一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统的制作方法

本实用新型涉及巡检机器人装置，特别是一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统。

背景技术：

变电站巡检机器人多应用于500kV及以上的大型变电站，其巡检机器人和监控端都位于变电站内，主要功能是代替站内值班人员执行每天的例行巡检任务。而35kV变电站规模较小，人工巡检劳动强度并不大，但是其位置分散，因而值班人员需要开车或步行较长路程赶往多个变电站现场进行巡检。因此35kV变电站迫切需要一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，使得值班人员在供电公司就可以通过远程操控巡检机器人来完成例行巡检。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，该装置代替了站内值班人员执行每天位置分散的例行巡检任务，提高了工作效率，降低了劳动强度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，包括位于变电站内的巡检机器人和位于监控室内的监控端，所述巡检机器人和监控端之间通过4G网络进行相互通讯，所述变电站内设置有供巡检机器人行走的磁轨和实现4G网络与互联网相互通讯的4G路由器；所述巡检机器人包括机体，机体的下方设置有配装在磁轨上并在监控端指令下沿磁轨行走的伺服电机，机体上通过云台电机设置有二自由度云台，二自由度云台上安装有对变电站内设备进行可见光拍摄的高清摄像头和红外成像仪；所述机体内设置有控制单元，控制单元通过USB接口高清摄像头和红外成像仪的数据信号端连接，控制单元的输出端分别与伺服电机和云台电机的受控端连接；所述控制单元通过4G网络和监控端相互通讯。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述控制单元包括工控机、单片机和无线网卡，所述工控机通过无线网卡连接到4G路由器，工控机通过USB接口高清摄像头和红外成像仪的数据信号端连接，工控机与单片机之间通过485接口相连接；所述单片机的输出端分别与伺服电机和云台电机的受控端连接。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述巡检机器人的机体底部还设置有用于采集巡检机器人所处位置的磁传感器，磁传感器的输出端连接单片机的输入端。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述磁轨上对应变电站设备的位置设置有内含设备信息的RFID标签，巡检机器人的机体底部还设置有用于读取RFID标签的RFID读写器，RFID读写器的输出端连接单片机的输入端。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述巡检机器人的机体上设置有用于充电的充电机构，充电机构的受控端连接单片机的输出端。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述巡检机器人的机体上设置有指示灯，指示灯的受控端连接单片机的输出端。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述巡检机器人的机体顶部设置有雨滴传感器，雨滴传感器的输出端连接单片机的输入端。

上述一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，所述监控室内设置有将监控端接入互联网的路由器。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型的监控端可以实现巡检机器人的运动控制，能够控制巡检机器人以磁轨导航的方式完成巡检作业并实现自动充电功能，监控端还可以实时显示并分析其回传的变电站设备图像，正确诊断外观异常和温度异常并报警。本实用新型采用互联网通讯技术，使得值班人员在供电公司就可以远程完成例行巡检任务，大大减少了值班人员现场巡检的次数，有效地降低了其劳动强度，提高了其工作效率，为变电站设备的安全运行提供更可靠的保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述巡检机器人的结构框图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种基于广域互联网通讯的巡检机器人系统，其结构如图1所示，包括位于变电站内的巡检机器人和位于监控室内的监控端，巡检机器人和监控端之间通过4G网络进行相互通讯；变电站内设置有供巡检机器人行走的磁轨和实现4G网络与互联网相互通讯的4G路由器；监控室内设置有将监控端接入互联网的路由器。

本实用新型中，巡检机器人通过站内4G路由器连接到互联网，监控端的电脑并非内网办公专用电脑，而是通过路由器连接到广域互联网的电脑。监控端和巡检机器人的互联网通讯采用客户端/服务器体系结构，二者的通讯采用WCF协议框架；其中巡检机器人为服务器，其使用新花生壳的动态域名解析服务和内网穿透技术，从而在公网中映射出固定域名；监控端作为客户端，通过该固定域名实现对巡检机器人的访问。

巡检机器人包括机体，机体的下方设置有配装在磁轨上并在监控端指令下沿磁轨行走的伺服电机，机体上通过云台电机设置有二自由度云台，二自由度云台上安装有对变电站内设备进行可见光拍摄的高清摄像头和红外成像仪，二自由度云台的设置可以使高清摄像头和红外成像仪拍摄各个角度的设备信息；机体内设置有控制单元，控制单元通过USB接口高清摄像头和红外成像仪的数据信号端连接，以采集高清摄像头和红外成像仪拍摄的数据；控制单元的输出端分别与伺服电机和云台电机的受控端连接；控制单元通过4G网络和监控端相互通讯，用于将采集的信息发送至监控端，并接受监控端发出的动作指令，并根据指令控制伺服电机和云台电机做出相应动作。

本实用新型中，控制单元包括工控机、单片机和无线网卡，所述工控机通过无线网卡连接到4G路由器，工控机通过USB接口高清摄像头和红外成像仪的数据信号端连接，工控机与单片机之间通过485接口相连接；所述单片机的输出端分别与伺服电机和云台电机的受控端连接。

巡检机器人的机体底部还设置有磁传感器，磁传感器的输出端连接单片机的输入端，用于采集巡检机器人所处磁轨的位置信息，并传输给单片机，单片机进一步根据工控机的指令控制伺服电机循磁轨运动。

磁轨上对应变电站设备的位置设置有内含设备信息的RFID标签，巡检机器人的机体底部还设置有用于读取RFID标签的RFID读写器，RFID读写器的输出端连接单片机的输入端。在巡检机器人行进途中，如果检测到RFID标签，工控机会向单片机发出指令，通过控制伺服电机使巡检机器人停止前进并检测特定设备，检测完毕后继续前进。

巡检机器人的机体上设置有指示灯，指示灯的受控端连接单片机的输出端，用于指示巡检机器人目前的工作状态。巡检机器人的机体顶部设置有雨滴传感器，雨滴传感器的输出端连接单片机的输入端，用于检测到变电站内是否下雨，并在下雨时向控制单元发送下雨报警数据包。

本实用新型中，巡检机器人上的各部件之间的电连接关系如图2所示。

本实用新型工作时，监控端通过网络向巡检机器人发出工作指令，巡检机器人在指令下沿磁轨行进；到达待检测设备位置时，巡检机器人停止行进，高清摄像头和红外成像仪开始对设备进行拍摄，并上传至监控端，监控端实时接收其回传的视频图像，然后通过图像匹配技术和OCR文字识别技术诊断出变电站设备的外观异常和温度异常。

本实用新型的巡检机器人上还设置有用于充电的充电机构，充电机构的受控端连接单片机的输出端。当巡检机器人需要充电时，控制单元控制充电机构伸出机体外，通过磁传感器来对充电位置进行定位，提高了充电对接成功率，实现了巡检机器人的自动充电功能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的功能范围。