一種電力系統分段式自動巡檢機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發屬于電力技術領域，具體涉及一種電力系統分段式自動巡檢機器人。
【背景技術】
[0002]隨著我國用電用戶數量的不斷增加，用戶對用電質量的要求不斷提升，保證用電設備的正常運行至關重要。配電是電力系統中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環節。由于配電系統作為電力系統的最后一個環節直接面向終端用戶，它的完善與否直接關系著廣大用戶的用電可靠性和用電質量。因此，配電房內的設備，如開關柜等的巡檢工作是保證配電設備安全運行，提高供電可靠性的一項基礎工作。
[0003]隨著電力系統自動化水平的提高以及無人值守的普及，設備運行的安全性受到更加嚴格的考驗，配電房巡檢也就受到了更大的重視。目前，國內大多數配電房均采用傳統的人工巡檢方式，由于受巡檢人員勞動強度、業務水平、責任心和精神狀態等諸多因素的制約，漏檢、誤檢情況時有發生，嚴重時會造成重大經濟損失。因此，傳統的人工巡檢已經不能滿足不了電力系統現代化發展的要求，人工巡檢逐步由巡檢機器人代替。
[0004]現有的巡檢機器人多采用輪式或履帶式驅動，通過云臺攜帶檢測裝置，以自主或遙控的方式，在無人值守或少人值守的電力設備區域進行巡檢。它可以通過攜帶的各種傳感器，完成電力設備的圖像巡視、紅外檢測等。操作人員只需通過后臺計算機收到的數據、圖像等信息，即可完成電力設備的巡檢工作。目前，已有應用在變電站等室外場所的電力設備巡檢機器人，而應用在配電房等室內場所的巡檢機器人則還沒有，且在巡檢時存在以下缺點:
[0005]現有的巡檢機器人多采用輪式或履帶式驅動，由于配電房內電力設備布局及空間限制，不方便運行到達待檢測的設備，也不方便開展檢測工作；由于開關柜等電力設備上的儀器儀表數量眾多，都處在不同的位置，要對這些儀器的信息進行檢測，需要巡檢機器人能夠實現前后、上下和左右三個方向全方位的運行，以便精確到達相應的儀器儀表正前方以完成檢測，而現有的巡檢機器人只能在某一固定的高度通過云臺調節俯仰角進行檢測，檢測的數據范圍有限；現有的巡檢機器人功能單一，只能完成照片及視頻的采集，無法對開關柜等電力設備內部的局部放電現象進行檢測；現有的巡檢機器人不具有與PC終端進行實時通信的功能，自身的運動狀態和采集到的數據不能得到及時監控和處理并反饋給工作人員。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種電力系統分段式自動巡檢機器人，運動方位精確，可以實現前后、上下和左右三個方向上自由運動；檢測范圍廣，可完成包括局部放電信息在內的檢測信息；巡檢時，機器人可以將自身運動信息以及被測設備的監控信息通過無線方式實時傳送給PC終端。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供一種電力系統分段式自動巡檢機器人，包括運行軌道、在運行軌道上運行的機器人本體、搭載在機器人本體上的多個檢測傳感器；所述運行軌道安裝在配電房頂部或者通過支架固定，位于待檢測設備的斜上方，為機器人本體提供運行軌跡；所述機器人本體包括軌道小車、上下運動滾珠絲杠線性模組、水平運動滾珠絲杠線性模組；所述軌道小車吊裝在運行軌道上，將機器人本體運送到待檢測設備的前方；所述上下運動滾珠絲杠線性模組包括第一滾珠絲杠線性模組和第二滾珠絲杠線性模組；所述水平運動滾珠絲杠線性模組安裝在第二滾珠絲杠線性模組上，所述第二滾珠絲杠線性模組安裝在第一滾珠絲杠線性模組上，所述第一滾珠絲杠線性模組固定在軌道小車上；所述第一滾珠絲杠線性模組與第二滾珠絲杠線性模組平行且均垂直與地面，第一滾珠絲杠線性模組用于在上下方向移動第二滾珠絲杠線性模組，第二滾珠絲杠線性模組用于在上下方向移動其搭載的檢測傳感器；所述水平運動滾珠絲杠線性模組與第二滾珠絲杠線性模組垂直，用于在水平方向內移動其搭載的檢測傳感器；所述多個檢測傳感器分別搭載在第二滾珠絲杠線性模組和水平運動滾珠絲杠線性模組上。
[0008]進一步，所述軌道小車包括底板、一對或多對車輪、直流電機；所述車輪安裝在運行軌道上，其轉動軸通過連接件固定在所述底板上；所述直流電機用于驅動所述車輪轉動。
[0009]進一步，所述第一滾珠絲杠線性模組包括第一直桿、第一滾珠絲杠副、第一步進電機和第一滾珠絲杠線性模組滑塊；所述第一直桿的一端與所述軌道小車固定；所述第一滾珠絲杠副通過第一直桿兩端的支架固定在第一直桿的一側；所述第一滾珠絲杠線性模組滑塊套裝在第一滾珠絲杠副上，且在第一滾珠絲杠副的轉動下產生位移；第一步進電機用于帶動第一滾珠絲杠副轉動。
[0010]進一步，所述第二滾珠絲杠線性模組包括第二直桿、第二滾珠絲杠副、第二步進電機和第二滾珠絲杠線性模組滑塊；所述第二直桿固定在所述第一滾珠絲杠線性模組滑塊上；所述第二滾珠絲杠副通過第二直桿兩端的支架固定在第二直桿的一側；所述第二滾珠絲杠線性模組滑塊套裝在第二滾珠絲杠副上，且在第二滾珠絲杠副的轉動下產生位移；第二步進電機用于帶動第二滾珠絲杠副轉動；所述搭載在第二滾珠絲杠線性模組上的檢測傳感器固定在第二滾珠絲杠線性模組滑塊上。
[0011]進一步，所述水平運動滾珠絲杠線性模組包括第三直桿、第三滾珠絲杠副、第三步進電機和第三滾珠絲杠線性模組滑塊；所述第三直桿固定在所述第二滾珠絲杠線性模組滑塊上；所述第三滾珠絲杠副通過第三直桿兩端的支架固定在第三直桿的一側；所述第三滾珠絲杠線性模組滑塊套裝在第三滾珠絲杠副上，且在第三滾珠絲杠副的轉動下產生位移；所述第三步進電機用于帶動第三滾珠絲杠副轉動；所述搭載在第三滾珠絲杠線性模組上的檢測傳感器固定在第三滾珠絲杠線性模組滑塊上。
[0012]進一步，所述軌道小車還包括第一編碼器、兩個第一限位開關；所述兩個第一限位開關一前一后安裝在軌道小車外殼表面上，用于給所述第一編碼器提供清零信號；所述第一編碼器與直流電機同軸安裝，隨著軌道小車的運動而轉動，將轉動的角度轉化為脈沖數并反饋給單片機，單片機對脈沖數處理后獲得軌道小車當前的位置和速度信息，并根據該位置和速度信息發送控制信號給直流電機，控制直流電機完成啟動、停止、加速、減速動作從而實現軌道小車精確定位；所述第一滾珠絲杠線性模組還包括第二編碼器和兩個第二限位開關；所述兩個第二限位開關分別安裝在第一直桿的兩端，用于給所述第二編碼器提供清零信號；所述第二編碼器與第一步進電機同軸安裝，隨著第一步進電機轉動而轉動，將轉動的角度轉化為脈沖數并反饋給所述單片機，所述單片機對脈沖數進行處理后獲得第一滾珠絲杠線性模組滑塊當前的位置和速度信息，并根據該位置和速度信息發送控制信號給第一步進電機，控制第一步進電機完成啟動、停止、加速、減速動作從而實現第一滾珠絲杠線性模組滑塊精確定位；所述第二滾珠絲杠線性模組還包括第三編碼器和兩個第三限位開關；所述兩個第三限位開關分別安裝在第二直桿的兩端，用于給所述第三編碼器提供清零信號；所述第三編碼器與第二步進電機同軸安裝，隨著第二步進電機轉動而轉動，將轉動的角度轉化為脈沖數并反饋給所述單片機，所述單片機對脈沖數進行處理后獲得第二滾珠絲杠線性模組滑塊當前的位置和速度信息，并根據該位置和速度信息發送控制信號給第二步進電機，控制第二步進電機完成啟動、停止、加速、減速動作從而實現第二滾珠絲杠線性模組滑塊精確定位；所述第三滾珠絲杠線性模組還包括第四編碼器和兩個第四限位開關；所述兩個第四限位開關分別安裝在第三直桿的兩端，用于給所述第四編碼器提供清零信號；所述第四編碼器與第三步進電機同軸安裝，隨著第三步進電機轉動而轉動，將轉動的角度轉化為脈沖數并反饋給所述單片機，所述單片機對脈沖數進行處理后獲得第三滾珠絲杠線性模組滑塊當前的位置和速度信息，并根據該位置和速度信息發送控制信號給第三步進電機，控制第三步進電機完成啟動、停止、加速、減速動作從而實現第三滾珠絲杠線性模組滑塊精確定位；
[0013]進一步，所述巡檢機器人還包括控制箱，所述控制箱內安裝有絕緣板、由單片機構成的控制電路板、四個電機驅動器；所述控制電路板、四個電機驅動器都安裝在絕緣板上；所述單片機用于根據各編碼器提供的信息控制巡檢機器人運動，根據各檢測傳感器提供的信息完成檢測數據的采集與分析；所述四個電機驅動器，在所述單片機的控制下分別驅動所述的直流電機、第一步進電機、第二步進電機和第二步進電機。
[0014]進一步，所述控制箱的絕緣板上還安裝有通信協議轉換器，將控制電路板上的串行接口通信協議轉換為以太網通信協議，將通過串行接口傳輸的信息轉換為通過以太網傳輸的信息；進一步，還包括為巡檢機器人提供電能的電池；所述控制箱的絕緣板上還安裝有電壓傳感器，用于監測電池的電壓。
[0015]進一步，還包括PC終端，用來實時監控巡檢機器人當前的運行狀態并控制機器人的運行，分析和存儲巡檢機器人采集到的數