[实用新型]两轮自平衡变电站巡检机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变电站巡检机器人，具体是一种两轮自平衡变电站巡检机器人。

背景技术

变电站巡检机器人可以代替人对变电站现场设备进行全自主检测，有效的解决了变电站无人或少人值守时因现场巡视不及时所带来的一系列问题。自中国国家知识产权局公布的专利号ZL200410024231.2，名称为“电站设备智能自主巡检机器人”的专利以来，各种不同的变电站巡检机器人改进方案相继出现，但以上方案大多集中于对巡检方法、系统组成和新功能新设备的添加等方面，对机器人运动执行机构的改进则较少涉及。

对于两轮自平衡机器人，最早提出该构想的是日本Electro-Communications大学的Kazuo Yamafuji教授，其在1987年申请的一项“平行双轮机器人”的专利中，使用了该技术。近几年，随着两轮自平衡机器人的研究不断开展，该项技术开始成为全球机器人控制技术的研究热点之一。2001年美国发明家Dean Kamen发明了一种新型的方便快捷的两轮交通工具“Segway”，体现出了两轮自平衡机器人的巨大应用潜力。

目前已有的变电站巡检机器人运动执行机构方案主要有轮式方案、履带方案和轨道式方案，其中：

轮式方案中，巡检机器人运动执行机构一般采用“两驱动轮前置+两从动轮后置”的形式，这样机器人底盘结构较为简单，但当机器人转向时由于整个机器人绕两驱动轮中心连线中点旋转，机器人或多或少的会产生“甩尾”现象，不利于机器人控制。

履带方案中，巡检机器人在运行稳定性及越障能力上有较大提高，但由于履带与地面接触面积大，同时正常巡检时机器人大都在平整的路面运行，因此采用该方案的巡检机器人运动时功率消耗较轮式方案的机器人大为增加，从而导致机器人有效巡检运行时间的减少。

轨道式方案中，巡检机器人运行的可靠性大为提高，但由于巡检机器人只能沿固定轨道运行且很难解决机器人轨道切换问题，因此机器人大都只能沿某一闭环轨道运行，这样就使机器人在巡检作业中产生较多的检测“死角”，降低了机器人的可用性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是通过改进现有巡检机器人运动执行机构，提供一种两轮自平衡变电站巡检机器人，该机器人具有结构简单紧凑、控制灵活等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种两轮自平衡变电站巡检机器人，包括运动执行机构，所述运动执行机构上方安装有电源装置、运动控制装置和设备支架，所述设备支架上方安装数据通信装置，所述设备支架顶端通过云台连接电力设备检测装置。

所述运动执行机构包括巡检机器人的底盘，所述底盘左右两侧对称安装车轮及与每个车轮对应的驱动电机，所述底盘上方安装有设备支架。

所述电源装置包括安装于运动执行机构上方的充电电池和电源管理模块。

所述运动控制装置包括安装于运动执行机构上方的运动控制器和设备支架上方的两个障碍物检测模块。

所述数据通信装置包括红外视频服务器、可见光视频服务器、工控机、网络集线器、无线网桥及其通讯天线。

所述充电电池与电源管理模块连接。

所述电源管理模块用于为巡检机器人的其他模块供电，同时通过控制电缆与工控机连接。

所述工控机又通过控制电缆与运动控制器连接。

所述运动控制器通过控制电缆分别连接机器人两侧车轮的驱动电机。

所述运动控制器还通过控制电缆分别与两个障碍物检测模块连接。

所述两个障碍物检测模块包括第一障碍物检测模块和第二障碍物检测模块，所述第一障碍物检测模块和第二障碍物检测模块分别安装于设备支架的两端。

所述工控机通过以太网口与网络集线器连接。

所述网络集线器还分别与红外视频服务器、可见光视频服务器和无线网桥连接，无线网桥上安装有通讯天线。

所述电力设备检测装置安装于云台顶端，包括防护外壳、温度采集器和图像采集器，所述温度采集器与图像采集器分别安装在防护外壳内部。

所述温度采集器是红外热成像仪，所述红外热成像仪与红外视频服务器连接。

所述图像采集器是可见光摄像机，所述可见光摄像机与可见光视频服务器连接。

所述红外热成像仪和可见光摄像机输出的模拟视频分别通过红外视频服务器和可见光视频服务器压缩后接入网络集线器，红外热成像仪测到的红外测温数据则通过自身附带的以太网接口与网络集线器连接。

本实用新型的工作原理：