变电站智能巡检机器人系统设计.docx

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1、变电站智能巡检机器人系统设计摘要：随着经济和电力行业的快速进展，针对变电站检修中危急系数高、劳 动强度大等特点，设计了针对适用于变电站现场环境的智能巡检机器人，并对其 掌握系统的轮毂角度转向策略、电机启停策略、通信系统故障推断策略进展争论。争论结果说明，机器人具有良好的运动性能，在变电站检修中具有肯定应用价值。关键词：变电站；巡检；智能机器人引言现代社会走进科技化、现代化进展阶段，机器人应用于实践工作阶段较为普遍，通过自动掌握、智能学习等相关措施方法，高科技产业的进展进步由此得到保障，企业走向科技化的进展阶段，拥有自身的竞争优势特点。巡检机器人应用于实践工作阶段，能够将变电站运行的稳定性、有效

2、性不断提升，但从实践来看在巡检机器人应用阶段还存在诸多的问题，诸如通信系统的安全性、稳定性缺乏等状况，因此还需要开展针对性的探究分析，实现智能巡检机器人的优化应用。1 变电站智能巡检机器人的功能特点1.1 定位导航巡检机器人利用定位导航的方式将激光视觉传感器应用起来，直接在目标路线上运行，经过定位之后，运维治理的精准度明显提升。机器人在巡检阶段还能避开各类障碍问题，避开因失误而消灭机身损伤的问题，从现场的路线、通道设置来看，不需要特地铺设轨道其整体运行也能依据打算目标进展。1.2 视频记录机器人在运维阶段可以利用视频技术，将变电站内各类设施的运行状况等进展识别分析，在整个过程中机器人独立完成操

3、作，无需人为参与其中，这样一来变电站的无人值守的工作目标也能顺当完成。1.3 噪声诊断机器人上装配期间拥有灵敏度高的拾音器，所以能够对变电站设备运行阶段的音频状况进展检测，经过回收、采集之后系统配有语音识别技术，是从源头开头掌握四周环境影响，并将音频识别精准度提升的有效措施，能够检测设备运行状况的根本作用。1.4 红外检测巡检机器人在运行阶段，对视野范围内的各类设备器械等进展监测治理，在系统中能够将其温度显示出来，将各类温度处理数据有效应用，一些发热设备的诊断就能够依据打算目标进展。所以机器人在巡检区域之内，设备运行的隐患问题，要在觉察之后准时进展管控处理，避开设备特别导致其他的安全问题消灭。

4、2 自动巡检机器人硬件设计2.1 运动模块本文选取巡检机器人体积较小，动力、制动和传动装置模块化安装。其中轮毂电机选取直流无刷电机，其具有调速平滑、启动性能优越等特点。其中最高转速可达 15000r/min，最大电流 19A，为保证电机安全配备相关减速机构，便利转速掌握，最大输出电流限制为 15A。轮毂转向模块选取步进电机进展转向掌握， 步进电机具有转向精度高的特点，但其转矩也较小，不适合较大较快转向，因此机器人行走主要在低速、低强度条件下进展。本设计选取 TMCM-1161 掌握器掌握步进电机，其额定电流为 2.8A，额定电压为 24V。减速机减速比为 151。2.2 主控模块掌握系统是机器

5、人行动的核心，本设计选取 STM32f407 系列掌握芯片，其主要内核为 ARMCortex-M4，具有运行速度快、存储空间大、连接串口多等优点，其最多可设置 17 个定时器，拥有 16 个优先级，可满足机器人的简单掌握需求。该开发板具有 6 个独立的 USART/UART 串口，可利用 USB 接口对其进展供电，具有 4 个 5V 直流输出，8 个 3.3V 直流输出，足够智能巡检机器人使用。2.3 通信模块变电站巡检机器人运动过程中需要不断收发信息，其主控模块依据收发到的信息对其他机械机构进展掌握运动，因此通信模块显得尤为重要。本文主控板和工控机之间选取 USB 转 TTL 协议进展连接，

6、其中 USB 总线协议规定当 D+2.8V、D-2.8V、D+0.3V 时为低电频。工控机依据现场状况向掌握模块发出模拟信号，依据掌握器解析计算相应的掌握量，向步进电机和轮毂电机发出指令，掌握相关电机运行。而步进电机、轮毂电机主要是通过 RS485 电平进展通信，所以主控板通过 TTL 转 RS485 模块进展电平转换后与相关设备进展通信。为保证信息传输的准确性和快捷性，将全部设备与一个 RS485 模块相连。3 变电站巡检机器人应用技术类型3.1 软件系统开发与应用机器人在变电站进展巡检工作阶段，不同的型号以及系统功能的设定，所需要应用的监控系统文件存在肯定的差异性，此时系统中配备的软件条件

7、也存在肯定的差异性。假设是集控子站的监控系统软件应用期间，需要将具备统一性的监控治理软件应用起来，确保在不同类型、不同厂家机器人统一治理的过程中，不需要频繁的切换软件，也能将软件整体的应用效率有效保障。这样一来集控子站在运行治理阶段，也能实现系统化治理的根本目标。3.2 机器人设备的改造与研发在智能机器人应用期间，需要将原有的巡检机器人工作目标确立起来，将机器人的小型化进展目标确立，将型智能化的巡检机器人性能不断提升，掌握在初期建设阶段的本钱投资，提升其整体的功能性。还有就是智能巡检机器人的充电室的设置，考虑到机器人的生产商业之间的差异性相对较大，所以在不同类型的机器人充电期间的要求也明显不同

8、，需要将满足多类型机器人充电的室内空间环境建立起来，并留意系统的规律关系的优化配置，这样一来在执行不同充电任务期间，机器人能够随时切换就能有效提升巡检机器人的充电质量，避开因电量缺乏而影响工作进度。在型巡检机器人应用阶段，将小型机器人的应用目标确立起来，能够将产品的体积重量有效掌握到位，对提升机器人的应用敏捷性、高效性有乐观影响作用。机器人在运作阶段具备机动性的特点，需要将驱动转向构造优化应用起来，使得巡检的整体效率得到保障。3.3 机器人远程掌握好规约的应用在同一变电站之内，为将巡检机器人全面进展管控引导，需要将远控规约确 立起来。员工规约的接口以及数据标准的应用，需要结合变电站的运行治理要

9、求， 将接口、数据标准应用的效率不断提升。此时智能机器人与集控子站的双向信息 交互目标顺当完成。效劳接口标准的设置，需要将多型号机器人治理工作有序开 展。而数据接口标准的设置，需要将效劳交互的数据格式优化设置，将机器人交 互以及掌握治理的目标确立起来，明确巡检作业的根本任务目标有流程、路径等 各项要求，将其中的人物、设备等各类信息条件有效掌握到位。此时的数据格式 应用都需要将数据接口标准确立。结语本文针对变电站简单的运行状况，设计了智能化自动巡检机器人，其硬件设 备包括运动模块、主控模块、通信模块、电源模块、制动模块等。各个模块结合 良好，通过掌握系统运行流畅。针对轮毂转向的掌握系统，可以保证

10、轮毂屡次转 向后没有位移误差；针对机器人运动启停运动掌握系统可以保障机器人顺畅运转， 避开机械摩擦过多导致机器人寿命降低；主要针对运行中消灭通信故障问题，通 信故障掌握系统使机器人准时停顿运行，保障机械安全。参考文献1 胡冬良，丁敬，黄继荣，等.智能巡检机器人在变电运维工作中的改进及应用J.浙江电力，2023(8).2 杨惠.变电站智能巡检机器人在运维工作中的应用分析J.环球市场， 2023(3).3 李晶，郁舒兰，吴晓莉.人机界面外形特征编码对视觉认知绩效的影响J.计算机关心设计与图形学学报，2023，1.作者简介：何子君(1987女，汉族，争论生，工程师,主要从事变电运维治理等相关 工作。