[发明专利]用于电力变压器内部故障检测的微型机器人

权利要求书

1.一种电力变压器内部故障探测微型机器人，该机器人包括由微型机器人控制系统，超声波避碰系统，电路检测部分，微型摄像头和无线数据传输模块组成的微型机器人器身，包括配有数据采集卡、视频采集卡、LABVIEW软件的笔记本电脑、图像接收天线、数据接收和传输天线、滤波装置和电量转换装置构成的微型机器人外围数据处理系统；其特征在于，该机器人采用四个无刷电机驱动四个螺旋桨，四螺旋桨均匀布置在四个角，同时配有相关检测设备，测量变压器内部异常信息量，四个无刷电机分别安装在水平X板的四个角的位置上，无刷电机的转动轴上固定具有三旋翼的螺旋桨，无刷电机分别驱动控制四个螺旋桨工作，微型机器人在运动过程中，根据四个螺旋桨不同的旋转速度，实现该机器人不同方位的运动：当四个螺旋桨以同一速度旋转时，该机器人呈直线上升运动；当其中两个螺旋桨静止，两个螺旋桨运动时，则该机器人往两个运动的螺旋桨侧运动；当四螺旋桨中的一个静止，而另外三个螺旋桨运动时，机器人向着静止螺旋桨相反方向运动，当四螺旋桨都静止时，该机器人在地球引力的作用下，呈垂直向下运动；微型机器人控制系统安装在X板上，并且Y板和Z板安装在X板上，三板分别成90度夹角；X板上还装有X陀螺仪，X加速度计，这样机器人能准确掌握在X方向上运行的速度变化和姿态，锂电池提供无刷电机和微型机器人控制系统中的微型控制处理芯片的能源；

上述四个螺旋桨旋转状态的变化改变该机器人向左，向右，向上，向下，向前和向后的六自由度运行状态；该机器人能准确掌握六个方向运动姿势和速度变化，使该机器人能顺利通过变压器油道，并能以电磁波信息与外界进行通信。

2.根据权利要求1所述电力变压器内部故障探测微型机器人，其特征在于，所述微型机器人控制系统由X陀螺仪，X加速度计，Y陀螺仪，Y加速度计，Z陀螺仪，Z加速度计，四个直驱的无刷电机，四个螺旋桨和微型控制处理芯片组成，其中X、Y、Z三个陀螺仪分别掌握微型机器人在各自方向的稳态信息，X、Y、Z三个加速度计能测量微型机器人在各自方向的速度变化；四个直驱的无刷电机驱动四个螺旋桨，微型控制处理芯片能实时控制和协调各部件的正常工作。

3.根据权利要求1所述电力变压器内部故障探测微型机器人，其特征在于，所述超声波避碰系统包括由红外线传感器和超声波传感器构成，利用二者路径规划和导航技术实现探测机器人在变压器内部的避碰功能。

4.根据权利要求1所述电力变压器内部故障探测微型机器人，其特征在于，所述电路检测部分由微型红外光成像传感器，高指向红外温度传感器组成，微型红外光成像传感器确定机器人所在位置，观察变压器的局部放电、火花放电、及观测部位的绕组变形；高指向红外温度传感器检测变压器铁轭、分接开关及套管的可观测部位的局部温升。

5.根据权利要求1所述电力变压器内部故障探测微型机器人，其特征在于，所述微型摄像头，用于采集变压器内部绕组，变压器铁轭、分接开关和套管的可观测部位的图像，采集的图像信息直接送给无线数据传输模块。

6.根据权利要求1所述电力变压器内部故障探测微型机器人，其特征在于，所述无线数据传输模块由内置天线，模数转换单元和数据串行口通信电路构成，该部分功能是将微型摄像头采集到的图像信息和各个传感器采集到的信息量进行模数转换后，再通过串行口通信电路并转化为电磁波信息，传出变压器器身，这样便于微型机器人外围数据处理系统中的天线接收。