一种变电站设备智能巡检和预警系统技术方案

本发明专利技术属于智能化设备监控技术领域，具体涉及一种变电站设备智能巡检和预警系统，包括巡检机器人和智能控制系统，巡检机器人包括用于驱动巡检机器人按照预设线路移动的行走底盘和用于触碰唤醒被巡检设备屏幕的唤醒装置，行走底盘上设置有可升降的机械臂，唤醒装置安装在机械臂上。唤醒装置包括设置在安装底板上的可上下左右移动的按键手指及测距传感器和定位摄像头；智能控制系统包括设置在行走底盘内的主控模块、电源管理模块、GPS定位模块和5G通讯模块及远程上位机。智能巡检机器人基于5G技术实现巡检数据实时传送，具有记忆循迹、自主避障、图像采集、自动巡查和监控报警功能，能够协助变电站设备日常监控及运营维护。够协助变电站设备日常监控及运营维护。够协助变电站设备日常监控及运营维护。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站设备智能巡检和预警系统


[0001]本专利技术属于智能化设备监控
，具体涉及一种变电站设备智能巡检和预警系统。

技术介绍

[0002]变电站在电力系统中有着非常重要的作用，直接关系到千家万户的用电问题，大规模断电将给国民经济带来不可估量的损失。因此，保证变电站设备的安全工作是电力部门高度关注的问题之一，而传统的变电站视频监控系统中，对变电站场景的分析判断需要依靠监控人员，迫切需要开发智能化的设备监控来代替人工巡检，并能够自动发出预警信息来提示工作人员，以保证变电站设备的安全稳定运行。

技术实现思路

[0003]针对上述情况，本专利技术设计了一种变电站设备智能巡检和预警系统，基于5G人工智能通讯技术结合自动巡检机器人，能够很好地协助人工完成对变电站设备的智能巡检和监控预警。
[0004]为了实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种变电站设备智能巡检和预警系统，包括巡检机器人和智能控制系统，所述巡检机器人包括用于驱动巡检机器人按照预设线路移动的行走底盘和用于触碰唤醒被巡检设备屏幕的唤醒装置，行走底盘下方设置有行走轮，行走轮传动连接有行走电机，行走底盘上方垂直设置有支撑立柱，支撑立柱上水平设置有可升降的机械臂，机械臂侧方设置有用于驱动机械臂升降的升降电机，唤醒装置安装在机械臂上；
[0006]所述唤醒装置包括安装底板和机械手组件，安装底板垂直连接在机械臂上，安装底板上设置有X轴轨道和Y轴轨道，X轴轨道上连接有可左右滑动的纵向导杆，Y轴轨道上连接有可上下滑动的横向导杆，纵向导杆和横向导杆上对应设置有纵向丝杆和横向丝杆，机械手组件包括设置在纵向丝杆和横向丝杆交叉位置上的齿轮箱，齿轮箱与两丝杆传动连接，齿轮箱上安装有用于驱动其左右移动的X轴电机和用于驱动其上下移动的Y轴电机，齿轮箱前方连接有连接手臂，连接手臂上连接有直线电机，直线电机上安装有按键手指，安装底板前侧还设置有测距传感器和定位摄像头。
[0007]所述智能控制系统包括设置在行走底盘内的主控模块、电源管理模块、GPS定位模块、5G通讯模块及远程上位机，远程上位机通过连接Internet接入5G网络，远程上位机与巡检机器人都通过5G网络访问服务器终端，服务器终端作为信息交互中转站，巡检机器人通过5G网络将采集的图像和本体状态信息上传到服务器终端，远程上位机通过5G网络访问云服务器终端，获取巡检机器人上传的图像与状态信息。
[0008]所述主控模块、GPS定位模块和5G通讯模块均与电源管理模块电连接，所述行走电机、升降电机、X轴电机、Y轴电机、直线电机、测距传感器和定位摄像头均与主控模块电连接；智能控制系统具有任务管理、图像管理、图像识别、用户管理、日志管理功能，智能控制
系统可定时向巡检机器人发送巡检指令。
[0009]所述变电站设备智能巡检和预警系统的工作过程为：
[0010]S1、巡检机器人先对巡检线路和按键动作进行训练自学习，将巡检任务储存在主控模块内；测距传感器、定位摄像头及GPS定位模块使巡检机器人具有自主循迹和自动避障功能，以及对接收图像的日期和地标信息进行自动标注的功能，并且可以将设定期限内的图像信息储存备份，将设定期限外的图像信息自动删除，图像信息通过TCP通信协议实时发送给远程上位机；
[0011]S2、人工将变电站设备屏幕的正常画面和异常画面的图像信息储存到智能控制系统的远程上位机中；远程上位机具有实时接收显示监控图像的功能，并且能够对接收到的图像信息与其预存的图像信息进行识别和判断；
[0012]S3、巡检机器人定时按照巡检路线依次行走到变电站设备跟前，测距传感器感知与设备之间的距离，并通过按键手指碰触设备屏幕，将其从待机锁屏中唤醒，使屏幕显示出设备工作界面，此时通过定位摄像头对屏幕界面进行拍照，并通过5G通讯模块将图像或视频实时传输给智能控制系统，避免图像传输延时与丢帧问题，远程上位机即可对设备状态进行监控，同时远程上位机也对接收到的图像信号进行识别运算，如果判断接收到的图像信息异常，能够自动弹出预警界面和/或发出声音报警。
[0013]进一步地，所述行走电机、升降电机、X轴电机和Y轴电机均为步进电机，行走底盘内各自对应设置有步进驱动器，各步进驱动器均与主控模块电连接。
[0014]进一步地，所述测距传感器为超声波测距传感器，所述安装底板为一矩形框，安装底板上设置有三个超声波测距传感器，三个超声波测距传感器和定位摄像头分别位于矩形框的四个角部。
[0015]进一步地，所述安装底板上下边各设一根X轴轨道，左右边各设一根Y轴轨道，X轴轨道和Y轴轨道均为直线导轨，纵向导杆和横向导杆两端各自通过滑块与两X轴轨道和两Y轴轨道滑动连接。
[0016]进一步地，所述纵向丝杆和横向丝杆外侧各自螺纹连接有传动齿轮，所述X轴电机和Y轴电机连接有驱动齿轮，传动齿轮和驱动齿轮均位于齿轮箱内，且传动齿轮与驱动齿轮传动连接，纵向丝杆和横向丝杆各自对应固定连接在纵向导杆和横向导杆上。
[0017]进一步地，所述传动齿轮和驱动齿轮均为伞形齿轮，传动齿轮与驱动齿轮相互啮合，传动齿轮和驱动齿轮的中心孔内分别设置有与纵向丝杆和横向丝杆相配合的内螺纹。
[0018]进一步地，所述巡检机器人通过测距感应器和定位摄像头来捕捉变电站设备屏幕上的按键位置，定位摄像头通过YOLOv3目标检测算法识别按键，并通过按键位置以及测距感应器的感应距离形成三维坐标定位。
[0019]进一步地，所述巡检任务包括普通任务和个性化任务，普通任务即巡检机器人通过自学习得到的预设巡检线路和按键动作，个性化任务为用户根据需要人为地将变电站的重点设备单独添加到巡检任务中，进而对重点设备进行专门检查，并且个性化任务支持增加、编辑和删除功能。个性化任务使得用户可以根据实际需要将更加可疑的变电站设备添加到任务中，从而使变电站的机器人能够对可疑的设备进行专一检查，确保高效率和避免对无可疑设备重复检查，避免巡检资源的浪费。
[0020]进一步地，所述智能控制系统具有用户管理和日志管理功能，可以对用户信息新
增、修改、删除、角色绑定以及用户角色管理权限设置；可以对系统操作日志和异常信息进行记录和查询，为系统运行和维护提供便利支持，方便后期查询。图像缺陷检测是利用识别算法可以识别变电站设备的种类、设备外观、表的示数以及设备的工作状态等，对工作异常的变电站设备进行预警处理。
[0021]本专利技术还包括能够使其正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本专利技术中未加限定的装置或组件，均采用本领域的现有技术。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术提供的变电站设备智能巡检和预警系统，基于5G技术实现巡检数据实时传送，避免图像传输延时和丢帧问题；智能巡检机器人具有记忆循迹、自主避障和图像采集功能，实现定时自动巡查和监控报警；协助变电站工作人员轻松完成设备日常监控及运营维护，极大减少变电站工作人员工作负担，为电网的稳定运行提供有力保障。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站设备智能巡检和预警系统，包括巡检机器人和智能控制系统，其特征在于：所述巡检机器人包括用于驱动巡检机器人按照预设线路移动的行走底盘和用于触碰唤醒被巡检设备屏幕的唤醒装置，行走底盘下方设置有行走轮，行走轮传动连接有行走电机，行走底盘上方垂直设置有支撑立柱，支撑立柱上水平设置有可升降的机械臂，机械臂侧方设置有用于驱动机械臂升降的升降电机，唤醒装置安装在机械臂上；所述唤醒装置包括安装底板和机械手组件，安装底板垂直连接在机械臂上，安装底板上设置有X轴轨道和Y轴轨道，X轴轨道上连接有可左右滑动的纵向导杆，Y轴轨道上连接有可上下滑动的横向导杆，纵向导杆和横向导杆上对应设置有纵向丝杆和横向丝杆，机械手组件包括设置在纵向丝杆和横向丝杆交叉位置上的齿轮箱，齿轮箱与两丝杆传动连接，齿轮箱上安装有用于驱动其左右移动的X轴电机和用于驱动其上下移动的Y轴电机，齿轮箱前方连接有连接手臂，连接手臂上连接有直线电机，直线电机上安装有按键手指，安装底板前侧还设置有测距传感器和定位摄像头；所述智能控制系统包括设置在行走底盘内的主控模块、电源管理模块、GPS定位模块和5G通讯模块，以及与5G通讯模块连接的远程上位机，所述主控模块、GPS定位模块和5G通讯模块均与电源管理模块电连接，所述行走电机、升降电机、X轴电机、Y轴电机、直线电机、测距传感器和定位摄像头均与主控模块电连接；所述变电站设备智能巡检和预警系统的工作过程为：S1、巡检机器人先对巡检线路和按键动作进行训练自学习，将巡检任务储存在主控模块内；测距传感器、定位摄像头及GPS定位模块使巡检机器人具有自主循迹和自动避障功能，以及对接收图像的日期和地标信息进行自动标注的功能，并且可将设定期限内的图像信息储存备份，将设定期限外的图像信息自动删除，图像信息通过TCP通信协议实时发送给远程上位机；S2、人工将变电站设备屏幕的正常画面和异常画面的图像信息储存到智能控制系统的远程上位机中；远程上位机具有实时接收显示监控图像的功能，并且能够对接收到的图像信息与其预存的图像信息进行识别和判断；S3、巡检机器人定时按照巡检路线依次行走到变电站设备跟前，测距传感器感知与设备之间的距离，并通过按键手指碰触设备屏幕，将其从待机锁屏中唤醒，使屏幕显示出设备工作界面，此时通过定位摄像头对屏幕界面进行拍照，并通过5G通讯模块将图像或视频实时传输给智能控制系统，避免图像传输延时与丢帧问题，远程上位机即可对设备状态进行监控，同时远程上位机也对接收到的图像信号进行识别运算，如果判断接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，游丹，张静雯，佘彦杰，纪中豪，曾庆改，李道良，梁师诚，李朋，白正涵，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：