变电站室内轨道式巡检机器人的研制与应用.docx

系统介绍通过研制传动效率高、适应复杂环境的室内轨道式巡检机器人新型移动平台，实现室内设备巡检作业，在需要监测的区域架设专用轨道，搭载高清视频设备和多种传感器的移动机器人沿着轨道对室内电力设备进行巡检，可自动分析各种仪表、开关、设备温度、环境温度和湿度等各种重要信息，并传输至综合管理平台，对电力设备进行在线实时监测。功能描述工作环境工作范围：变电站室内设备区工作环境温度范围：045项目研究内容：1) 轨道式移动平台的研究研制室内轨道式移动平台，可适应任意形状轨道，移动平台移动速度快、定位准确运行平稳，噪音低；轨道可根据需要任意进行多节组合，具备强度高、重量轻、抗腐蚀性强特点。2) 轨道式机器人取电技术及通信技术的研究开展滑线取电技术在轨道式移动机器人上的应用研究，实现基于滑触线的移动供电的系统，使得供电可靠，不发生电源中断故障；研究应用电力载波通讯技术，进行音视频、控制指令和系统状态等信息的传输，做到整个通信过程的准确无误。3) 机器人远程综合管理平台研究研制机器人远程综合管理平台，系统可设定自动巡检任务，运行人员根据巡检时间、周期、路线、目标类型灵活进行任务定制，机器人按照定制任务进行自动巡检，巡检数据保存在数据库中；自动生成设备红外测温或外观异常报表，并自动将巡检数据（温度、分合状态、仪表读数等）和缺陷报警信息上送其它信息管理系统。系统组成系统整体结构示意图机器人系统为网络分布式架构，整体分为基站层和终端层共两层。基站层由后台机及智能控制与分析软件系统组成；终端层为变电站室内的轨道式巡检机器人本体及轨道。基站层和终端层通讯由网络交换机、通信线缆等设备组成，负责建立基站层与终端层间透明的网络通道。基站系统层主要由监控主站、网络集线器（HUB）或交换机等设备组成。基站控制系统采用分层的模块化结构，基于Windows XP/Server 2003操作系统和.NetFramework 2.0运行平台；采用纯面向对象的编程语言C#进行托管代码编程；以面向对象的内存实时数据库和大型商用关系型数据库相结合；通过多线程进行耗时任务的后台处理，避免阻塞用户的界面操作；系统性能和可靠性高、维护和扩展方便。本系统还提供基于角色的安全权限控制；越变化死区和定周期采集相合的实时数据存储机制；无损压缩的巡检数据存储技术等。移动站系统共分为两大模块：移动本体、控制检测系统，主要完成运动控制、检测信息采集处理、云台控制、移动站定位、网络通信等功能。基站和移动站的连接采用无线通信设备，实现数据的远传和命令的遥控。在此基础上，可以方便接入电力系统生产专用光纤通信网络，实现与调度中心的数据交换。软件结构 软件系统的体系结构共分为层，分别为数据层、功能层、逻辑层和表示层，如下图所示。各模块基于接口编程，广泛应用设计模式，降低模块间的耦合，系统架构清晰，功能扩展方便。 基站监控后台软件体系结构系统功能 1） 检测功能（1） 通过可见光摄像仪检测变电站室内设备的外观； （2） 通过音频采集设备检测和分析室内内设备噪声；2） 自动巡航功能（1） 按预先规划的任务，自动在轨道上行驶；（2） 自动在预置位精确停靠；（3） 自动调用云台预置位检测阀厅设备。3） 分析及报警（1） 设备故障或缺陷的智能分析和自动报警； （2） 自动生成设备巡视等报表；4） 控制功能（1） 设备巡检人员可在监控后台进行巡视；（2） 可对机器人本体、云台、可见光摄像仪进行手动控制或自动规划指令下发； （3） 实现室内设备巡视的本地及远方操作。性能指标 工作温度-20C 50C 工作湿度 5%-95%RH 外壳防护等级 IP43 重量 整车不超过20Kg 最大轨道长度