CN108319265A - 一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，该系统包括地面行走控制系统、云台升降控制系统、巡检信息采集系统、供电电源系统、报警系统、工业控制主机和远程控制平台，本发明能够准确检测、采集电力机房内设备的工作状态，即时向控制中心传送采集信息，并对机房内部环境数据进行实时监控，实现自动巡检、重点区域巡检、远程控制巡检，可及时发现设备中存在的事故隐患，进行各类联动报警，有效提高了设备隐患的发现能力，确保机房电力设备安全可靠高效运行。

Description

一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法。

背景技术

随着“大运行”体系的全面建成，电力调控系统承担的业务职能由传统的单一性调度管理向多重化的生产运行管理方向转变。地县调一体化建设、自动化配网、AVC控制系统的运行等为自动化专业的管理提出了更高的要求。自动化电力机房作为信息化系统工程建设的“心脏”，是电网公司调度数据网的枢纽，是各类实时信息应用和业务系统的核心，地位十分重要，自动化电力机房的有效管控也成为必须解决的难题。

目前，国家电网电力系统的电力机房巡检方式主要是依靠人工巡检，即依靠人工运用感官、抄表、记录以及使用一些相配套的检测仪器对变电设备进行简单定性判断的检查，这些巡检方式劳动强度大、工作效率低、主观因素多，难以保证巡检准确性，另外，由于电力机房的环境特殊性，工作人员在巡检时，会受到电磁辐射，对人身造成伤害。

随着社会的进步与科学技术的发展，智能机器人的研究方兴未艾。因此，针对电力机房的环境特殊性和巡检项目要求，研发设计一套用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，是一件非常有必要的事情。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，能够准确检测、采集电力机房内设备的工作状态，即时向控制中心传送采集信息，并对机房内部环境数据进行实时监控，实现自动巡检、重点区域巡检、远程控制巡检，可及时发现设备中存在的事故隐患，进行各类联动报警，有效提高了设备隐患的发现能力，确保机房电力设备安全可靠高效运行。

本发明采用的技术方案是：一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，包括地面行走控制系统、云台升降控制系统、巡检信息采集系统、供电电源系统、报警系统、工业控制主机和远程控制平台，地面行走控制系统由行走电机驱动控制器、动力驱动轮装置和Kinect深度摄像头组成，行走电机驱动控制器接收由工业控制主机发出的前行、后退、左转、右转和停止指令，行走电机驱动控制器控制动力驱动轮装置执行前行、后退、左转、右转和停止动作，Kinect深度摄像头感应和摄取周围环境信息，感应和摄取设备位置信息，感应和摄取障碍物位置信息，并将信息传输至工业控制主机，云台升降控制系统由升降电机驱动控制器、升降驱动电机、云台升降装置和行程限位传感器组成，升降电机驱动控制器接收由工业控制主机发出的上升、下降和停止指令，升降驱动电机接收正转、反转和停止指令并进行动作，云台升降装置受升降驱动电机驱动，进行上升、下降和停止动作，行程限位传感器控制云台升降装置的上升最高位和下降最低位，巡检信息采集系统由云台摄像机、低位摄像机、温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器组成，云台摄像机检测和摄取电力机房内所有设备上部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机，低位摄像机检测和摄取电力机房内所有设备下部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机，温湿度传感器检测机房内部环境和所有设备的温湿度数据，并传输至工业控制主机，声音传感器检测机房内部环境的声音数据，并传输至工业控制主机，烟雾传感器检测机房内部环境的烟雾数据，并传输至工业控制主机，供电电源系统由蓄电池、电源管理控制器、AC充电口、红外对位传感器和控制开关组成，蓄电池为各个控制系统提供相应的电压，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，AC充电口为蓄电池充电，红外对位传感器寻找并准确对位充电桩，控制开关接通和切断供电线路，控制机器人的开启，报警系统由声音报警器和灯光报警器组成，声音报警器发出声音报警信号，灯光报警器发出灯光报警信号，工业控制主机对信息和数据进行收集、存储和处理，经过分析运算后，发出控制信号，远程控制平台对工业控制主机传输的数据进行存储、分析、汇总，地面行走机器人的控制方法的控制过程如下：

步骤一，打开控制开关，接通供电线路，启动地面行走机器人；

步骤二，控制Kinect深度摄像头摄取电力机房房间位置信息和各个检测点位置信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，规划出地面行走机器人的行走路线；

步骤三，工业控制主机按照行走路线发出控制指令，地面行走控制系统接收控制指令并控制地面行走机器人在电力机房中行走，到达各个检测点；

步骤四，工业控制主机发出控制指令，云台升降控制系统接收控制指令并控制云台升降装置升降至准确检测位置；

步骤五，云台摄像机和低位摄像机检测并摄取电力机房内设备各个检测点的运行状态信息和运行数据，并传输至工业控制主机，温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器检测机房内部环境的温湿度、声音和烟雾数据，并传输至工业控制主机；

步骤六，工业控制主机对接收到的信息进行数据处理，并将处理结果进行判断，如果发现需要发出报警的项目，就会发出报警指令，报警系统接收工业控制主机的报警指令，发出声音和灯光报警信号，以提示工作人员进行下一步检查；

步骤七，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，巡检任务结束后或电量不足时，地面行走机器人回充电桩，经AC充电口为蓄电池充电；

步骤八，地面行走机器人在电力机房中行走并巡检时，Kinect深度摄像头实时感应和摄取周围环境信息，遇到障碍物时，Kinect深度摄像头会获取障碍物信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，指示地面行走控制系统进行避障，并重新规划行走路线；

步骤九，地面行走机器人完成一次巡检任务结束后，自动返回原地，工业控制主机将本次巡检的信息和数据上传至远程控制平台，等待下一次巡检任务的开始。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：能够准确检测、采集电力机房内设备的工作状态，即时向控制中心传送采集信息，并对机房内部环境数据进行实时监控，实现自动巡检、重点区域巡检、远程控制巡检，可及时发现设备中存在的事故隐患，进行各类联动报警，有效提高了设备隐患的发现能力，确保机房电力设备安全可靠高效运行。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

1-地面行走控制系统、2-云台升降控制系统、3-巡检信息采集系统、4-供电电源系统、5-报警系统、6-工业控制主机、7-远程控制平台

具体实施方式

如图1所示，一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，包括地面行走控制系统1、云台升降控制系统2、巡检信息采集系统3、供电电源系统4、报警系统5、工业控制主机6和远程控制平台7，地面行走控制系统1由行走电机驱动控制器、动力驱动轮装置和Kinect深度摄像头组成，行走电机驱动控制器接收由工业控制主机6发出的前行、后退、左转、右转和停止指令，行走电机驱动控制器控制动力驱动轮装置执行前行、后退、左转、右转和停止动作，Kinect深度摄像头感应和摄取周围环境信息，感应和摄取设备位置信息，感应和摄取障碍物位置信息，并将信息传输至工业控制主机6，云台升降控制系统2由升降电机驱动控制器、升降驱动电机、云台升降装置和行程限位传感器组成，升降电机驱动控制器接收由工业控制主机6发出的上升、下降和停止指令，升降驱动电机接收正转、反转和停止指令并进行动作，云台升降装置受升降驱动电机驱动，进行上升、下降和停止动作，行程限位传感器控制云台升降装置的上升最高位和下降最低位，巡检信息采集系统3由云台摄像机、低位摄像机、温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器组成，云台摄像机检测和摄取电力机房内所有设备上部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机6，低位摄像机检测和摄取电力机房内所有设备下部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机6，温湿度传感器检测机房内部环境和所有设备的温湿度数据，并传输至工业控制主机6，声音传感器检测机房内部环境的声音数据，并传输至工业控制主机6，烟雾传感器检测机房内部环境的烟雾数据，并传输至工业控制主机6，供电电源系统4由蓄电池、电源管理控制器、AC充电口、红外对位传感器和控制开关组成，蓄电池为各个控制系统提供相应的电压，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，AC充电口为蓄电池充电，红外对位传感器寻找并准确对位充电桩，控制开关接通和切断供电线路，控制机器人的开启，报警系统5由声音报警器和灯光报警器组成，声音报警器发出声音报警信号，灯光报警器发出灯光报警信号，工业控制主机6对信息和数据进行收集、存储和处理，经过分析运算后，发出控制信号，远程控制平台7对工业控制主机6传输的数据进行存储、分析、汇总，地面行走机器人的控制方法的控制过程如下：

步骤一，打开控制开关，接通供电线路，启动地面行走机器人；

步骤二，控制Kinect深度摄像头摄取电力机房房间位置信息和各个检测点位置信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，规划出地面行走机器人的行走路线；

步骤三，工业控制主机按照行走路线发出控制指令，地面行走控制系统接收控制指令并控制地面行走机器人在电力机房中行走，到达各个检测点；

步骤四，工业控制主机发出控制指令，云台升降控制系统接收控制指令并控制云台升降装置升降至准确检测位置；

步骤五，云台摄像机和低位摄像机检测并摄取电力机房内设备各个检测点的运行状态信息和运行数据，并传输至工业控制主机，温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器检测机房内部环境的温湿度、声音和烟雾数据，并传输至工业控制主机；

步骤六，工业控制主机对接收到的信息进行数据处理，并将处理结果进行判断，如果发现需要发出报警的项目，就会发出报警指令，报警系统接收工业控制主机的报警指令，发出声音和灯光报警信号，以提示工作人员进行下一步检查；

步骤七，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，巡检任务结束后或电量不足时，地面行走机器人回充电桩，经AC充电口为蓄电池充电；

步骤八，地面行走机器人在电力机房中行走并巡检时，Kinect深度摄像头实时感应和摄取周围环境信息，遇到障碍物时，Kinect深度摄像头会获取障碍物信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，指示地面行走控制系统进行避障，并重新规划行走路线；

步骤九，地面行走机器人完成一次巡检任务结束后，自动返回原地，工业控制主机将本次巡检的信息和数据上传至远程控制平台，等待下一次巡检任务的开始。

Claims (1)

1.一种用于电力机房巡检的地面行走机器人的控制系统及方法，其特征在于，包括地面行走控制系统、云台升降控制系统、巡检信息采集系统、供电电源系统、报警系统、工业控制主机和远程控制平台，地面行走控制系统由行走电机驱动控制器、动力驱动轮装置和Kinect深度摄像头组成，行走电机驱动控制器接收由工业控制主机发出的前行、后退、左转、右转和停止指令，行走电机驱动控制器控制动力驱动轮装置执行前行、后退、左转、右转和停止动作，Kinect深度摄像头感应和摄取周围环境信息，感应和摄取设备位置信息，感应和摄取障碍物位置信息，并将信息传输至工业控制主机，云台升降控制系统由升降电机驱动控制器、升降驱动电机、云台升降装置和行程限位传感器组成，升降电机驱动控制器接收由工业控制主机发出的上升、下降和停止指令，升降驱动电机接收正转、反转和停止指令并进行动作，云台升降装置受升降驱动电机驱动，进行上升、下降和停止动作，行程限位传感器控制云台升降装置的上升最高位和下降最低位，巡检信息采集系统由云台摄像机、低位摄像机、温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器组成，云台摄像机检测和摄取电力机房内所有设备上部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机，低位摄像机检测和摄取电力机房内所有设备下部的运行状态和运行数据，并传输至工业控制主机，温湿度传感器检测机房内部环境和所有设备的温湿度数据，并传输至工业控制主机，声音传感器检测机房内部环境的声音数据，并传输至工业控制主机，烟雾传感器检测机房内部环境的烟雾数据，并传输至工业控制主机，供电电源系统由蓄电池、电源管理控制器、AC充电口、红外对位传感器和控制开关组成，蓄电池为各个控制系统提供相应的电压，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，AC充电口为蓄电池充电，红外对位传感器寻找并准确对位充电桩，控制开关接通和切断供电线路，控制机器人的开启，报警系统由声音报警器和灯光报警器组成，声音报警器发出声音报警信号，灯光报警器发出灯光报警信号，工业控制主机对信息和数据进行收集、存储和处理，经过分析运算后，发出控制信号，远程控制平台对工业控制主机传输的数据进行存储、分析、汇总，地面行走机器人的控制方法的控制过程如下：

步骤一，打开控制开关，接通供电线路，启动地面行走机器人；

步骤二，控制Kinect深度摄像头摄取电力机房房间位置信息和各个检测点位置信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，规划出地面行走机器人的行走路线；

步骤三，工业控制主机按照行走路线发出控制指令，地面行走控制系统接收控制指令并控制地面行走机器人在电力机房中行走，到达各个检测点；

步骤四，工业控制主机发出控制指令，云台升降控制系统接收控制指令并控制云台升降装置升降至准确检测位置；

步骤五，云台摄像机和低位摄像机检测并摄取电力机房内设备各个检测点的运行状态信息和运行数据，并传输至工业控制主机，温湿度传感器、声音传感器和烟雾传感器检测机房内部环境的温湿度、声音和烟雾数据，并传输至工业控制主机；

步骤六，工业控制主机对接收到的信息进行数据处理，并将处理结果进行判断，如果发现需要发出报警的项目，就会发出报警指令，报警系统接收工业控制主机的报警指令，发出声音和灯光报警信号，以提示工作人员进行下一步检查；

步骤七，电源管理控制器对蓄电池状态进行监测和管理，巡检任务结束后或电量不足时，地面行走机器人回充电桩，经AC充电口为蓄电池充电；

步骤八，地面行走机器人在电力机房中行走并巡检时，Kinect深度摄像头实时感应和摄取周围环境信息，遇到障碍物时，Kinect深度摄像头会获取障碍物信息，并传输至工业控制主机中，工业控制主机通过运算，指示地面行走控制系统进行避障，并重新规划行走路线；

步骤九，地面行走机器人完成一次巡检任务结束后，自动返回原地，工业控制主机将本次巡检的信息和数据上传至远程控制平台，等待下一次巡检任务的开始。