[發(fā)明專利]一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人及其帶電區(qū)域隔離方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010573890.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111913182A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;鄧福亮;王玉榮;徐偉倫;周永榮;朱斌;徐梁;孟瑋;朱凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S15/08
• 分類號(hào): G01S15/08;G01R29/12;G01C21/20
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

1.一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人，其特征在于，包括機(jī)器人本體和帶電區(qū)域隔離裝置，所述帶電區(qū)域隔離裝置包括：

超聲波傳感模塊：用于發(fā)射和接收超聲波；

電場(chǎng)測(cè)量模塊：用于測(cè)量機(jī)器人本體周邊電場(chǎng)強(qiáng)度；

圖像識(shí)別模塊：用于采集機(jī)器人本體周邊環(huán)境圖像；

控制模塊：用于根據(jù)超聲波傳感模塊發(fā)射和接收超聲波的時(shí)間差測(cè)算機(jī)器人本體與帶電區(qū)域的距離，根據(jù)機(jī)器人本體周邊電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)算機(jī)器人本體與帶電設(shè)備的距離，根據(jù)機(jī)器人本體周邊環(huán)境圖像對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行視覺(jué)定位和導(dǎo)航；當(dāng)根據(jù)機(jī)器人本體與帶電區(qū)域的距離或者機(jī)器人本體與帶電設(shè)備的距離或者機(jī)器人本體周邊環(huán)境圖像判定機(jī)器人本體超出設(shè)定區(qū)域時(shí)，還用于輸出報(bào)警指令或者輸出報(bào)警指令與機(jī)器人閉鎖指令；

報(bào)警模塊：用于響應(yīng)報(bào)警指令，輸出報(bào)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人，其特征在于，所述超聲波傳感模塊包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射模塊和多個(gè)超聲波感應(yīng)模塊，所述超聲波發(fā)射模塊安裝在機(jī)器人本體上，用于發(fā)射超聲波信號(hào)，所述超聲波感應(yīng)模塊均勻設(shè)置在變電站停電區(qū)域與帶電區(qū)域的交界處，用于接收超聲波信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人，其特征在于，所述電場(chǎng)測(cè)量模塊包括微型電場(chǎng)探頭、放大濾波模塊、MCU模塊和Lora模塊，所述微型電場(chǎng)探頭用于探測(cè)機(jī)器人本體周邊工頻電場(chǎng)強(qiáng)度，微型電場(chǎng)探頭輸出的電壓信號(hào)經(jīng)放大濾波模塊放大、濾除高頻電磁干擾分量后，輸出至MCU模塊的ADC端口，所述MCU模塊采集ADC端口的電壓信號(hào)，利用軟件濾波消除電壓信號(hào)的外部干擾，濾波后的電壓信號(hào)由Lora模塊傳輸至控制模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人，其特征在于，變電站運(yùn)檢機(jī)器人還包括供電裝置，所述供電裝置包括蓄電池組、功率調(diào)節(jié)模塊、Boost斬波模塊和逆變?yōu)V波模塊，所述蓄電池組輸出的直流電經(jīng)功率調(diào)節(jié)模塊功率調(diào)節(jié)后輸入Boost斬波模塊，Boost斬波模塊輸出5V、48V和400V直流電，其中，400V直流電輸入逆變?yōu)V波模塊，經(jīng)過(guò)逆變?yōu)V波后輸出220V交流電。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種變電站運(yùn)檢機(jī)器人，其特征在于，所述逆變?yōu)V波模塊包括全橋逆變電路和LC濾波電路，所述全橋逆變電路的輸入端連接400V直流電，全橋逆變電路的輸出端連接所述LC濾波電路的一端，LC濾波電路的另一端輸出220V交流電。

6.一種用于變電站運(yùn)檢機(jī)器人的帶電區(qū)域隔離方法，其特征在于，所述方法至少包括步驟A、步驟B和步驟C中的任意兩個(gè)步驟：

步驟A：根據(jù)機(jī)器人本體與帶電區(qū)域間超聲波的往返時(shí)間測(cè)算機(jī)器人本體與帶電區(qū)域的距離R1，若R1超出設(shè)定閾值，則輸出報(bào)警指令或者輸出報(bào)警指令與機(jī)器人閉鎖指令；

步驟B：測(cè)量機(jī)器人本體周邊電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)算機(jī)器人本體與帶電設(shè)備的距離R2，若R2超出設(shè)定安全距離，則輸出報(bào)警指令或者輸出報(bào)警指令與機(jī)器人閉鎖指令；

步驟C：采集機(jī)器人本體周邊環(huán)境圖像，根據(jù)機(jī)器人本體周邊環(huán)境圖像對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)視覺(jué)定位，當(dāng)機(jī)器人本體超出設(shè)定工作區(qū)域時(shí)，輸出報(bào)警指令或者輸出報(bào)警指令與機(jī)器人閉鎖指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于變電站運(yùn)檢機(jī)器人的帶電區(qū)域隔離方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟：

根據(jù)機(jī)器人運(yùn)檢工作需求預(yù)先設(shè)置機(jī)器人工作區(qū)域，并從變電站數(shù)據(jù)庫(kù)中提取工作區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；

利用安裝在機(jī)器人本體上的圖像識(shí)別模塊實(shí)時(shí)采集機(jī)器人周圍環(huán)境圖像，基于圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)采集到的環(huán)境圖像和工作區(qū)域圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，獲得機(jī)器人本體當(dāng)前位置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視覺(jué)定位；

根據(jù)機(jī)器人本體當(dāng)前位置和預(yù)先設(shè)置的機(jī)器人工作區(qū)域生成機(jī)器人行動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體導(dǎo)航。