阅读说明：本技术 一种变电站巡检机器人应急部署系统及方法 (Emergency deployment system and method for transformer substation inspection robot ) 是由 杨超超 梁涛 陈宇民 王纪渝 叶强 田亮 黄慰 赵其根 聂剑锋 龙朝文 赵志萍 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种变电站巡检机器人应急部署系统及方法,包括机库和若干泊车机器人,所述机库内设置有多个存储位,以用于储存变电站巡检机器人和泊车机器人；机库内设置有电源单元,为变电站巡检机器人和泊车机器人提供充电服务；机库的存储位至少包括两层；泊车机器人,包括机器人本体,所述机器人本体设置有移动机构,带动本体运动,所述机器人本体具有一用于运载变电站巡检机器人的承载平台,所述承载平台至少一端设置有供变电站巡检机器人上下的坡道,所述承载平台表面设置有锁紧机构；有助于提升缺陷隐患发现、处置的效率和质量,为设备全寿命周期管理提供技术支撑。(The invention provides an emergency deployment system and method for a transformer substation inspection robot, which comprises a machine library and a plurality of parking robots, wherein a plurality of storage positions are arranged in the machine library and are used for storing the transformer substation inspection robot and the parking robots; a power supply unit is arranged in the hangar and provides charging service for the transformer substation inspection robot and the parking robot; the storage position of the machine library at least comprises two layers; the parking robot comprises a robot body, wherein the robot body is provided with a moving mechanism for driving the robot body to move, the robot body is provided with a bearing platform for carrying the transformer substation inspection robot, at least one end of the bearing platform is provided with a ramp for the transformer substation inspection robot to move up and down, and the surface of the bearing platform is provided with a locking mechanism; the method is beneficial to improving the efficiency and quality of defect hidden danger discovery and disposal, and provides technical support for the whole life cycle management of the equipment.)

一种变电站巡检机器人应急部署系统及方法

技术领域

本发明属于电力设备巡检领域，具体涉及一种变电站巡检机器人应急部署系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

利用变电站巡检机器人进行自动巡检，或构建无人值守变电站为现在普遍采用的技术方案。

据发明人了解，现在的智能变电站或者无人值守变电站，仅考虑存储单台变电站巡检机器人，但是现在无人值守变电站一般具有多台巡检机器人，这是因为变电站巡检机器人自重过大导致耗电严重，影响巡检作业有效时长，单台巡检机器人的部署时间较短，所以一般会采用群控或者备用替换的方式。

另外，变电站户外一次设备、二次设备众多，在机器人进行巡检时也容易发生事故。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种变电站巡检机器人应急部署系统及方法，本发明包含机库、泊车机器人，以及电源、通信、导航、定位等辅助设备，机库可同时储存多台变电站巡检机器人、泊车机器人，泊车机器人可搭载变电站巡检机器人快速部署到巡检位置，有助于提升缺陷隐患发现、处置的效率和质量，为设备全寿命周期管理提供技术支撑。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种变电站巡检机器人应急部署系统，包括机库和若干泊车机器人，所述机库内设置有多个存储位，以用于储存变电站巡检机器人和泊车机器人；

所述机库内设置有电源单元，为变电站巡检机器人和泊车机器人提供充电服务；

所述机库的存储位至少包括两层；

所述泊车机器人，包括机器人本体，所述机器人本体设置有移动机构，带动本体运动，所述机器人本体具有一用于运载变电站巡检机器人的承载平台，所述承载平台至少一端设置有供变电站巡检机器人上下的坡道，所述承载平台表面设置有锁紧机构。

作为可选择的实施方式，下层储存变电站巡检机器人和泊车机器人，上层储存备用变电站巡检机器人。

作为可选择的实施方式，所述锁紧机构为锁紧扣，包括多个，设置于承载平台上。

作为可选择的实施方式，所述坡道的上沿与所述承载平台平齐，所述坡道的下沿与行走机构的底端水平面的距离少于设定值。以保证变电站巡检机器人上下时的平稳和安全。

作为可选择的实施方式，所述机器人本体上设置有激光扫描仪，以确定机器人本体的绝对坐标。

作为可选择的实施方式，所述激光扫描仪构建变电站空间坐标，在变电站空间坐标中标注地面通行区宽度。

作为可选择的实施方式，所述承载平台设置有超级电容电池，具有容量大、充电快的优点，能够对外提供无线充电，给变电站巡检机器人补电。

上述方案中，利用泊车机器人搭载变电站巡检机器人快速部署到作业位置，有助于提升缺陷隐患发现、处置的效率和质量，同时，在搭载过程中就能够对变电站巡检机器人进行充电，提升储存电量，有助于巡检任务的顺利进行。

作为可选择的实施方式，还包括多个通讯单元，所述通讯单元的通讯网络覆盖变电站整体区域。

作为可选择的实施方式，所述变电站巡检机器人、泊车机器人和机库内均设置有定位单元，被配置为在统一坐标系下，基于变电站空间坐标，对各机器人确定自身的绝对坐标；

作为可选择的实施方式，还包括导航单元，被配置为在统一坐标系中，根据变电站巡检机器人、泊车机器人的当前位置和储存位置，采用全局最优方法驱动机器人运动，完成锚泊部署、充电救援和锚泊回收任务。

作为可选择的实施方式，导航单元对变电站空间坐标中道路、盖顶板的宽度，与泊车机器人最小转弯半径进行校核，比值超过设定值的区域为可运动空间，否则为不可运动空间，路缘石、盖顶板边缘为可运动空间边界极限。

作为可选择的实施方式，所述导航单元在统一的坐标系下采用激光扫描仪构建变电站空间坐标；按照泊车机器人最小转弯半径对变电站的道路、盖顶板的宽度进行尺寸校核，进而确定可运动空间；根据变电站巡检机器人存储数量及尺寸，规划机库存储位和尺寸；根据机库的位置，规划电源单元供电、充电位。

上述系统的作业方法，包括以下过程：

建立变电站空间坐标，在统一坐标系下合理构建机库的位置和大小；

在统一坐标系下标注变电站设备坐标、标注道路、盖顶板等地面通行区宽度，确定泊车机器人的可运动空间；

有巡检作业需求时，根据变电站巡检机器人的储存位置、巡检位置，结合泊车机器人当前位置，在统一坐标系、可运动空间内规划路径、执行锚泊部署任务；

当变电站巡检机器人电量不足时，根据变电站巡检机器人的巡检位置，泊车机器人当前位置，在统一坐标系、可运动空间内规划路径、执行充电救援任务；

当变电站巡检机器人故障时，根据变电站巡检机器人的当前位置、储存位置，泊车机器人当前位置，在统一坐标系、可运动空间内规划路径、执行锚泊回收任务。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出了一种变电站巡检机器人应急部署方法,研制了相关系统，解决了设备异常时多变电站巡检机器人应急部署的问题，泊车机器人集中部署多台巡检机器人，统一全局路径规划，避免了相邻区域多机器人路径规划算法死锁，防止了碰撞故障的发生，提高了部署效率，保障了巡检作业安全。

本发明包含机库、泊车机器人，以及电源、通信、导航、定位等辅助设备，机库可同时储存多台变电站巡检机器人、泊车机器人，泊车机器人可搭载变电站巡检机器人快速部署到巡检位置，有助于提高储存空间利用率、提升部署效率，为设备全寿命周期管理提供技术支撑。

本发明利用泊车机器人将变电站巡检机器人快速部署到巡检作业位置，减少不必要的电量消耗，提供应急补电。

本发明采用激光扫描仪构建变电站空间坐标，在统一坐标系下合理构建机库的位置和大小，保证其不干扰变电站已有设备、建筑物的安全运行和使用。

本发明在变电站巡检机器人部署方面，考虑到充电、故障等因素，优先采用泊车机器人保障快速部署，提高了部署效率、减少了安全风险。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的机库俯视图；

图3是本发明的机库剖视图；

图4是本发明的机库外观图；

图5是本发明的泊车机器人裸机结构示意图；

图6是本发明的泊车机器人裸机结构展开示意图；

图7是本发明的泊车机器人承载变电站巡检机器人时工作示意图。

具体实施方式

：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，变电站巡检机器人应急部署系统包括机库、泊车机器人、电源、导航、通信、定位等模块。将变电站巡检机器人、泊车机器人存储于机库，集中充电、减少不必要的电量消耗，提供应急补电。

机库：机库提供多储存机位，可储存多台变电站巡检机器人、泊车机器人。

电源模块：提供无线充电，给变电站巡检机器人、泊车机器人充电；泊车机器人内置有超级电容电池，具有容量大、充电快的优点，能够对外提供无线充电，给变电站巡检机器人补电。

定位模块(至少设置于泊车机器人上，也可以同时设置在变电站巡检机器人和各储存机位上)：在统一坐标系下，激光扫描仪构建变电站空间坐标，泊车机器人采用激光扫描仪确定自身的绝对坐标。

导航模块(设置于变电站内，与各定位模块通信)：在统一坐标系中，驱动泊车机器人运动定位，优先采用全局最优保障变电站巡检机器人快速部署，减少变电站巡检机器人再部署时长。

通信模块：采用全覆盖2.4G同名SSID通讯渠道。

具体的机库的结构如图2、图3所示，包括多个存储位，分别存储变电站巡检机器人和泊车机器人。在两幅图中，从左向右依次存储的是变电站巡检机器人、泊车机器人。

还可以包括多层，例如两层，下层存储变电站巡检机器人和泊车机器人，上层存储备用变电站巡检机器人。

如图4所示，机库上还设置有出入门等结构。

如图5、图6所示，泊车机器人，包括机器人本体，所述机器人本体设置有移动机构，带动本体运动，所述机器人本体具有一支撑变电站巡检机器人的承载平台，承载平台至少一端设置有供变电站巡检机器人上下的坡道，承载平台表面设置有锁紧机构，内部设置有电容电池和充电模块，能够在锚泊过程中为变电站巡检机器人充电。

锁紧机构为锁紧扣，包括多个，设置于承载平台上。

坡道的上沿与所述承载平台平齐，所述坡道的下沿与行走机构的底端水平面的距离少于设定值。以保证变电站巡检机器人上下时的平稳和安全。

当然，在部分实施例中，也可以将坡道设置有多级结构，如图7所示，通过伸展出多级，来保证坡道整体一侧与承载平台平齐，一侧与地面接触或近似接触。

泊车机器人本体上设置有激光扫描仪，以确定泊车机器人本体的绝对坐标。

在部分实施例中，行走机构为行走轮。

变电站巡检机器人储运系统，具体包括以下过程：

在统一坐标系下，将变电站空间数字化，建立关键尺寸精确到mm、属性齐全的坐标。

除几何外形尺寸外，重点标注道路、盖顶板等地面通行区宽度。

道路、盖顶板的宽度，与泊车机器人最小转弯半径校核，比值超过1.2倍的为可运动空间，否则为不可运动空间；路缘石、盖顶板边缘为可运动空间边界极限。

在上面的可运动区域的限制下，根据变电站巡检机器人存储数量及尺寸，确定机库的空间位置以及尺寸。

有巡检作业需求时，根据变电站巡检机器人的储存位置、巡检位置，泊车机器人当前位置，在统一坐标系中规划路径、执行锚泊部署任务。

变电站巡检机器人电量不足时，根据变电站巡检机器人的巡检位置，泊车机器人当前位置，在统一坐标系中规划路径、执行补电救援任务。

变电站巡检机器人故障时，根据变电站巡检机器人的当前位置、储存位置，泊车机器人当前位置，在统一坐标系中规划路径、执行锚泊回收任务。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。