一种用于变电站高处检修的机器人系统及其使用方法与流程

1.本说明书涉及检修机器人技术领域，具体涉及一种用于变电站高处检修的机器人系统及其使用方法。


背景技术：

2.变电站是电力系统中的重要部分，为保证变电站的正常运行，需定期对变电站进行综合检修，及时消缺。检修过程中，比如垂直式闸刀检修或过热处理过程中，由于设备高度达到4米以上，作业时，起重机停在巡视通道上，由作业人员搭乘起重机吊斗，通过吊臂的伸缩使起重机吊斗到达作业面，作业人员升至高处进行检修作业。由于吊臂可移动空间狭小且伸缩距离往往达到20米以上，并且检修工作面的相邻间隔或上方的跨线可能带电，因此，即便对于经验丰富、配合默契的起重操作员和指挥员，也经常出现停车位置不合适，达不到作业面的情况，对作业人员的工作要求极高，检修效率低，而且，作业人员的工作风险较大，可能会发生高坠或者触电风险。


技术实现要素：

3.本发明克服现有技术的缺点，提供一种用于变电站高处检修的机器人系统及其使用方法，可以降低工作人员的工作风险，提高检修工作效率。
4.本说明书实施例提供以下技术方案：本说明书实施例提供一种用于变电站高处检修的机器人系统，包括：检修机器人本体、远程操控平台和生产管理系统，检修机器人本体与远程操控平台交互连接，用于实时采集预设检测范围中的数据信息，以及接收并执行远程操控平台发出的工作指令；远程操控平台用于在接收到检修机器人发出的数据信息后，基于数据信息输出工作指令，远程操控平台还与生产管理系统交互连接，输出检修进度信息；生产管理系统用于接收检修进度信息，以及控制远程操控平台的检修权限。
5.作为本发明的进一步改进，检修机器人本体包括：定位系统、视频采集系统、机械手和升降平台，定位系统基于设备信息划定检修工位；视频采集系统采用全角度摄像头，用于在远程操控平台的控制下，实时采集预设检测范围中的数据信息；机械手包括仿生机械手，用于执行远程操控平台发出的工作指令实现检修工作；升降平台采用液压机构，用于执行远程操控平台发出的实施工作指令将检修机器人本体移动至预设位置。
6.作为本发明的进一步改进，机械手设置在升降平台上方。
7.作为本发明的进一步改进，仿生机械手具有6个自由度。
8.作为本发明的进一步改进，定位系统搭载ros系统。
9.作为本发明的进一步改进，远程操控平台包括显示器、程控软件和输入设备，
显示器显示数据信息和检修进度信息；输入设备采用仿生型手柄，用于接收用户的输入指令；程控软件接收输入指令后，将输入指令转换为对应的工作指令，并输出工作指令。
10.本说明书实施例提供还提供一种用于变电站高处检修的机器人的使用方法，包括：通过检修机器人本体实时采集预设检测范围中的数据信息，以及接收并执行远程操控平台发出的工作指令，其中，数据信息包括检修机器人本体信息和工作面图像信息，工作指令包括检修指令和位置指令；通过远程操控平台接收检修机器人发出的数据信息后，基于数据信息输出工作指令，以及输出检修进度信息；通过生产管理系统接收检修进度信息，以及控制远程操控平台的检修权限。
11.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过远程操控平台可实现远程控制检修机器人本体，工作人员在地面或远端即可控制检修机器人本体，开展检修工作，解决了工作人员必须登高才能作业的弊端，避免了工作人员高坠或触电伤害的风险；并且远程控制使得工作人员可异地操作，可快速响应紧急情况，节省了工作人员的路程时间，提高了工作效率高，节约了检修和停电成本。
附图说明
12.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
13.图1是本说明书实施例提供的一种用于变电站高处检修的机器人系统的结构示意图。
具体实施方式
14.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，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。
15.在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作(或步骤)可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤；所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
16.为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
17.实施例一：如图1所示，一种用于变电站高处检修的机器人系统，应用于220kv及以下电压等级的变电站，包括：检修机器人本体、远程操控平台和生产管理系统，检修机器人本体与远程操控平台交互连接，用于实时采集预设检测范围中的数据信息，以及接收并执
行远程操控平台发出的工作指令，其中，数据信息包括检修机器人本体信息和工作面图像信息，工作指令包括检修指令和位置指令；远程操控平台用于在接收到检修机器人发出的数据信息后，基于数据信息输出工作指令，远程操控平台还与生产管理系统交互连接，输出检修进度信息；生产管理系统用于接收检修进度信息，以及控制远程操控平台的检修权限。
18.实施中，本说明书实施例提供的一种用于变电站高处检修的机器人系统，以光纤或移动通信技术为基础，实现机器人系统中各个模块行之间的交互连接，以及实现机器人系统与工作面之间数据信息和动作指令的实时交互传输。
19.实施中，远程控制平台控制检修机器人本体移动至待检修位置，检修机器人本体具有视频采集的功能，可实时采集预设检测范围中的数据信息，及时输出检修机器人本体信息和工作面图像信息至远程控制平台，为检修人员提供实时数据信息，方便检修人员根据数据信息下发动作指令。
20.需要说明的是，预设检测范围可根据具体应用进行设置，比如预设检测范围设置为机器人系统周边及待检修设备工作面，在此不做具体限定。
21.实施中，远程操控平台实时接收检修机器人本体发送的数据信息，将数据信息展示给检修人员，检修人员可根据现场情况及时采取相应的检修动作，远程控制平台将检修动作转换成相应的动作指令，检修机器人本体接收并执行动作指令。本发明基于对检修机器人本体实时远程操控，完成检修作业，解决了检修人员必须登高才能作业的弊端，避免了检修人员高坠和触电伤害的风险，降低了人员伤害的风险。
22.同时，使用检修机器人本体实施检修作业，检修人员无需达到现场即可进行远程操控，降低了检修人员必须到达现场的出车成本，加快了响应速度，提高了工作效率。尤其对偏远地区变电站所发生的紧急供电情况，检修人员可快速响应并进行远程检修工作。
23.在一个具体的实施例中，远程控制平台可控制检修机器人本体执行抓握、松紧螺丝，喷涂松动剂，打磨接触面，涂抹导电膏，测量回路电阻等一系列常规检修动作，也可控制检修机器人本体执行上升、下降等位置变动。
24.同时，远程控制平台将检修进度信息同步至生产管理系统，由生产管理系统跟踪检修进度信息，下发和限制远程管理系统的检修权限。
25.在一些实施方式中，检修机器人本体包括：定位系统、视频采集系统、机械手和升降平台，定位系统基于设备信息划定检修工位；视频采集系统采用全角度摄像头，用于在远程操控平台的控制下，实时采集预设检测范围中的数据信息；机械手包括仿生机械手，用于执行远程操控平台发出的工作指令实现检修工作；升降平台采用液压机构，用于执行远程操控平台发出的实施工作指令将检修机器人本体移动至预设位置。
26.实施中，定位系统为基于ros(robot operating system)平台开发的定位系统，对变电站中每个设备划定检修工位，根据检修进度信息，将检修机器人本体停在最佳的工作位置。ros是适用于机器人编程的常用框架，使用ros开发定位系统，有利于模块化的修改和升级，在一定程度上简化了开发难度，提高了开发效率。
27.实施中，视频采集系统采用全角度摄像头，优选地，全角度摄像头具备缩放和旋转功能，不仅可实时采集预设检测范围中的图像等数据信息，监视工作面的检修情况，同时，全角度摄像头能做到无缝监控，实现最有效率的监控效果。
28.实施中，机械手设置在升降平台上方。在远程控制平台的控制下，根据定位系统的位置检测，升降平台实现垂直、水平、旋转三维方向上的移动，将机械手抬升至工作面的高度；检修过程中，远程控制平台根据接收的数据信息实时控制升降平台移动，保证机械手可进行多角度的作业。优选地，升降平台为液压升降平台。
29.优选地，升降平台上升的最大高度为7m。
30.实施中，机械手包括仿生机械手，仿生机械手作为常用的检修工具，集合了电动板手和螺丝刀等工具的功能，具备执行抓握导线,拆接试验接线，松紧螺丝，喷涂松动剂，打磨接触面，涂抹导电膏，测量回路电阻等一系列常规检修动作指令的功能。优选地，仿生机械手具有6个自由度。
31.在一个具体的实施方式中，检修机器人本体的尺寸为：1.32m
×
0.76m
×
1.83m。
32.实施中，检修机器人的尺寸大小得当，当升降平台收缩时，检修机器人本体可以方便的在狭小空间进出，解决了狭小空间大型机械无法达到工作面的问题。
33.在一些实施方式中，远程操控平台包括显示器、程控软件和输入设备，显示器显示数据信息和检修进度信息；输入设备采用仿生型手柄，用于接收用户的输入指令；程控软件接收输入指令后，将输入指令转换为对应的工作指令，并输出工作指令。
34.实施中，远程控制平台接收到检修机器人本体发送的数据信息，将数据信息在显示器上进行展示，方便检修人员更直观的获取检修进度信息，远程操控检修机器人本体。
35.需要说明的是，数据信息为方便远程控制检修机器人本体进行检修工作所需的信息，包括检修机器人本体信息和工作面图像信息，检修机器人本体信息包括：升降平台的高度信息和机械手各个自由度对应的角度信息等信息；工作面图像信息包括：当前作业位于标准作业中的进度和作业状态等信息。具体徐展示的数据信息可根据实际需求进行设置，在此不做限制。
36.在一些实施方式中，输入设备与显示器交互连接，检修人员通过输入设备输入模拟量，下发动作指令。
37.在一个具体的实施例中，输入设备采用仿生型手柄，检修人员可通过仿生型手柄上面的按键实现动作指令的输入。
38.在一个具体的实施例中，输入设备包括鼠标和键盘，检修人员通过鼠标控制操作界面，通过键盘输入数字量。
39.实施中，程控软件在显示器界面上提供操作按钮，结合输入设备采集检修人员的动作信号，将动作信号转换成相应的动作指令，传输给检修机器人本体执行。
40.实施例二一种用于变电站高处检修的机器人的使用方法，包括：通过检修机器人本体实时采集预设检测范围中的数据信息，以及接收并执行远程操控平台发出的工作指令，其中，数据信息包括检修机器人本体信息和工作面图像信息，工作指令包括检修指令和位置指令；
通过远程操控平台接收检修机器人发出的数据信息后，基于数据信息输出工作指令，以及输出检修进度信息；通过生产管理系统接收检修进度信息，以及控制远程操控平台的检修权限。
41.实施中，检修人员通过远程控制平台发送的动作指令，控制检修机器人本体移动至待检修位置，检修机器人本体实时采集并输出预设检测范围中的数据信息，为检修人员提供实时数据信息，方便检修人员根据数据信息下发动作指令。
42.实施中，远程操控平台实时接收检修机器人本体发送的数据信息，将数据信息展示给检修人员，检修人员可根据现场情况及时采取相应的检修动作，远程控制平台将检修动作转换成相应的动作指令，检修机器人本体接收并执行动作指令。
43.本发明基于对检修机器人本体实时远程操控，完成检修作业，解决了检修人员必须登高才能作业的弊端，避免了检修人员高坠和触电伤害的风险，降低了人员伤害的风险。同时，远程操控检修机器人本体实施检修作业，加快了响应速度，提高了工作效率。
44.以上所述之具体实施方式为本发明一种用于变电站高处检修的机器人及其使用方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。