[发明专利]一种变电站智能巡视机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种变电站智能巡视机器人。

背景技术

长期以来，我国电力行业沿用的变电站设备人工巡检作业方式，在高压、超高压环境下，不仅对人身危害大，而且对电网安全运行带来一定隐患。变电站设备巡视机器人可代替人工完成变电站设备的巡视工作，巡视机器人可以根据预先设定的任务指令或工作人员在基站的任务操作，自动导航、定位和路径规划，对设备进行巡视。工作人员只需通过后台基站计算机接收到的实时数据、图像等信息，即可了解变电站设备的工作情况。变电站设备巡检机器人导航定位系统是实现设备巡检工作的关键技术之一。GPS导航定位精度高，单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。但是GPS系统不足之处是：GPS接收机的工作受到变电站高压电场和强磁场干扰，以及当地地形和周围建筑物等因素的影响，存在受环境因素影响较大，抗干扰能力低，盲区较多，灵敏度低，安装复杂，费用较高等缺陷，严重制约着变电站巡检机器人的实用性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站智能巡视机器人，旨在解决GPS定位过程中受地形和周围建筑物等因素的影响，存在受环境因素影响较大，抗干扰能力低，盲区较多，灵敏度低，安装复杂，费用较高等缺陷，严重制约着变电站巡检机器人的实用性和可靠性的问题。

本发明是这样实现的，该一种变电站智能巡视机器人包括：单片机、GPS模块、电子罗盘模块、激光测距模块、超声波模块、传感器模块、摄像模块、驱动模块、通信模块、遥控模块、报警模块、电源模块；

单片机用于数据的运算和处理，进行信息通讯和指令的发送；GPS模块与单片机相连接，用于机器人的定位；电子罗盘模块与单片机相连接，用于读取机器人小车运行方向；激光测距模块与单片机相连接，用于检测机器人与设备之间的距离；超声波模块与单片机相连接，用于探测到机器人运动过程中的有关障碍物的信息发送给单片机；传感器模块与单片机相连接，用于在变电站巡视的过程中检测火灾信息，将检测到的火灾报警信号传送到单片机；摄像模块与单片机相连接，安装在机器人上端，检测机器人周围的图像信息，并将图像信息传送到单片机；驱动模块与单片机相连接，用于接收单片机发送运行的信号，驱动直流电机控制机器人进行巡视；遥控模块与单片机相连接，用于控制驱动模块按照设定的轨迹运行；报警模块与单片机相连接，用于接收单片机发出的信号，产生声光报警信息；通信模块与单片机相连接，用于将单片机检测到的数据信号和产生的报警信息传输到监控终端；电源模块与单片机相连接，用于为单片机提供电力供应。

本发明还采取如下技术措施：

所述的单片机为Atmega128单片机。

所述的GPS模块包括4个GPS定位器和1台计算机，4个GPS定位器的相对位置固定且已知，它们安装在机器人上，并且与计算机相连接，GPS定位器接收internet发送相关协议命令，并进行卫星定位；GPS定位器中安装有GPS芯片，GPS芯片由一块数字信号处理电路、一块射频集成电路和标准嵌入式软件构成；计算机将4个GPS定位器观测得到的坐标值转换为空间直角坐标，并将其作为坐标初始值，采用自由网平差方法进行平差解算，得到精确的坐标。

所述的电子罗盘模块包括：二维GMR传感器，二维GMR传感器通过滤波器连接MCU单元，MCU单元设有Δ-ΣA/D转换模块；滤波器为低通滤波器，MCU单元连接接口电平转换模块。

所述的激光测距模块包括频率算法模块、定位光源、定位终端；频率算法模块用于检测定位光源发射的不同调制频率的激光，根据激光频率和需定位区域位置坐标的对应关系确定定位终端的位置，实现定位；定位光源，用于产生和发射被调制到不同频率上的激光阵列，通过在已标定坐标的需定位区域上投影大小相同的圆形光斑实现对定位区域添加频率标签，供定位终端检测和处理；定位终端，用于接收由定位光源发射的不同频率的激光，在对进行滤光、光电转换和A/D转换后利用频率标签算法得出定位终端的位置信息并显示。