專利名稱：全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站巡檢機(jī)器人，具體是一種全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化程度的提高，變電站正朝著無人值守方向發(fā)展，一些變電站目前已實(shí)現(xiàn)了少人或無人值守，隨之而來的問題是在缺少了現(xiàn)場人員巡視的情況下，由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，一些設(shè)備問題有時(shí)不能被及時(shí)識別和處理，這樣就為變電站安全運(yùn)行帶來了隱患。國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的專利號ZL2004100M231. 2，名稱為“電站設(shè)備智能自主巡檢機(jī)器人”的專利中提出了一種采用機(jī)器人自動(dòng)巡檢變電站中變配電設(shè)備運(yùn)行狀況的技術(shù)方案，該方案利用可見光和紅外對電力設(shè)備故障進(jìn)行檢測，在實(shí)際使用中該技術(shù)方案中紅外檢測部分仍存在以下問題，主要表現(xiàn)在1.紅外檢測易受環(huán)境中紅外輻射尤其是太陽輻射影響，因此紅外檢測一般不能在白天進(jìn)行，這樣就造成一些設(shè)備故障不能被及時(shí)檢測和發(fā)現(xiàn)；2.在劣質(zhì)絕緣子檢測過程中，當(dāng)劣質(zhì)絕緣子故障電阻在5 10兆歐時(shí)區(qū)段時(shí)，其溫升與正常絕緣子相差很小，使它們的熱圖圖像完全相同而無法識別，造成紅外檢測的“盲區(qū)”；3.紅外檢測通常檢測設(shè)備的后期故障，無法對設(shè)備的初期故障做出預(yù)警。電力設(shè)備缺陷往往伴隨著電暈或放電現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)備周圍空氣受激發(fā)后將向外輻射出紫外光，設(shè)備缺陷越嚴(yán)重，紫外光越強(qiáng)烈，因此檢測設(shè)備周邊紫外光的可以發(fā)現(xiàn)紅外檢測無法發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，從而克服以上問題。由于地球上空的臭氧層吸收以及大氣中灰塵和微粒的散射和吸收作用，進(jìn)入大氣層的太陽光中的220 280nm這個(gè)波段紫外光含量很少，幾乎為零，所以在該波段，目標(biāo)的紫外輻射強(qiáng)于太陽光的輻射，目標(biāo)就很容易被顯現(xiàn)出來，這也為在太陽輻射環(huán)境中進(jìn)行紫外檢測提供了有利條件。紫外檢測主要通過檢測電暈區(qū)域的大小來檢測電力設(shè)備是否存在問題。如果電力設(shè)備存在電暈現(xiàn)象，由于電暈區(qū)域在220 ^Onm區(qū)域的輻射強(qiáng)度大于太陽光，所以在采集的紫外圖像上電暈區(qū)域的亮度一定遠(yuǎn)大于其它區(qū)域，這樣便可通過分析紫外圖像上的亮度區(qū)域來判斷電力線路上的設(shè)備是否存在放電現(xiàn)象，因此紫外檢測對檢測有電暈的電力設(shè)備缺陷非常有效。有統(tǒng)計(jì)表明，在電力設(shè)備的檢測中，通過紫外檢測發(fā)現(xiàn)的問題占了總問題數(shù)的50%，而紅外和可見光則各占和22%，可見紫外檢測在電力檢測中已起到非常重要的作用?？梢姽鈾z測、紅外檢測和紫外檢測是目前常用的電力設(shè)備檢測手段，可見光檢測負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)設(shè)備表面的一些缺陷，如導(dǎo)線斷骨、附著異物、缺損等；紅外檢測主要通過檢測設(shè)備溫度變化識別相關(guān)設(shè)備的缺陷；紫外檢測主要是通過檢測電暈區(qū)域的大小來檢測電力設(shè)備是否存在問題。由于這三種檢測手段的工作原理和特點(diǎn)各不相同，通過檢測手段相互配合，其得到的結(jié)果可以相互印證，可提高設(shè)備缺陷定位的準(zhǔn)確性。目前從已公開的資料看，在變電站巡檢機(jī)器人上還未有這方面的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其同時(shí)結(jié)合可見光、紅外和紫外檢測的優(yōu)勢，可全天任何時(shí)段執(zhí)行設(shè)備檢測任務(wù)，及時(shí)可靠檢測設(shè)備缺陷。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，包括檢測單元，檢測單元通過網(wǎng)絡(luò)通信單元與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述的檢測單元包括紅外檢測單元和紫外檢測單元；紅外檢測單元包含紅外視頻服務(wù)器和紅外檢測裝置，紅外檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紅外視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，紅外檢測裝置與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)的其它數(shù)據(jù)交換可經(jīng)由紅外視頻服務(wù)器傳送或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成；紫外檢測單元包含紫外視頻服務(wù)器和紫外檢測裝置，紫外檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紫外視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，紫外檢測裝置與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)的其它數(shù)據(jù)交換可經(jīng)由紫外視頻服務(wù)器傳送或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成。所述的檢測單元還包括可見光檢測單元，可見光檢測單元包含可見光視頻服務(wù)器和可見光檢測裝置，可見光檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過可見光視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，從機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)下發(fā)的控制指令經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通信單元通過可見光視頻服務(wù)器傳送至可見光檢測裝置。上述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，還包括控制各檢測單元中檢測裝置位置的云臺控制單元，控制機(jī)器人運(yùn)行及運(yùn)行路線的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元，連接云臺控制單元、導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元與網(wǎng)絡(luò)通信單元的機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)，以及為各單元供電的供電單元。所述的云臺控制單元包含安裝有檢測單元中檢測裝置的云臺和控制云臺姿態(tài)的云臺控制裝置，云臺控制裝置控制云臺姿態(tài)，從而使固定安裝于其上的可見光、紅外和紫外檢測裝置對準(zhǔn)待檢測電力設(shè)備。所述的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元包含左右輪伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和導(dǎo)航控制裝置，其用以控制機(jī)器人按預(yù)定路線運(yùn)行和停靠。所述的供電單元包含電源管理裝置、自動(dòng)充電裝置和充電電池，主要負(fù)責(zé)機(jī)器人電源管理、對電池充電及對各個(gè)設(shè)備或裝置供電。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果是1、紫外檢測不存在類似紅外檢測的“盲區(qū)”，可準(zhǔn)確檢測到缺陷設(shè)備附近產(chǎn)生的異常電暈，通過讀取紫外光子數(shù)可以判斷其嚴(yán)重程度，放電位置也可以正確定位；2、紫外檢測不受太陽輻射干擾，巡檢機(jī)器人可在白天對變電站設(shè)備進(jìn)行巡檢，與可見光和/或紅外檢測配合，可以全天任何時(shí)間段對設(shè)備進(jìn)行檢測，提高了設(shè)備缺陷檢測的及時(shí)性；3、由于紫外檢測能夠定量地得到設(shè)備周邊放電產(chǎn)生的紫外光字?jǐn)?shù)，因此可對設(shè)備缺陷前期進(jìn)行預(yù)警；4、通過在巡檢機(jī)器人變配電設(shè)備檢測單元中結(jié)合紫外、紅外、可見光檢測的優(yōu)勢， 可提高設(shè)備缺陷檢測的效率，準(zhǔn)確可靠的對設(shè)備缺陷進(jìn)行定位。
圖1為本實(shí)用新型的機(jī)器人功能單元示意圖；圖中1、可見光視頻服務(wù)器，2、可見光檢測裝置，3、紅外視頻服務(wù)器，4、紅外檢測裝置，5、紫外視頻服務(wù)器，6、紫外檢測裝置，7、云臺，8、云臺控制裝置，9、導(dǎo)航控制裝置，10、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，11、左右輪伺服電機(jī)，12、機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)，13、電源管理裝置，14，充電電池， 15、自動(dòng)充電裝置，16、網(wǎng)絡(luò)集線器，17、機(jī)器人無線網(wǎng)橋，18、機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)橋， 19、機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，包括檢測單元，檢測單元通過網(wǎng)絡(luò)通信單元與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19相連，所述的檢測單元包括紅外檢測單元和紫外檢測單元，或者所述的檢測單元包括紅外檢測單元、紫外檢測單元和可見光檢測單元。網(wǎng)絡(luò)通信單元包含網(wǎng)絡(luò)集線器16和機(jī)器人無線網(wǎng)橋17，一方面，巡檢數(shù)據(jù)經(jīng)由機(jī)器人無線網(wǎng)橋17以無線通信方式傳送至機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)橋18，最終送入機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19，另一方面機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19下發(fā)的機(jī)器人控制指令也通過該信息傳送路徑反向傳送至機(jī)器人各設(shè)備。紅外檢測單元包含紅外視頻服務(wù)器3和紅外檢測裝置4，紅外檢測裝置4采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紅外視頻服務(wù)器3接入網(wǎng)絡(luò)集線器16，之后傳送至機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19。機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19與紅外檢測裝置4之間的其它數(shù)據(jù)交換可經(jīng)由紅外視頻服務(wù)器3傳送或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成。紫外檢測單元包含紫外視頻服務(wù)器5和紫外檢測裝置6，紫外檢測裝置6采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紫外視頻服務(wù)器5接入網(wǎng)絡(luò)集線器16，之后傳送至機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19。機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19與紫外檢測裝置6之間的其它數(shù)據(jù)交換可經(jīng)由紫外視頻服務(wù)器5或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成。可見光檢測單元包含可見光視頻服務(wù)器1和可見光檢測裝置2，可見光檢測裝置2 采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過可見光視頻服務(wù)器1接入網(wǎng)絡(luò)集線器16，之后傳送至機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19。機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19下發(fā)的控制指令，通過可見光視頻服務(wù)器1傳送至可見光檢測裝置2。變電站巡檢機(jī)器人含有可見光檢測、紅外檢測和紫外檢測裝置或含有紅外檢測和紫外檢測裝置，其中紫外檢測裝置采集設(shè)備周邊電暈所激發(fā)的紫外光，并根據(jù)紫外光的范圍的大小判定設(shè)備工作是否正常。需要說明的是，由于紫外檢測裝模擬視頻輸出一般是將紫外檢測結(jié)果疊加至可見光圖像，如果紫外檢測裝置具有可見光視頻單獨(dú)輸出功能，其在本機(jī)器人中可完全替代可見光檢測裝置。上述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，還包括控制各檢測單元中檢測裝置位置的云臺控制單元，控制機(jī)器人運(yùn)行及運(yùn)行路線的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元，連接云臺控制單元、導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元與網(wǎng)絡(luò)通信單元的機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)，以及為各單元供電的供電單元。機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)12負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)器人上云臺控制單元、導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元和供電單元工作，連接云臺控制裝置8、導(dǎo)航控制裝置9和電源管理裝置13。機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)12 將監(jiān)控得到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)單元傳送至機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19。[0032]云臺控制單元包含云臺7和云臺控制裝置8，云臺控制裝置8控制云臺7的姿態(tài)， 從而使固定安裝與云臺7上的可見光檢測裝置2、紅外檢測裝置4和紫外檢測裝置6對準(zhǔn)帶檢測電力設(shè)備。導(dǎo)航控制單元包含導(dǎo)航控制裝置9、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器10和左右輪伺服電機(jī)11，導(dǎo)航控制裝置9控制機(jī)器人沿預(yù)定路線運(yùn)行，其控制指令經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器10進(jìn)行功率放大后驅(qū)動(dòng)左右輪伺服電機(jī)11運(yùn)行。供電單元包含電源管理裝置13、充電電池14和自動(dòng)充電裝置15，由電源管理模塊 13負(fù)責(zé)分配電池電源給機(jī)器人上各個(gè)設(shè)備或裝置供電，并控制自動(dòng)充電裝置15為充電電池14充電，另外，在自動(dòng)充電裝置15工作時(shí)，電源管理模塊13將自動(dòng)切換至外部電源為機(jī)器人供電?？梢姽狻⒓t外和紫外檢測裝置將其采集到的模擬視頻數(shù)據(jù)傳送至各自視頻服務(wù)器，之后直接傳送至網(wǎng)絡(luò)通信單元；網(wǎng)絡(luò)通信單元包含網(wǎng)絡(luò)集線器16和機(jī)器人無線網(wǎng)橋 17，其中網(wǎng)絡(luò)集線器16負(fù)責(zé)連接各單元傳送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而機(jī)器人無線網(wǎng)橋17負(fù)責(zé)與后方機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)19交換數(shù)據(jù)；為了與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或接收控制信號，可見光、紅外和紫外檢測裝置分別通過控制線連接其對應(yīng)視頻服務(wù)器，同時(shí)紅外和紫外檢測裝置也直接與網(wǎng)絡(luò)集線器16連接；機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)12連接云臺控制單元、導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元和供電單元，以控制各單元內(nèi)設(shè)備工作，獲取其狀態(tài)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)通信單元與后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)19 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
權(quán)利要求1.全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，包括檢測單元，檢測單元通過網(wǎng)絡(luò)通信單元與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，其特征是，所述的檢測單元包括紅外檢測單元和紫外檢測單元； 紅外檢測單元包含紅外視頻服務(wù)器和紅外檢測裝置，紅外檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紅外視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，紅外檢測裝置與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的其它數(shù)據(jù)交換經(jīng)由紅外視頻服務(wù)器傳送或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成；紫外檢測單元包含紫外視頻服務(wù)器和紫外檢測裝置，紫外檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過紫外視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，紫外檢測裝置與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的其它數(shù)據(jù)交換經(jīng)由紫外視頻服務(wù)器傳送或者直接通過網(wǎng)絡(luò)通信單元完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其特征是，所述的檢測單元還包括可見光檢測單元，可見光檢測單元包含可見光視頻服務(wù)器和可見光檢測裝置，可見光檢測裝置采集設(shè)備圖像得到的模擬視頻通過可見光視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò)通信單元，從機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)下發(fā)的控制指令經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通信單元通過可見光視頻服務(wù)器傳送至可見光檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其特征是，還包括控制各檢測單元中檢測裝置位置的云臺控制單元，控制機(jī)器人運(yùn)行及運(yùn)行路線的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元，連接云臺控制單元、導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元與網(wǎng)絡(luò)通信單元的機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)，以及為各單元供電的供電單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其特征是，所述的云臺控制單元包含安裝有檢測單元中檢測裝置的云臺和控制云臺姿態(tài)的云臺控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其特征是，所述的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)單元包含左右輪伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和導(dǎo)航控制裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，其特征是，所述的供電單元包含電源管理裝置、自動(dòng)充電裝置和充電電池。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種全時(shí)段故障檢測的變電站巡檢機(jī)器人，包括檢測單元，檢測單元通過網(wǎng)絡(luò)通信單元與機(jī)器人監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述的檢測單元包括紅外檢測單元和紫外檢測單元；紅外檢測單元包含紅外視頻服務(wù)器和紅外檢測裝置，紫外檢測單元包含紫外視頻服務(wù)器和紫外檢測裝置。紫外檢測不存在類似紅外檢測的“盲區(qū)”，可準(zhǔn)確檢測到缺陷設(shè)備附近產(chǎn)生的異常電暈，通過讀取紫外光子數(shù)可以判斷其嚴(yán)重程度，放電位置也可以正確定位；紫外檢測不受太陽輻射干擾，巡檢機(jī)器人可在白天對變電站設(shè)備進(jìn)行巡檢，與可見光和/或紅外檢測配合，可以全天任何時(shí)間段對設(shè)備進(jìn)行檢測，提高了設(shè)備缺陷檢測的及時(shí)性。
文檔編號G05B19/418GK202177817SQ20112027466
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月30日
發(fā)明者孫勇, 王濱海, 肖鵬, 陳西廣, 韓磊 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司