一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤的制作方法

本发明涉及机器人电子皮肤，特别是涉及一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤。

背景技术：

1、随着人工智能和机器人技术的发展，机器人皮肤的需求随之增加，包括柔性传感、弹性材料、动态响应等方面的机器人皮肤技术不断创新和完善，这些技术的进步推动机器人皮肤产业的快速发展。柔性电子皮肤目前已经在医疗、军事、娱乐等领域得到应用，并且有潜力在更广泛的领域应用，如服务机器人、教育机器人、电力机器人等，这些都将进一步促进机器人皮肤产业的发展。

2、变压器是电力系统中重要的设备之一，其正常运行对电力系统的稳定运行至关重要。然而，变压器内部故障可能会导致变压器噪声的变化，从而影响变压器的正常运行。因此，对变压器噪声的监测和识别具有重要意义。现有的巡检机器人以自主或遥控的方式，在无人值守或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，采用的声学成像模块仅支持数据采集功能，由于声学成像模块并不包含设备异常状态评估，对变压器噪声监测技术，无法满足实时采集和处理数据的要求，因此，提供一种可以实时采集和处理噪声数据的电子皮肤成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，以满足电力巡检变压器内部故障的使用要求，解决现有技术中存在的问题和限制。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，该柔性电子皮肤由上封层材料、传感单元和基底层材料组成，所述传感单元设置于上封层材料与基底层材料之间，所述传感单元包括自上而下依次设置的噪声信号监测单元、信号处理单元、噪声特征提取与分类单元、控制单元；

3、所述噪声信号监测单元包括多个柔性震动传感器，呈“米”字形排布，可以同时获取多个位置的噪声信号，用于测量各种频率和幅度的震动和位移，并将其转化为相应的电信号发送给噪声特征提取与分类单元进行数据处理；

4、所述信号处理单元可对采集到的声音信号进行放大、滤波和数字化处理；

5、所述噪声特征提取与分类单元能实时识别配电变压器正常噪声和异常噪声、并能识别和过滤干扰噪声；

6、所述控制单元包括与其线连接的电力巡检机器人控制系统，所述控制单元将数据传输到电力巡检机器人控制系统中进行综合分析判断，电力巡检机器人控制系统根据噪声特征提取与分类单元的输出结果，对变压器进行相应的操作。

7、进一步，所述上封层材料为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯中的一种或多种。

8、进一步，所述基底层材料为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯中的一种或多种。

9、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、噪声信号监测单元包括多个柔性震动传感器采用二维阵列的方式进行排布，具体呈“米”字形排布，可以同时获取多个位置的噪声信号，进而实现空间上更精细、全面的观测和测量，通过将柔性震动传感器组装成二维阵列，可以进一步提高其对振动信号的分辨率和灵敏度，并有效处理强噪声干扰环境下的复杂振动信号；柔性震动传感器通过改变内部材料的应变程度来感知周围环境中的振动，将收集到的噪声震动信号转化为电信号输出，从而实现对振动信号的测量和分析，其具有良好的柔韧性和可塑性，在复杂构形和曲面表面上更易实现贴合式安装。

10、2、提出一种柔性电子皮肤结构来判断变压器是否存在故障，包括噪声信号监测单元、信号处理单元、噪声特征提取与分类单元、控制单元，实现对变压器信号的采集、过滤干扰噪声、分析正常噪声、检测异常噪声、判断故障等，能够提高故障诊断准确率。

技术特征：

1.一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，该柔性电子皮肤由上封层材料（1）、传感单元和基底层材料（6）组成，其特征在于，所述传感单元设置于上封层材料（1）与基底层材料（6）之间，所述传感单元包括自上而下依次设置的噪声信号监测单元（2）、信号处理单元（3）、噪声特征提取与分类单元（4）、控制单元（5）；

2.根据权利要求1所述的一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，其特征在于，所述上封层材料为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，其特征在于，所述基底层材料为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯中的一种或多种。

技术总结
本发明提供一种用于电力巡检机器人的柔性电子皮肤，该柔性电子皮肤由上封层材料、传感单元和基底层材料组成，所述传感单元设置于上封层材料与基底层材料之间，所述传感单元包括自上而下依次设置的噪声信号监测单元、信号处理单元、噪声特征提取与分类单元、控制单元，控制单元将数据传输到电力巡检机器人控制系统中进行综合分析判断，从而判断变压器是否存在故障，电力巡检机器人根据噪声特征提取与分类单元的输出结果，对变压器进行相应的操作，如果噪声数据范围在正常范围内时，则继续采集数据，如果噪声数据范围超出正常范围，则会发出报警。

技术研发人员：杨剑乐,贺宁,张三,何志仙
受保护的技术使用者：青岛爱皮欧智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15