地空異構式變電站全方位巡檢系統技術方案

本發明專利技術公開了變電站巡檢系統設計領域的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統。其技術方案是，所述系統包括地面巡檢移動機器人子系統、空中巡檢飛行機器人子系統、監控中心和能源補給站；地面巡檢移動機器人子系統、空中巡檢飛行機器人子系統和監控中心通過無線信號連接。本發明專利技術利用機器人組合進行變電站巡檢，巡檢角度靈活，視線全面，從而節省人力資源，降低惡劣地理條件與氣象環境中的巡檢難度，縮短巡檢便利時間，提高日常檢修效率，并且解決了獨立機器人進行巡檢時的誤判誤操作情況。本發明專利技術不僅適用于變電站巡檢，可將其擴展，應用于更多領域的搜索與巡檢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于變電站巡檢系統設計領域，尤其涉及一種地空異構式變電站全方位巡檢系統。
技術介紹
變電站設備巡檢是為有效保證變電站設備安全運行、提高供電可靠性而進行的一項重要工作。長期以來，我國電カ行業沿用的變電站設備人工巡檢作業方式，由于變電站巡檢線路長，范圍廣，部分變電站地域偏僻，海拔較高，地理條件與氣象環境惡劣，經常出現大風、大霧、冰雪、雷雨等惡劣天氣，這使得每天至少兩次的例行巡檢只靠人工巡檢工作困難、效率低，管理成本高，完成質量不理想。且在高壓、超高壓條件下，人工巡檢具有很大的危險性。因此人們開始向機器人巡檢系統進行探索。 目前，存在的變電站機器人巡檢設計往往是地面移動機器人或飛行機器人單獨完成巡檢。由于變電站設備大小不一，用地面移動機器人無法全方位巡檢所有設備；而飛行機器人雖然視角靈活可變，但飛行時間有限，很難一次性完成全程巡檢。故將地面移動機器人與飛行機器人結合起來協作巡檢，有助于在變電站中長期、全方位地巡檢各類設備。
技術實現思路
針對上述
技術介紹
中所述的目前變電站巡檢方式存在的不足，本專利技術提出了ー種地空異構式變電站全方位巡檢系統。一種地空異構式變電站全方位巡檢系統，其特征在于，所述系統包括地面巡檢移動機器人子系統、空中巡檢飛行機器人子系統、監控中心和能源補給站；所述地面巡檢移動機器人子系統包括多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一控制器、第一無線通信模塊、任務分解與規劃模塊和降落平臺；所述空中巡檢飛行機器人子系統包括自主飛行控制模塊、傳感器模塊、能源供給與管理模塊、第二控制器、第ニ無線通信模塊和圖像采集模塊；其中，所述多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一無線通信模塊和任務分解與規劃模塊分別與所述第一控制器連接；所述多傳感器數據采集及控制模塊用于實時數據的采集與控制，控制地面巡檢移動機器人獲得周圍設備的狀態；所述運動控制模塊用于控制地面巡檢移動機器人進行移動；所述導航模塊用于對地面巡檢移動機器人進行定位，實現精準避障和位置識別；所述能源管理模塊用于補給地面巡檢移動機器人自身能源以及空中巡檢機器人能源；第一無線通信模塊用于將采集到的實時數據在地面巡檢移動機器人和空中巡檢飛行機器人器人之間及地面巡檢移動機器人與監控中心之間進行交互；所述任務分解與規劃模塊用于將監控中心發來的任務進行分解，將任務分成地面執行部分和空中執行部分，并規劃出巡檢路徑和重點觀察的設備，以及空中巡檢飛行機器人起飛時間，觀察視點和飛行軌跡；所述第一控制器通過發送控制指令對地面巡檢機器人進行控制；所述自主飛行控制模塊、傳感器模塊、能源供給與管理模塊、第二無線通信模塊和圖像采集模塊分別與所述第二控制器連接；所述自主飛行控制模塊用于實時測量空中巡檢飛行機器人的飛行姿態；所述傳感器模塊用于測量變電站中的氣壓、溫度、濕度和風速；所述能源供給與管理模塊用于為空中巡檢飛行機器人測算飛行時間和提供所需能量；所述第ニ無線通信模塊用于空中巡檢飛行機器人與監控中心子以及地面巡檢移動機器人子系統進行通信，交互任務信息，相對位置和能量水平及采集到的設備狀態信息，并接受監控中心子系統發出的控制指令；所述圖像采集模塊用于采集設備狀態信息；所述第二控制器通過發送控制指令對空中巡檢飛行機器人進行控制；所述第一無線通信模塊分別與第二無線通信模塊和監控中心通過無線信號連接;所述第二無線通信模塊分別與所述第一無線通信模塊和監控中心通過無線信號連接。 所述監控中心包括數據存儲服務器、巡檢系統軟件服務器和顯示屏；所述數據存儲服務器、巡檢系統軟件服務器和顯示屏順次連接；所述數據存儲服務器用于將接收到的實時數據進行存儲，并將實時數據傳給巡檢系統軟件服務器；所述巡檢系統軟件服務器用于通過無線信號發送控制信息，并將接收的實時數據顯示在顯示屏上。所述能源補給站包括兩種充電方式；所述充電方式包括即到即充方式和定時充電方式；所述能源補給站用于為巡檢機器人補給能源。所述能源補給站包括若干充電機柜；所述充電機柜側面裝有自動旋轉除塵刷，用于為巡檢機器人表面進行清理。所述能源補給站站頂部包括遮光罩，用于惡劣天氣時，對巡檢機器人進行保護。所述能源管理模塊充電方式包括能源補給站補給方式和太陽能充電方式。本專利技術的有益效果是I.本專利技術利用機器人組合進行變電站巡檢，巡檢角度靈活，視線全面，從而節省人カ資源，降低惡劣地理條件與氣象環境中的巡檢難度，縮短巡檢便利時間，提高日常檢修效率。2.本系統通過空地異構機器人協作，地面巡檢移動機器人子系統、空中巡檢飛行機器人子系統、監控中心子系統相互實時交互，精確進行定位，解決了獨立機器人進行巡檢時的誤判誤操作情況。3.本專利技術不僅適用于變電站巡檢，可將其擴展，應用于更多領域的捜索與巡檢。說明書附I是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的結構示意圖；圖2是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的系統結構方框圖；圖3是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的地面巡檢移動機器人子系統結構示意圖；圖4是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的空中巡檢飛行機器人子系統結構示意圖；圖5是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的監控中心結構示意其中1-空中巡檢飛行機器人子系統；2_監控中心；3_降落平臺；4_能源管理模塊；5_地面巡檢移動機器人子系統；6_能源補給站。具體實施例方式下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術的范圍及其應用。圖I是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的結構示意圖。圖I中，本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統包括空中巡檢飛行機器人子系統I、監控中心2、降落平臺3、能源管理模塊4、地面巡檢移動機器人子系統5和能源補給站6。圖2是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的系統結構方框圖。圖2中，本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的空 中巡檢飛行機器人子系統I、監控中心2和地面巡檢移動機器人子系統5通過無線信號相互連接，實現了空中巡檢飛行機器人與監控中心子以及地面巡檢移動機器人子系統進行通信，交互任務信息，相對位置和能量水平及采集到的設備狀態信息，并接受監控中心子系統發出的控制指令。圖3是本專利技術提供的一種地空異構式變電站全方位巡檢系統的地面巡檢移動機器人子系統結構示意圖。圖3中，地面巡檢移動機器人子系統包括多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一控制器、第一無線通信模塊、任務分解與規劃模塊和降落平臺。所述多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一無線通信模塊和任務分解與規劃模塊分別與所述第一控制器連接。所述多傳感器數據采集及控制模塊用于實時數據的采集與控制，控制地面巡檢移動機器人獲得周圍設備的狀態；所述運動控制模塊用于控制地面巡檢移動機器人進行移動；所述導航模塊用于對地面巡檢移動機器人進行定位，實現精準避障和位置識別；所述能源管理模塊用于補給地面巡檢移動機器人自身能源以及空中巡檢機器人能源；第ー無線通信模塊用于將采集到的實時數據在地面巡檢移動機器人和空中巡檢飛行機器人器人之間及地面巡檢移動機器人與監控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地空異構式變電站全方位巡檢系統，其特征在于，所述系統包括地面巡檢移動機器人子系統、空中巡檢飛行機器人子系統、監控中心和能源補給站；所述地面巡檢移動機器人子系統包括多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一控制器、第一無線通信模塊、任務分解與規劃模塊和降落平臺；所述空中巡檢飛行機器人子系統包括自主飛行控制模塊、傳感器模塊、能源供給與管理模塊、第二控制器、第二無線通信模塊和圖像采集模塊；其中，所述多傳感器數據采集及控制模塊、導航模塊、能源管理模塊、運動控制模塊、第一無線通信模塊和任務分解與規劃模塊分別與所述第一控制器連接；所述多傳感器數據采集及控制模塊用于實時數據的采集與控制，控制地面巡檢移動機器人獲得周圍設備的狀態；所述運動控制模塊用于控制地面巡檢移動機器人進行移動；所述導航模塊用于對地面巡檢移動機器人進行定位，實現精準避障和位置識別；所述能源管理模塊用于補給地面巡檢移動機器人自身能源以及空中巡檢機器人能源；第一無線通信模塊用于將采集到的實時數據在地面巡檢移動機器人和空中巡檢飛行機器人器人之間及地面巡檢移動機器人與監控中心之間進行交互；所述任務分解與規劃模塊用于將監控中心發來的任務進行分解，將任務分成地面執行部分和空中執行部分，并規劃出巡檢路徑和重點觀察的設備，以及空中巡檢飛行機器人 起飛時間，觀察視點和飛行軌跡；所述第一控制器通過發送控制指令對地面巡檢機器人進行控制；所述自主飛行控制模塊、傳感器模塊、能源供給與管理模塊、第二無線通信模塊和圖像采集模塊分別與所述第二控制器連接；所述自主飛行控制模塊用于實時測量空中巡檢飛行機器人的飛行姿態；所述傳感器模塊用于測量變電站中的氣壓、溫度、濕度和風速；所述能源供給與管理模塊用于為空中巡檢飛行機器人測算飛行時間和提供所需能量；所述第二無線通信模塊用于空中巡檢飛行機器人與監控中心子以及地面巡檢移動機器人子系統進行通信，交互任務信息，相對位置和能量水平及采集到的設備狀態信息，并接受監控中心子系統發出的控制指令；所述圖像采集模塊用于采集設備狀態信息；所述第二控制器通過發送控制指令對空中巡檢飛行機器人進行控制；所述第一無線通信模塊分別與第二無線通信模塊和監控中心通過無線信號連接；所述第二無線通信模塊分別與所述第一無線通信模塊和監控中心通過無線信號連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳華，仇曉偉，楊國田，柳長安，劉春陽，
申請(專利權)人：華北電力大學，
類型：發明
國別省市：