一種變電站自主越障巡檢機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巡檢機(jī)器人，特別是一種變電站自主越障巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站是各級電網(wǎng)的核心樞紐，站內(nèi)設(shè)備例行巡檢是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)手段。現(xiàn)有人工巡檢模式勞動強(qiáng)度大，檢測質(zhì)量分散，部分區(qū)域難以實(shí)施巡檢，惡劣天氣條件下巡檢范圍受限，特別是在高原、戈壁等特殊地理?xiàng)l件或如大風(fēng)、霧天、冰雪、冰雹、雷雨等極端天氣發(fā)生時(shí)人工無法及時(shí)巡檢，此時(shí)變電站一旦發(fā)生意外事故，因無法及時(shí)獲取直觀的現(xiàn)場信息，往往會貽誤最佳處理事故的時(shí)機(jī)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡等重大的事故。
[0003]利用機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備巡檢，可以自主完成變電站設(shè)備日常巡視、紅外測溫、操作前后設(shè)備狀態(tài)檢查等工作，從而大大提高對變電站設(shè)備巡視的工作效率和質(zhì)量，降低人員勞動強(qiáng)度和工作風(fēng)險(xiǎn)，提升變電站智能化水平，為變電站無人值守提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。變電站智能機(jī)器人已經(jīng)成為變電站設(shè)備巡檢的重要輔助手段。
[0004]目前在國內(nèi)變電站巡檢機(jī)器人已經(jīng)開始推廣應(yīng)用，并取得了一定的效果，提升了變電站運(yùn)行和管理的智能化水平。但是變電站室外范圍大、巡檢路線路面狀況復(fù)雜，對巡檢機(jī)器人的應(yīng)用產(chǎn)生了較強(qiáng)的制約，尤其在電力設(shè)備比較集中的情況下，因設(shè)備相互遮擋，導(dǎo)致沿變電站室外道路行駛的機(jī)器人無法正常巡檢設(shè)備。
[0005]專利號為200910016781的實(shí)用新型專利就公開了一種變電站智能巡檢機(jī)器人，輪式的結(jié)構(gòu)無法翻越行進(jìn)過程中具有一定高度的障礙物，也無法自主翻越變電站的電纜溝蓋板，進(jìn)入設(shè)備區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為克服以上缺陷，本實(shí)用新型提供了一種具備自主越障功能的變電站巡檢機(jī)器人，其采用四支臂履帶式結(jié)構(gòu)的底盤，依靠激光傳感器和雙目視覺傳感器感知周圍環(huán)境信息，通過多傳感器融合技術(shù)、模式識別、導(dǎo)航定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，能夠自主翻越變電站道路路邊石，電纜溝蓋板等障礙物，實(shí)現(xiàn)了變電站巡檢機(jī)器人在變電站的全區(qū)域設(shè)備巡檢，并且穩(wěn)定性好，不易翻車，可以滿足變電站現(xiàn)場設(shè)備檢測的需求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種變電站自主越障巡檢機(jī)器人，包括四支臂履帶式移動機(jī)器人底盤，在底盤的頂部安裝有環(huán)境信息感知系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng);所述的環(huán)境信息感知系統(tǒng)輸入信號連接到運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)控制底盤的運(yùn)動;所述的四支臂履帶式移動機(jī)器人底盤，由一對垂直于地面，相對平行的金屬板作為支撐骨架，每個(gè)金屬板外側(cè)前后端各安裝有一個(gè)履帶輪，其中一個(gè)為驅(qū)動輪，另外一個(gè)為從動輪，驅(qū)動輪與從動輪之間通過覆帶I連接，每個(gè)驅(qū)動輪與從動輪外側(cè)都安裝有一個(gè)支臂;且驅(qū)動輪通過傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)相連。
[0009]所述的支臂包括一個(gè)支臂架、輔助輪及覆帶II，所述的輔助輪通過軸承固定在支臂架上，通過銷子與驅(qū)動輪連接，能夠與驅(qū)動輪一起轉(zhuǎn)動;所述的支臂架通過連接軸與渦輪蝸桿減速機(jī)連接，支臂架前端有固定小輪，與輔助輪一起連接在履帶11上。
[0010]四個(gè)支臂由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動控制，前端兩支臂的支臂架由同一個(gè)電機(jī)I控制，后端兩支臂的支臂架由同一個(gè)電機(jī)II控制，所述的電機(jī)1、11通過蝸輪蝸桿減速機(jī)上的兩輸出軸與兩支臂架進(jìn)行連接，兩個(gè)輸出軸依靠軸承固定在驅(qū)動輪或從動輪上。
[0011]在所述的覆帶I兩側(cè)安裝有履帶張緊機(jī)構(gòu)，所述的履帶張緊機(jī)構(gòu)包括兩塊設(shè)置于覆帶兩側(cè)的側(cè)板，兩側(cè)板之間通過彈性裝置連接，在其中一塊側(cè)板的內(nèi)外側(cè)上分別安裝有導(dǎo)向槽與導(dǎo)向銷，另一塊側(cè)板也安裝有導(dǎo)向槽與導(dǎo)向銷;在安裝時(shí)，兩塊側(cè)板上的導(dǎo)向槽與導(dǎo)向銷對應(yīng)安裝，使導(dǎo)向銷能夠插入到導(dǎo)向槽內(nèi)，并可在導(dǎo)向槽內(nèi)左右滑動。
[0012]所述的傳動機(jī)構(gòu)包括一個(gè)電機(jī)減速器，每個(gè)驅(qū)動輪通過鏈條與電機(jī)減速器輸出端的齒輪進(jìn)行連接。
[0013]所述的環(huán)境信息感知系統(tǒng)包括姿態(tài)傳感器、激光傳感器和雙目視覺攝像機(jī)，所述的姿態(tài)傳感器安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，激光傳感器和雙目視覺攝像機(jī)安裝在殼體的頂部;且雙目視覺攝像機(jī)安裝在激光傳感器下方，并向下傾斜設(shè)定角度;所述的殼體安裝在底盤頂部且與底盤上的鋁板連接。
[0014]所述的激光傳感器，能夠采集機(jī)器人與其周圍的變電站設(shè)備之間的距離，通過ICP-EKF激光導(dǎo)航算法預(yù)知機(jī)器人所處的位置，主要用于機(jī)器人的導(dǎo)航；
[0015]所述的姿態(tài)傳感器主要是機(jī)器人在越障過程中隨時(shí)采集機(jī)器人的傾斜角度，使機(jī)器人能夠調(diào)整自身位姿，防止發(fā)生翻車；
[0016]所述的雙目視覺攝像機(jī)安裝在激光傳感器下方，并向下傾斜一定角度，能夠采集機(jī)器人前方的路況圖像，通過逆向投影和三維重構(gòu)算法，能夠獲取機(jī)器人行進(jìn)方向上的障礙物信息，比如說路邊石及電纜溝蓋板的高度、寬度等參數(shù)。上述的激光導(dǎo)航算法和圖像處理算法在工業(yè)計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)。
[0017]所述的殼體內(nèi)還安裝有運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接，主要是接收工業(yè)計(jì)算機(jī)處理后的傳感器信息，控制機(jī)器人執(zhí)行行走或越障動作。
[0018]所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)包括運(yùn)動控制器，電機(jī)驅(qū)動器，其中運(yùn)動控制器與電機(jī)驅(qū)動器連接，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)帶動驅(qū)動輪與支臂架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0020]本實(shí)用新型提供一種具備自主越障功能的變電站巡檢機(jī)器人，其采用四支臂履帶式結(jié)構(gòu)的底盤，依靠激光傳感器和雙目視覺傳感器感知周圍環(huán)境信息，通過多傳感器融合技術(shù)、模式識別、導(dǎo)航定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)自主翻越變電站道路路邊石，電纜溝蓋板等障礙物的功能，實(shí)現(xiàn)了變電站機(jī)器人在變電站的全區(qū)域設(shè)備巡檢，并且穩(wěn)定性好，不易翻車，可以滿足變電站現(xiàn)場設(shè)備檢測的需求。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的四支臂履帶式移動機(jī)器人底盤示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的四支臂履帶式變電站巡檢機(jī)器人示意圖；
[0023]圖3(1)-(7)為本實(shí)用新型的四支臂移動機(jī)器人平臺越障示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖中:1行走電機(jī)，2驅(qū)動齒輪，3減速齒輪，4履帶II，5履帶I，6支臂，7彈簧，8導(dǎo)向槽，9導(dǎo)向銷，10蝸輪蝸桿減速機(jī)，11條形支架，12支臂電機(jī)13驅(qū)動輪14支臂架；15激光傳感器、16雙目視覺攝像機(jī)、17姿態(tài)傳感器、18工業(yè)計(jì)算機(jī)、19運(yùn)動控制器，20電機(jī)驅(qū)動器，22檢測裝置，23環(huán)境信息感知系統(tǒng)，24運(yùn)動控制系統(tǒng)，25云臺，26底盤，27殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明:
[0027]如圖1和圖4所示，為四支臂履帶式移動機(jī)器人平臺示意圖，包括四支臂履帶式移動機(jī)器人底盤，在底盤上安裝由環(huán)境信息感知系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng);環(huán)境信息感知系統(tǒng)23輸入信號到運(yùn)動控制系統(tǒng)24，運(yùn)動控制系統(tǒng)控制底盤的運(yùn)動;環(huán)境信息感知系統(tǒng)包括姿態(tài)傳感器、激光傳