磁导航巡检机器人智能控制系统技术方案

磁导航巡检机器人智能控制系统，涉及一种用于变电站巡检作业的机器人。该系统由数据库存储系统、人机交互系统和机器人运动控制系统组合构成控制中心，控制中心通过无线通讯系统控制机器人进行巡检和检测，最终智能采集系统将检测的数据信息再经过无线通讯系统回传给控制中心，其中数据库存储系统、机器人运动控制系统、无线通讯系统和智能采集系统组合实现机器人智能控制系统。巡检机器人可代替人工完成变电站高压变电设备的巡检作业，该机器人采用磁导航，导航精度在5mm以内。该系统采用履带式行走结构，具有强大的对地粘附力，在雪面上行走和在地面行走一样平稳。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于变电站环巡检作业的机器人，特别是一种磁导航巡检机器人智能控制系统。
技术介绍
目前，电力行业对变电站室外设备一般是采用人工巡检作业方式。当在高压、超高压及雨、雪、雾等恶劣气象条件下，不仅对巡检人员的自身安全没有保障，同时对电网安全运行也带来一定隐患，经常是因无法及时了解出现问题的设备情况，而不能及时的检修或失去优先安排检修的机会。当前有采用GPS导航的机器人，但行走定位精度低，大雾天气无法正常运行，不能满足变电站安全性的要求；也有使用轮式行走结构的，这种机器人遇到雪天不能行走。
技术实现思路
为解决已有技术存在的问题，本技术提出一种该机器人使用磁性导航的巡检机器人智能控制系统。本技术解决已有技术问题采用的技术方案是磁导航巡检机器人智能控制系统，包括数据库存储系统，人机交互系统，机器人运动控制系统，无线通讯系统，机器人移动系统和智能采集系统组成。该系统由数据库存储系统、人机交互系统和机器人运动控制系统构成控制中心，控制中心通过无线通讯系统控制机器人进行巡检和检测，最终智能采集系统将检测的数据信息再经过无线通讯系统回传给控制中心，其中数据库存储系统、机器人运动控制系统、无线通信系统和智能采集系统的组成均由相应的软件模块的组合实现机器人智能控制系统。本技术的有益效果是巡检机器人可代替人工完成变电站高压变电设备的巡检作业，该机器人使用磁性导航，导航精度在5_以内，不会对变电站设备造成威胁，使用履带式行走结构，具有强大的对地粘附力，在雪面上行走和在地面行走一样平稳，适用于南北方复杂气候，达到了无人值守变电站的工作需求。附图说明图I是本技术磁导航巡检机器人智能控制系统的结构框图；图2是机器人的人机交互系统结构框图；图3是机器人的数据库存储系统框图；图4是机器人的运动控制系统结构框图；图5是机器人移动系统结构框图；图6是机器人智能采集系统结构框图；图7是机器人行走流程图。具体实施方式本技术包括数据库存储系统1，人机交互系统2，机器人运动控制系统3，无线通讯系统4，车体(机器人)移动系统5和智能采集系统6组成；其中能够直接显示出的是人机交互系统2和车体(机器人)移动系统5，其余均是由相应的软件模块的组合实现数据处理过程。人机交互系统2、数据库存储系统I和机器人运动控制系统3结合起来构成控制中心，控制中心通过无线通信系统4控制机器人进行巡检和检测，最终智能采集系统6的数据信息再经过无线通讯系统4回传给控制中心，达到无人值守变电站的目的。人机交互系统如图2所示，人机交互系统2用于实现信息的录入，巡检计划的制作等，通过此系统能够将用户需要机器人执行的所有操作告诉给计算机，也能够通过此系统将机器人反馈给用户的信息显示给用户，同时数据存储系统将所有的操作和反馈信息进行存储，为用户查看厂区情况提供数据依据。人机交互系统软件包括初始配置界面显示、监控界面显示、告警界面显示、数据查询管理以及远程控制界面；用户初始化配置201指用户用来进行对设备配置和管理用户配置的图形界面；厂区环境显示202是将厂区环境检测模块601检测到的厂区环境值在此界面中显示的模块；检测设备图形显示203是可见光摄像机将拍摄到的仪表或设备的图像显不给用户；声音检测显不204是设备声音检测模块604米集设备声音信息与数据库中声音文件进行对比后的结果显示界面；红外热成像检测显示205是设备红外检测模块603对设备进行红外拍摄的图像显示；告警信息显示界面206是所有传感器对采集到的设备信息进行比对处理后的不正常结果对用户进行提醒的显示窗口 ；远程控制操作界面207是用来在控制中心控制云台旋转和机器人行走的软件界面。数据库存储系统如图3所示，数据存储系统I用于将机器人检测信息和用户操作信息进行分类存储。它包含用户信息存储301，检测信息存储302，告警信息存储303，用户操作日志存储304，机器人运行信息存储305，巡检计划信息存储306。机器人运动控制系统如图4所示，机器人运动控制系统3是连接监控系统和机器人移动系统的纽带，它将需要机器人进行的动作以指令的方式发送给移动机器人，机器人解析命令并作出相应动作，并向机器人运动控制系统发送反馈信息，比如动作完成，动作执行中遇到障碍等；同时根据机器人反馈信息来决定对机器人的下一步操作，比如停止运行，继续行走等；该系统在接收到控制中心的操作指令后会根据路况选择到达目的地的最优路径，能够智能选择通过交叉路口，在检测到电量低时能够自动回到充电位置进行充电。行走路线模拟地图401是一个机器人在厂区运行的仿真图像，图中按实际比例显示厂区的所有设备和路径，机器人在厂区中位置随机器人的移动而移动，为用户客观的观察机器人的位置提供了便利条件；机器人运行状态显示402时时显示机器人的运行状态，包括行走，停止等待，挂起，与障碍物等；机器人动作处理模块403用来将机器人的行为进行下一步的行为规划；机器人反馈信息处理模块404用来对机器人发回的信息作出响应。无线通讯系统如图所示，无线通讯系统4包括控制中心交换机、控制中心信号发射器、移动机器人无线接收器、移动机器人交换机，该系统提供从控制中心到机器人运行厂区的无线覆盖，建立控制中心到机器人的无线通道，给控制中心和机器人之间提供稳定的数据传输，遇到信号弱的路段自动增加信号增益，具有自动重连机制，满足全自动化需求。机器人移动系统如图5所示，移动机器人系统5是本地执行系统，是整个智能巡检系统的执行体，它接收控制系统发送的移动命令，作出相应的响应，完成巡检工作，机器人上安装微处理器MCU，用来处理控制中心的指令，并将命令下达给行走机构和检测机构。移动机器人系统包含以下部分导航模块501，本技术导航方式为磁导航，采用的导航传感器是磁导航传感器，事先在机器人运行的道路上铺设特殊规格的磁条，导航传感器上设有若干个监测点，由于磁性有方向性，离磁条越近检测到的磁性越强，因此当传感器置于磁条正上方时，就能够检测到一系列的磁性值，通过该值判断小车的位置，并对跑偏的情况进行及时矫正，时刻保 持机器人行走在磁条的中心上方，当遇到意外移动机器人脱离磁道时，机器人检测不到磁条会自动停车，直到人工将车开回磁道才能继续自动行驶。行走模块502包括伺服驱动器、电机、主动轮、从动轮和履带，微处理器MCU将行走或转弯命令发送给伺服，伺服驱动器进行响应，例如当直行时，伺服驱动器控制左右电机以同样的速度行驶，转弯时伺服驱动器控制左右电机差速旋转完成转弯动作；电机直接连接主动轮，主动轮通过履带拖动从动轮转动，机器人移动。壁障模块503用于移动机器人在自动巡检过程中遇到道路上有人或者其它障碍物时，能够提前检测到，及时停车，并通知用户遇到障碍进行处理，保证人员安全、车辆安全和厂区设备的安全。该模块由8个超声波探测器，前后各4个，探测器不断向外发出超声波信号，当遇到物体时，会将超声波信号反射回来，探测器接收到反射波信号时，经过处理，计算出与物体之间的距离，通过此距离微处理器MCU就能够判断出障碍物的位置，提前控制机器人停止行走。无线接收模块504由一个无线接收器、一个360°全向接收天线共同组成，所用无线设备为5. SG无线设备，穿透能力强，传输距离远，能够提供5公里无障碍覆盖。远程命令处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁导航巡检机器人智能控制系统，包括：数据库存储系统，人机交互系统，机器人运动控制系统，无线通讯系统，机器人移动系统和智能采集系统组成；其特征在于：数据库存储系统（1）、人机交互系统（2）和机器人运动控制系统（3）组成构成控制中心，控制中心通过无线通信系统（4）控制机器人进行巡检和检测，最终智能采集系统（6）将检测的数据信息再经过无线通讯系统（4）回传给控制中心，其中数据库存储系统（1）、机器人运动控制系统（3）、无线通信系统（4）和智能采集系统的组成（6）均由相应的软件模块的组合实现机器人智能控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何雄，谢巍，周向辉，陈慧宇，
申请(专利权)人：沈阳中兴电力通信有限公司，
类型：实用新型
国别省市：