一种具备自主充电机器人的智能巡检系统的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其是涉及一种具备自主充电机器人的智能巡检系统。

背景技术：

智能电网建设和增强供电可靠性已上升为国家战略，电力设备状态检测、监测作为近几年发展起来的新兴行业，呈现出巨大的成长潜力和发展空间。智能电网建设规划将极大地推动智能巡检机器人的市场需求，成为巡检机器人行业持续增长的长期推动力。室内机器人需求分析以室外机器人为例，其主要应用于变电站内。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。另根据国家能源局公布的《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》，至2020年，国内配电自动化覆盖率将达到90％。若假设20％的自动化配电站采用智能化巡检设备，则五年内，国内室内机器人年需求量超过10，000台。

目前，电网巡检机器人在实际应用当中却因为在工作中突然缺电而导致机器人停止工作，影响工作效率和存在安全隐患。现有技术中也缺乏去机器人续航能力方面的改进。

技术实现要素：

针对现在技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种具备自主充电机器人的智能巡检系统，结合自主充电装备和充电房与机器人的配合使用，使得巡检机器人在工作当中避免因缺电而导致动力不足从而引起机器人动作停止的问题；自主充电装备还具有手动模式，使得工作人员操作更具人性化；巡检机器人系统还具备了无线网络箱对变电站内进行覆盖，使得智能巡检机器人可以在任何地点漫游，并不需要执行切换操作，实现智能巡检机器人在整个巡检区域与客户端无缝保持连接。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种具备自主充电机器人的智能巡检系统，包括机器人本体、充电接口、自主充电装备、充电房，所述充电接口设置于机器人本体上，所述自主充电装备安装在充电房内，所述自主充电装备有正负极触头和信号触头，所述充电房安装于变电站内。

作为一种可实施方式，所述充电房包括专用配电箱、自主充电座、手动充电器、电灯、自动卷帘门，所述专用配电箱与自主充电座相连接，所述手动充电器设置于自主充电座上，所述电灯与专用配电箱相连接，所述自动卷帘门与专用配电箱相连接，所述自动卷帘门上设置有信号传感器。

作为一种可实施方式，所述信号触头上设置有信号传感器。

作为一种可实施方式，具备自主充电机器人的智能巡检系统还包括无线网络箱，所述无线网络箱设置于充电房外部，并与专用配电箱相连接。

作为一种可实施方式，所述机器人本体包括机器外壳、底盘与驱动单元、全方位数字平台、障碍物感应装置、开关按钮，所述底盘与驱动单元实现机器人的精确控制驱动实现机器人动作，所述全方位数字平台用于采集巡检机器人周围的视频信息，与机器外壳相连接，所述障碍物感应装置用于实时检测障碍物，根据机器人与障碍物的距离判断执行机器人的运动状态，所述开关按钮实现对机器人的动作状态控制，所述全方位数字平台上还设置有雨刷部件。所述底盘与驱动单元包括电机、电机驱动模块、轮胎，所述电机与电机驱动模块相连接，电机驱动模块负责执行下达的各种动作，完成指令，所述轮胎与电机相连接，实现机器人的前进、后退、转向动作。所述开关按钮包括电源开关按钮和急停开关按钮。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：

结合自主充电装备和充电房与机器人的配合使用，使得巡检机器人在工作当中避免因缺电而导致动力不足从而引起机器人动作停止的问题；自主充电装备还具有手动模式，使得工作人员操作更具人性化；巡检机器人系统还具备了无线网络箱对变电站内进行覆盖，使得智能巡检机器人可以在任何地点漫游，并不需要执行切换操作，实现智能巡检机器人在整个巡检区域与客户端无缝保持连接。

附图说明

图1：为一种具备自主充电机器人的智能巡检系统结构图；

图2：为巡检机器人系统连接图；

图3：为一种具备自主充电的巡检机器人本体结构图。

其中：1-无线网络箱、2-自动卷帘门、3-充电房、4-自主充电装备、5-机器人

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-图2，在实施例中充电接口设置于机器人5本体上，自主充电装备4安装在充电房3内，自主充电装备4有正负极触头和信号触头，充电房3安装于变电站内，充电房3包括专用配电箱、自主充电座、手动充电器、电灯、自动卷帘门，具备自主充电机器人的智能巡检系统还包括无线网络箱1，无线网络箱1设置于充电房3外部，并与专用配电箱相连接。

自主充电装置4用于机器人5进行自主充电，装置有正负极触头和信号触头，当成功充电后，充电指示灯会变绿，且电流表显示当前充电电流。另外自主充电装置还能进行手动模式切换。当切换成手动充电模式情况下，只要车体充电正负极触头与充电座正负极接触就能直接充电。充电房主要用于巡检机器人存放和充电，配备专用配电箱、自主充电座，手动充电器，电灯，自动卷帘门2，充电房的基本骨架采用优质槽钢和角钢焊接而成，具有较高的机械强度。

在实施例中，变电站内架设无线网络需要根据巡检区域的大小，采用一个或多个无线AP对其进行覆盖：一般情况下，为保证良好的无线网络覆盖效果(具体表现为实时高清视频播放流畅)，关于电压等级110kV、220kV及500KV变电站采用1个无线AP，针对电压等级1000kV变电站将会采用2个无线AP，做到变电站无线网络无视角、全覆盖为实现智能巡检机器人设备巡视全覆盖提高良好基础。同时，在智能巡检机器人上布置一个工业级无线AP做为客户端，与站内的无线AP相连，车载的网络设备都通过该客户端接入到站内的无线网络中。并且，当巡检区域内存在多个AP时，“零切换漫游”功能可以使多个AP构成一个AP网络，此时，智能巡检机器人可以在任何地点漫游，并不需要执行切换操作，实现智能巡检机器人在整个巡检区域与客户端无缝保持连接。无线AP架设在室外的AP箱内，与主控室的客户端通过光纤相连。一般情况下，变电站内的无线AP布置在巡检区域的中心位置；当巡检区域过大，或者存在有严重遮挡等需要布置2个AP的情况时，可以将巡检区域平均分为两个区域，则无线AP分别布置在各区域的中心位置，以达到良好的覆盖效果。

在实施例中变电站智能巡检机器人底盘驱动单元通过两轮驱动设计，通过采用大功率无刷直流电机、工业级电机驱动模块、高效率电机传动机构以及耐高温耐磨的实心橡胶轮胎，包括驱动车轮、从动车轮。自主驱动模块有驱动、负载能力强等优点，峰值负载电流可达到35A。其中：电机采用高性能、高效率直流无刷伺服电机，此电机具有调速范围宽、体积小、高可靠性、功率大、寿命长、应用广等特点，自带高分辨率码盘已实现电机的精确控制，保证智能巡检机器人的运动能力；电机驱动模块通过工业级高速总线进行信号传输，并自带低压、高压、电流、温度、通讯等诊断及保护功能，同时FOC算法驱动各自电机使加速平稳、运动平滑；智能巡检机器人轮胎采用高耐磨、高弹性的实心橡胶轮胎，最大限度地保证了轮胎的耐刺性，并具有免充气、免维护、等特点，增加智能巡检机器人的使用率和工作效率，并通过合理的安装结构设计，保证轮胎具有较好的使用性能。

室外全方位数字云台采用高强度合金铝整体压铸外壳，内部全金属架构，抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66，并内置浪涌及雷击保护装置以及数据断电记忆功能，设置于机器外壳上；针对全天候环境设计，可在黑夜无照明条件下可快速捕捉目标，夜视距离大于100米；系统在运行、监视状态下有超强抗震特性；水平运行监视范围远,垂直运行监视范围广，360°无限位旋转，仰视角度180°无盲点，角度跑位准确，具有自动归位和0.1度精确的时时角度显示功能，预置位数量不受限制。同时，全方位一体化云台配备照明功能，方便夜间巡检；为克服室外雨雪天气影响，云台还设计了雨刷部件，可以抵御大雨的冲刷而不影响摄像头和红外热像仪的拍摄效果。

障碍物感应装置应用激光传感器和超声传感器的共同作用，其中超声传感器设置于机器人的前部和后部：前部距离传感器、后部距离传感器。障碍物感应装置共有激光导航避障、远距离超声停障和近距离碰撞停障三级停障装置，用于确保机器人在巡检过程中，不因撞击障碍物而受到伤害。激光导航避障，根据实时扫射出的地图实时检测障碍物，当障碍物障碍物影响机器人前进时，机器人会根据算法自主避障，超声停障的警界范围为50cm～100cm，在该范围内出现障碍物时机器人开始减速，当障碍物与机器人距离小于50cm后，进入超声停障区域，机器人底盘停止运动。若机器人已经撞到障碍物，碰撞开关闭合，底盘立即停止运动。

在实施例中，巡检机器人还设置有可见光摄像仪、红外热像仪、拾音设备、激光传感器等传感器，可见光摄像仪设置于数字平台上，应用于各种光照拍摄和数据传输环境；红外热像仪设置于数字平台上，通过红外视频及相关温度测量数据来进行过程控制及事前报警；拾音设备设置于数字平台上，用于收集机器人周边声音环境数据；激光传感器设置于机器外壳上，用于激光扫描机器人周围环境。

机器人上还设置有工作指示灯和无线通信设备，提示灯在机器人上电时亮起；无线通讯设备采用菲尼克斯FL_WLAN_5100，通过把专利天线技术与模块的完美组合，外部通过网线PoE方式供电，采用3天线的设计，实现远距离高速传输。设备集成栅格天线的所有功能。还设置有开关按钮，包括电源开关按钮和急停开关按钮，电源开关按钮负责控制机器人各个设备上电，急停开关按钮负责在遇到突发事件时强制停止机器人底盘运动。还设置有防撞条，用以保护机器人遇到障碍物时机体受损。

综上所述，本实用新型结合自主充电装备和充电房与机器人的配合使用，使得巡检机器人在工作当中避免因缺电而导致动力不足从而引起机器人动作停止的问题；自主充电装备还具有手动模式，使得工作人员操作更具人性化；巡检机器人系统还具备了无线网络箱对变电站内进行覆盖，使得智能巡检机器人可以在任何地点漫游，并不需要执行切换操作，实现智能巡检机器人在整个巡检区域与客户端无缝保持连接。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。