一种用于变电站SF6检测的机器人及机器人系统的制作方法

本发明涉及变电站智能设备技术领域，更具体的是涉及一种用于变电站sf6检测的机器人及机器人系统。

背景技术：

长期以来，对变电站巡检工作多采用人工方式进行，传统的人工巡检方式不仅存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足之处，而且事后也无法将人工所检测的数据准确、及时地传送到管理信息系统中以供工作中使用。

近年来，随着无人值守智能变电站的快速发展，变电站智能巡检机器人得到了广泛的应用。变电站巡检机器人主要应用于室外变电站，可对变电站内变电设备开展红外测温、表记读数、分合执行机构识别及异常状态报警等功能，并提供巡检数据的实时上传和数据分析、信息显示和报表自动生成等后台功能，具有巡检效率高、雨雪等恶劣环境下亦可开展巡检等优点，有效提高了变电站设备运行可靠性。

sf6(六氟化硫)是良好的气体绝缘体，被广泛用于电子、电气设备的气体绝缘，其典型的应用是在供电部门的输变电所、电厂等的高压开关柜内用作气体绝缘。纯净的sf6毒性较低、性状稳定，但人在吸入80％sf6和20％o2的混合气体几分钟后，便会出现四肢麻木，轻度兴奋症状。sf6充入高压开关柜内有一定的压力，因此，气体泄漏的概率较高，而空气中的氧气含量充足，这样便使得sf6泄漏后与氧气结合产生毒性的条件充分；并且一旦sf6遇到高热、高温，如电弧，会产生出副产物氧化硫和氟化氢气体，它们与未分解的sf6共存，氧化硫是一种硫酸酐，易被人体湿润的粘膜表面吸收生成硫酸和亚硫酸，对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用；氟化氢易溶于水，同样易被人体湿润的粘膜表面吸收而生成氢氟酸，穿透皮肤表面向深层渗透，形成溃疡和坏死，且不易治愈。

目前变电站通常是采用巡检机器人搭建sf6气体传感器的方法对环境中的sf6气体浓度进行检测，随着巡检机器人在变电站环境中的不停移动，检测出电网环境中的sf6浓度，但是现有的检测方法由于传感器装置搭载在机器人主题上，检测空间有限，只能检测到机器人周边的sf6浓度，检测范围较小，无法准确获取当前环境中的sf6浓度，影响巡检机器人的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了解决现有的变电站sf6检测方法只能检测到机器人周边的sf6浓度，检测空间有限，且无法准确获取当前环境中的sf6浓度的问题，本发明提供一种用于变电站sf6检测的机器人及机器人系统。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于变电站sf6检测的机器人，包括机器人主体和检测模块，所述机器人主体是整个机器人的移动载体和信息采集控制载体，所述检测模块用于检测环境中的sf6浓度，其特征在于：所述机器人主体上搭载有具有多自由度的机械臂模块，所述检测模块搭载在机械臂模块的末端。

进一步的，所述机械臂模块包括机械单元、传感单元和控制单元，所述机械单元由一系列连杆、关节或其他形式的运动副组成；

所述传感单元包括内部传感器模块，所述内部传感器模块用于采集机械臂的状态，如折叠、伸展、旋转角度及相对机器人主体的位置距离等信息，获取内部环境状态中的有用信息；

所述控制单元根据接收到的内部传感器模块反馈的信息和从检测模块反馈的信息输出作业指令支配机械单元完成规定的引动和功能。

进一步的，所述控制单元包括信息存储模块以及机械臂控制模块，所述信息存储模块分别与检测模块和内部传感器模块通讯，接收检测模块所检测的sf6浓度信息以及内部传感器模块采集的机械臂状态信息，根据信息存储模块中记录的历史信息，精确计算出当前区域内的sf6浓度，并输出作业指令到机械臂控制模块；机械臂控制模块与机械单元连接，机械臂控制模块根据接收到的作业指令，控制机械单元的伸展，使检测模块移动到下一区域进行检测。

进一步的，所述检测模块包括设置在机械臂模块末端的sf6检测传感器。

进一步的，所述机器人主体采用四轮轮式移动小车，前2轮为驱动轮，由同一个电机分别驱动，差速转向，后2轮为万向从动轮。

一种用于变电站sf6检测的机器人系统，包括基站、移动体、移动体运动控制系统以及电站设备检测系统，其特征在于：还包括权利要求1所述的用于变电站sf6检测的机器人，所述电站设备检测系统安装在机器人主体上，负责变电站设备外观图像和内部信息的采集和处理，移动体用于带动机器人主体运动，移动体控制系统用于控制移动体的运动，机器人主体与基站之间进行信息通讯，将电站设备检测系统所检测到的数据传递到基站。

进一步的，还包括通信系统，所述移动体与基站之间通过通信系统进行信息传递，电站设备检测系统所检测到的信息和移动体运动控制系统信息等数据经通信系统传递到基站。信息存储模块综合内部传感器模块的信息，确定当前位置机械臂可伸展的各个方向都检测完成之后，通过移动体运动控制系统，将机器人主体移至另一区域进行检测。

进一步的，所述通信系统包括网络集线器和由无线网桥组成的无线局域网，电站设备检测系统所检测到的信息和移动体运动控制系统信息等数据经网络集线器汇集后，经无线网桥传递到无线局域网内部网络的运行监控终端，运行监控终端根据访问权限实时对电站设备进行监控，并对移动体的运动进行控制。

进一步的，所述电站设备检测系统包括可见光图像摄像机、红外测温仪及声音探测器。

本发明的工作原理为：

当巡检机器人停止工作时，机械臂模块可折叠于机器人主体部分，减少空间占用；

当巡检机器人开始工作时，机械臂模块展开，同时检测模块开始工作，检测环境中的sf6浓度，并将检测到的sf6浓度信息传递到控制模块，控制模块根据记录的历史信息，精确计算出当前区域内的sf6浓度，并能够根据环境信息，控制机械臂模块的伸展方向。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在机器人主体部分搭载机械臂的方式，有效增大了sf6传感器的有效检测空间，使其能够获取更多信息，提高机器人的巡检效率和sf6的检测精度，并且伸展式机械臂的设计可以有效增大机器人的巡检空间，帮助检测模块获取更多的信息，当停止工作时，机械臂模块折叠于机器人主体部分，减少空间占用，增加了机器人主体的稳定性，当工作时，展开机械臂模块，伸展检测模块，能够提高巡检机器人的工作效率，而控制模块的设计，能够帮助机器人提高检测精度和设备利用率。

附图说明

图1是本发明的整体信息流程示意图。

图2是本发明控制单元的信息流程示意图。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种用于变电站sf6检测的机器人，包括机器人主体和检测模块，所述机器人主体是整个机器人的移动载体和信息采集控制载体，所述检测模块用于检测环境中的sf6浓度，所述机器人主体上搭载有具有多自由度的机械臂模块，所述检测模块搭载在机械臂模块的末端；所述机械臂模块包括机械单元、传感单元和控制单元，所述机械单元由一系列连杆、关节或其他形式的运动副组成；所述传感单元包括内部传感器模块，所述内部传感器模块用于采集机械臂的状态，如折叠、伸展、旋转角度及相对机器人主体的位置距离等信息，获取内部环境状态中的有用信息；所述控制单元根据接收到的内部传感器模块反馈的信息和从检测模块反馈的信息输出作业指令支配机械单元完成规定的引动和功能。

如图2所示，所述控制单元包括信息存储模块以及机械臂控制模块，所述信息存储模块分别与检测模块和内部传感器模块通讯，接收检测模块所检测的sf6浓度信息以及内部传感器模块采集的机械臂状态信息，根据信息存储模块中记录的历史信息，精确计算出当前区域内的sf6浓度，并输出作业指令到机械臂控制模块；机械臂控制模块与机械单元连接，机械臂控制模块根据接收到的作业指令，控制机械单元的伸展，使检测模块移动到下一区域进行检测。

本实施例中，所述检测模块包括设置在机械臂模块末端的sf6检测传感器，机器人主体采用四轮轮式移动小车，前2轮为驱动轮，由同一个电机分别驱动，差速转向，后2轮为万向从动轮。

一种用于变电站sf6检测的机器人系统，包括基站、移动体、移动体运动控制系统以及电站设备检测系统，还包括用于变电站sf6检测的机器人，所述电站设备检测系统安装在机器人主体上，负责变电站设备外观图像和内部信息的采集和处理，移动体用于带动机器人主体运动，移动体控制系统用于控制移动体的运动，机器人主体与基站之间进行信息通讯，将电站设备检测系统所检测到的数据传递到基站。

本实施例中，机器人系统还包括通信系统，所述移动体与基站之间通过通信系统进行信息传递，电站设备检测系统所检测到的信息和移动体运动控制系统信息等数据经通信系统传递到基站。信息存储模块综合内部传感器模块的信息，确定当前位置机械臂可伸展的各个方向都检测完成之后，通过移动体运动控制系统，将机器人主体移至另一区域进行检测。

所述通信系统包括网络集线器和由无线网桥组成的无线局域网，电站设备检测系统所检测到的信息和移动体运动控制系统信息等数据经网络集线器汇集后，经无线网桥传递到无线局域网内部网络的运行监控终端，运行监控终端根据访问权限实时对电站设备进行监控，并对移动体的运动进行控制，所述电站设备检测系统包括可见光图像摄像机、红外测温仪及声音探测器。

本实施例的工作原理为：

当巡检机器人停止工作时，机械臂模块可折叠于机器人主体部分，减少空间占用；

当巡检机器人开始工作时，机械臂模块展开，同时检测模块开始工作，检测环境中的sf6浓度，并将检测到的sf6浓度信息传递到控制模块，控制模块根据记录的历史信息，精确计算出当前区域内的sf6浓度，并能够根据环境信息，控制机械臂模块的伸展方向。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。