換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，包括機器人終端系統(tǒng)和遠程控制系統(tǒng)。所述終端系統(tǒng)包括型材軌道，所述型材軌道豎直安裝在閥廳壁面上，所述型材軌道上安裝有運動機構(gòu)、運動驅(qū)動機構(gòu)和檢測機構(gòu)；所述終端系統(tǒng)包含第一和第二控制箱，實現(xiàn)對設備的通信控制和供電；所述檢測機構(gòu)包括云臺和檢測組件；運動機構(gòu)帶動檢測機構(gòu)沿型材導軌上下運動，并結(jié)合云臺的水平旋轉(zhuǎn)和俯仰運動，實現(xiàn)對被測設備的大范圍檢測。本實用新型的采用的結(jié)構(gòu)緊湊美觀，安裝快捷方便，運行平穩(wěn)可靠，定位精度高，檢測范圍大，自動化程度高。
【專利說明】換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]閥廳是換流站重要組成部分，保證閥廳內(nèi)設備的正常運行至關(guān)重要。閥廳設備如閥塔一方面需要有足夠的可靠性，另一方面也需要及時檢測以便發(fā)現(xiàn)并檢修存在潛在隱患的設備，確保換流站系統(tǒng)正常運行。閥廳設備的實時檢測對保證其可靠安全運行有重要意義。采用軌道機器人可方便靈活地對閥廳內(nèi)設備進行實時檢測，了解設備的運行狀態(tài)。
[0003]閥廳內(nèi)主要設備是閥塔，閥塔分列分層排列，根據(jù)規(guī)格不同每一列的總高度不同。閥塔的換流閥是最主要的發(fā)熱器件，需要對每層換流閥的溫度進行實時監(jiān)測。除溫度監(jiān)測外，還需要對設備外觀、破損、噪聲和儀表數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。
[0004]閥廳內(nèi)的主要電力設備，包括:換流閥、管型母線、避雷器、接地刀、直流電流互感器、直流電壓分壓器等諸多設備，其中換流閥是直流輸電工程的核心設備，通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控制。
[0005]目前用于檢測閥廳內(nèi)設備信息的移動機器人存在的缺點是:
[0006]1、換流閥通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控制，在運行時產(chǎn)生大量的電磁干擾，導致閥廳內(nèi)為存在著強電磁干擾，現(xiàn)有的移動機器人無法完成設定的工作要求，工作精度低；
[0007]2、在通訊方式上，現(xiàn)有的移動機器人一般為無線通訊也不能滿足在閥廳內(nèi)能夠穩(wěn)定可靠地傳送數(shù)據(jù)的要求；
[0008]3、閥廳的空間相對狹小，另外，閥廳內(nèi)的設備在維修時一般要求為一年才能進去一次，這就要求閥廳的機器人需要具備使用靈活，安全性高的特點，現(xiàn)有的機器人不能滿足閥廳的需要；
[0009]4、受閥塔和其它被監(jiān)測設備布局限制，要實現(xiàn)對設備全方位的檢測功能，需要機器人能夠在垂直方向運動?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)輪式驅(qū)動或履帶式驅(qū)動方式實現(xiàn)垂直方向運動時需要克服自身重力，需要較大摩擦力而較難以實現(xiàn)，且因閥廳封閉空間無法隨時更換電池，無法采用攜帶電池的供電方式。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，它具有滿足閥廳設備實時無人檢測要求的優(yōu)點。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0012]換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，包括機器人終端系統(tǒng)和遠程控制系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)與機器人終端系統(tǒng)進行有線網(wǎng)絡通信，所述機器人終端系統(tǒng)包括軌道，所述軌道上安裝有運動機構(gòu)、運動驅(qū)動機構(gòu)和檢測機構(gòu)，所述機器人終端系統(tǒng)上還設有屏蔽裝置，機器人終端系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的輸入端設置有濾波模塊、防雷模塊及過壓過流保護模塊，遠程控制系統(tǒng)通過狀態(tài)自檢模塊監(jiān)測智能巡檢機器人，所述機器人終端系統(tǒng)采用拖纜方式進行供電通信，或采用滑觸線方式進行供電加電力載波方式與控制系統(tǒng)進行通信，控制系統(tǒng)通過運動驅(qū)動機構(gòu)控制運動機構(gòu)沿軌道移動，運動機構(gòu)通過帶動檢測機構(gòu)上下移動繼而監(jiān)測閥廳內(nèi)設備的運行狀況。
[0013]所述運動機構(gòu)包括同步帶輪組件和同步帶,所述同步帶輪組件包括同步帶輪箱和同步帶輪，所述軌道為型材軌道，所述同步帶輪箱安裝在型材軌道的上下兩端，所述同步帶輪安裝在同步帶輪箱內(nèi)部，所述同步帶纏緊在同步帶輪上。
[0014]所述遠程控制系統(tǒng)包括第二光電轉(zhuǎn)換器和上位機，第二光電轉(zhuǎn)換器將通信信號進行光電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)控制系統(tǒng)與機器人終端系統(tǒng)的通信。
[0015]所述運動驅(qū)動機構(gòu)包括交流伺服電機和減速器，所述交流伺服電機通過減速器與同步帶輪安裝在一起；所述減速器通過法蘭組件固定在型材軌道底部的同步帶輪箱上。
[0016]所述檢測結(jié)構(gòu)包括第一控制箱；第一控制箱實現(xiàn)對檢測組件和云臺的通信控制及供電。
[0017]所述第一控制箱安裝在滑座上，所述滑座與同步帶固連，所述滑座通過滑動接觸的方式安裝在型材軌道上，所述同步帶帶動所述滑座沿型材軌道上下移動，所述第一控制箱上安裝云臺，所以第一控制箱也起到支架的作用；所述云臺上安裝檢測組件。
[0018]所述檢測組件包括紅外熱像儀和光學攝像機。
[0019]所述檢測組件包括至少一個煙霧報警器模塊，所述煙霧報警器模塊數(shù)量為一個時，安裝在云臺模塊頂部，當煙霧報警器模塊數(shù)量為多個時，安裝在云臺模塊的四周和頂部。
[0020]所述機器人終端系統(tǒng)還包括安裝在軌道附近的第二控制箱，所述第二控制箱與第一控制箱通信，并為第一控制箱提供電源，將第一控制箱檢測到的信號傳輸給控制系統(tǒng)；所述第二控制箱還對交流伺服電機的運動起到控制作用。
[0021]所述型材軌道的底端裝有零點開關(guān)，作為機器人運行的原點。在巡檢機器人每次上電之前，機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。
[0022]所述第二控制箱實現(xiàn)對整個機器人系統(tǒng)終端的供電和通信中繼，以及交流伺服電機的運動控制功能，并將通信控制信號實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換，以便實現(xiàn)遠程通信。
[0023]所述機器人終端系統(tǒng)還包括限位機構(gòu)，所述限位機構(gòu)包括限位開關(guān)，所述限位開關(guān)安裝在型材軌道的兩端，與型材軌道接觸的所述控制箱的后表面裝有限位開關(guān)擋塊，所述限位開關(guān)擋塊與限位開關(guān)配合使用防止異常斷電所帶來的碰撞。
[0024]所述交流伺服電機的編碼器與伺服驅(qū)動器連接，通過數(shù)脈沖方式控制軌道上的滑座帶動檢測組件到達指定位置進行檢測。
[0025]所述交流伺服電機帶有電磁制動器，在斷電的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)制動。
[0026]所述同步帶與同步帶輪配合裝在型材軌道的槽內(nèi)。
[0027]所述第一控制箱及第二控制箱的內(nèi)部設有用于放置控制器的電磁屏蔽模塊盒。
[0028]所述電磁屏蔽模塊盒包括盒體和屏蔽蓋板，所述屏蔽蓋板設置在盒體上，所述屏蔽蓋板包括由外向內(nèi)依次疊加的金屬板、柔性襯墊和金屬箔片，所述盒體內(nèi)部為空腔，盒體內(nèi)臂設有臺階；所述屏蔽蓋板上開有安裝孔，臺階上設有開螺紋孔，標準緊固件通過安裝孔與螺紋孔將盒體和屏蔽蓋板固定連接。
[0029]所述第二控制箱的箱體上設置有通風防塵電磁屏蔽窗。
[0030]所述通風防塵電磁屏蔽窗，所述通風防塵電磁屏蔽窗包括邊框，所述邊框包括第一邊框及第二邊框，所述第一邊框及第二邊框上均設有環(huán)形臺階，第一邊框及第二邊框之間通過臺階依次設有通風金屬板及防塵網(wǎng)，所述第二邊框上還開設有環(huán)形的矩形槽，矩形槽內(nèi)嵌入導電橡膠條。
[0031]所述第二控制箱的箱體通過安全接地柱固定在地面上。
[0032]所述安全接地柱，包括接地螺柱，所述接地螺柱的中間部分安裝法蘭盤，兩端部分均為螺紋，所述接地螺柱的其中一端打有用于擴孔鐓粗的中心孔，另一端加工成腰圓型或D型；在所述接地螺柱打有中心孔的一端依次旋入六角螺母一、平墊圈一和手擰螺母。
[0033]所述機器人終端系統(tǒng)還包括電源控制系統(tǒng)，所述電源控制系統(tǒng)的輸入端設置有濾波模塊、防雷模塊機過壓過流保護模塊。
[0034]所述機器人終端系統(tǒng)根據(jù)不同的要求，采用拖纜方式進行供電通信，或采用滑觸線方式進行供電加電力載波方式進行通信。
[0035]當機器人采用拖鏈方式供電通信時，
[0036]所述第一控制箱內(nèi)安裝檢測設備控制器、視頻服務器、第一交換機和第一電源模塊；其中，所述視頻服務器分別與紅外攝像儀和光學攝像機通信，所述第一交換機與所述視頻服務器通信，所述第一交換機與所述檢測設備控制器通信，所述檢測設備控制器分別與云臺、紅外熱像儀和光學攝像機通信；第一電源模塊為所述第一控制箱的各用電設備供電。
[0037]所述第二控制箱內(nèi)安裝交流伺服電機的運動控制器、伺服驅(qū)動器、第二電源模塊、第二交換機和第一光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器與第二交換機通信，所述第二交換機與運動控制器通信，所述運動控制器與伺服驅(qū)動器通信，所述第一光電轉(zhuǎn)換器與控制系統(tǒng)通信，所述運動控制器與零點開關(guān)和第一、第二限位開關(guān)通信，所述伺服驅(qū)動器與交流伺服電機通信，所述第二電源模塊給所述第二控制箱的各個用電模塊供電，并為第一控制箱提供電源。
[0038]當系統(tǒng)采用拖鏈供電方式時，所述第一控制箱供電和通信分別為獨立的線纜，供電線纜從第二控制箱引出；通信線纜則與第二控制箱內(nèi)的交換機連接；所述型材軌道上安裝拖鏈檔板和拖鏈，所述拖鏈擋板通過拖鏈擋板安裝件固定在型材軌道上，所述供電線纜和通信線纜裝在拖鏈內(nèi)，拖鏈對線纜起到保護作用。
[0039]當機器人采用滑觸線方式進行供電，并采用電力載波方式進行通信時，
[0040]所述第一控制箱內(nèi)安裝檢測設備控制器、視頻服務器、第一交換機、第一電力載波調(diào)制解調(diào)器、第一電源模塊，其中，所述視頻服務器分別與檢測組件內(nèi)的紅外攝像儀和光學攝像機通信，所述第一交換機與所述視頻服務器通信，所述第一交換機與所述檢測設備控制器通信，所述檢測設備控制器分別與云臺、紅外熱像儀和光學攝像機通信；第一電源模塊為所述第一控制箱的各用電設備供電。
[0041]所述第二控制箱內(nèi)安裝交流伺服電機的運動控制器、伺服驅(qū)動器、第二電源模塊、第二交換機、第一光電轉(zhuǎn)換器和第二電力載波調(diào)制解調(diào)器，所述光電轉(zhuǎn)換器與第二交換機通信，所述第二交換機與運動控制器通信，所述控制器與伺服驅(qū)動器通信，所述光電轉(zhuǎn)換器與控制系統(tǒng)通信，所述運動控制器與零點開關(guān)和第一、第二限位開關(guān)通信，所述伺服驅(qū)動器與交流伺服電機通信，所述第二電源模塊給各個用電模塊供電，并為第一控制箱供電；
[0042]所述第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的一端與第一交換機連接，所述第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的另外一端與第二電力載波調(diào)制解調(diào)器的一端連接，所述第二電力載波調(diào)制解調(diào)器的另外一端與第二交換機連接。
[0043]當系統(tǒng)采用滑觸線供電方式時，檢測結(jié)構(gòu)的控制所采用的通信方式為電力載波方式；所述第一控制箱上通過集電器固定板安裝集電器，所述型材軌道上安裝滑觸線固定座，所述滑觸線安裝在滑觸線固定座內(nèi)。所述集電器的兩個觸片與滑觸線接觸。所述集電器的兩極接到第一控制箱的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的兩端，所述集電器的兩極還接到第一控制箱的第一電源模塊兩端。
[0044]所述滑觸線的兩極接到第二控制箱內(nèi)的電力載波調(diào)制解調(diào)器上，所述滑觸線的兩極還接到第二控制箱的第二電源模塊兩端。
[0045]所述滑觸線由銅導線和絕緣護套組成，銅導線做成套筒形狀，所述集電器上有與滑觸線根數(shù)同樣的導線與滑觸線的導線滑動接觸連接。
[0046]所述第二控制箱的第一光電轉(zhuǎn)換器，將所有的圖像及視頻檢測信號和控制信號轉(zhuǎn)化成光信號，通過光纖將信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的檢測內(nèi)容進行處理并對檢測及運動狀態(tài)進行遠程控制操作。
[0047]所述拖鏈擋板為L型鋁型材，所述L型鋁型材與型材軌道組成導槽，實現(xiàn)對拖鏈的固定和對拖鏈的導向。
[0048]所述巡檢機器人系統(tǒng)還包括監(jiān)控中心，監(jiān)控中心包含至少一臺服務器、至少一臺監(jiān)控主機和相應的報警裝置；其中，所述監(jiān)控主機具有視頻遠程控制系統(tǒng)所有的監(jiān)視、控制和管理功能，并利用模式識別技術(shù)對視頻和圖片進行智能分析；所述的服務器存儲時間信息、照片和視頻文件，供快速檢索；報警裝置為系統(tǒng)軟硬件異常報警裝置或/和檢測報警裝置，其中，監(jiān)測報警裝置選自環(huán)境信息異常報警裝置、消防報警裝置、非法闖入報警裝置、視頻移動報警裝置中的一種或多種。
[0049]本實用新型的有益效果:
[0050]I本實用新型為壁裝式軌道，可通過多個軌道機器人組合的方式，滿足閥廳設備檢測的多樣化、復雜的檢測要求。
[0051]2本實用新型的軌道采用型材軌道和傳動的驅(qū)動系統(tǒng)，型材結(jié)構(gòu)強度高，剛度大，運行平穩(wěn)可靠。且材料容易獲得，可較快速實現(xiàn)系統(tǒng)搭建。采用的同步帶驅(qū)動系統(tǒng)運動精度高，可滿足任意定點檢測需求。通過續(xù)接，可以實現(xiàn)大行程檢測要求。
[0052]3本實用新型中的交流伺服電機帶有制動器，在斷電時可以可靠地鎖死制動。
[0053]4本實用新型可采用滑觸線加電力載波技術(shù)或者拖鏈拖纜兩種方式實現(xiàn)供電和通信，克服采用無線通信時因閥廳內(nèi)復雜電磁環(huán)境對通信造成的干擾，且傳輸帶寬更大，能實現(xiàn)視頻和控制信號的可靠傳輸，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0054]5本實用新型采用有線取電，使得自主巡檢時間不受電池容量限制，檢測時間更靈活，可實現(xiàn)長時間連續(xù)巡檢工作。
[0055]6本實用新型的第一控制箱可作為支架箱隨滑座一起移動，控制系統(tǒng)設計靈活。
[0056]7本實用新型的檢測組件根據(jù)實際使用需求可以搭配可見光、紅外和紫外檢測裝置、拾音器、氣體檢測儀、電磁場強度檢測儀等，方便實現(xiàn)閥廳內(nèi)的不同檢測要求。
[0057]8本實用新型采用拖鏈拖纜方式供電時，所采用的拖鏈擋板為L型鋁型材，不但可以實現(xiàn)大尺寸安裝，且材料獲取方便。L型鋁型材與軌道組成導槽，既可以實現(xiàn)對拖鏈的固定，又可以實現(xiàn)對拖鏈的導向。
[0058]9本實用新型亦可以用在所有室內(nèi)有豎直方向移動巡檢需求的場合，以代替人工作業(yè)，最大行程可達幾十米。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0059]圖1為軌道巡檢機器人終端采用滑線供電時的系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2為軌道巡檢機器人終端采用拖鏈供電方式的系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖3為軌道巡檢機器人終端滑線供電結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖4為拖鏈板和軌道安裝角件裝配示意圖；
[0063]圖5為軌道巡檢機器人型材軌道可采用的截面形式示例；
[0064]圖6為軌道軌道安裝結(jié)構(gòu)件外形示意圖；
[0065]圖7為拖鏈板截面示意圖；
[0066]圖8為采用拖鏈供電方式時機器人終端系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖；
[0067]圖9為屏蔽模塊結(jié)構(gòu)裝配圖；
[0068]圖10為盒體結(jié)構(gòu)圖；
[0069]圖11為安全接地柱接地示意圖；
[0070]圖12為通風防塵電磁屏蔽窗結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]其中，I第一同步帶輪組件，2第一限位開關(guān)，3軌道安裝結(jié)構(gòu)件，4滑觸線，5滑座，6集電器，7滑觸線固定座，8法蘭組件，9交流伺服電機，10減速器，11零點開關(guān)，12第一控制箱，13云臺，14檢測組件，15型材軌道，16同步帶，17拖鏈，18拖鏈擋板，19限位開關(guān)擋塊，20集電器固定板，21拖鏈擋板安裝件，22第一槽口，23第二槽口，24第三槽口，25第四槽口，26第五槽口，27第二限位開關(guān)，28第二同步帶輪組件，29第二控制箱，30上位機，31第一光電轉(zhuǎn)換器，32第二光電轉(zhuǎn)換器,33第一交換機,34第二交換機,35第二電源模塊,36運動控制器，37伺服驅(qū)動器，38視頻服務器，39紅外熱像儀，40光學攝像機，41遠程控制系統(tǒng)，42機器人終端系統(tǒng),43光纖,44檢測設備控制器,45第一電源模塊；
[0072]12-1為屏蔽蓋板,12-2為盒體,12-3為標準緊固件,12-4為接插件,12-2-1為盒體外壁，12-2-2為螺紋孔，12-2-3為臺階，12_2_4為安裝孔；
[0073]29-1-1、TK角螺母一，29-1-2、TK角螺母_■，29-1-3、TK角螺母二，29-2-1、平塾圈一，29-2-2、平墊圈二，29-2-3、平墊圈三，29-3、接地螺柱，29-4、蝶形螺母，29-5.機箱孔，29-6、機箱臂，2-1-1、第一邊框，2-1-2、第二邊框，2-2、蜂窩狀通風金屬板，2-3、防塵網(wǎng)，2-4、導電橡膠條。
【具體實施方式】
[0074]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0075]如圖1所示，換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，包含遠程控制系統(tǒng)和機器人終端系統(tǒng)機器人終端系統(tǒng)42與遠程控制系統(tǒng)41通信，所述機器人終端系統(tǒng)42包括型材軌道15，所述型材軌道15豎直安裝在閥廳壁面上，所述型材軌道15上安裝有運動機構(gòu)、運動驅(qū)動機構(gòu)和檢測機構(gòu)；
[0076]所述運動機構(gòu)包括第一同步帶輪組件1、第二同步帶輪組件28和同步帶16,所述同步帶輪組件包括同步帶輪箱和同步帶輪，所述同步帶輪箱安裝在型材軌道15的上下兩端，所述同步帶輪安裝在同步帶輪箱內(nèi)部，所述同步帶16纏緊在同步帶輪上；
[0077]所述運動驅(qū)動機構(gòu)帶動檢測機構(gòu)上下移動，所述運動驅(qū)動機構(gòu)包括交流伺服電機9和減速器10，所述交流伺服電機9通過減速器10與同步帶輪安裝在一起；所述減速器10通過法蘭組件8固定在型材軌道15底部的第二同步帶輪箱上；
[0078]所述檢測結(jié)構(gòu)包括第一控制箱12 ;第一控制箱12實現(xiàn)對檢測組件14和云臺13的通信控制及供電；所述第一控制箱12安裝在滑座5上，所述滑座5與同步帶16固連，所述滑座5通過滑動接觸安裝在型材軌道15上，所述同步帶16帶動所述滑座5沿型材軌道15上下移動，所述第一控制箱12上安裝云臺13，所以第一控制箱12也起到支架的作用；所述云臺13上安裝檢測組件14 ;檢測組件14由紅外熱像儀39、光學攝像機40等組成。
[0079]所述機器人終端系統(tǒng)42還包括安裝在軌道附近的第二控制箱29，所述第二控制箱29與第一控制箱12通信，將第一控制箱12檢測到的信號傳輸給控制系統(tǒng)41 ;所述第二控制箱29還起到對軌道運動驅(qū)動組件的運動控制作用；
[0080]所述機器人終端系統(tǒng)42根據(jù)不同的要求，采用拖纜方式進行供電通信，或采用滑觸線方式進行供電加電力載波方式進行通信。
[0081]當機器人采用拖鏈方式供電通信時，
[0082]所述第一控制箱12內(nèi)安裝檢測設備控制器44、視頻服務器38、第一交換機33、第一電源模塊45等設備；其中，所述視頻服務器38分別與紅外攝像儀39和光學攝像機40通信，所述第一交換機33與所述視頻服務器38通信，所述第一交換機33與所述檢測設備控制器44通信，所述檢測設備控制器44分別與云臺13、紅外熱像儀39和光學攝像機40通信；第一電源模塊45為各用電設備供電。
[0083]所述第二控制箱29內(nèi)安裝交流伺服電機9的運動控制器36、伺服驅(qū)動器37、第二電源模塊35、第二交換機34和第一光電轉(zhuǎn)換器31,所述第二光電轉(zhuǎn)換器31與第二交換機34通信，所述第二交換機34與運動控制器36通信，所述運動控制器36與伺服驅(qū)動器37通信，所述第一光電轉(zhuǎn)換器31與控制系統(tǒng)41通信，所述運動控制器36與零點開關(guān)11、第一限位開關(guān)2和第二限位開關(guān)27通信，所述伺服驅(qū)動器37與交流伺服電機9通信，所述第二電源模塊35給各個用電模塊供電。
[0084]當機器人采用滑觸線方式進行供電，并采用電力載波方式進行通信時，
[0085]所述第一控制箱12內(nèi)安裝檢測設備控制器44、視頻服務器38、第一交換機33、第一電力載波調(diào)制解調(diào)器、第一電源模塊45，其中，所述視頻服務器38分別與檢測組件8內(nèi)的紅外攝像儀39和光學攝像機40通信，所述第一交換機33與所述視頻服務器38通信，所述第一交換機33與所述檢測設備控制器44通信，所述檢測設備控制器44分別與云臺13、紅外熱像儀39和光學攝像機40通信；第一電源模塊45為各用電設備供電。
[0086]所述第二控制箱29內(nèi)安裝交流伺服電機9的運動控制器36、伺服驅(qū)動器37、第二電源模塊35、第二交換機34、第一光電轉(zhuǎn)換器31和第二電力載波調(diào)制解調(diào)器,所述第一光電轉(zhuǎn)換器31與第二交換機34通信，所述第二交換機34與運動控制器36通信，所述運動控制器36與伺服驅(qū)動器37通信，所述第一光電轉(zhuǎn)換器31與控制系統(tǒng)41通信，所述運動控制器36與零點開關(guān)11、第一限位開關(guān)2和第二限位開關(guān)27通信，所述伺服驅(qū)動器37與交流伺服電機9通信，所述第二電源模塊35給各個用電模塊供電；
[0087]所述第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的一端與第一交換機33連接，所述第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的另外一端與第二電力載波調(diào)制解調(diào)器的一端連接，所述第二電力載波調(diào)制解調(diào)器的另外一端與第二交換機34連接。
[0088]當系統(tǒng)采用滑觸線供電方式時，檢測結(jié)構(gòu)的控制所采用的通信方式為電力載波方式；所述第一控制箱12上通過集電器固定板20安裝集電器6，所述型材軌道15上安裝滑觸線固定座7，所述滑觸線4安裝在滑觸線固定座7內(nèi)。所述集電器6的兩個觸片與滑觸線4接觸。所述集電器6的兩極接到第一控制箱12的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器的兩端，所述集電器6的兩極還接到第一控制箱12的第一電源模塊45兩端。所述滑觸線4的兩極接到第二控制箱29內(nèi)的電力載波調(diào)制解調(diào)器上，所述滑觸線4的兩極還接到第二控制箱29的第二電源模塊35兩端。
[0089]所述滑觸線4由銅導線和絕緣護套組成，銅導線做成套筒形狀，所述集電器6上有與滑觸線根數(shù)同樣的導線與滑觸線的導線滑動接觸連接。
[0090]當系統(tǒng)采用拖鏈供電方式時，所述第一控制箱12供電和通信分別為獨立的線纜，供電線纜由第二控制箱29提供；通信線纜則與第二控制箱29的內(nèi)的交換機連接；所述型材軌道15上安裝拖鏈檔板18和拖鏈17，所述拖鏈擋板18通過拖鏈擋板安裝件21固定在型材軌道15上，所述供電線纜和通信線纜裝在拖鏈17內(nèi)，拖鏈17對線纜起到保護作用。[0091 ] 所述控制系統(tǒng)41包括第二光電轉(zhuǎn)換器32和上位機30，第二光電轉(zhuǎn)換器32將控制系統(tǒng)41和機器人終端系統(tǒng)42的通信信號進行光電轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)缴衔粰C30中。
[0092]所述機器人終端系統(tǒng)42還包括限位機構(gòu)，所述限位機構(gòu)包括限位開關(guān)，所述限位開關(guān)安裝在型材軌道15的兩端，與型材軌道15接觸的所述控制箱的后表面裝有限位開關(guān)擋塊19，所述限位開關(guān)擋塊19與限位開關(guān)配合使用防止異常斷電所帶來的碰撞。
[0093]所述第二控制箱的第一光電轉(zhuǎn)換器31，將所有的圖像及視頻檢測信號和控制信號轉(zhuǎn)化成光信號，通過光纖43將信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)41中，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的檢測內(nèi)容進行處理并對檢測及運動狀態(tài)進行遠程控制操作。
[0094]所述交流伺服電機9的編碼器與第二控制箱29內(nèi)的伺服驅(qū)動器37連接，通過數(shù)脈沖方式精確控制軌道上的滑座5帶動檢測組件14到達指定位置進行檢測。
[0095]所述交流伺服電機9帶有電磁制動器，在斷電的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)制動。
[0096]所述型材軌道15通過軌道軌道安裝結(jié)構(gòu)件3豎直安裝在閥廳壁面上。
[0097]所述同步帶16與同步帶輪配合裝在型材軌道15的槽內(nèi)。
[0098]所述檢測組件14包括紅外攝像機和可見光攝像機。
[0099]所述拖鏈擋板18為L型鋁型材，所述L型鋁型材與型材軌道15組成導槽，實現(xiàn)對拖鏈的固定和對拖鏈的導向。
[0100]所述型材軌道15的底端裝有零點開關(guān)11，作為機器人運行的原點。在巡檢機器人每次上電之前，機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。
[0101]所述第二控制箱實現(xiàn)對整個機器人系統(tǒng)終端的供電和通信中繼，以及交流伺服電機的運動控制功能，并將通信控制信號實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換。
[0102]如圖4所示，所述型材軌道15上安裝拖鏈檔板18和拖鏈17，所述拖鏈擋板18通過拖鏈擋板安裝件21固定在型材軌道15上。
[0103]所述拖鏈擋板18為L型鋁型材，所述L型鋁型材與型材軌道15組成導槽，實現(xiàn)對拖鏈的固定和對拖鏈17的導向。
[0104]所述型材軌道15的底端裝有零點開關(guān)11，作為機器人運行的原點。在巡檢機器人每次上電之前，機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。
[0105]本實用新型所指的軌道系統(tǒng)由豎直型材導軌15、同步帶驅(qū)動系統(tǒng)(第一同步帶輪組件1、第二同步帶輪組件28、滑座5、交流伺服電機9、減速器10和法蘭組件8)等構(gòu)成。
[0106]其中，型材導軌15的長度根據(jù)巡檢機器人的檢測范圍要求而定，通過續(xù)接最長可達幾十米。型材導軌兩端安裝第一同步帶輪組件I和第二同步帶輪組件28，并安裝同步帶16和滑座5?；?與同步帶16固連。圖5為型材軌道15的一個可以選取的截面示例，第三槽口 24是T型槽口，可通過T型螺母將其它設備與軌道進行固連；第四槽口 25是可用來安裝矩形的零點開關(guān)11等器件。第二槽口 23、第五槽口 26為同步帶的安裝空間，左右兩側(cè)的第一槽口 22可以用來安裝導向的圓形光軸，滑座5上安裝與光軸匹配的軸承，形成對滑座5的支撐導向作用。在軌道下端通過法蘭組件8，將交流伺服電機9和減速器10與下端的第二同步帶輪組件28安裝在一起。交流伺服電機9旋轉(zhuǎn)帶動同步帶輪轉(zhuǎn)動，同步帶輪帶動同步帶16和滑座5 —起做上下運動，構(gòu)成巡檢機器人的軌道驅(qū)動系統(tǒng)。
[0107]第一控制箱12裝在滑座5上，第一控制箱12內(nèi)安裝巡檢機器人的控制軟件和硬件，同時可以作為云臺13和檢測組件14的支架。在滑座5的帶動下，檢測組件14上下移動，聯(lián)合云臺13的水平旋轉(zhuǎn)運動和俯仰運動，實現(xiàn)對設備的全方位檢測要求。
[0108]本實用新型所指的軌道機器人可以通過有線供電和通信，且可采用兩種方式來實現(xiàn)，其中一種是通過滑觸線4加電力載波技術(shù)，如圖1所示。另一種為拖鏈拖纜的形式，如圖2所示。
[0109]如圖1所示的滑觸線4供電和通信，其中滑觸線4由兩股或多股舌簧狀或其它異形截面導線及滑觸線固定座7組成。滑觸線固定座7裝在豎直型材軌道15上，滑觸線4壓入塑料絕緣滑觸線固定座7上的卡槽內(nèi)，實現(xiàn)滑觸線4的安裝。集電器6通過集電器固定板20裝在第一控制箱12上。第一控制箱12內(nèi)裝有第一電源模塊45和第一電力載波調(diào)制解調(diào)器等，實現(xiàn)巡檢機器人的有線供電和通信。
[0110]滑觸線4可采用兩股或者多股。當采用兩股滑觸線時，采用電力線的載波通信技術(shù)，在第一控制箱12內(nèi)配有電力載波調(diào)制解調(diào)器，實現(xiàn)運動時的無拖纜供電和可靠通信。采用多股時，可不采用電力載波技術(shù)，而將信號線和電源線直接分開。具體采用何種滑觸線可根據(jù)實際需求確定。
[0111]如圖2所示，當型材軌道15的長度較小時，系統(tǒng)可采用拖鏈拖纜的供電方式。采用這種方式時，如圖7所示，L型拖鏈擋板18通過拖鏈擋板安裝件21裝在豎直軌道15上。拖鏈17的固定端裝在拖鏈擋板18上，活動端通過L型結(jié)構(gòu)件裝在控制箱12的底部。線纜裝在拖鏈17內(nèi)，控制箱12上下移動時，線纜與拖鏈17 —起運動。
[0112]系統(tǒng)中采用的驅(qū)動電機為交流伺服電機9，帶有增量式編碼器，第二控制箱內(nèi)的運動控制系統(tǒng)可以通過數(shù)脈沖的方式精確控制檢測組件14到達要求的行程范圍內(nèi)的任意位置。
[0113]在型材軌道15的兩端裝有限位開關(guān)2，在第一控制箱12的后部裝有與限位開關(guān)2配合的限位開關(guān)擋塊19(如圖3所示)，當滑座5滑動過程時觸發(fā)限位開關(guān)即可斷開電源，交流伺服電機的抱閘抱緊，防止運動過程中造成碰撞。
[0114]在型材軌道15的底端裝有零點開關(guān)11，作為機器人運行的原點。在巡檢機器人每次上電之前，機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。
[0115]型材軌道15可通過如圖6所示的L型軌道安裝結(jié)構(gòu)件3地進行安裝。
[0116]第一控制箱12內(nèi)裝有巡檢機器人的控制所需要的軟硬件。同時所述控制箱上可安裝穿壁式接插件，與第二控制箱29進行通信。
[0117]第二控制箱29內(nèi)安裝交流伺服電機9的運動控制設備及與第一控制箱12和控制系統(tǒng)41的通信設備，實現(xiàn)對交流伺服電機的運動控制和對信號的中繼處理，并為第二控制箱提供電源。
[0118]檢測組件14可以根據(jù)不同的檢測要求安裝不同的設備，比如紅外熱像儀39、可見光攝像機、有毒氣體檢測儀、紫外探測儀、電磁場強度檢測儀等，實現(xiàn)不同的檢測需求。
[0119]對于系統(tǒng)的供電和通信方式，可采用滑線或者拖鏈兩種方式。當機器人檢測行程較大時，可采用滑觸線加電力載波技術(shù)采來實現(xiàn)無纜供電和通信。當行程不大時可采用拖鏈方式，采用有纜供電和通信。若采用滑觸線，型材軌道15上安裝滑觸線4，第一控制箱12上加裝集電器6與之滑觸配合。若采用拖纜方式，則直接在豎直軌道上安裝拖鏈板和拖鏈即可。
[0120]如圖9-10所示，電磁屏蔽模塊盒，包括盒體12-2和屏蔽蓋板12_1，所述屏蔽蓋板12-1設置在盒體12-2上，所述屏蔽蓋板I包括由外向內(nèi)依次疊加的金屬板、柔性襯墊和金屬箔片，所述盒體2內(nèi)部為空腔，盒體2內(nèi)臂設有臺階2-3。
[0121]屏蔽蓋板12-1上開有安裝孔，臺階12-2-3上設有開螺紋孔12_2_2，標準緊固件12-3通過安裝孔與螺紋孔12-2-2將盒體12-2和屏蔽蓋板12_1固定連接。金屬板是鋼板、鋁板或者銅板。柔性襯墊的材料為柔軟的帶有背膠的泡棉材料。金屬箔片為厚度0.01_到0.1mm帶有背膠的鋁箔或者銅箔。
[0122]盒體12-2的材料為鋁合金或者銅合金。金屬板、柔性襯墊和金屬箔片長度及寬度相同，均為長方形，所述盒體12-2為長方體。盒體12-2為采用整塊金屬銑削而成的一體結(jié)構(gòu)。盒體12-2包括盒體外壁12-2-1。金屬蓋板為12-1為一體部件，在使用前，先將柔性襯墊、金屬箔片粘貼在金屬板上形成一個整體。然后將屏蔽蓋板12-1和蓋板12-2通過標準緊固件12-3安裝在一起，形成電磁屏蔽良好的密閉空間。電子器件根據(jù)需要裝在屏蔽腔體內(nèi)。盒體上開對外接口的安裝孔12-2-4，安裝電磁兼容性接插件12-4實現(xiàn)對外通信。
[0123]電磁屏蔽模塊盒，因柔性襯墊的存在使得屏蔽蓋板的密封效果更好。盒體上留有屏蔽蓋板安裝臺階。盒體可采用整塊金屬銑削而成，屏蔽效果好。采用柔性襯墊和金屬箔片的屏蔽蓋板結(jié)構(gòu)簡單，比采用導電材料進行屏蔽的結(jié)構(gòu)成本低。
[0124]如圖11所示，安全接地柱由接地螺柱29-3和銅制的標準件構(gòu)成。接地螺柱29_3材質(zhì)為銅合金，具有良好的導電性和耐腐蝕性。接地螺柱29-3分為三段，中間部分為安裝法蘭盤，兩端為螺柱。接地螺柱的一端通過機加工成腰圓型或D型，另一端打有中心孔，接地螺柱打打有中心孔的一端的分別旋入一個六角螺母一 29-1-1、平墊圈一 29-2-1和蝶形螺母29-4?？梢詫⑼獠康慕拥鼐€用蝶形螺母29-4手動擰緊連接。六角螺母一 29-1-1可以提供一定的高度平面，可用手將外部的接地線通過蝶形螺母29-4擰緊在蝶形螺母29-4和平墊圈一 29-2-1之間，形成外部的可靠接地。
[0125]在使用時，機箱壁29-6上根據(jù)接地螺柱的形狀打腰圓孔或者D型機箱孔29_5，接地螺柱29-3加工成腰圓形或D型的部分插入機箱內(nèi)部，然后在機箱內(nèi)部依次旋入銅制六角螺母二 29-1-2、平墊圈二 29-2-2、平墊圈三29_2_3和六角螺母三29_1_3，靠內(nèi)部的六角螺母二 29-1-2起到緊固接地螺柱29-3的作用，靠外部的六角螺母三29-1-3自由活動，可以將機箱內(nèi)部需要接地的線纜等連接到接地柱上并用螺母擰緊。接地螺柱29-3 —端打有中心孔，中心孔用來擴孔鐓粗使用。蝶形螺母29-4裝入后將端部鐓粗，可以永久防止蝶形螺母脫落。接地螺柱29-3另一端螺紋部分切削出平面，可以切削一個平面呈D型，也可以對稱地切削兩個平面呈腰圓形。其安裝的機箱壁29-6上開略大于螺柱上的腰圓形或D型尺寸的機箱孔29-5。
[0126]接地螺柱29-3中間部分是切削出兩個平面的呈腰圓型的法蘭盤，可以在開圓形孔的機箱上擰緊時使用。接地螺柱29-3可以采用蝶形螺母29-4，也可以采用滾花螺母用來作為手擰螺母做擰緊時使用。接地螺柱29-3、六角螺母一 29-1-1、六角螺母二 29-1-2、六角螺母三29-1-3、平墊圈一 29-2-1、平墊圈二 29_2_2、平墊圈三29_2_3和蝶形螺母29_4均為銅制的標準件。
[0127]如圖12所示，通風防塵電磁屏蔽窗的邊框2-1由第一邊框2-1-1和第二邊框2-1-2組合而成，兩者通過焊接或者粘接或者螺釘連接而成。第二邊框2-1-2上開環(huán)形的矩形槽，導電橡膠條2-4通過導電膠粘在第二邊框2-1-2的矩形槽內(nèi)，蜂窩狀通風金屬板2-2和防塵網(wǎng)3封裝在金屬邊框2-1內(nèi)，形成完整的通風電磁屏蔽窗。在第一邊框2-1-1和第二邊框2-1-2組合前，需要先將通風金屬板2-2和防塵網(wǎng)2-3安裝到兩個邊框的臺階內(nèi)。
[0128]通風防塵電磁屏蔽窗應用在電磁密封性要求較高而又要求通風的屏蔽箱體內(nèi)部。其安裝在需要開孔的位置，因金屬蜂窩狀結(jié)構(gòu)形成良好的電磁屏蔽性。第二邊框上安裝導電橡膠條2-4，增強了邊框與箱體之間的密封效果，防止屏蔽窗與箱體之間形成縫隙，提高了電磁屏蔽效果。
[0129]灰塵會極大降低設備的使用壽命。防塵網(wǎng)3可以有效防止因通風而造成箱體內(nèi)的灰塵積累，提聞設備的使用壽命。
[0130]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，包括機器人終端系統(tǒng)和遠程控制系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)與機器人終端系統(tǒng)進行有線網(wǎng)絡通信，所述機器人終端系統(tǒng)包括軌道，所述軌道上安裝有運動機構(gòu)、運動驅(qū)動機構(gòu)和檢測機構(gòu)，所述機器人終端系統(tǒng)上還設有屏蔽裝置，遠程控制系統(tǒng)通過運動驅(qū)動機構(gòu)控制運動機構(gòu)沿軌道移動，運動機構(gòu)通過帶動檢測機構(gòu)上下移動繼而監(jiān)測閥廳內(nèi)設備的運行狀況。
2.如權(quán)利要求1所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述運動機構(gòu)包括同步帶輪組件和同步帶，所述同步帶輪組件包括同步帶輪箱和同步帶輪，所述軌道為型材軌道，所述同步帶輪箱安裝在型材軌道的上下兩端，所述同步帶輪安裝在同步帶輪箱內(nèi)部，所述同步帶纏緊在同步帶輪上。
3.如權(quán)利要求1所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述遠程控制系統(tǒng)包括第二光電轉(zhuǎn)換器和上位機，第二光電轉(zhuǎn)換器將通信信號進行光電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)控制系統(tǒng)與機器人終端系統(tǒng)的通信。
4.如權(quán)利要求1所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述運動驅(qū)動機構(gòu)包括交流伺服電機和減速器，所述交流伺服電機通過減速器與同步帶輪安裝在一起；所述減速器通過法蘭組件固定在型材軌道底部的同步帶輪箱上。
5.如權(quán)利要求1所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述檢測結(jié)構(gòu)包括第一控制箱；第一控制箱實現(xiàn)對檢測組件和云臺的通信控制及供電； 所述第一控制箱安裝在滑座上，所述滑座與同步帶固連，所述滑座通過滑動接觸的方式安裝在型材軌道上，所述同步帶帶動所述滑座沿型材軌道上下移動，所述第一控制箱上安裝云臺，所以第一控制箱也起到支架的作用；所述云臺上安裝檢測組件。
6.如權(quán)利要求5所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述檢測組件包括至少一個煙霧報警器模塊，所述煙霧報警器模塊數(shù)量為一個時，安裝在云臺模塊頂部，當煙霧報警器模塊數(shù)量為多個時，安裝在云臺模塊的四周和頂部。
7.如權(quán)利要求2所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述機器人終端系統(tǒng)還包括安裝在軌道附近的第二控制箱，所述第二控制箱與第一控制箱通信，并為第一控制箱提供電源，將第一控制箱檢測到的信號傳輸給控制系統(tǒng)；所述第二控制箱還對交流伺服電機的運動起到控制作用。
8.如權(quán)利要求2所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述型材軌道的底端裝有零點開關(guān)，作為機器人運行的原點，在巡檢機器人每次上電之前，機器人先自動回原點，然后執(zhí)行分配的巡檢任務。
9.如權(quán)利要求1所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述機器人終端系統(tǒng)還包括限位機構(gòu)，所述限位機構(gòu)包括限位開關(guān)，所述限位開關(guān)安裝在型材軌道的兩端，與型材軌道接觸的所述控制箱的后表面裝有限位開關(guān)擋塊，所述限位開關(guān)擋塊與限位開關(guān)配合使用防止異常斷電所帶來的碰撞。
10.如權(quán)利要求4所述的換流站閥廳智能巡檢機器人系統(tǒng)，其特征是，所述交流伺服電機的編碼器與伺服驅(qū)動器連接，通過數(shù)脈沖方式控制軌道上的滑座帶動檢測組件到達指定位置進行檢測；所述交流伺服電機帶有電磁制動器，在斷電的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)制動。
【文檔編號】G05D1/02GK204143257SQ201420610151
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】付崇光, 孫昊, 張永生, 蔣克強, 隋吉超, 李運廠, 孟杰 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司