[发明专利]变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力变压器检测技术领域，特别涉及一种变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航技术。

背景技术

变电站是输电线路与用户之间连接桥梁，实现将高压电转换为低压电的作用。伴随电力电子技术和图像识别技术的不断发展，变电站巡检技术已经由人工巡检转变为机器人智能巡检。巡检机器人导航技术大部分磁轨迹导航技术，通过此传感器感应机器人的位置与磁轨迹偏差，并进行调解，但磁轨铺设工作量大、线路灵活性低，磁传感器检测距离近、造成巡检机器人底盘底、越障碍能力差，同时位置检测精度低，不利于远程监控与管理。

另外，巡检机器人遇到碰撞时会使得装置受损妨碍正常工作，尤其是行走轮与底盘连接的位置最容易在碰撞时受到损坏。

发明内容

发明目的：本发明提供一种变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置及方法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置，其特征在于：该装置包括激光传感器、信号转换模块、机器人工业控制器、无线通讯模块、监控计算机、运动驱动器、伺服电机和编码器；其中激光传感器(1)的输出单元与信号转换模块(2)和无线通讯模块(4)的信号输入端相连接，信号转换模块(2)的输出端与机器人工业控制器(3)的信号输入端相连接，机器人工业控制器(3)的信号输出端与运动驱动器(6)及无线通讯模块(4)的信号输入端相连接，无线通讯模块(4)的信号输出端与监控计算机(5)的信号输入端相连接，运动驱动器(6)的信号输出端与伺服电机(7)的控制信号输入端相连接，伺服电机(7)的位置信号检测端与与编码器(8)的信号测量端相连接，编码器(8)的信号输出端与运动驱动器(6)的信号反馈输入端相连接，运动驱动器(6)的位置信号输出端与机器人工业控制器(3)的信号输入端相连接，机器人工业控制器(3)的控制指令输入端与无线通讯模块(4)的控制指令输入出端相连接，无线通讯模块(4)的控制指令输入端与监控计算机(5)的控制指令相连接。

激光传感器(1)、信号转换模块(2)、机器人工业控制器(3)、无线通讯模块(4)、监控计算机(5)、运动驱动器(6)、伺服电机(7)和编码器(8)均设置在机器人行走底盘(9)上，底盘(9)的下端为行走轮(10)，行走轮(10)通过伺服电机(7)控制；

该底盘上还设置有碰撞缓冲装置，该碰撞缓冲装置包括缓冲板(11)、缓冲盒(12)和升降插杆；

缓冲板(11)设置在底盘(9)的侧面，缓冲板(11)的下部通过支点转轴设置在底盘(9)的侧面形成活动的杠杆结构；支点转轴设置在缓冲板(11)的靠近底部端点的位置使得缓冲板(11)的上部形成省力杠杆；该支点转轴的位置也处在底盘(9)的侧面的底部；(这样一来受到撞击时，可以保证上部被撞的几率，而且省力杠杆会使得杠杆的旋转很容易被触发)

缓冲盒(12)设置在底盘(9)的底部的中间位置，缓冲盒(12)的底部连接T形连接管，T形连接管为由立管(14)和横管(15)构成的T字形结构，缓冲盒(12)的底部连接T形连接管的立管(14)，行走轮(10)的轴插入T形连接管的底部的横管(15)两端且行走轮(10)的轴能相对于横管(15)做轴向的抽插动作；

缓冲盒(12)内设置有齿轮(16)和两根齿条(17)，两根齿条(17)设置在齿轮(16)的两侧并与齿轮(16)啮合，两根齿条(17)能做平行于底盘(9)地面的移动，且在移动时驱动齿轮(16)转动，两根齿条(17)的运动方向相反；两根齿条(17)分别通过活动连接杆(18)连接至底盘(9)两侧的缓冲板(11)底部，活动连接杆(18)的一端通过转轴连接至齿条(17)，另一端通过转轴连接至缓冲板(11)底端，齿轮(16)的中心为带有内螺纹的套孔；

升降插杆为由主杆(13)和两个分叉的支杆(19)构成的开口朝下的Y形结构，主杆(13)的上端设置有外螺纹拉杆，该外螺纹拉杆与主杆(13)之间能相对转动且轴向距离不变；外螺纹拉杆伸进齿轮(16)的套孔内与该套孔螺纹配合，通过齿轮(16)的旋转控制升降插杆的升降；

在T形连接管的横管(15)的壁上开有通孔(20)，该通孔与行走轮(10)的轴上的凹坑(21)位置对应，正常工作时，支杆(19)穿过通孔(20)后插入凹坑(21)内将行走轮(10)的轴与横管(15)相对固定；当缓冲板(11)的上部收到撞击时，缓冲板(11)的低端拉动齿轮(16)旋转，使得升降插杆上升，使得支杆(19)离开通孔(20)和凹坑(21)完成解锁。