一种变电站室内自动巡检机器人系统技术方案

本发明专利技术公开一种变电站室内自动巡检机器人系统，包括运动控制单元、伺服驱动单元、传动机构、动平台和机器视觉单元，机器视觉单元用于动平台的位置测量，将位置测量信息发送给上位机；上位机根据动平台的现有位置和目标位置，发送运动控制命令给运动控制单元；运动控制单元处理运动控制命令并发送控制信号给伺服驱动单元；伺服驱动单元根据控制信号控制传动机构，由传动机构带动动平台进行运动；动平台用于检测变电站室内设备。本发明专利技术通过增加柔索的方式能够改善双臂式巡检机器人手臂关节的受力状态，提高其承担重力载荷的能力。利用运动控制系统、伺服驱动系统和柔索对巡检机器人进行定位，实现了长时间悬停和垂直高度移动的精准控制。的精准控制。的精准控制。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站室内自动巡检机器人系统


[0001]本专利技术涉及变电站室内巡检
，特别涉及一种变电站室内自动巡检机器人系统。

技术介绍

[0002]目前，变电站室内开关柜设备和二次设备等室内设备主要依靠人工巡视，存在巡视周期长、效率较低、信号容易漏检等问题，而且也存在无法及时反馈巡检数据的问题。为了提高巡检效率，巡检机器人应运而生。巡检机器人成为了对设备实施正常巡检、全面巡检、熄灯巡检和特殊巡检等的关键设施，是变电站实现无人值守的有效手段。巡检机器人需对变电站室内设备，如变换器、断路器、真空开关及电力线等实施监控，对设备运行情况和数据读取是否正常等进行检测。开发和研制变电站巡检机器人，是时下电力部门和科研院校的研究热点，但仍然存在系统功能不完善、运动系统误差大、巡检点位覆盖范围窄、无法长时间悬停实现定点巡检等问题。
[0003]近几年针对室内巡检机器人的研究中，地面式巡检机器人和固定轨道悬挂机器人取得了一定的效果，但二者调节垂直高度相对困难，仍然无法完全替代人工巡检。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种变电站室内自动巡检机器人系统，基于固定轨道悬挂机器人进行改进，可以解决现有技术中巡检机器人无法长时间悬停以及调节垂直高度相对困难的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种变电站室内自动巡检机器人系统，包括运动控制单元、伺服驱动单元、传动机构、动平台和机器视觉单元，所述机器视觉单元用于动平台的位置测量，将位置测量信息发送给上位机；所述上位机根据动平台的现有位置和目标位置，发送运动控制命令给所述运动控制单元；所述运动控制单元处理所述运动控制命令并发送控制信号给所述伺服驱动单元；所述伺服驱动单元根据所述控制信号控制传动机构，由传动机构带动动平台进行运动，所述动平台用于检测变电站室内设备。
[0007]进一步的，所述运动控制单元包括控制器、运动控制卡和运动接口卡，所述运动控制卡分别与控制器和运动接口卡电连接，所述运动控制卡接收上位机发送的运动控制命令，并将运动控制命令发送给控制器，所述控制器经过处理后输出控制信号，所述控制信号通过所述运动控制卡发送给运动接口卡，所述运动接口卡的输出端输出控制信号给所述伺服驱动单元。
[0008]进一步的，所述伺服驱动单元包括伺服电机和伺服驱动器，伺服驱动器根据控制信号控制伺服电机进行相应的动作。
[0009]进一步的，所述伺服驱动器至少包括位置控制器、速度控制器和电流控制器。
[0010]进一步的，所述伺服驱动单元还包括供电系统，所述供电系统包括变压器、滤波
器、自动空气断路器和开关；所述变压器的原边连接三相交流电压，副边连接所述滤波器的输入端；所述滤波器的输出端经所述开关后连接所述自动空气断路器的一端，所述自动空气断路器的另一端为伺服驱动单元供电。
[0011]进一步的，所述传动机构包括运动装置和两组绳索，所述两组绳索的一端连接在运动装置上，另一端连接在动平台上；所述运动装置根据伺服驱动单元的驱动而运动，所述两组绳索的长度随着运动装置的运动而缩短或变长，所述动平台随着绳索长度的变化而进行水平或垂直运动。
[0012]进一步的，所述运动装置包括滚筒和/或滑轮。
[0013]本专利技术的变电站室内自动巡检机器人系统，在双臂巡检机器人关节型手臂机构中，通过增加柔索的方式能够改善双臂式巡检机器人手臂关节的受力状态，提高其承担重力载荷的能力。利用运动控制系统、伺服驱动系统和柔索对巡检机器人进行定位，实现了长时间悬停和垂直高度移动的精准控制。
附图说明
[0014]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一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术的变电站室内自动巡检机器人系统的组成框架图；
[0016]图2为本专利技术的运动控制单元的组成框架图；
[0017]图3为本专利技术的伺服驱动器的控制原理图；
[0018]图4为本专利技术的伺服驱动单元的供电系统原理图；
[0019]图5为本专利技术的传动机构和动平台的结构示意图；
[0020]图6为本专利技术的绳索结构的投影图；
[0021]图7为动平台垂直移动的示意图；
[0022]图8为动平台水平移动的示意图；
[0023]图9为机器视觉单元示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0025]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0026]本专利技术的变电站室内自动巡检机器人系统，如图1所示，包括运动控制单元1、伺服驱动单元2、传动机构3、动平台4和机器视觉单元5，机器视觉单元用于动平台的位置测量，
将位置测量信息发送给上位机。上位机根据动平台的现有位置和目标位置，发送运动控制命令给运动控制单元。运动控制单元接收上位机发送的运动控制命令，处理后形成控制信号并发送给伺服驱动单元；伺服驱动单元根据控制信号控制传动机构，由传动机构带动动平台进行运动。动平台用于检测变电站室内设备。
[0027]进一步的，在本申请的一种优选实施方式中，运动控制单元如图2所示，包括控制器11、运动控制卡12和运动接口卡13，运动控制卡12分别与控制器11和运动接口卡13电连接，运动控制卡12接收上位机发送的运动控制命令，并将运动控制命令发送给控制器11，控制器11经过处理后输出控制信号，控制信号通过运动控制卡12发送给运动接口卡13，运动接口卡13的输出端输出控制信号控制伺服驱动单元2。
[0028]本申请的运动控制单元的工作原理为：
[0029]控制器11是一款PXI Express嵌入式控制器，其处理器内核为2.53GHz Intel Core 2Duo T9400双核处理器，内存容量为1GB，最大配置为4GB单通道800MHz DDR2内存和6M的L2超高速缓存。运动控制卡12是一款具备双处理器能实现嵌入式实时控制，并能提供完全可编程运动控制，最多可同时实现8轴独立控制的高性能运动控制卡。运动接口卡13为通用运动接口卡，与运动控制卡配合使用，可同时实现4轴独立控制，满足4柔索驱动巡检机器人的使用要求。运动接口卡13作为运动控制卡12和伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站室内自动巡检机器人系统，其特征在于，包括运动控制单元、伺服驱动单元、传动机构、动平台和机器视觉单元，所述机器视觉单元用于动平台的位置测量，将位置测量信息发送给上位机；所述上位机根据动平台的现有位置和目标位置，发送运动控制命令给所述运动控制单元；所述运动控制单元处理所述运动控制命令并发送控制信号给所述伺服驱动单元；所述伺服驱动单元根据所述控制信号控制传动机构，由传动机构带动动平台进行运动；所述动平台用于检测变电站室内设备。2.根据权利要求1所述的变电站室内自动巡检机器人系统，其特征在于，所述运动控制单元包括控制器、运动控制卡和运动接口卡，所述运动控制卡分别与控制器和运动接口卡电连接，所述运动控制卡接收上位机发送的运动控制命令，并将运动控制命令发送给控制器，所述控制器经过处理后输出控制信号，所述控制信号通过所述运动控制卡发送给运动接口卡，所述运动接口卡的输出端输出控制信号给所述伺服驱动单元。3.根据权利要求1所述的变电站室内自动巡检机器人系统，其特征在于，所述伺服驱动单元包括伺服电机和伺服驱动器，伺服驱动器根据控制信号控制伺服电机进行相应的动作。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬蓉蓉，张炜，崔志美，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：