一种核电厂配电调试机器人系统及作业方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种核电厂配电调试机器人系统及作业方法。该系统包括：移动平台、操作机械臂、测试终端、应用服务器、数据库服务器和机器人车载软件控制程序，作业方法基于所述机器人系统。本发明专利技术实施例通过将智能机器人和系统软件相结合应用于核电站配电厂房，达到软硬件交互协同，代替目前交流配电系统调试中的大量人工操作，减少首次送电等高风险作业的对人身安全的威胁。

A robot system and operation method for power distribution debugging in nuclear power plant

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂配电调试机器人系统及作业方法
本专利技术涉及配电自动化
，尤其涉及一种核电厂配电调试机器人系统及作业方法。
技术介绍
智能化调试试验发展作为中广核集团重要战略专项之一，为了提高核电站安全水平和发电能力，核电站调试试验智能化技术水平的提升对于核电先进生产技术的发展有着至关重要的影响。核电站交流配电系统是核电站厂用电系统的重要组成部分，为核电站的附属设备提供安全可靠地交流电源，并对同核安全有关的设备提供应急电源，以确保核电站的安全运行。其系统设备众多，标准化程度高，调试和操作方法已相当成熟，但因设备缺陷和人因失误导致的风险不可避免。目前已有多种配电自动化设备调试方法及其系统，但都需要调试人员在配电厂房现场完成调试工作，大量的人工操作不可避免，存在效率低下，且风险极高的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种核电厂配电调试机器人系统及作业方法，用以解决现有技术中采用人工进行配电厂的调试工作，不仅效率低而且风险高的缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供一种核电厂配电调试机器人系统，包括：移动平台、操作机械臂、测试终端、应用服务器、数据库服务器和机器人车载软件控制程序；其中：所述移动平台放置于待测试电气厂内，用于进行现场调试试验；所述操作机械臂由操作人员携带，用于对所述移动平台进行操作；所述测试终端用于对现场的机器人下发测试任务，并输出测试结果报告；所述应用服务器用于实现对所述机器人的命令下达和数据传输；所述数据库服务器用于存储测试用例、保存实验数据，并供所述移动平台进行数据调用和接收所述移动平台的实时数据上传；所述机器人车载软件控制程序用于实现对定位信息的采集和处理，实时上传所述机器人的状态信息和传感器数据，并根据监控主站的控制命令控制所述机器人的运动。优选地，所述移动平台包括机械系统、驱动系统、运动控制系统、双目视觉系统、主控制模块、传感器模块、通讯传输模块和电源模块；其中：所述双目视觉系统包括图像采集和处理、摄像机标定、图像特征提取和图像匹配。优选地，所述操作机械臂包括开关装置机械臂模块、开关装置运载模块和接入仪表模块；其中：所述开关装置运载模块用于承载开关装置，并将所述开关装置置于试验位置及试验状态；所述接入仪表模块用于通过预留的携带型仪表接口，接入试验仪表。优选地，所述机器人车载软件控制程序包括行走控制系统、臂体控制系统和通信系统；其中：所述行走控制系统包括定位与导航功能，所述定位与导航功能通过采用激光雷达、惯性测量单元和超声波传感器结合，实现对所述机器人的位置、走向和操作的实时监控；所述臂体控制系统用于实现对所述操作机械臂的控制；所述通信系统包括通信传输功能，所述通信传输功能用于实现所述机器人与所述测试终端的远程互通，并进行双向导入导出。优选地，所述惯性测量单元包括陀螺仪和电子罗盘。优选地，所述应用服务器用于实现对所述机器人的命令下达和数据传输，具体包括：对所述机器人下发调试试验功能指令，所述调试试验功能包括系统初步检查试验和低压交流开关试验。优选地，所述应用服务器还包括系统功能操作模块，所述系统功能操作模块具体包括：试验管理模块、任务管理模块、数据分析模块、报表管理模块、基础信息模块和系统管理模块。优选地，所述电源模块包括锂电池组、智能充电控制设备、锂电池充电接入设备和电池电量监控系统。第二方面，本专利技术实施例提供一种核电厂配电调试机器人作业方法，包括：接收开始作业指令，并进行作业前自检；识别工作指令及判断工作票逻辑；基于厂房内地图，导航至待作业位置；获取待操作设备的图像信息，以及所述待操作设备周边环境和运行参数信息，判断所述待操作设备是否满足操作条件；移动至所述待操作设备，对所述待操作设备执行预设操作；待所述预设操作结束，向测试终端反馈作业完成情况，并根据操作票指令执行对下一个待操作设备的操作。优选地，所述接收开始作业指令，并进行作业前自检，之前还包括：建立所述厂房内全局地图模型，并将所述全局地图模型保存至机器人；通过激光传感器和雷达传感器实时获取配电房局部地图。本专利技术实施例提供的核电厂配电调试机器人系统及作业方法，通过将智能机器人和系统软件相结合应用于核电站配电厂房，达到软硬件交互协同，代替目前交流配电系统调试中的大量人工操作，减少首次送电等高风险作业的对人身安全的威胁。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的机器人系统结构图；图2为本专利技术实施例提供的机器人软硬件组成示意图；图3为本专利技术实施例提供的系统功能操作模块示意图；图4为本专利技术实施例提供的电源管理关系图；图5为本专利技术实施例提供的机器人系统作业方法流程图；图6为本专利技术实施例提供的机器人作业流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为实现机器人技术在配电调试领域的研究应用，以替代目前交流配电系统调试中的大量人工操作，为了减少首次送电等高风险作业的对人身安全的威胁，并且实现调试工作的智能化和自动化，通过本专利技术实施例，开发出核电站交流配电调试智能机器人系统。核电站交流配电调试智能机器人从配电柜中采集获取配电柜状态数据，按照人工指令进行中低压配电开关装置的常用操作，自动完成中低压配电柜的单体试验，代替人工以提升现场作业自动化水平和安全性，降低人因失效及人身触电风险，同时对调试试验过程进行流程化、规范化的管控，自动解析识别工作票，操作票，并进行试验对象与操作过程的验证和分析。智能机器人具有良好的人机操作界面，能够实现机器人与试验仪器和PC端或移动端的远程互通，能够进行双向导入导出并且支持生成自定义格式报告。同时对配电厂房记得基础配电设施进行多元化的管理，机器人集成智能仪器，集文档、设备、数据等信息于一体，系统管控平台可做到实时监控机器人任务操作、试验数据实时采集、试验报告快速输出，软硬件协同达到任务下发、试验执行、过程分析、数据上传。图1为本专利技术实施例提供的机器人系统结构图，如图1所示，包括：移动平台、操作机械臂、测试终端、应用服务器、数据库服务器和机器人车载软件控制程序；其中：所述移动平台放置于待测试电气厂内，用于进行现场调试试验；所述操作机械臂由操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂配电调试机器人系统，其特征在于，包括：/n移动平台、操作机械臂、测试终端、应用服务器、数据库服务器和机器人车载软件控制程序；其中：/n所述移动平台放置于待测试电气厂内，用于进行现场调试试验；/n所述操作机械臂由操作人员携带，用于对所述移动平台进行操作；/n所述测试终端用于对现场的机器人下发测试任务，并输出测试结果报告；/n所述应用服务器用于实现对所述机器人的命令下达和数据传输；/n所述数据库服务器用于存储测试用例、保存实验数据，并供所述移动平台进行数据调用和接收所述移动平台的实时数据上传；/n所述机器人车载软件控制程序用于实现对定位信息的采集和处理，实时上传所述机器人的状态信息和传感器数据，并根据监控主站的控制命令控制所述机器人的运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种核电厂配电调试机器人系统，其特征在于，包括：
移动平台、操作机械臂、测试终端、应用服务器、数据库服务器和机器人车载软件控制程序；其中：
所述移动平台放置于待测试电气厂内，用于进行现场调试试验；
所述操作机械臂由操作人员携带，用于对所述移动平台进行操作；
所述测试终端用于对现场的机器人下发测试任务，并输出测试结果报告；
所述应用服务器用于实现对所述机器人的命令下达和数据传输；
所述数据库服务器用于存储测试用例、保存实验数据，并供所述移动平台进行数据调用和接收所述移动平台的实时数据上传；
所述机器人车载软件控制程序用于实现对定位信息的采集和处理，实时上传所述机器人的状态信息和传感器数据，并根据监控主站的控制命令控制所述机器人的运动。


2.根据权利要求1所述的核电厂配电调试机器人系统，其特征在于，所述移动平台包括机械系统、驱动系统、运动控制系统、双目视觉系统、主控制模块、传感器模块、通讯传输模块和电源模块；其中：
所述双目视觉系统包括图像采集和处理、摄像机标定、图像特征提取和图像匹配。


3.根据权利要求1所述的核电厂配电调试机器人系统，其特征在于，所述操作机械臂包括开关装置机械臂模块、开关装置运载模块和接入仪表模块；其中：
所述开关装置运载模块用于承载开关装置，并将所述开关装置置于试验位置及试验状态；
所述接入仪表模块用于通过预留的携带型仪表接口，接入试验仪表。


4.根据权利要求1所述的核电厂配电调试机器人系统，其特征在于，所述机器人车载软件控制程序包括行走控制系统、臂体控制系统和通信系统；其中：
所述行走控制系统包括定位与导航功能，所述定位与导航功能通过采用激光雷达、惯性测量单元和超声波传感器结合，实现对所述机器人的位置、走向和操作的实时监控；
所述臂体控制系统用于实现对所述操作机械臂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国，郭江，朱文强，黄思旭，章芳情，
申请(专利权)人：武汉瑞莱保能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42