器人的機(jī)體底部還設(shè)置有用于采集巡檢機(jī)器人所處位置的磁傳感器,磁傳感器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述磁軌上對應(yīng)變電站設(shè)備的位置設(shè)置有內(nèi)含設(shè)備信息的RFID標(biāo)簽,巡檢機(jī)器人的機(jī)體底部還設(shè)置有用于讀取RFID標(biāo)簽的RFID讀寫器,RFID讀寫器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述巡檢機(jī)器人的機(jī)體上設(shè)置有用于充電的充電機(jī)構(gòu),充電機(jī)構(gòu)的受控端連接單片機(jī)的輸出端。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述巡檢機(jī)器人的機(jī)體上設(shè)置有指示燈,指示燈的受控端連接單片機(jī)的輸出端。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述巡檢機(jī)器人的機(jī)體頂部設(shè)置有雨滴傳感器,雨滴傳感器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端。

上述一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),所述監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置有將監(jiān)控端接入互聯(lián)網(wǎng)的路由器。

由于采用了以上技術(shù)方案,本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本實(shí)用新型的監(jiān)控端可以實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的運(yùn)動控制,能夠控制巡檢機(jī)器人以磁軌導(dǎo)航的方式完成巡檢作業(yè)并實(shí)現(xiàn)自動充電功能,監(jiān)控端還可以實(shí)時(shí)顯示并分析其回傳的變電站設(shè)備圖像,正確診斷外觀異常和溫度異常并報(bào)警。本實(shí)用新型采用互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù),使得值班人員在供電公司就可以遠(yuǎn)程完成例行巡檢任務(wù),大大減少了值班人員現(xiàn)場巡檢的次數(shù),有效地降低了其勞動強(qiáng)度,提高了其工作效率,為變電站設(shè)備的安全運(yùn)行提供更可靠的保障。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本實(shí)用新型所述巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種基于廣域互聯(lián)網(wǎng)通訊的巡檢機(jī)器人系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括位于變電站內(nèi)的巡檢機(jī)器人和位于監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控端,巡檢機(jī)器人和監(jiān)控端之間通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互通訊;變電站內(nèi)設(shè)置有供巡檢機(jī)器人行走的磁軌和實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相互通訊的4G路由器;監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置有將監(jiān)控端接入互聯(lián)網(wǎng)的路由器。

本實(shí)用新型中,巡檢機(jī)器人通過站內(nèi)4G路由器連接到互聯(lián)網(wǎng),監(jiān)控端的電腦并非內(nèi)網(wǎng)辦公專用電腦,而是通過路由器連接到廣域互聯(lián)網(wǎng)的電腦。監(jiān)控端和巡檢機(jī)器人的互聯(lián)網(wǎng)通訊采用客戶端/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu),二者的通訊采用WCF協(xié)議框架;其中巡檢機(jī)器人為服務(wù)器,其使用新花生殼的動態(tài)域名解析服務(wù)和內(nèi)網(wǎng)穿透技術(shù),從而在公網(wǎng)中映射出固定域名;監(jiān)控端作為客戶端,通過該固定域名實(shí)現(xiàn)對巡檢機(jī)器人的訪問。

巡檢機(jī)器人包括機(jī)體,機(jī)體的下方設(shè)置有配裝在磁軌上并在監(jiān)控端指令下沿磁軌行走的伺服電機(jī),機(jī)體上通過云臺電機(jī)設(shè)置有二自由度云臺,二自由度云臺上安裝有對變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行可見光拍攝的高清攝像頭和紅外成像儀,二自由度云臺的設(shè)置可以使高清攝像頭和紅外成像儀拍攝各個角度的設(shè)備信息;機(jī)體內(nèi)設(shè)置有控制單元,控制單元通過USB接口高清攝像頭和紅外成像儀的數(shù)據(jù)信號端連接,以采集高清攝像頭和紅外成像儀拍攝的數(shù)據(jù);控制單元的輸出端分別與伺服電機(jī)和云臺電機(jī)的受控端連接;控制單元通過4G網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控端相互通訊,用于將采集的信息發(fā)送至監(jiān)控端,并接受監(jiān)控端發(fā)出的動作指令,并根據(jù)指令控制伺服電機(jī)和云臺電機(jī)做出相應(yīng)動作。

本實(shí)用新型中,控制單元包括工控機(jī)、單片機(jī)和無線網(wǎng)卡,所述工控機(jī)通過無線網(wǎng)卡連接到4G路由器,工控機(jī)通過USB接口高清攝像頭和紅外成像儀的數(shù)據(jù)信號端連接,工控機(jī)與單片機(jī)之間通過485接口相連接;所述單片機(jī)的輸出端分別與伺服電機(jī)和云臺電機(jī)的受控端連接。

巡檢機(jī)器人的機(jī)體底部還設(shè)置有磁傳感器,磁傳感器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端,用于采集巡檢機(jī)器人所處磁軌的位置信息,并傳輸給單片機(jī),單片機(jī)進(jìn)一步根據(jù)工控機(jī)的指令控制伺服電機(jī)循磁軌運(yùn)動。

磁軌上對應(yīng)變電站設(shè)備的位置設(shè)置有內(nèi)含設(shè)備信息的RFID標(biāo)簽,巡檢機(jī)器人的機(jī)體底部還設(shè)置有用于讀取RFID標(biāo)簽的RFID讀寫器,RFID讀寫器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端。在巡檢機(jī)器人行進(jìn)途中,如果檢測到RFID標(biāo)簽,工控機(jī)會向單片機(jī)發(fā)出指令,通過控制伺服電機(jī)使巡檢機(jī)器人停止前進(jìn)并檢測特定設(shè)備,檢測完畢后繼續(xù)前進(jìn)。

巡檢機(jī)器人的機(jī)體上設(shè)置有指示燈,指示燈的受控端連接單片機(jī)的輸出端,用于指示巡檢機(jī)器人目前的工作狀態(tài)。巡檢機(jī)器人的機(jī)體頂部設(shè)置有雨滴傳感器,雨滴傳感器的輸出端連接單片機(jī)的輸入端,用于檢測到變電站內(nèi)是否下雨,并在下雨時(shí)向控制單元發(fā)送下雨報(bào)警數(shù)據(jù)包。

本實(shí)用新型中,巡檢機(jī)器人上的各部件之間的電連接關(guān)系如圖2所示。

本實(shí)用新型工作時(shí),監(jiān)控端通過網(wǎng)絡(luò)向巡檢機(jī)器人發(fā)出工作指令,巡檢機(jī)器人在指令下沿磁軌行進(jìn);到達(dá)待檢測設(shè)備位置時(shí),巡檢機(jī)器人停止行進(jìn),高清攝像頭和紅外成像儀開始對設(shè)備進(jìn)行拍攝,并上傳至監(jiān)控端,監(jiān)控端實(shí)時(shí)接收其回傳的視頻圖像,然后通過圖像匹配技術(shù)和OCR文字識別技術(shù)診斷出變電站設(shè)備的外觀異常和溫度異常。

本實(shí)用新型的巡檢機(jī)器人上還設(shè)置有用于充電的充電機(jī)構(gòu),充電機(jī)構(gòu)的受控端連接單片機(jī)的輸出端。當(dāng)巡檢機(jī)器人需要充電時(shí),控制單元控制充電機(jī)構(gòu)伸出機(jī)體外,通過磁傳感器來對充電位置進(jìn)行定位,提高了充電對接成功率,實(shí)現(xiàn)了巡檢機(jī)器人的自動充電功能。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的功能范圍。

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