[发明专利]用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统及其方法

权利要求书

1.一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：包括用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人和安装在箱体外部的自动开锁系统，所述自动开锁系统包括电磁锁和控制装置，控制装置包括单片机、无线通讯模块、电磁继电器、关门限位开关以及报警模块；所述自动开锁系统安装在箱体门上，所述控制装置安装在锁体内，电磁锁既可以通过机器人远程控制打开和关闭，也可以通过人工使用钥匙打开和关闭；

其中，所述无线通讯模块用于实时接收机器人的控制命令，当接收到开锁命令时，单片机控制电磁继电器吸合从而使电磁锁通电，从而电磁锁的锁栓打开；

所述关门限位开关用于检测箱体门是否关闭到位，当箱体门关闭到位并且接收到闭锁命令时，单片机控制电磁继电器断开从而使电磁锁断电，从而电磁锁上锁；如果箱体门未关闭到位而接收到了闭锁命令，则单片机控制报警模块报警，同时将报警信息通过无线通讯模块发送给机器人；

所述用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人，包括行走机构、机械臂、工控机和采集装置，其中，行走机构承载机器人本体行走，机械臂设置于行走机构上，工控机控制采集装置和行走机构的运行；

所述采集装置，包括摄像机、红外热像仪、视觉传感器和激光传感器，所述摄像机和红外热像仪设置于云台上，云台设置于云台升降机构上，云台升降机构固定于安装在行走机构前端的支架上，所述支架上设置视觉传感器和激光传感器，探测箱体的尺寸形状以及机器人所处位置。

2.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述电磁锁的锁芯能够使用钥匙打开和关闭电磁锁，当检测到钥匙插入普通锁芯时，所述控制装置暂时停止运行，不再接收机器人的控制命令；当钥匙拔出后，所述控制装置重新开始运行。

3.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述行走机构包括轮履式底盘；所述云台升降机构通过支架安装在轮履式底盘上，带动云台升起或下降，云台具有水平和俯仰两个自由度。

4.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述视觉传感器为双目视觉传感器，用于对箱体的尺寸、形状进行检测，以及门把手的位置进行定位。

5.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述工控机通过RS485总线与云台和云台升降机构连接，通过网络与激光传感器连接，通过1394总线与双目视觉传感器总线连接，通过CAN总线与轮履式底盘连接。

6.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述机械臂为六自由度机械臂，包括6个自由运动的关节，每个关节通过工控机的控制达到精确的位置和设定的角度。

7.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述机械臂前端设有电动手爪，电动手爪的手指能够自由开合，在工控机的控制下实现打开、关闭箱体门和操作箱体内的设备。

8.如权利要求1中所述的一种用于箱体内设备检测的变电站巡检机器人系统，其特征是：所述机械臂前端设有摄像头，对箱体内的设备进行检测。

9.基于如权利要求1或者2所述的系统的检测方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)机器人通过激光导航停靠在箱体前方的指定位置，并通过视觉传感器获取箱体以及门把手的相对位置；

(2)机器人控制机械臂自动运动到门把手的位置，控制电动手爪夹持住门把手；

(3)机器人向自动开锁系统发送开锁指令，并等待自动开锁系统返回开锁到位信号，接收到开锁到位信号后，机器人控制机械臂打开箱体门；

(4)机械臂通过红外热像仪、摄像机以及电动手爪完成对箱体内设备的指定检测和操作内容；

(5)机器人通过控制机械臂关闭箱体门，并且等待自动开锁系统返回箱体门关闭到位的信号；箱体门关闭到位后，机器人向自动开锁系统发送闭锁指令，并等待自动开锁系统返回闭锁到位信号；

(6)机器人接收到闭锁到位信号后，收起机械臂，完成一次检测任务。