變電站室內(nèi)軌道式巡檢機器人的研制與應用

系統(tǒng)介紹通過研制傳動效率高、適應復雜環(huán)境的室內(nèi)軌道式巡檢機器人新型移動平臺，實現(xiàn)室內(nèi)設備巡檢作業(yè)，在需要監(jiān)測的區(qū)域架設專用軌道，搭載高清視頻設備和多種傳感器的移動機器人沿著軌道對室內(nèi)電力設備進行巡檢，可自動分析各種儀表、開關、設備溫度、環(huán)境溫度和濕度等各種重要信息，并傳輸至綜合管理平臺，對電力設備進行在線實時監(jiān)測。功能描述工作環(huán)境?工作范圍：變電站室內(nèi)設備區(qū)?工作環(huán)境溫度范圍：0°C?45°C項目研究內(nèi)容：軌道式移動平臺的研究研制室內(nèi)軌道式移動平臺，可適應任意形狀軌道，移動平臺移動速度快、定位準確運行平穩(wěn)，噪音低；軌道可根據(jù)需要任意進行多節(jié)組合，具備強度高、重量輕、抗腐蝕性強特點。軌道式機器人取電技術(shù)及通信技術(shù)的研究開展滑線取電技術(shù)在軌道式移動機器人上的應用研究，實現(xiàn)基于滑觸線的移動供電的系統(tǒng)，使得供電可靠，不發(fā)生電源中斷故障；研究應用電力載波通訊技術(shù)，進行音視頻、控制指令和系統(tǒng)狀態(tài)等信息的傳輸，做到整個通信過程的準確無誤。

機器人遠程綜合管理平臺研究研制機器人遠程綜合管理平臺，系統(tǒng)可設定自動巡檢任務，運行人員根據(jù)巡檢時間、周期、路線、目標類型靈活進行任務定制，機器人按照定制任務進行自動巡檢，巡檢數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中；自動生成設備紅外測溫或外觀異常報表，并自動將巡檢數(shù)據(jù)(溫度、分合狀態(tài)、儀表讀數(shù)等)和缺陷報警信息上送其它信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)組成外部系統(tǒng)層OWS丿輔助系統(tǒng)(_ 網(wǎng)絡 J基站層3§系統(tǒng)后臺8外部系統(tǒng)層OWS丿輔助系統(tǒng)(_ 網(wǎng)絡 J基站層3§系統(tǒng)后臺8路NVR( 網(wǎng)絡 3組合軌道機器人垂直軌道機器人[1垂直軌道機器人系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖

機器人系統(tǒng)為網(wǎng)絡分布式架構(gòu)，整體分為基站層和終端層共兩層?；緦佑珊笈_機及智能控制與分析軟件系統(tǒng)組成終端層為變電站室內(nèi)的軌道式巡檢機器人本體及軌道?；緦雍徒K端層通訊由網(wǎng)絡交換機、通信線纜等設備組成，負責建立基站層與終端層間透明的網(wǎng)絡通道。基站系統(tǒng)層主要由監(jiān)控主站、網(wǎng)絡集線器（HUB）或交換機等設備組成。基站控制系統(tǒng)采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，基于WindowsXP/Server2003 操作系統(tǒng)和.NetFramework2.0運行平臺；采用純面向?qū)ο蟮木幊陶Z言C#進行托管代碼編程;以面向?qū)ο蟮膬?nèi)存實時數(shù)據(jù)庫和大型商用關系型數(shù)據(jù)庫相結(jié)合；通過多線程進行耗時任務的后臺處理，避免阻塞用戶的界面操作；系統(tǒng)性能和可靠性高、維護和擴展方便。本系統(tǒng)還提供基于角色的安全權(quán)限控制；越變化死區(qū)和定周期采集相合的實時數(shù)據(jù)存儲機制；無損壓縮的巡檢數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等。移動站系統(tǒng)共分為兩大模塊：移動本體、控制檢測系統(tǒng)，主要完成運動控制、檢測信息采集處理、云臺控制、移動站定位、網(wǎng)絡通信等功能。基站和移動站的連接采用無線通信設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠傳和命令的遙控。在此基礎上，可以方便接入電力系統(tǒng)生產(chǎn)專用光纖通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)與調(diào)度中心的數(shù)據(jù)交換。

軟件結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)共分為4層，分別為數(shù)據(jù)層、功能層、邏輯層和表示層，如下圖所示。各模塊基于接口編程，廣泛應用設計模式，降低模塊間的耦合，系統(tǒng)架構(gòu)清晰，功能擴展方便。數(shù)據(jù)訪問層數(shù)據(jù)庫r串口通訊業(yè)務邏輯層服務層基礎通用服務數(shù)據(jù)服務視頻服務電子地圖服務 高級應用信息檢索1P 1電子地圖i定制報表機器人控制> 統(tǒng)計分析-J表示層用戶人際交互界面數(shù)據(jù)查詢 :系統(tǒng)配置界面數(shù)據(jù)訪問層數(shù)據(jù)庫r串口通訊業(yè)務邏輯層服務層基礎通用服務數(shù)據(jù)服務視頻服務電子地圖服務 高級應用信息檢索1P 1電子地圖i定制報表機器人控制> 統(tǒng)計分析-J表示層用戶人際交互界面數(shù)據(jù)查詢 :系統(tǒng)配置界面高級應用服務控制服務系統(tǒng)調(diào)試界面三數(shù)據(jù)庫平臺F其他系統(tǒng)■NETFrameWork框架計算機硬件平臺、操作系統(tǒng)、TCP/IP通訊、無線通訊基站監(jiān)控后臺軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能1） 檢測功能（1） 通過可見光攝像儀檢測變電站室內(nèi)設備的外觀（2） 通過音頻采集設備檢測和分析室內(nèi)內(nèi)設備噪聲2） 自動巡航功能（1） 按預先規(guī)劃的任務，自動在軌道上行駛；（2） 自動在預置位精確停靠；（3）自動調(diào)用云臺預置位檢測閥廳設備。3） 分析及報警（1）設備故障或缺陷的智能分析和自動報警；（2）自動生成設備巡視等報表；4） 控制功能（1）設備巡檢人員可在監(jiān)控后臺進行巡視；（2）可對機器人本體、云臺、可見光攝像儀進行手動控制或自動規(guī)劃指令下發(fā)；（3）實現(xiàn)室內(nèi)設備巡視的本地及遠方操作。性能指標＞工作溫度-20°C~50°C＞工作濕度5%-95%RH＞外殼防護等級IP43＞重量