[發明專利]用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統

有效

• 申請號: 201510275077.4
• 申請日: 2015-05-27
• 公開（公告）號: CN104991488B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 張文建;房靜;劉歡;黃虹霖
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙)31258
• 代理人: 任益

技術領域

本發明涉及工業用移動機器人技術領域，特別一種用于隧道電纜設備安全檢測的智能機器人巡檢系統。

背景技術

近年來，隨著電力事業的快速發展，通過地下隧道內的電纜進行電能的供應已經是電力系統輸送電能的常規方式，但是電纜在使用過程中，容易出現因過熱、電纜自身絕緣老化而造成隧道內火災，還會出現隧道內積水等現象，這些都會嚴重影響電纜的正常供電功能，因此實時監測隧道內部質量對于預防隧道安全事故有著重大意義。然而由于隧道內空間狹小，環境惡劣，人工巡檢存在較大不安全因素，因此目前供電公司在隧道內部每個二百米的距離安裝一套空氣質量監測設備，以達到實時監測隧道內空氣質量的目的；空氣質量監測設備安裝完成后，作業人員需要定期去設備安放點讀取監測數據，同時檢查隧道內部的電纜是否有損壞。這種方法需要安置大量的檢測設備，對于監測數據的讀取完全依賴人工，勞動強度大而且不能保證信息的實效性；同時，隧道內部的氣體環境也不利于工人的身體健康。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種可以在隧道內代替巡檢人員完成電纜及氣體安全檢測的智能機器人巡檢系統，在消除人身安全隱患的基礎上，提高巡檢作業的準確性以及及時性。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，包括用于對隧道進行巡檢的移動體以及設置在控制中心的遠程控制終端，移動體和遠程控制終端之間通過通訊裝置以及通訊網絡相互通信；所述移動體包括殼體以及設置在殼體上的控制裝置、運動執行機構、氣體檢測裝置、電纜檢測裝置、導航定位裝置以及電源管理裝置；所述導航定位裝置實時采集隧道內移動體運動狀態以及路況信息并反饋給控制裝置，控制裝置處理信息后控制運動執行機構動作；氣體檢測裝置和電纜檢測裝置實時采集隧道環境信息傳輸給控制裝置，并由控制裝置將采集到的信息經通訊裝置及通訊網絡發送給遠程控制終端；所述遠程控制終端經通訊裝置及通訊網絡將控制指令發送給控制裝置以控制運動執行機構動作。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述控制裝置包括通過串口連接的一臺工控機和一個單片機；所述工控機的輸入端連接電纜檢測裝置的輸出端，工控機的輸出端經通訊裝置以及通訊網絡與遠程控制終端進行數據傳輸；所述單片機的輸入端分別與氣體檢測裝置和導航定位裝置連接，單片機的輸出端連接運動執行機構。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述運動執行機構包括設置在殼體下方的車輪、驅動車輪行進的直流減速電機以及轉速反饋閉環調速裝置，直流減速電機的輸出軸經聯軸器連接車輪；所述轉速反饋閉環調速裝置包括編碼器和全橋驅動模塊，編碼器的輸出端連接單片機的輸入端，單片機的輸出端經全橋電機驅動模塊連接直流減速電機。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述導航定位裝置包括用于檢測移動體行進方向并判斷移動體前方是否有障礙物的超聲波傳感器組、用于采集移動體角速度的三軸陀螺儀以及用于識別隧道路口的射頻卡識別裝置，其中射頻卡識別裝置包括設置在移動體上的讀卡設備和設置在隧道路口處的射頻卡；所述超聲波傳感器組、三軸陀螺儀以及讀卡設備的輸出端分別與單片機的信號輸入端口連接。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述氣體檢測裝置包括用于監測空氣質量的傳感器組以及聲光報警器，傳感器組的輸出端連接單片機的輸入端，單片機根據傳感器組采集的數據分析當前隧道空氣質量是否滿足設定標準，若不滿足則觸發聲光報警器。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述電纜檢測裝置包括高清攝像頭和紅外測溫裝置，所述高清攝像頭和紅外測溫裝置通過支架設置在位于殼體頂部的云臺上，高清攝像頭經視頻卡連接工控機的輸入端，紅外測溫裝置直接與工控機連接。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述通訊裝置包括設置在移動體上的移動體無線WiFi模塊、設置在隧道內的電力載波線纜、設置在隧道路口的電力載波通信設備以及設置在隧道出口處的外網接口，其中電力載波通信設備包括與移動體無線WiFi模塊匹配的單體WiFi模塊和電力載波調制調解器，所述電力載波調制調解器的一端與連接單體WiFi模塊、另一端連接電力載波線纜，電力載波線纜與外網接口連接，外網接口通過無線網絡與遠程控制終端相互通信。

上述用于電纜隧道的智能機器人巡檢系統，所述電源管理裝置包括電源模塊和電壓調節裝置，所述電源模塊經電壓調節裝置為控制裝置、運動執行機構、氣體檢測裝置、電纜檢測裝置以及導航定位裝置供電。