一种应用于电力设备监测的智能感知机器人的制作方法

本发明涉及电力安全智能监测技术领域，尤其是一种应用于电力设备监测的智能感知机器人。

背景技术：

当前电力运检大多采用人工巡检的方式，人工巡检的工作重复乏味，且花费大量的人力财力，由于机房内的温度、湿度和设备运行的状态时常发生变化，人工无法及时发现电力问题，导致问题的加重，不能及时进行修复，无法与其他可视化运维系统及时联动，监测手段分散、工作复杂，所以建设泛在电力物联网是必经之路，建设泛在电力物联网是推进“三型两网”建设的重要内容、核心任务和关键环节，实现业务协同和数据贯通，泛在电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

现有的电力巡检机器人大多为吊轨式机器人，此种机器人被限制在房间的顶部轨道上，其巡视路径固定，安装时还需设计轨道，费时费力，且现有的巡检机器人只与现场终端进行数据连接，没有形成统一的智能感知平台，运维方式较为传统。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有数据采集、分析、预警及辅助决策的动态闭环系统的电力监测感知机器人。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种应用于电力设备监测的智能感知机器人，包括用于数据处理传输的工业主控模块，所述工业主控模块连接有：

导航定位模块，所述导航定位模块用于感知机器人定位且规划巡检路线；

安全监测模块，所述安全监测模块用于监测电力设备的用电状态和工作情况；

运动控制模块，所述运动控制模块用于控制感知机器人依据所述导航定位模块规划的巡检路线的运动轨迹进行行走；

人脸识别模块，所述人脸识别模块通过脸部特征信息确认感知机器人管理人员的身份；

红外热成像模块，所述红外热成像模块通过检测电力设备的红外辐射能量分布获得该电力设备的表面温度分布，并生成热成像图，通过热成像图来观察电力设备的散热情况；

低功率无线模块，所述低功率无线模块将所述工业主控模块的采集数据传输至无线网络基站，进行远程无线数据传输。

优选的，所述安全监测模块包括：

电力监测单元，所述电力监测单元用于采集电力设备的电能质量参数信息和用电能效数据信息，并生成电能质量变化关系分布图并传输至所述工业主控模块，通过监测的数据来判断电力设备的运行是否正常；

漏水监测单元，所述漏水监测单元设置在装有电力设备的机箱上，实时监测该机箱的漏水情况并将漏水信息传输至所述工业主控模块；

湿度监测单元，所述湿度监测单元设置在电力设备表面上，实时监测电力设备表面的湿度并生成湿度数据信息，传输至所述工业主控模块中；

噪声监测单元，所述噪声监测单元实时监测电力设备所在环境的噪音分贝并将噪音分贝信息传输至所述工业主控模块，通过监测噪音可以判断电力设备的运行是否正常，若噪音过大，则可能发生故障，需及时提醒工作人员进行检修；

灰尘监测单元，所述灰尘监测单元监测电力设备所在环境中的灰尘浓度，并将灰尘浓度信息传输至所述工业主控模块，通过监测灰尘浓度可以判断电力设备的蒙尘程度，并进行适当的清理，以防灰尘累积对电路造成损害；

漏电检测单元，所述漏电检测单元实时检测电力设备的漏电情况并生成漏电信息传输至所述工业主控模块。

优选的，所述导航定位模块包括路线规划单元，所述路线规划单元连接有用于监测感知机器人位置的gps定位单元，所述路线规划单元用于采集所述gps定位单元监测的位置信息并存储感知机器人所在机房内的布局信息，生成机房内的布局图和感知机器人的巡检路线图。

优选的，所述运动控制模块包括设置在感知机器人的表面四周的若干个距离传感器，所述距离传感器实时感应感知机器人与其周围物体间的间隔距离，并在间隔距离超出所述工业主控模块的预设阈值时制动感知机器人。

优选的，所述低功率无线模块通过无线网络基站连接机房服务器，将所述工业主控模块处理的数据信息无线传输至机房服务器中，通过机房服务器远程控制感知机器人的运行和工作状态。

优选的，所述工业主控模块还连接有能源管理模块，所述能源管理模块连接有无线充电模块和车载电池模块，所述工业主控模块通过能源管理模块切换感知机器人的供能状态。

优选的，所述工业主控模块还连接有故障自检模块，所述故障自检模块通过实时监测感知机器人的运行电流值和电压值来判断感知机器人的工作状态是否正常，当监测的运行电流值和电压值超过所述工业主控模块预设的阈值时，所述工业主控模块控制所述能源管理模块切断供电电源。

优选的，所述工业主控模块还连接有指定跟随模块，用于在外来人员进入电力设备的机房时命令感知机器人进行跟踪，并记录影像信息存储至所述工业主控模块中。

优选的，所述工业主控模块连接有触摸显示模块，通过所述触摸显示模块对感知机器人进行功能设定，并实时显示所述工业主控模块处理的数据信息。

优选的，所述工业主控模块还连接有报警模块，所述报警模块用于在工业主控模块比对监测的数据超出预设阈值时发出警报并通过所述低功率无线模块将报警信息传输至机房服务器中。

本发明的优点和积极效果是：

本发明应用在泛在电力物联网下的变电站二次系统中，通过导航定位模块提前规划感知机器人的巡检路线，并在巡检过程中，通过安全监测模块监测电力设备的运行状况，将监测的数据均传输至工业主控模块中进行处理比对，并通过低功率无线模块将实时监测的数据传输至机房服务器中，操作人员远程查看机房内电力设备的状况并远程操控感知机器人的巡检轨迹，实现电力运维系统的人机交互，监测的信息得到高效处理，形成了统一的智能感知平台，灵活性强。

附图说明

图1是本发明的系统模块连接结构示意图；

图2是本发明的模块单元组成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种应用于电力设备监测的智能感知机器人，包括用于数据处理传输的工业主控模块，工业主控模块连接有用于感知机器人定位且规划巡检路线的导航定位模块、用于监测电力设备的用电状态和工作情况的安全监测模块、通过脸部特征信息确认感知机器人管理人员的身份的人脸识别模块、红外热成像模块、低功率无线模块和用于控制感知机器人依据导航定位模块规划的巡检路线的运动轨迹进行行走的运动控制模块，红外热成像模块通过检测电力设备的红外辐射能量分布获得该电力设备的表面温度分布，并生成热成像图，通过热成像图来观察电力设备的散热情况，低功率无线模块将工业主控模块的采集数据传输至无线网络基站，低功率无线模块通过无线网络基站连接机房服务器，将工业主控模块处理的数据信息无线传输至机房服务器中，通过机房服务器远程控制感知机器人的运行和工作状态。

进一步，如图2所示，安全监测模块包括用于采集电力设备的电能质量参数信息，并生成电能质量变化关系分布图并传输至工业主控模块的电力监测单元，还包括漏水监测单元、湿度监测单元、噪声监测单元、灰尘监测单元和漏电检测单元，漏水监测单元设置在装有电力设备的机箱上，漏水监测单元实时监测该机箱的漏水情况并将漏水信息传输至工业主控模块，湿度监测单元设置在电力设备表面上，实时监测电力设备表面的湿度并生成湿度数据信息，传输至工业主控模块中，噪声监测单元实时监测电力设备所在环境的噪音分贝并将噪音分贝信息传输至工业主控模块，灰尘监测单元监测电力设备所在环境中的灰尘浓度，并将灰尘浓度信息传输至工业主控模块，漏电检测单元实时检测电力设备的漏电情况并生成漏电信息传输至工业主控模块中，工业主控模块通过采集的各路数据进行统计，并对比预设的阈值范围，若超出或不在阈值范围内，则采取下一步制动措施，以保护电力设备的用电安全，并将此信号传输至机房服务器中，提醒工作人员进行检修。

进一步，如图2所示，导航定位模块包括路线规划单元，路线规划单元连接有用于监测感知机器人位置的gps定位单元，路线规划单元用于采集gps定位单元监测的位置信息并存储感知机器人所在机房内的布局信息，生成机房内的布局图和感知机器人的巡检路线图，感知机器人根据生成的巡检路线图进行监测工作。

进一步，运动控制模块包括设置在感知机器人的表面四周的若干个距离传感器，距离传感器实时感应感知机器人与其周围物体间的间隔距离，并在间隔距离超出工业主控模块的预设阈值时制动感知机器人，保证感知机器人的安全运行，也保证了在巡检过程中，用电设备和电力设备的正常运行，不至因为感知机器人的制动不及时或间隔距离过小而发生碰撞事故，造成不必要的损失。

进一步，如图2所示，工业主控模块还连接有能源管理模块，能源管理模块连接有无线充电模块和车载电池模块，工业主控模块通过能源管理模块切换感知机器人的供能状态，工业主控模块还连接有故障自检模块，故障自检模块通过实时监测感知机器人的运行电流值和电压值来判断感知机器人的工作状态是否正常，当监测的运行电流值和电压值超过工业主控模块预设的阈值时，工业主控模块控制能源管理模块切断供电电源，当感知机器人的车载电池模块将要没电，到达预设的电量阈值时，感知机器人发出警报提醒工作人员及时充电，而在感知机器人无线充电时，能源管理模块启动，将无线充电模块输入的电能储存至车载电池模块中，以供运行使用。

进一步，如图2所示，工业主控模块还连接有指定跟随模块，用于在外来人员进入电力设备的机房时命令感知机器人进行跟踪，并记录影像信息存储至工业主控模块中，以防外来人员的侵入对电力设备造成损坏，且通过记录的影像信息可以查看外来人员对电力设备的操作过程。

进一步，如图2所示，工业主控模块连接有触摸显示模块，通过触摸显示模块对感知机器人进行功能设定，并实时显示工业主控模块处理的数据信息，工业主控模块还连接有报警模块，报警模块用于在工业主控模块比对监测的数据超出预设阈值时发出警报并通过低功率无线模块将报警信息传输至机房服务器中，触摸显示模块可以为触摸显示屏之类的终端，只要能达到触摸控制和显示数据的效果即可。

上述的工业主控模块采用工业信息领域常用的处理器即可，且工业主控模块中内设有存储器，可以存储输入的数据信息并做备份，以备工作人员的日后查看，此外，还可以通过遥控器对感知机器人进行操控或功能设置，也可直接本地在触摸显示模块上进行设置。

具体实施时，导航定位模块采集电力设备所在机房的房间布局及设备分布，通过工业主控模块对感知机器人进行设置，使感知机器人根据预设的行动轨迹进行巡检工作，并在工业主控模块中设置各参数的正常阈值范围，在巡检的过程中，安全监测模块监测电力设备的运行电流、电压、用电能效等数据，并将此数据传输至工业主控模块中，用电能效数据由用电容量、用电趋势和能效率组成，工业主控模块再将其通过低功率无线模块传输至机房服务器中，当工业主控模块比对采集输入的数据与预设的安全阈值范围不符时，发出警报，通知工作人员查看，并在达到危险阈值时，强制电力设备或电力设备的二级设备断电，由于有些电力设备强制断电可能发生不必要的损失，所以，可以采用强制二级设备停止工作或启动后备保护，在对感知机器人进行本地操控，即通过触摸显示模块进行设置功能时，要先通过人脸识别模块的验证，验证通过则可操控，反之，则不可动作，大大加强了感知机器人的安全保护，且感知机器人还设有指定跟随模块，可以在外来人员来到机房时，感知机器人自动跟随，并做视频记录，此外来人员可以为工作人员，工作人员进入机房，感知机器人也会自动跟随，记录其对电力设备的操控过程，提高了电力设备的安全防护。

本发明应用在泛在电力物联网下的变电站二次系统中，通过导航定位模块提前规划感知机器人的巡检路线，并在巡检过程中，通过安全监测模块监测电力设备的运行状况，将监测的数据均传输至工业主控模块中进行处理比对，并通过低功率无线模块将实时监测的数据传输至机房服务器中，操作人员远程查看机房内电力设备的状况并远程操控感知机器人的巡检轨迹，实现电力运维系统的人机交互，监测的信息得到高效处理，形成了统一的智能感知平台，灵活性强。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。