變電站室內(nèi)軌道式巡檢機(jī)器人的研制與應(yīng)用

系統(tǒng)介紹通過(guò)研制傳動(dòng)效率高、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的室內(nèi)軌道式巡檢機(jī)器人新型移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)設(shè)備巡檢作業(yè)，在需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域架設(shè)專用軌道，搭載高清視頻設(shè)備和多種傳感器的移動(dòng)機(jī)器人沿著軌道對(duì)室內(nèi)電力設(shè)備進(jìn)行巡檢，可自動(dòng)分析各種儀表、開(kāi)關(guān)、設(shè)備溫度、環(huán)境溫度和濕度等各種重要信息，并傳輸至綜合管理平臺(tái)，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。功能描述工作環(huán)境?工作范圍：變電站室內(nèi)設(shè)備區(qū)?工作環(huán)境溫度范圍：0°C?45°C項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容：軌道式移動(dòng)平臺(tái)的研究研制室內(nèi)軌道式移動(dòng)平臺(tái)，可適應(yīng)任意形狀軌道，移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)速度快、定位準(zhǔn)確運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低；軌道可根據(jù)需要任意進(jìn)行多節(jié)組合，具備強(qiáng)度高、重量輕、抗腐蝕性強(qiáng)特點(diǎn)。軌道式機(jī)器人取電技術(shù)及通信技術(shù)的研究開(kāi)展滑線取電技術(shù)在軌道式移動(dòng)機(jī)器人上的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)基于滑觸線的移動(dòng)供電的系統(tǒng)，使得供電可靠，不發(fā)生電源中斷故障；研究應(yīng)用電力載波通訊技術(shù)，進(jìn)行音視頻、控制指令和系統(tǒng)狀態(tài)等信息的傳輸，做到整個(gè)通信過(guò)程的準(zhǔn)確無(wú)誤。

機(jī)器人遠(yuǎn)程綜合管理平臺(tái)研究研制機(jī)器人遠(yuǎn)程綜合管理平臺(tái)，系統(tǒng)可設(shè)定自動(dòng)巡檢任務(wù)，運(yùn)行人員根據(jù)巡檢時(shí)間、周期、路線、目標(biāo)類型靈活進(jìn)行任務(wù)定制，機(jī)器人按照定制任務(wù)進(jìn)行自動(dòng)巡檢，巡檢數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；自動(dòng)生成設(shè)備紅外測(cè)溫或外觀異常報(bào)表，并自動(dòng)將巡檢數(shù)據(jù)(溫度、分合狀態(tài)、儀表讀數(shù)等)和缺陷報(bào)警信息上送其它信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)組成外部系統(tǒng)層OWS丿輔助系統(tǒng)(_ 網(wǎng)絡(luò) J基站層3§系統(tǒng)后臺(tái)8外部系統(tǒng)層OWS丿輔助系統(tǒng)(_ 網(wǎng)絡(luò) J基站層3§系統(tǒng)后臺(tái)8路NVR( 網(wǎng)絡(luò) 3組合軌道機(jī)器人垂直軌道機(jī)器人[1垂直軌道機(jī)器人系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)器人系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)，整體分為基站層和終端層共兩層。基站層由后臺(tái)機(jī)及智能控制與分析軟件系統(tǒng)組成終端層為變電站室內(nèi)的軌道式巡檢機(jī)器人本體及軌道。基站層和終端層通訊由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信線纜等設(shè)備組成，負(fù)責(zé)建立基站層與終端層間透明的網(wǎng)絡(luò)通道?；鞠到y(tǒng)層主要由監(jiān)控主站、網(wǎng)絡(luò)集線器（HUB）或交換機(jī)等設(shè)備組成?；究刂葡到y(tǒng)采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，基于WindowsXP/Server2003 操作系統(tǒng)和.NetFramework2.0運(yùn)行平臺(tái)；采用純面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言C#進(jìn)行托管代碼編程;以面向?qū)ο蟮膬?nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和大型商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合；通過(guò)多線程進(jìn)行耗時(shí)任務(wù)的后臺(tái)處理，避免阻塞用戶的界面操作；系統(tǒng)性能和可靠性高、維護(hù)和擴(kuò)展方便。本系統(tǒng)還提供基于角色的安全權(quán)限控制；越變化死區(qū)和定周期采集相合的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制；無(wú)損壓縮的巡檢數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等。移動(dòng)站系統(tǒng)共分為兩大模塊：移動(dòng)本體、控制檢測(cè)系統(tǒng)，主要完成運(yùn)動(dòng)控制、檢測(cè)信息采集處理、云臺(tái)控制、移動(dòng)站定位、網(wǎng)絡(luò)通信等功能?；竞鸵苿?dòng)站的連接采用無(wú)線通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和命令的遙控。在此基礎(chǔ)上，可以方便接入電力系統(tǒng)生產(chǎn)專用光纖通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與調(diào)度中心的數(shù)據(jù)交換。

軟件結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)共分為4層，分別為數(shù)據(jù)層、功能層、邏輯層和表示層，如下圖所示。各模塊基于接口編程，廣泛應(yīng)用設(shè)計(jì)模式，降低模塊間的耦合，系統(tǒng)架構(gòu)清晰，功能擴(kuò)展方便。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層數(shù)據(jù)庫(kù)r串口通訊業(yè)務(wù)邏輯層服務(wù)層基礎(chǔ)通用服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)視頻服務(wù)電子地圖服務(wù) 高級(jí)應(yīng)用信息檢索1P 1電子地圖i定制報(bào)表機(jī)器人控制> 統(tǒng)計(jì)分析-J表示層用戶人際交互界面數(shù)據(jù)查詢 :系統(tǒng)配置界面數(shù)據(jù)訪問(wèn)層數(shù)據(jù)庫(kù)r串口通訊業(yè)務(wù)邏輯層服務(wù)層基礎(chǔ)通用服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)視頻服務(wù)電子地圖服務(wù) 高級(jí)應(yīng)用信息檢索1P 1電子地圖i定制報(bào)表機(jī)器人控制> 統(tǒng)計(jì)分析-J表示層用戶人際交互界面數(shù)據(jù)查詢 :系統(tǒng)配置界面高級(jí)應(yīng)用服務(wù)控制服務(wù)系統(tǒng)調(diào)試界面三數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)F其他系統(tǒng)■NETFrameWork框架計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、TCP/IP通訊、無(wú)線通訊基站監(jiān)控后臺(tái)軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能1） 檢測(cè)功能（1） 通過(guò)可見(jiàn)光攝像儀檢測(cè)變電站室內(nèi)設(shè)備的外觀（2） 通過(guò)音頻采集設(shè)備檢測(cè)和分析室內(nèi)內(nèi)設(shè)備噪聲2） 自動(dòng)巡航功能（1） 按預(yù)先規(guī)劃的任務(wù)，自動(dòng)在軌道上行駛；（2） 自動(dòng)在預(yù)置位精確?？?；（3）自動(dòng)調(diào)用云臺(tái)預(yù)置位檢測(cè)閥廳設(shè)備。3） 分析及報(bào)警（1）設(shè)備故障或缺陷的智能分析和自動(dòng)報(bào)警；（2）自動(dòng)生成設(shè)備巡視等報(bào)表；4） 控制功能（1）設(shè)備巡檢人員可在監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行巡視；（2）可對(duì)機(jī)器人本體、云臺(tái)、可見(jiàn)光攝像儀進(jìn)行手動(dòng)控制或自動(dòng)規(guī)劃指令下發(fā)；（3）實(shí)現(xiàn)室內(nèi)設(shè)備巡視的本地及遠(yuǎn)方操作。性能指標(biāo)＞工作溫度-20°C~50°C＞工作濕度5%-95%RH＞外殼防護(hù)等級(jí)IP43＞重量