油浸变压器检测机器人、控制装置和系统的制作方法

1.本技术涉及无人潜水器领域，尤其涉及油浸变压器检测机器人、油浸变压器检测机器人的控制装置和油浸变压器检测系统。


背景技术：

2.目前，变压器作为电力系统中的重要组成部分，但大型及特大型变压器的内部维护却非常困难，传统的变压器内部检修维护，需要将变压器断电，并将内部变压器油放干，之后由维护人员进入变压器内进行检修维护，不但工作量大，且断电带来的经济损失也非常的巨大。
3.使用机器人代替人工进行变压器内部检修维护，能大大减少电力工人工作量，降低维修损失。然而，维修机器人需要专业人员进行控制，并将检修数据、自身姿态数据、环境参数、采集到的图像等数据实时高清的传输到监控显示器，传统的rov(remote operated vehicle，遥控无人潜水器)机器人为缆控机器人，通过电缆或光纤进行数据传输。然而，变压器内部结构复杂，线缆非常限制机器人的灵活性。如不使用线缆，而使用普通的wifi模块或普通的路由器，因信号强度低，信号损失大，抗干扰能力差，通讯距离过短等问题，难以满足大数据量传输及高分辨率高清视频图像的要求。


技术实现要素：

4.在现有技术中，采用缆控机器人会限制机器人的灵活性，而如果使用普通的wifi模块或普通的路由器，由于功率较低，不能有效应对干扰的问题，在油浸变压器内部，由于变压器油的存在，收到的干扰更加严重，而且，普通的wifi模块或普通的路由器也难以做到远距离传输。
5.根据本技术的第一个方面，提供一种油浸变压器内部检测机器人，包括多个第一网络设备、第一交换机、第一无线通信模块和第一天线，所述多个第一网络设备与所述第一交换机连接，所述第一交换机与所述第一无线通信模块连接，所述第一无线通信模块与所述第一天线连接，其中：
6.所述多个第一网络设备用于采集数据；
7.所述第一交换机用于将所述多个第一网络设备采集的数据转发至所述第一无线通信模块；
8.所述第一无线通信模块用于将来自所述第一交换机的数据转换为无线数据并发送至所述第一天线；
9.所述第一天线用于将来自所述第一无线通信模块的无线数据发送至所述油浸变压器内部检测机器人的控制装置。
10.根据本技术的第二个方面，提供一种油浸变压器内部检测机器人的控制装置，包括多个第二网络设备、第二交换机、第二无线通信模块和第二天线，所述多个第二网络设备与所述第二交换机连接，所述第二交换机与所述第二无线通信模块连接，所述第二无线通
信模块与所述第二天线连接，其中：
11.所述第二天线用于从所述油浸变压器内部检测机器人接收数据；
12.所述第二无线通信模块用于将来自所述第二天线的无线数据转换为有线数据；以及
13.所述第二交换机用于将来自所述第二无线通信模块的有线数据转发至所述多个第二网络设备中的一个或多个。
14.基于此，根据本技术的第五个方面，提供一种油浸变压器检测系统，包括一个或多个如第一个方面所述的油浸变压器内部检测机器人和如第二个方面所述的油浸变压器内部检测机器人的控制装置。
15.根据本技术提供的油浸变压器检测机器人、油浸变压器检测机器人的控制装置和油浸变压器检测系统，油浸变压器检测机器人及其控制装置具有无线ap(access point，接入点)移动站和无线ap基站，发出的功率比普通的wifi模块或普通的路由器大得多，能够有效抵抗信号干扰，也能实现远距离的传输，满足大数据量传输及高分辨率高清视频图像的要求。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本技术要求保护的范围。
17.图1为根据本技术实施例的油浸变压器检测系统的示意图。
18.图2为根据本技术实施例的油浸变压器内部检测机器人的无线通信方法的流程图。
19.图3为根据本技术实施例的油浸变压器内部检测机器人的控制装置的无线通信方法的流程图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。
21.图1为根据本技术实施例的油浸变压器检测系统的示意图。如图1所示，该系统包括油浸变压器内部检测机器人1和油浸变压器内部检测机器人的控制装置2。
22.如图1所示，油浸变压器内部检测机器人1包括第一交换机15、第一无线通信模块16、第一天线17、摄像机11、传感器12、执行器13和监控板14，其中：摄像机11、传感器12、执行器13、监控板14和其他网络设备与第一交换机15连接，第一交换机15与第一无线通信模块16连接，第一无线通信模块16与第一天线17连接。
23.在图1所示的实施例中，摄像机11、传感器12、执行器13和监控板14都是网络设备，它们直接或间接与第一交换机15连接，除了这些网络设备，油浸变压器内部检测机器人还
可以包括其他网络设备。监控板14连接各类通用传感器，负责采集各传感器数据，根据接收到的指令控制执行器动作，摄像机11负责将视频图像实时传输给机器人的控制装置2，提供控制人员图像数据，用以判断油浸变压器内部状态和故障情况，协助控制人员完成操控维修，摄像机11优选使用高清摄像机，摄像机11的数量可以为多个。
24.在图1所示的实施例中，第一交换机15、第一无线通信模块16及第一天线17是机器人进行无线通信的主要部件，其中，第一交换机15具有集线器的作用，将摄像机11、传感器12、执行器13、监控板14等网络设备连接在一起，第一交换机15负责连接所有油浸变压器内部检测机器人内的网络设备、并完成数据交换功能，具体来说，第一交换机15用于接收网络设备的数据并将该数据发送给第一无线通信模块16，或者接收来自第一无线通信模块16的数据转发给相应的网络设备。第一无线通信模块16负责将有线的网络信号进行无线接入，具体来说，第一无线通信模块16用于将来自第一交换机15的有线数据转换为无线数据发送给第一天线17，或者用于将来自第一天线17的无线数据转换为有线数据发送给第一交换机15。第一天线17用于接收来自第一无线通信模块16的数据将其发送至油浸变压器内部检测机器人的控制装置2，或者接收来自油浸变压器内部检测机器人的控制装置2的数据将其发送给第一无线通信模块16。在一个实施例中，第一无线通信模块16可以包括无线ap移动站，无线ap移动站的功率很大，在信号干扰严重和远距离的情况下，能够实现有效数据传输。
25.在一个实施例中，第一天线17包括由多个天线构成的天线阵列，该多个天线基于所述油浸变压器内部检测机器人的表面均匀分布，这适于与油浸变压器内部检测机器人的控制装置2距离较远或环境干扰较大的情形。例如，油浸变压器内部检测机器人1可以是一个圆柱体，多个天线均匀设置在这个圆柱体的内部各面。当然，油浸变压器内部检测机器人1还可以是其他形状，可以根据油浸变压器内部检测机器人1的具体形状布置多个天线，这样，即使机器人在油浸变压器内部移动和转向时，仍有朝向或基本朝向控制装置的天线。在另一个实施例中，如与控制装置距离非常近且干扰较小，第一天线可以为一根全向天线。
26.在一个实施例中，油浸变压器内部检测机器人还包括电池18，电池18用于给所述各个网络设备、第一交换机15、第一无线通信模块16和第一天线17供电。在一个优选实施例中，该电池为锂电池。电池的使用能够避免机器人有线供电的弊端，使得机器人在油浸变压器内部的移动更加自由。
27.如图1所示，油浸变压器内部检测机器人的控制装置2包括监控设备21、操控设备22和第二交换机23、第二无线通信模块24和第二天线25，其中：监控设备21和操控设备22与第二交换机23连接，第二交换机23与第二无线通信模块24连接，第二无线通信模块24与第二天线25连接。
28.在图1所示的实施例中，监控设备21和操控设备22都是网络设备，它们分别与第二交换机23连接，除了这些网络设备，油浸变压器内部检测机器人的控制装置2还可以包括其他网络设备。
29.在图1所示的实施例中，第二交换机23、第二无线通信模块24及第二天线25是控制装置2无线通信的主要部件，其中，第二交换机23具有集线器的作用，将监控设备和操控设备等网络设备连接在一起，第二交换机23负责连接所有油浸变压器内部检测机器人的控制装置内的网络设备、并完成数据交换功能，具体来说，第二交换机23用于接收网络设备的数据并将该数据发送给第二无线通信模块24，或者接收来自第二无线通信模块24的数据转发
给相应的网络设备。第二无线通信模块24负责将有线的网络信号进行无线接入，具体来说，第二无线通信模块24用于将来自第二交换机23的有线数据转换为无线数据发送给第二天线25，或者用于将来自第二天线25的无线数据转换为有线数据发送给第二交换机23。第二天线25用于接收来自第二无线通信模块24的数据将其发送至油浸变压器内部检测机器人，或者接收来自油浸变压器内部检测机器人的数据将其发送给第二无线通信模块24。在一个实施例中，第二无线通信模块24可以包括无线ap基站，无线ap基站的功率很大，在信号干扰严重和远距离的情况下，能够实现有效数据传输。在图1所示的实施例中，第二天线可以是定向天线。
30.在图1所示的实施例中，摄像机11、传感器12、执行器13、监控板14、监控设备21、操控设备22以及其他网络设备都分别具有独立的ip地址，这些网络设备一起组成一个局域网。这些网络设备之间基于共同的网络通信协议(例如tcp/ip协议)进行通信。在图1所示系统的基础上，例如，将采集到的水温数据发送给监控设备，流程包括：
31.1、监控板14读取温度传感器的数据；
32.2、监控板14将数据通过网口发送给监控设备的socket(ip地址+端口号)；
33.3、经过第一交换机—第一无线通信模块—第一天线—第二天线—第二无线通信模块—第二交换机—监控设备的控制计算机—软件读取显示，其中第一无线通信模块和第二无线通信模块的通信是无线的。一个第二无线通信模块可以同时与多个第一无线通信模块通信。
34.4、控制装置的流程正好相反，由监控设备的软件发起，依然靠socket(ip地址+端口号)来确定机器人目标网络设备。
35.在图1所示的系统的基础上，本技术提供一种油浸变压器内部检测机器人的无线通信方法，如图2所示，该方法包括如下步骤。
36.步骤s201，通过第一网络设备采集数据。
37.第一网络设备包括摄像机11、传感器12、执行器13和监控板14等网络设备。例如，油浸变压器内部检测机器人的摄像头可以采集图像或视频。
38.步骤s202，通过第一交换机将第一网络设备采集的数据转发至第一无线通信模块。
39.第一交换机15具有集线器的作用，将摄像机11、传感器12、执行器13、监控板14等网络设备连接在一起，第一交换机15负责连接所有油浸变压器内部检测机器人内的网络设备、并完成数据交换功能，第一交换机15用于接收网络设备的数据并将该数据发送给第一无线通信模块16。
40.步骤s203，通过第一无线通信模块将来自第一交换机的有线数据转换为无线数据并发送至第一天线。
41.第一无线通信模块16负责将有线的网络信号进行无线接入，具体来说，第一无线通信模块16用于将来自第一交换机15的有线数据转换为无线数据发送给第一天线17。在一个实施例中，第一无线通信模块16可以包括无线ap移动站，无线ap移动站的功率很大，在信号干扰严重和远距离的情况下，能够实现有效数据传输。
42.步骤s204，通过第一天线将来自第一无线通信模块的无线数据发送至油浸变压器内部检测机器人的控制装置。
43.以上描述了油浸变压器内部检测机器人采集和发送数据的流程，油浸变压器内部检测机器人接收来自控制装置的数据的流程包括如下步骤。
44.步骤s205，通过第一天线从油浸变压器内部检测机器人的控制装置接收无线数据；
45.步骤s206，通过第一无线通信模块将来自第一天线的无线数据转换为有线数据；以及
46.步骤s207，通过第一交换机将来自第一无线通信模块的有线数据转发至多个第一网络设备中的一个或多个。
47.在图1所示的系统的基础上，本技术提供一种油浸变压器内部检测机器人的控制装置无线通信方法，如图3所示，该方法包括如下步骤。
48.步骤s301，通过第二天线从油浸变压器内部检测机器人接收数据。
49.步骤s302，通过第二无线通信模块将来自第一天线的无线数据转换为有线数据。
50.步骤s303，通过第二交换机将来自第二无线通信模块的有线数据转发至多个第二网络设备中的一个或多个。
51.以上描述了油浸变压器内部检测机器人的控制装置接收来自油浸变压器内部检测机器人的数据的流程，油浸变压器内部检测机器人的控制装置发送数据的流程包括如下步骤。
52.步骤s304，通过第二交换机将第二网络设备发送的控制数据转发至第二无线通信模块；
53.步骤s305，通过第二无线通信模块将来自第二交换机的数据转换为无线数据并发送至第二天线；以及
54.步骤s306，通过第二天线将来自第二无线通信模块的数据发送至所述油浸变压器内部检测机器人。
55.根据本技术提供的油浸变压器检测机器人、油浸变压器检测机器人的控制装置和油浸变压器检测系统，油浸变压器检测机器人及其控制装置具有无线ap移动站和无线ap基站，发出的功率比普通的wifi模块或普通的路由器大得多，能够有效抵抗信号干扰，也能实现远距离的传输，满足大数据量传输及高分辨率高清视频图像的要求。
56.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。