地空异构式变电站全方位巡检系统技术方案

本发明专利技术公开了变电站巡检系统设计领域的一种地空异构式变电站全方位巡检系统。其技术方案是，所述系统包括地面巡检移动机器人子系统、空中巡检飞行机器人子系统、监控中心和能源补给站；地面巡检移动机器人子系统、空中巡检飞行机器人子系统和监控中心通过无线信号连接。本发明专利技术利用机器人组合进行变电站巡检，巡检角度灵活，视线全面，从而节省人力资源，降低恶劣地理条件与气象环境中的巡检难度，缩短巡检便利时间，提高日常检修效率，并且解决了独立机器人进行巡检时的误判误操作情况。本发明专利技术不仅适用于变电站巡检，可将其扩展，应用于更多领域的搜索与巡检。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于变电站巡检系统设计领域，尤其涉及一种地空异构式变电站全方位巡检系统。
技术介绍
变电站设备巡检是为有效保证变电站设备安全运行、提高供电可靠性而进行的一项重要工作。长期以来，我国电カ行业沿用的变电站设备人工巡检作业方式，由于变电站巡检线路长，范围广，部分变电站地域偏僻，海拔较高，地理条件与气象环境恶劣，经常出现大风、大雾、冰雪、雷雨等恶劣天气，这使得每天至少两次的例行巡检只靠人工巡检工作困难、效率低，管理成本高，完成质量不理想。且在高压、超高压条件下，人工巡检具有很大的危险性。因此人们开始向机器人巡检系统进行探索。 目前，存在的变电站机器人巡检设计往往是地面移动机器人或飞行机器人单独完成巡检。由于变电站设备大小不一，用地面移动机器人无法全方位巡检所有设备；而飞行机器人虽然视角灵活可变，但飞行时间有限，很难一次性完成全程巡检。故将地面移动机器人与飞行机器人结合起来协作巡检，有助于在变电站中长期、全方位地巡检各类设备。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中所述的目前变电站巡检方式存在的不足，本专利技术提出了ー种地空异构式变电站全方位巡检系统。一种地空异构式变电站全方位巡检系统，其特征在于，所述系统包括地面巡检移动机器人子系统、空中巡检飞行机器人子系统、监控中心和能源补给站；所述地面巡检移动机器人子系统包括多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一控制器、第一无线通信模块、任务分解与规划模块和降落平台；所述空中巡检飞行机器人子系统包括自主飞行控制模块、传感器模块、能源供给与管理模块、第二控制器、第ニ无线通信模块和图像采集模块；其中，所述多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一无线通信模块和任务分解与规划模块分别与所述第一控制器连接；所述多传感器数据采集及控制模块用于实时数据的采集与控制，控制地面巡检移动机器人获得周围设备的状态；所述运动控制模块用于控制地面巡检移动机器人进行移动；所述导航模块用于对地面巡检移动机器人进行定位，实现精准避障和位置识别；所述能源管理模块用于补给地面巡检移动机器人自身能源以及空中巡检机器人能源；第一无线通信模块用于将采集到的实时数据在地面巡检移动机器人和空中巡检飞行机器人器人之间及地面巡检移动机器人与监控中心之间进行交互；所述任务分解与规划模块用于将监控中心发来的任务进行分解，将任务分成地面执行部分和空中执行部分，并规划出巡检路径和重点观察的设备，以及空中巡检飞行机器人起飞时间，观察视点和飞行轨迹；所述第一控制器通过发送控制指令对地面巡检机器人进行控制；所述自主飞行控制模块、传感器模块、能源供给与管理模块、第二无线通信模块和图像采集模块分别与所述第二控制器连接；所述自主飞行控制模块用于实时測量空中巡检飞行机器人的飞行姿态；所述传感器模块用于测量变电站中的气压、温度、湿度和风速；所述能源供给与管理模块用于为空中巡检飞行机器人测算飞行时间和提供所需能量；所述第ニ无线通信模块用于空中巡检飞行机器人与监控中心子以及地面巡检移动机器人子系统进行通信，交互任务信息，相对位置和能量水平及采集到的设备状态信息，并接受监控中心子系统发出的控制指令；所述图像采集模块用于采集设备状态信息；所述第二控制器通过发送控制指令对空中巡检飞行机器人进行控制；所述第一无线通信模块分别与第二无线通信模块和监控中心通过无线信号连接;所述第二无线通信模块分别与所述第一无线通信模块和监控中心通过无线信号连接。 所述监控中心包括数据存储服务器、巡检系统软件服务器和显示屏；所述数据存储服务器、巡检系统软件服务器和显示屏顺次连接；所述数据存储服务器用于将接收到的实时数据进行存储，并将实时数据传给巡检系统软件服务器；所述巡检系统软件服务器用于通过无线信号发送控制信息，并将接收的实时数据显示在显示屏上。所述能源补给站包括两种充电方式；所述充电方式包括即到即充方式和定时充电方式；所述能源补给站用于为巡检机器人补给能源。所述能源补给站包括若干充电机柜；所述充电机柜侧面装有自动旋转除尘刷，用于为巡检机器人表面进行清理。所述能源补给站站顶部包括遮光罩，用于恶劣天气时，对巡检机器人进行保护。所述能源管理模块充电方式包括能源补给站补给方式和太阳能充电方式。本专利技术的有益效果是I.本专利技术利用机器人组合进行变电站巡检，巡检角度灵活，视线全面，从而节省人カ资源，降低恶劣地理条件与气象环境中的巡检难度，缩短巡检便利时间，提高日常检修效率。2.本系统通过空地异构机器人协作，地面巡检移动机器人子系统、空中巡检飞行机器人子系统、监控中心子系统相互实时交互，精确进行定位，解决了独立机器人进行巡检时的误判误操作情況。3.本专利技术不仅适用于变电站巡检，可将其扩展，应用于更多领域的捜索与巡检。说明书附I是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的结构示意图；图2是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的系统结构方框图；图3是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的地面巡检移动机器人子系统结构示意图；图4是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的空中巡检飞行机器人子系统结构示意图；图5是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的监控中心结构示意其中1-空中巡检飞行机器人子系统；2_监控中心；3_降落平台；4_能源管理模块；5_地面巡检移动机器人子系统；6_能源补给站。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图I是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的结构示意图。图I中，本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统包括空中巡检飞行机器人子系统I、监控中心2、降落平台3、能源管理模块4、地面巡检移动机器人子系统5和能源补给站6。图2是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的系统结构方框图。图2中，本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的空 中巡检飞行机器人子系统I、监控中心2和地面巡检移动机器人子系统5通过无线信号相互连接，实现了空中巡检飞行机器人与监控中心子以及地面巡检移动机器人子系统进行通信，交互任务信息，相对位置和能量水平及采集到的设备状态信息，并接受监控中心子系统发出的控制指令。图3是本专利技术提供的一种地空异构式变电站全方位巡检系统的地面巡检移动机器人子系统结构示意图。图3中，地面巡检移动机器人子系统包括多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一控制器、第一无线通信模块、任务分解与规划模块和降落平台。所述多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一无线通信模块和任务分解与规划模块分别与所述第一控制器连接。所述多传感器数据采集及控制模块用于实时数据的采集与控制，控制地面巡检移动机器人获得周围设备的状态；所述运动控制模块用于控制地面巡检移动机器人进行移动；所述导航模块用于对地面巡检移动机器人进行定位，实现精准避障和位置识别；所述能源管理模块用于补给地面巡检移动机器人自身能源以及空中巡检机器人能源；第ー无线通信模块用于将采集到的实时数据在地面巡检移动机器人和空中巡检飞行机器人器人之间及地面巡检移动机器人与监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地空异构式变电站全方位巡检系统，其特征在于，所述系统包括地面巡检移动机器人子系统、空中巡检飞行机器人子系统、监控中心和能源补给站；所述地面巡检移动机器人子系统包括多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一控制器、第一无线通信模块、任务分解与规划模块和降落平台；所述空中巡检飞行机器人子系统包括自主飞行控制模块、传感器模块、能源供给与管理模块、第二控制器、第二无线通信模块和图像采集模块；其中，所述多传感器数据采集及控制模块、导航模块、能源管理模块、运动控制模块、第一无线通信模块和任务分解与规划模块分别与所述第一控制器连接；所述多传感器数据采集及控制模块用于实时数据的采集与控制，控制地面巡检移动机器人获得周围设备的状态；所述运动控制模块用于控制地面巡检移动机器人进行移动；所述导航模块用于对地面巡检移动机器人进行定位，实现精准避障和位置识别；所述能源管理模块用于补给地面巡检移动机器人自身能源以及空中巡检机器人能源；第一无线通信模块用于将采集到的实时数据在地面巡检移动机器人和空中巡检飞行机器人器人之间及地面巡检移动机器人与监控中心之间进行交互；所述任务分解与规划模块用于将监控中心发来的任务进行分解，将任务分成地面执行部分和空中执行部分，并规划出巡检路径和重点观察的设备，以及空中巡检飞行机器人 起飞时间，观察视点和飞行轨迹；所述第一控制器通过发送控制指令对地面巡检机器人进行控制；所述自主飞行控制模块、传感器模块、能源供给与管理模块、第二无线通信模块和图像采集模块分别与所述第二控制器连接；所述自主飞行控制模块用于实时测量空中巡检飞行机器人的飞行姿态；所述传感器模块用于测量变电站中的气压、温度、湿度和风速；所述能源供给与管理模块用于为空中巡检飞行机器人测算飞行时间和提供所需能量；所述第二无线通信模块用于空中巡检飞行机器人与监控中心子以及地面巡检移动机器人子系统进行通信，交互任务信息，相对位置和能量水平及采集到的设备状态信息，并接受监控中心子系统发出的控制指令；所述图像采集模块用于采集设备状态信息；所述第二控制器通过发送控制指令对空中巡检飞行机器人进行控制；所述第一无线通信模块分别与第二无线通信模块和监控中心通过无线信号连接；所述第二无线通信模块分别与所述第一无线通信模块和监控中心通过无线信号连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华，仇晓伟，杨国田，柳长安，刘春阳，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：