一種模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中由于電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的連續(xù)性，對系統(tǒng)中各設(shè)備的安全可靠運(yùn)行提出了更高的要求。傳統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站的設(shè)備安防工作，采用人工巡檢的方式，勞動強(qiáng)度大、效率低、巡檢質(zhì)量受人為影響因素大。所以近年來越來越多樣化的變電站巡檢設(shè)備投入測試并進(jìn)行應(yīng)用，目前主要的變電站巡檢設(shè)備和巡檢形式有以下幾種:
[0003]1、單一化輔助巡檢設(shè)備和人工巡檢結(jié)合。該方式主要是借助單一化輔助巡檢設(shè)備進(jìn)行人工巡檢，主要的輔助設(shè)備有手持紅外熱像儀，噪音分析儀、望遠(yuǎn)鏡等等設(shè)備。人工例行巡檢過程中攜帶相應(yīng)的輔助設(shè)備對設(shè)備外觀、儀表等進(jìn)行觀察，檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，該方式雖然巡檢靈活，成本低，但是該方式仍然屬于人工巡檢，勞動強(qiáng)度大、效率低、巡檢質(zhì)量受人為影響因素大等人工巡檢的缺點(diǎn)仍然存在。
[0004]2、固定點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備定點(diǎn)監(jiān)測方式。該方式是在設(shè)備區(qū)重點(diǎn)位置安裝狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備以供巡檢人員遠(yuǎn)程實(shí)時對設(shè)備區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，主要的檢測設(shè)備有紅外熱像儀、攝像機(jī)等等設(shè)備。該方式雖然一定程度上減少了人工在設(shè)備區(qū)的巡檢，但是該方式需要大量的安裝檢測設(shè)備，還要進(jìn)行監(jiān)測線纜的鋪設(shè)等工作，存在安裝設(shè)備不靈活、施工量大、巡檢模式單一等缺點(diǎn)。
[0005]3、變電站巡檢機(jī)器人巡檢。該方式是使用目前已經(jīng)推廣的變電站巡檢機(jī)器人對設(shè)備進(jìn)行巡檢，主要是通過巡檢機(jī)器人按照已配置好的巡檢任務(wù)對設(shè)備區(qū)域的設(shè)備按順序進(jìn)行巡檢。該設(shè)備雖然自動化程度高，人工參與量少，但是由于目前的變電站巡檢機(jī)器人樣式都是結(jié)構(gòu)固定且機(jī)體較大，所以存在模塊化程度不高，巡檢樣式單一、部署不靈活、搬運(yùn)不方便，維護(hù)不方便的缺點(diǎn)。
[0006]所以亟需一種自動化程度高、模塊化程度高，維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)緊湊、部署方便、可根據(jù)巡檢任務(wù)需要對設(shè)備進(jìn)行任意定制的變電站巡檢設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人，本裝置將變電站巡檢機(jī)器人分解成功能獨(dú)立的功能模塊，各功能模塊電路系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，通信方式采用以太網(wǎng)通信，通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，各功能模塊通過與結(jié)構(gòu)橋裝置連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊之間的數(shù)據(jù)通信。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人，包括機(jī)器人移動平臺、結(jié)構(gòu)橋模塊、電源模塊、工控機(jī)、檢測模塊、通信模塊和導(dǎo)航模塊，其中，機(jī)器人移動平臺上設(shè)置結(jié)構(gòu)橋模塊，結(jié)構(gòu)橋模塊上設(shè)置有電源模塊、工控機(jī)、檢測模塊、通信模塊和導(dǎo)航模塊，工控機(jī)連接檢測模塊、通信模塊和導(dǎo)航模塊，所述結(jié)構(gòu)橋模塊包括多個以太網(wǎng)接口和處理器，處理器與以太網(wǎng)接口連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)緩沖；各個模塊均為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路，包括電路系統(tǒng)、控制器和外圍電路，外圍電路通過邏輯電路與控制器連接，控制器通過以太網(wǎng)接口與外部設(shè)備連接。
[0010]所述機(jī)器人移動平臺通過以太網(wǎng)接口與結(jié)構(gòu)橋模塊連接。
[0011]所述電源模塊包括3.3v、5v、12v、24v、36v多種常用標(biāo)準(zhǔn)電源輸出接口。
[0012]所述檢測模塊，包括云臺，搭載有檢測設(shè)備，檢測單元內(nèi)部具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置連接。
[0013]所述通信裝置，包括無線網(wǎng)橋，固定安裝到機(jī)器人移動平臺上，通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置連接。
[0014]所述導(dǎo)航裝置，包括導(dǎo)航傳感器，在導(dǎo)航裝置內(nèi)部具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路的驅(qū)動控制系統(tǒng)，驅(qū)動控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置連接。
[0015]所述導(dǎo)航傳感器包括磁導(dǎo)航傳感器陣列或激光雷達(dá)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0017](I)通過使用模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人，具有機(jī)器人模塊化配置靈活，可以根據(jù)任務(wù)需要對機(jī)器人各功能模塊進(jìn)行靈活搭配和自由定制，對于各功能模塊客戶具有自主選擇權(quán)，方便對系統(tǒng)各功能模塊的升級；
[0018](2)變電站巡檢機(jī)器人適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，模塊更換方便；在系統(tǒng)維護(hù)升級過程中可以針對性的對相應(yīng)功能模塊進(jìn)行升級，節(jié)約成本，開發(fā)升級周期短；通過使用模塊化結(jié)構(gòu)使各功能模塊性能更加穩(wěn)定；
[0019](3)通過對各功能模塊的電路系統(tǒng)采用符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路設(shè)計(jì)，保證了各功能模塊的兼容；通過使用各功能模塊與結(jié)構(gòu)橋轉(zhuǎn)置使用以太網(wǎng)連接的方式保證了通信鏈路的靈活連接與拓展；
[0020](4)通過使用電控永磁吸盤對各定制模塊進(jìn)行固定安裝，保證了系統(tǒng)安裝、拆分、維護(hù)方便；
[0021](5)整體結(jié)構(gòu)簡單，故障率低；通過對特殊場合特殊任務(wù)進(jìn)行模塊定制，使用模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行變電站巡檢機(jī)器人的定制，有利于變電站巡檢機(jī)器人大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型公布的模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為結(jié)構(gòu)橋裝置數(shù)據(jù)流模型簡圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型各模塊設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]其中:1、機(jī)器人移動平臺，2、結(jié)構(gòu)橋裝置，3、電源裝置，4、工控機(jī)，5、檢測單元，6、通信裝置，7、導(dǎo)航裝置；11、數(shù)據(jù)緩沖池，12、數(shù)據(jù)流生產(chǎn)者，13、模型管理數(shù)據(jù)輸入接口，14、數(shù)據(jù)流消費(fèi)者，15、模型管理數(shù)據(jù)輸出接口 ；a、電路系統(tǒng)，b、控制器，C、外圍電路，d、以太網(wǎng)接口。
【具體實(shí)施方式】
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[0026]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0027]圖1中，模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人，它包括的模塊有機(jī)器人移動平臺1，結(jié)構(gòu)橋裝置2，電源裝置3，工控機(jī)4，檢測單元5，通信裝置6，導(dǎo)航裝置7，在模塊化結(jié)構(gòu)變電站巡檢機(jī)器人中，上述各獨(dú)立模塊通過以太網(wǎng)接口連接到結(jié)構(gòu)橋裝置2上，設(shè)備之間通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，上述各模塊安裝方式是在安裝架上采用電控永磁吸盤進(jìn)行安裝固定。
[0028]機(jī)器人移動平臺1，其特點(diǎn)是:具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)器人移動平臺控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)接口連接到結(jié)構(gòu)橋裝置2上。
[0029]機(jī)器人移動平臺1，可以是輪式機(jī)器人移動平臺、履帶式機(jī)器人移動平臺等等樣式；
[0030]結(jié)構(gòu)橋裝置2，其特點(diǎn)是該裝置具有多個以太網(wǎng)接口，在裝置內(nèi)具有處理器，處理器內(nèi)部有進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)緩沖的數(shù)據(jù)流模型；
[0031]電源裝置3，其特點(diǎn)是具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)和電源，該裝置具有3.3v、5v、12v、24v、36v多種常用標(biāo)準(zhǔn)電源輸出接口，電源可以進(jìn)行充電；
[0032]工控機(jī)4，其特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)；
[0033]檢測單元5，其特點(diǎn)是具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)云臺，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上搭載有檢測設(shè)備，檢測單元內(nèi)部具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置2連接;
[0034]檢測設(shè)備，其特點(diǎn)是可以是紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)、拾音器等；
[0035]通信裝置6，其特點(diǎn)是核心器件是無線網(wǎng)橋，固定安裝到機(jī)器人移動平臺上，通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置2連接；
[0036]導(dǎo)航裝置7，其特點(diǎn)是核心器件是導(dǎo)航傳感器，在導(dǎo)航裝置內(nèi)部具有符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路的驅(qū)動控制系統(tǒng)，該驅(qū)動控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與結(jié)構(gòu)橋裝置2連接；
[0037]導(dǎo)航傳感器，其特點(diǎn)是導(dǎo)航傳感器可以是磁導(dǎo)航傳感器陣列、激光雷達(dá)等，不同的導(dǎo)航傳感器適配的驅(qū)動控制電路與驅(qū)動控制程序不同；
[0038]下面結(jié)合附圖2對本實(shí)用新型涉及到的模塊結(jié)構(gòu)橋裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)流模型做進(jìn)一步說明。
[0039]圖2中，結(jié)構(gòu)橋裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)流模型，它包括數(shù)據(jù)緩沖池11，數(shù)據(jù)流生產(chǎn)者12，數(shù)據(jù)流消費(fèi)者14，模型管理數(shù)據(jù)輸入接口 13，模型管理數(shù)據(jù)輸出接口 15。
[0040]數(shù)據(jù)緩沖池11，其特點(diǎn)是具有固定數(shù)據(jù)緩存區(qū)，內(nèi)部通信協(xié)議符合標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議；
[0041]數(shù)據(jù)流生產(chǎn)者12，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)源，主要由連接到結(jié)構(gòu)橋裝置2上的模塊設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為數(shù)據(jù)流生產(chǎn)者12輸入到數(shù)據(jù)緩沖池11中；
[0042]數(shù)據(jù)流消費(fèi)者14，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)輸出接口，主要由連接到結(jié)構(gòu)橋轉(zhuǎn)置2上的模塊裝置對數(shù)據(jù)緩沖池11中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取調(diào)用；
[0043]模型管理數(shù)據(jù)輸入接口 13，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)源來自于外部，通過該模型管理數(shù)據(jù)輸入接口對模型進(jìn)行配置管理；
[0044]模型管理數(shù)據(jù)輸出接口 15，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)流動方向是從數(shù)據(jù)流模型流向外部，是對數(shù)據(jù)流模型監(jiān)控的數(shù)據(jù)輸出通道；
[0045]下面結(jié)合附圖3對本實(shí)用新型涉及到的各模塊設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)做進(jìn)一步說明。
[0046]圖3中，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)電路系統(tǒng)，它包括電路系統(tǒng)a，控制器b，外圍電路C，以太網(wǎng)接口d，控制器b是電路系統(tǒng)a的核心控制器，外圍電路c通過邏輯電路與控制器b連接，控制器b通過以太網(wǎng)接口 d與外部設(shè)備連接。
[0047]電路系統(tǒng)a，其特點(diǎn)是電路板，在電路系統(tǒng)a上，具有控制器b、外圍電路C、以太網(wǎng)接口等器件；
[0048]控制器b，其特點(diǎn)是搭載到電路系統(tǒng)上的控制芯片，芯片內(nèi)部針對不同的外部設(shè)備適配相應(yīng)的驅(qū)動控制程序，控制器b通過以太網(wǎng)接口 d與外部設(shè)備連接；
[0049]外圍電路C，其特點(diǎn)是針對不同的外部設(shè)備和特定的功能設(shè)計(jì)的電路，外圍電路c通過邏輯電路與控