一种新型变电站智能围栏系统的制作方法

本实用新型涉及变电站智能围栏技术领域，具体涉及一种新型变电站智能围栏系统。

背景技术：

变电站内分为生活区域跟设备区域，站内一般在道路两旁设置围栏隔离以上两个区域，目的是隔离高压带电设备，使工作人员或参观人员在安全范围内活动。

目前变电站多采用智能巡检机器人完成设备巡检任务，部分被围栏隔离的高压带电设备也需要定时进行巡检，安全围栏的存在阻挡了巡检机器人巡视路线。此前多采用如下方式：工作人员在配置机器人巡检任务前，将安全围栏手动搬开，待机器人完成巡检任务后，再将安全围栏恢复原来位置。该种方式机器人执行任务时需要工作人员配合完成，浪费人力且不能体现巡检机器人智能化的特点。并且在机器人执行任务过程中，安全围栏一直处于打开的状态，不能起到防止无关人员进入带电区域的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种新型变电站智能围栏系统，该系统在安全围栏中部位置安装一个可开启门扇，当机器人在巡检任务中需要经过安全围栏时，可以自动开关该门扇。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种新型变电站智能围栏系统，包括；变电站智能围栏本体和变电站智能围栏控制系统；

所述变电站智能围栏本体包括：围栏门体、围栏门扇和自动开门机本体；所述围栏门扇设置在围栏门体内部，并通过折页与围栏门体连接；所述自动开门机本体与围栏门体和围栏门扇分别连接；

所述变电站智能围栏控制系统包括设置在机器人本体内部的智能围栏驱动系统以及安装在变电站智能围栏本体上的智能围栏本体控制系统。

进一步地，所述自动开门机本体包括：开门机主体、滑槽和连接臂；所述开门机主体安装在围栏门体上，所述滑槽安装在围栏门扇上，所述连接臂一端连接开门机主体，另一端在滑槽内移动。

进一步地，所述开门机主体包括：自动开门机控制系统、转动马达和输出轴；所述自动开门机控制系统与转动马达连接，转动马达连接输出轴；自动开门机控制系统与变电站智能围栏控制系统连接。

进一步地，所述智能围栏驱动系统包括：激光导航传感器、工控机、智能围栏转接板卡以及第一Zigbee无线模块；所述激光导航传感器和智能围栏转接板卡分别与工控机连接，所述第一Zigbee无线模块与智能围栏转接板卡连接。

进一步地，所述智能围栏本体控制系统包括：第二Zigbee无线模块、智能围栏控制板卡、磁性霍尔传感器和漫反射光电传感器；

所述第二Zigbee无线模块、磁性霍尔传感器、漫反射光电传感器分别与智能围栏控制板卡连接。

进一步地，所述磁性霍尔传感器安装在围栏门体上，在围栏门扇上与磁性霍尔传感器相对应的位置处设置磁性感应器。

进一步地，所述漫反射光电传感器安装在传感器支架上，传感器支架安装在围栏门体上方，当围栏门扇完全开启时，围栏门扇上沿完全遮挡漫反射光电传感器的探头。

本实用新型的有益效果：

本实用新型变电站智能围栏系统不仅可以起到原有围栏安全保护的特点，还可以使变电站巡检机器人自由通过，完成巡检任务，节约人力并且提高巡检工作效率。

附图说明

图1为本实用新型智能围栏组成示意图；

图2为本实用新型智能围栏工作示意图；

图3为本实用新型智能围栏控制示意图；

其中，1.围栏门体 2.智能围栏控制板卡安装盒 3.漫反射光电传感器 4.自动开门机主体 5.连接臂 6.滑槽 7.磁性感应器 8.磁性霍尔传感器 9.围栏门扇 10.蓄电池组件。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

本实用新型公开了一种新型变电站智能围栏系统，包括：变电站智能围栏本体和变电站智能围栏控制系统；

本实用新型分为两部分，一部分布置在变电站内隔离高压带电设备，主要目的是实现在机器人控制下智能围栏门扇的开启与关闭，以及通过采集传感器信息获取智能围栏状态；另一部分安装在巡检机器人本体，主要实现机器人坐标位置检测以及智能围栏开闭控制。

如图1和图2所示，变电站智能围栏本体包括：围栏门体、围栏门扇和自动开门机本体；围栏门扇设置在围栏门体内部，并通过折页与围栏门体连接；自动开门机本体与围栏门体和围栏门扇分别连接；

自动开门机本体包括：开门机主体、滑槽和连接臂；开门机主体安装在围栏门体上，滑槽安装在围栏门扇上，连接臂一端连接开门机主体，另一端在滑槽内移动。

其中，开门机主体包括：自动开门机控制系统、转动马达和输出轴；自动开门机控制系统与转动马达连接，转动马达连接输出轴；输出轴带动连接臂动作。

图1中，开门机主体固定在围栏门体上沿，滑槽安装在围栏门扇上沿，开门机主体和滑槽通过连接臂连接，当执行开启门扇或关闭门扇操作时，开门机主体下端转动轴带动连接臂动作，连接臂另一端在滑槽内移动，从而使门扇开启或关闭。

需要说明的是，本实用新型中涉及到的自动开门机控制系统采用市面上现有的转动马达控制器即可实现，无需进行改进设计。

如图3所示，变电站智能围栏控制系统包括设置在机器人本体内部的智能围栏驱动系统以及安装在变电站智能围栏本体上的智能围栏本体控制系统。

其中，智能围栏驱动系统包括：激光导航传感器、工控机、智能围栏转接板卡以及第一 Zigbee无线模块；激光导航传感器和智能围栏转接板卡分别与工控机连接，第一Zigbee无线模块与智能围栏转接板卡连接。

智能围栏转接板卡主要包括：STM32F103型号的单片机最小系统电路以及分别与其连接的电源供电电路、串口通信电路及Zigbee无线模块通信电路。

栅栏门转接板卡安装在机器人本体，与工控机通过串口通信，工控机下发的指令通过该栅栏门转接板卡发送到第一Zigbee无线模块。

激光导航传感器提供巡检机器人在空间中位置坐标信息，用于巡检机器人定位，与工控机通过串口通信。

需要说明的是，工控机为设置在机器人本体上的原有的工控机，本实用新型没有对其进行改进。

智能围栏本体控制系统包括：第二Zigbee无线模块、智能围栏控制板卡、自动开门机控制系统、磁性霍尔传感器和漫反射光电传感器；

第二Zigbee无线模块、磁性霍尔传感器、漫反射光电传感器和自动开门机控制系统分别与智能围栏控制板卡连接；

智能围栏控制板卡安装在智能围栏本体上，接收漫反射光电传感器及磁性霍尔传感器信号，通过板卡继电器控制自动开门机控制系统，智能围栏控制板卡将传感器信息通过串口发送到第二Zigbee无线模块。第一Zigbee无线模块与第二Zigbee无线模块通信。自动开门机控制系统及智能围栏控制板卡由蓄电池组件提供电源。

智能围栏控制板卡安装在智能围栏控制板卡安装盒中，智能围栏控制板卡主要包括： ATMEGA128A型号的单片机最小系统电路、电源供电电路、继电器输出电路和Zigbee无线模块通信电路。输出继电器共有两个，分别连接栅栏门本体控制板卡中的升起栅栏门触点和关闭栅栏门触点。

漫反射光电传感器安装在传感器支架上，传感器支架安装在围栏门体上方，当围栏门扇完全开启时，围栏门扇上沿完全遮挡漫反射光电传感器的探头。漫反射光电传感器用于检测门扇完全开启情况，当门扇完全开启时，门扇上沿遮挡光电传感器探头，传感器将门扇开启信息反馈到智能围栏控制板卡。

磁性霍尔传感器检测磁性感应器信号，其中磁性霍尔传感器安装在门框右侧位置，磁性感应器安装在门扇右侧与霍尔传感器相对应位置。磁性霍尔传感器与磁性感应器配合使用用于检测门扇关闭情况，当门扇关闭时，磁性感应器靠近霍尔传感器，从而传感器将关门信息反馈到智能围栏控制板卡。

图2中给出了巡检机器人任务中停靠点1和停靠点2。

当巡检机器人执行任务巡检高压带电设备时，激光导航传感器反馈机器人坐标位置信息到工控机，沿着规划路线行走，当激光导航传感器检测到智能围栏前面停靠点1时，将该信息传送到工控机，机器人停车表明已经到达停靠点1，可以对智能围栏进行开启操作；此时工控机通过串口发送开门指令到智能围栏转接板卡，智能围栏转接板卡通过第一Zigbee无线模块发送开启门扇指令；智能围栏控制板卡通过第二Zigbee无线模块接收到开启指令，智能围栏控制板卡驱动继电器控制自动开门机执行开门扇操作，此时智能围栏扇开启；开启门扇过程中，工控机一直发送查询传感器状态指令，通过Zigbee无线传输到达智能围栏控制板卡，当门扇完全开启后，图1中所示的漫反射光电传感器检测到门扇上沿，表示门已经完全开启，智能围栏控制板卡反馈门扇开启信息通过无线传输到达工控机，表示可以通过围栏；巡检机器人完全通过围栏以后，到达图2中所示停靠点2，将该信息传送到工控机，机器人停车，对智能围栏进行关闭门扇操作，工控机下发关门指令，关门过程与开门过程指令传输方式一致；关门过程中，工控机查询磁性霍尔传感器状态，当门扇完全关闭时，智能围栏控制板卡反馈门扇关闭信号通过无线传输到工控机，工控机控制机器人继续前行进行巡检任务。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。