变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，包括：设置在机器人本体上的栅栏门驱动单元以及设置在栅栏门控制箱内的室外栅栏门控制单元；栅栏门驱动单元包括：激光导航传感器、工控机、栅栏门转接板卡以及第一Zigbee无线模块；所述激光导航传感器和栅栏门转接板卡分别与工控机连接，所述第一Zigbee无线模块与栅栏门转接板卡连接；本实用新型专利技术有益效果：可以使机器人自由进出变电站内栅栏门，而不依赖于工作人员的控制，提高巡检工作效率。

【技术实现步骤摘要】
变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统
本技术涉及机器人控制领域，具体涉及一种用于变电站智能巡检机器人的栅栏门控制系统。
技术介绍
变电站为了防止无关人员从生活区域进入带电区域，多采用固定安全围栏隔开，部分需要作业人员或参观人员进入的区域采用栅栏门，当以上人员进入时，使用栅栏门附带遥控器控制栅栏门升起或落下。变电站多采用智能巡检机器人完成设备巡检任务，巡检机器人进出栅栏门时，变电站工作人员遥控栅栏门或工作人员直接保持栅栏门一直打开的状态让机器人进出，这种方法不能体现栅栏门该有的防止无关人员进入带电区域的作用，并且无法体现巡检机器人智能性。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，该系统能够在巡检任务需要机器人进出栅栏门时，实现机器人对栅栏门的控制。为实现上述目的，本技术的具体方案如下：一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，包括：设置在机器人本体上的栅栏门驱动单元以及设置在栅栏门控制箱内的室外栅栏门控制单元；所述栅栏门驱动单元包括：激光导航传感器、工控机、栅栏门转接板卡以及第一Zigbee无线模块；所述激光导航传感器和栅栏门转接板卡分别与工控机连接，所述第一Zigbee无线模块与栅栏门转接板卡连接；所述室外栅栏门控制单元包括：第二Zigbee无线模块、室外栅栏门控制板卡、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器、光电传感器以及驱动电机；所述第二Zigbee无线模块、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器和光电传感器分别与室外栅栏门控制板卡连接，所述栅栏门本体控制板卡连接驱动电机；所述第一Zigbee无线模块和第二Zigbee无线模块通信。进一步地，所述栅栏门转接板卡包括：单片机最小系统以及分别与单片机最小系统连接的电源供电电路、串口通信电路和Zigbee无线模块通信电路；所述串口通信电路与工控机通过串口通信，所述Zigbee无线模块通信电路与第一Zigbee无线模块通信。进一步地，所述室外栅栏门控制板卡包括：单片机最小系统电路以及分别与单片机最小系统电路连接的电源供电电路、继电器输出电路和Zigbee无线模块通信电路；所述输出继电器共有两个，分别连接栅栏门本体控制板卡中的升起栅栏门触点和关闭栅栏门触点。进一步地，所述门磁传感器包括感应块和信号输出块，所述感应块安装在栅栏门活动门扇上臂顶端，所述信号输出块安装在栅栏门活动门扇支撑架上方；当门扇完全关闭时，所述感应块和信号输出块接触。进一步地，所述光电传感器安装在传感器支架上，所述传感器支架设置在栅栏门控制箱上方，当栅栏门扇完全升起时，门扇上臂完全遮挡光电传感器探头。本技术的有益效果：本技术变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统可以使机器人自由进出变电站内栅栏门，而不依赖于工作人员的控制，提高巡检工作效率。附图说明图1为本技术变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统结构示意图；图2为变电站栅栏门示意图；其中，1.栅栏门驱动单元，2.室外栅栏门控制单元，3.栅栏门转接板卡，4.工控机，5.激光导航传感器，6.第一Zigbee无线模块，7.第二Zigbee无线模块，8.室外栅栏门控制板卡，9.栅栏门本体控制板卡，10.驱动电机，11.光电传感器，12.门磁传感器，13.栅栏门控制箱，14.栅栏门扇，15.感应块，16.信号输出块，17.栅栏门支撑架。具体实施方式：下面结合附图对本技术进行详细说明：本技术公开了一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，如图1所示，包括：设置在机器人本体上的栅栏门驱动单元以及设置在栅栏门控制箱内的室外栅栏门控制单元。本技术分为两部分，一部分安装在栅栏门控制箱内部，主要目的是实现在机器人控制下栅栏门开启与关闭，采集传感器信息获取栅栏门状态；另一部分安装在巡检机器人本体，主要实现机器人坐标位置检测、栅栏门控制及接收到室外栅栏门控制单元反馈信息的处理。栅栏门驱动单元包括：激光导航传感器、工控机、栅栏门转接板卡以及第一Zigbee无线模块；激光导航传感器和栅栏门转接板卡分别与工控机连接，第一Zigbee无线模块与栅栏门转接板卡连接。其中，激光导航传感器检测巡检机器人在空间中位置坐标信息，用于定位，与工控机通过串口通信。栅栏门转接板卡主要包括：STM32F103型号的单片机最小系统电路、电源供电电路、串口通信电路及Zigbee无线模块通信电路，转接板卡串口通信电路与工控机通过串口通信，将工控机下发的指令转接到第一Zigbee无线模块。栅栏门转接板卡安装在机器人本体，与工控机通过串口通信，工控机下发的指令通过该栅栏门转接板卡发送到第一Zigbee无线模块。需要说明的是，工控机为设置在机器人本体上的原有的工控机，本技术没有对其进行改进。室外栅栏门控制单元包括：第二Zigbee无线模块、室外栅栏门控制板卡、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器、光电传感器以及驱动电机；第二Zigbee无线模块、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器和光电传感器分别与室外栅栏门控制板卡连接，栅栏门本体控制板卡连接驱动电机。室外栅栏门控制板卡主要包括：ATMEGA128A型号的单片机最小系统电路、电源供电电路、继电器输出电路和Zigbee无线模块通信电路。输出继电器共有两个，分别连接栅栏门本体控制板卡中的升起栅栏门触点和关闭栅栏门触点。如图2所示，室外栅栏门控制板卡、栅栏门本体控制板卡和驱动电机、均安装在栅栏门控制箱内，驱动电机驱动栅栏门扇升起或落下。门磁传感器包括信号输出块和感应块，用于检测栅栏门扇关闭情况，当门扇关闭时，栅栏门扇落下后搭在栅栏门支撑架上，感应块靠近信号输出块，信号输出块将关门信息反馈到室外栅栏门控制板卡。光电传感器通过传感器支架安装在栅栏门控制箱上方，用于检测栅栏门扇升起情况，当门扇完全升起时，门扇上臂遮挡光电传感器探头，传感器将门扇开启信息反馈到室外栅栏门控制板卡。需要说明的是，栅栏门本体控制板卡和驱动电机为栅栏门生产厂家设计好的控制栅栏门升降的装置，本技术没有对其进行改进。本技术的工作原理如下：巡检机器人通过激光导航传感器来确定自己坐标位置信息，当机器人到达后台配置任务中的栅栏门位置时，走到开启栅栏门停靠点，工控机发送指令到栅栏门转接板，转接板上的第一Zigbee无线模块将该指令传达到第二Zigbee无线模块，第二Zigbee无线模块将指令信息传达给室外栅栏门控制板卡，室外栅栏门控制板卡通过栅栏门本体控制板卡控制驱动电机实现门扇升起。当栅栏门扇完全升起后，图2中所示的光电传感器探头检测到栅栏上臂，表示门已经完全开启，门扇开启信息通过无线传输到达工控机，表示可以通过栅栏门；巡检机器人完全通过栅栏门以后，到达关闭栅栏门扇停靠点，将该信息传送到工控机，可以对栅栏门扇进行关门操作，工控机下发关闭栅栏门扇指令，关闭过程与开启过程指令传输方式一致；当栅栏门扇完全关闭时，室外栅栏门控制板卡反馈的关闭信号通过无线传输到工控机，机器人继续执行巡检任务。本技术的系统可以使机器人完全自主实现通过变电站栅栏门来完成规划巡检任务，运行稳定且提高巡检工作效率。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，其特征是，包括：设置在机器人本体上的栅栏门驱动单元以及设置在栅栏门控制箱内的室外栅栏门控制单元；所述栅栏门驱动单元包括：激光导航传感器、工控机、栅栏门转接板卡以及第一Zigbee无线模块；所述激光导航传感器和栅栏门转接板卡分别与工控机连接，所述第一Zigbee无线模块与栅栏门转接板卡连接；所述室外栅栏门控制单元包括：第二Zigbee无线模块、室外栅栏门控制板卡、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器、光电传感器以及驱动电机；所述第二Zigbee无线模块、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器和光电传感器分别与室外栅栏门控制板卡连接，所述栅栏门本体控制板卡连接驱动电机；所述第一Zigbee无线模块和第二Zigbee无线模块通信。

【技术特征摘要】
1.一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，其特征是，包括：设置在机器人本体上的栅栏门驱动单元以及设置在栅栏门控制箱内的室外栅栏门控制单元；所述栅栏门驱动单元包括：激光导航传感器、工控机、栅栏门转接板卡以及第一Zigbee无线模块；所述激光导航传感器和栅栏门转接板卡分别与工控机连接，所述第一Zigbee无线模块与栅栏门转接板卡连接；所述室外栅栏门控制单元包括：第二Zigbee无线模块、室外栅栏门控制板卡、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器、光电传感器以及驱动电机；所述第二Zigbee无线模块、栅栏门本体控制板卡、门磁传感器和光电传感器分别与室外栅栏门控制板卡连接，所述栅栏门本体控制板卡连接驱动电机；所述第一Zigbee无线模块和第二Zigbee无线模块通信。2.如权利要求1所述的一种变电站智能巡检机器人栅栏门控制系统，其特征是，所述栅栏门转接板卡包括：单片机最小系统以及分别与单片机最小系统连接的电源供电电路、串口通信电路和Zigbee无线模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国栋，王兴照，孙志周，吕俊涛，付崇光，邓小新，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，国网山东省电力公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东,37