一种变电站自主越障巡检机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及巡检机器人，特别是一种变电站自主越障巡检机器人。
【背景技术】
[0002]变电站是各级电网的核心枢纽，站内设备例行巡检是保证电网安全运行的关键技术手段。现有人工巡检模式劳动强度大，检测质量分散，部分区域难以实施巡检，恶劣天气条件下巡检范围受限，特别是在高原、戈壁等特殊地理条件或如大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等极端天气发生时人工无法及时巡检，此时变电站一旦发生意外事故，因无法及时获取直观的现场信息，往往会贻误最佳处理事故的时机，造成不必要的经济损失甚至人员伤亡等重大的事故。
[0003]利用机器人进行变电站设备巡检，可以自主完成变电站设备日常巡视、红外测温、操作前后设备状态检查等工作，从而大大提高对变电站设备巡视的工作效率和质量，降低人员劳动强度和工作风险，提升变电站智能化水平，为变电站无人值守提供强大的技术支撑。变电站智能机器人已经成为变电站设备巡检的重要辅助手段。
[0004]目前在国内变电站巡检机器人已经开始推广应用，并取得了一定的效果，提升了变电站运行和管理的智能化水平。但是变电站室外范围大、巡检路线路面状况复杂，对巡检机器人的应用产生了较强的制约，尤其在电力设备比较集中的情况下，因设备相互遮挡，导致沿变电站室外道路行驶的机器人无法正常巡检设备。
[0005]专利号为200910016781的实用新型专利就公开了一种变电站智能巡检机器人，轮式的结构无法翻越行进过程中具有一定高度的障碍物，也无法自主翻越变电站的电缆沟盖板，进入设备区进行数据采集。
【实用新型内容】
[0006]为克服以上缺陷，本实用新型提供了一种具备自主越障功能的变电站巡检机器人，其采用四支臂履带式结构的底盘，依靠激光传感器和双目视觉传感器感知周围环境信息，通过多传感器融合技术、模式识别、导航定位技术以及物联网技术等，能够自主翻越变电站道路路边石，电缆沟盖板等障碍物，实现了变电站巡检机器人在变电站的全区域设备巡检，并且稳定性好，不易翻车，可以满足变电站现场设备检测的需求。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]—种变电站自主越障巡检机器人，包括四支臂履带式移动机器人底盘，在底盘的顶部安装有环境信息感知系统和运动控制系统;所述的环境信息感知系统输入信号连接到运动控制系统，所述的运动控制系统控制底盘的运动;所述的四支臂履带式移动机器人底盘，由一对垂直于地面，相对平行的金属板作为支撑骨架，每个金属板外侧前后端各安装有一个履带轮，其中一个为驱动轮，另外一个为从动轮，驱动轮与从动轮之间通过覆带I连接，每个驱动轮与从动轮外侧都安装有一个支臂;且驱动轮通过传动机构与电机相连。
[0009]所述的支臂包括一个支臂架、辅助轮及覆带II，所述的辅助轮通过轴承固定在支臂架上，通过销子与驱动轮连接，能够与驱动轮一起转动;所述的支臂架通过连接轴与涡轮蜗杆减速机连接，支臂架前端有固定小轮，与辅助轮一起连接在履带11上。
[0010]四个支臂由两个电机驱动控制，前端两支臂的支臂架由同一个电机I控制，后端两支臂的支臂架由同一个电机II控制，所述的电机1、11通过蜗轮蜗杆减速机上的两输出轴与两支臂架进行连接，两个输出轴依靠轴承固定在驱动轮或从动轮上。
[0011]在所述的覆带I两侧安装有履带张紧机构，所述的履带张紧机构包括两块设置于覆带两侧的侧板，两侧板之间通过弹性装置连接，在其中一块侧板的内外侧上分别安装有导向槽与导向销，另一块侧板也安装有导向槽与导向销;在安装时，两块侧板上的导向槽与导向销对应安装，使导向销能够插入到导向槽内，并可在导向槽内左右滑动。
[0012]所述的传动机构包括一个电机减速器，每个驱动轮通过链条与电机减速器输出端的齿轮进行连接。
[0013]所述的环境信息感知系统包括姿态传感器、激光传感器和双目视觉摄像机，所述的姿态传感器安装在一个壳体内，激光传感器和双目视觉摄像机安装在壳体的顶部;且双目视觉摄像机安装在激光传感器下方，并向下倾斜设定角度;所述的壳体安装在底盘顶部且与底盘上的铝板连接。
[0014]所述的激光传感器，能够采集机器人与其周围的变电站设备之间的距离，通过ICP-EKF激光导航算法预知机器人所处的位置，主要用于机器人的导航；
[0015]所述的姿态传感器主要是机器人在越障过程中随时采集机器人的倾斜角度，使机器人能够调整自身位姿，防止发生翻车；
[0016]所述的双目视觉摄像机安装在激光传感器下方，并向下倾斜一定角度，能够采集机器人前方的路况图像，通过逆向投影和三维重构算法，能够获取机器人行进方向上的障碍物信息，比如说路边石及电缆沟盖板的高度、宽度等参数。上述的激光导航算法和图像处理算法在工业计算机中实现。
[0017]所述的壳体内还安装有运动控制系统，所述的运动控制系统与工业计算机连接，主要是接收工业计算机处理后的传感器信息，控制机器人执行行走或越障动作。
[0018]所述的运动控制系统包括运动控制器，电机驱动器，其中运动控制器与电机驱动器连接，电机驱动器驱动电机，电机带动驱动轮与支臂架进行旋转。
[0019]本实用新型的有益效果如下:
[0020]本实用新型提供一种具备自主越障功能的变电站巡检机器人，其采用四支臂履带式结构的底盘，依靠激光传感器和双目视觉传感器感知周围环境信息，通过多传感器融合技术、模式识别、导航定位技术以及物联网技术等，能够实现自主翻越变电站道路路边石，电缆沟盖板等障碍物的功能，实现了变电站机器人在变电站的全区域设备巡检，并且稳定性好，不易翻车，可以满足变电站现场设备检测的需求。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的四支臂履带式移动机器人底盘示意图；
[0022]图2为本实用新型的四支臂履带式变电站巡检机器人示意图；
[0023]图3(1)-(7)为本实用新型的四支臂移动机器人平台越障示意图；
[0024]图4为本实用新型的整体结构图；
[0025]图中:1行走电机，2驱动齿轮，3减速齿轮，4履带II，5履带I，6支臂，7弹簧，8导向槽，9导向销，10蜗轮蜗杆减速机，11条形支架，12支臂电机13驱动轮14支臂架；15激光传感器、16双目视觉摄像机、17姿态传感器、18工业计算机、19运动控制器，20电机驱动器，22检测装置，23环境信息感知系统，24运动控制系统，25云台，26底盘，27壳体。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图进一步说明:
[0027]如图1和图4所示，为四支臂履带式移动机器人平台示意图，包括四支臂履带式移动机器人底盘，在底盘上安装由环境信息感知系统和运动控制系统;环境信息感知系统23输入信号到运动控制系统24，运动控制系统控制底盘的运动;环境信息感知系统包括姿态传感器、激光传