输油场站巡检机器人系统及软件设计
第41卷?第2期?2019-02?
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输油场站巡检机器人系统及软件设计
Inspection robot system and software design
for oil storage transportation station 李军伟，朱宇昌，张树生，孙 宁，裴文良
LI Jun-wei, ZHU Yu-chang, ZHANG Shu-sheng, SUN Ning, PEI Wen-liang
（中信重工开诚智能装备有限公司，唐山 063020）
摘 要：石油化工企业的输油场站承载着成品油的储存、运输及终端销售任务，输油场站的巡检工作十
分重要。为保证输油场站的安全，研制了一种输油场站巡检机器人系统。阐述了巡检机器人系统的组成和实现方法，介绍了机器人本体嵌入式控制软件和上位机监控识别软件的设计方法。应用结果表明，该巡检机器人系统工作可靠，故障判断及时准确，取得了较好的效果。
关键词：输油场站；巡检机器人；软件设计；图像识别中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)02-0097-03
收稿日期：2018-06-25
作者简介：李军伟（1989 -），男，河北唐山人，工程师，本科，研究方向为矿山机械设备、自动化电子设备及产品 设计、研发。
0 引言
输油场站是石油化工企业中一个非常重要的环节，承载着成品油的储存、运输及终端销售供给的作用。为了确保输油场站及成品油的安全，每天需要大量的专业人员对输油场站内的管路及设备进行定时巡视。这种方式危险性高、劳动强度大，而且受巡检工个人工作能力的限制，巡检质量也参差不齐。随着机器人技术的发展，一种新的利用机器人的巡检模式应运而生。巡检机器人可搭载一系列传感器，代替巡检人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等现场进行巡检、探测，有效解决巡检人员的劳动强度大、现场数据信息采集不足等问题，而且还可以对现场管道、仪表等设备的运行状况和显示信息进行监测和识别判断，有效提高输油场站的自动化和智能化水平，具有广阔的发展空间和应用前景。本文介绍了一种输油场站巡检机器人系统及其软件设计方法，在输油站中取得较好的应用效果。
1 巡检机器人系统组成
输油场站巡检机器人系统由防爆轮式巡检机器人、
自动充电装置、无线基站和上位机远程控制站组成。防爆轮式巡检机器人、无线基站和上位机远程控制站通过无线方式进行通信。1.1 防爆轮式巡检机器人
防爆轮式巡检机器人是巡检系统中的主体，防爆轮
式巡检机器人主要由轮式运动底盘、智能双视云台、挥发性有机物探测器、前后导航组件、避障传感器、防爆扬声器、天线、拾音器以及自动充电组件等组成，巡检机器人外观结构如图1所示。
轮式运动底盘包括防爆驱动机构和车轮，防爆驱动机构共有四组，具有相同的机械结构且相互独立，均由防爆壳体组件、驱动电机、减震缓冲器、减速机和驱动轴组成；四组独立防爆驱动机构各具有一个独立的减震缓冲器，组成四组独立的长行程悬挂装置；当机器人在崎岖地面行走移动时，四组独立的长行程悬挂装置可保证每个车轮与地面完全接触，避免车轮出现打滑现象。
智能双视云台上搭载有高清摄像机和热成像仪，用于对现场设备进行高效巡视。摄像机镜头装有雨刷，能够清理镜头玻璃上的水渍和浮土等，使监控画面维持在
巡检机器人的调研报告
上海电力学院 关于巡检机器人的调研报告 院（系部）自动化工程学院 专业名称: 电机与电器 学生姓名: 杨雪莹 导师: 薛阳 2013 年 12 月
目录 1 巡检机器人的发展状况........................... 错误!未定义书签。 2 巡检机器人的应用............................... 错误!未定义书签。 高压线路巡检机器人.......................... 错误!未定义书签。 机器人仿真.............................. 错误!未定义书签。 巡检机器人越障.......................... 错误!未定义书签。 变电站巡检机器人............................ 错误!未定义书签。 校园巡逻机器人.............................. 错误!未定义书签。 3 总结 .......................................... 错误!未定义书签。参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
1 巡检机器人的发展状况 目前巡检机器人已在多个领域中应用，它的智能化推动着它在应用领域的市场前景将是越来越广，尤其是在电力行业。它在多种场合发挥着作用，如变电站，高压线路中等等。 2013年12月9号中山供电局经过三个多月的试运行，该局将“智能巡检机器人”正式投入到500千伏桂山巡维中心使用，开创南方电网公司首例无轨化设备巡视工作。传统的机器人需要铺设类似于火车轨道那样的磁轨，机器人就只能沿着磁轨作运动。而最新投入使用的机器人实现了无轨化运作，不需要铺设任何轨道，也无需进行任何基建工程，机器人就可以直接在日常的路面上运作，既省下基建施工的时间，又节约了投入成本。凭靠机器人配备的四驱越野底盘，还可以爬上30度的陡坡。该机器人上配备了激光扫描设备，可将站内的设备位置，道路扫描为地图，我们在后台为它规划好巡视路径后，它就可以按照指示去工作了。 机器人巡线最大的优点则是，无论白天黑夜还是刮风下雨，它都可以在没有人看管的情况下能自动自觉并出色完成一般日常巡视所包含的工作内容。这样一来，机器人不但减轻了工作量，而且在遇到严重故障或者恶劣天气时，它还可以降低工作人员的安全风险。 智能机器人还具有自动续航功能，当蓄电池电量低于设定值时，它将自动驶入存放室进行充电。据悉，中山供电局通过对智能巡检机器人进行了三个月的试用，已经收到不错的成效。此次正式投入使用，在南方电网公司尚属首例。 2013年11月11日上午，在国家知识产权局与世界知识产权组织举办的第十五届中国专利奖颁奖大会上，由国网山东电力科学研究院申报的外观专利“变电站巡检机器人”荣获外观专利金奖，成为5个金奖之一。这是国家电网公司历史上获得的第一个中国外观专利金奖，也是中国电力行业惟一当选的金奖。 变电站巡检机器人能够全天候全方位全自主对变电站设备进行无人值守巡检,从而代替繁重的变电站设备人工巡检,提高了变电站巡检的自动化、智能化水平,确保了智能电网的安全可靠运行。 该变电站巡检机器人产品外壳采用无污染、抗冲击、高绝缘的ABS树脂材料，具有较好的环保性和安全性；产品外观采用了“仿人”化创新性设计，整体颜色融合变电站“环境”因素，同时配以红色的机器人颈部绕圈与多色的告警指示灯
DURR机器人系统在涂装生产线上的应用
DURR机器人系统在涂装生产线上的应用 更多应用：E讯网 奇瑞汽车股份有限公司涂装三车间喷涂生产线从德国杜尔公司引进了EcoRP6F140型喷涂机器人取代人工喷车身外表面，将操作人员从恶劣、繁重、重复和单一的工作环境中解放出来。同时，通过喷涂机器人生产线的应用与推广，奇瑞汽车提高了涂装生产效率、油漆的利用率及油漆车身的涂膜质量。 1、流程 涂装三车间中涂、面漆线设备采用中涂一条线，输送链速为8.2m/min。面漆两条线，输送链速为4.4m/min。中涂线由输送工艺链入口EMS车型识别/MDIP操作台、电离站、油漆管路LED显示器和PR站（8台机器人）组成；面漆Ⅰ/Ⅱ线由输送工艺链入口EMS车型识别/MDIP操作台、电离站、油漆管路LED显示器、BC1站（4台机器人）、BC2站（4台机器人）和CC站（4台机器人）组成。 2、EMS车型识别系统 车型识别包括光栅识别、条形码识别、超声波识别和EMS识别等方式。每种识别都有各自的优缺点，车间机械化输送系统采用的是EMS自动识别车型系统。通过PVC细密封定色点用扫描枪对车身VIN码进行扫描，此处EMS读写站具有读写功能，可以将扫描的车身VIN码信息数据存储到滑橇上的载码体内，同时PLC将车身信息存储到中央控制室数据库中。当滑橇运送车身在进入中涂线、面漆Ⅰ/Ⅱ线喷房入口时，喷房入口均设有一个EMS读写站，通过EMS读写站将滑橇上载码体车身信息传输到机器人站MDIP操作台车型颜色显示屏，如果载码体中没有存储车身信息或者车身信息错误时，需要人员核对随车卡和车身VIN码信息，并在MDIP操作台修改为正确的车身信息数据。 电离站和机器人喷涂站 1、电离站 机器人电离站有5个杆，两侧各设一个垂直杆和一个倾斜的杆，根据设计最大通过车型车身尺寸固定安装，顶杆具有自由编程的能力，即顶杆可以根据车身的高度不同自动调整，每个杆上都设有离子风嘴。电离站立柜包括驱动装置、运动装置和垂直提升运动的导轨（Z轴）。该站的作用是用于喷漆设备在喷涂油漆车身前吹扫车身上的颗粒和灰尘，并消除车身上的静电荷。 2、机器人喷涂站 机器人喷涂站配备有一个PU操作台、EcoPSMP（电源）柜、EcoSCMP（工作站控制）柜、SBI/SBO安全盒及KetopC100便携式编程器。对应每台机器人配备一个EcoRCMP （过程与运动）柜和MVS气动控制柜及外部通风部件。
变电站巡检机器人自动充电系统
变电站巡检机器人自动充电系统 摘要：为实现巡检机器人在无人干预情况下安全可靠、快速高效地自动充电，进而实现巡检机器人在变电站长期 值守、完全自治，提出一种充电装置侧向对接的自动 充电系统。该系统采用磁轨道引导，RFID标签定位， 导航定位精度较高；通过检测充电机构位置和极片电 压，判断充电条件是否满足，简单可靠；通过采用弹 片压住极片夹，滑槽连接充电座与定位槽板，提高误 差容忍度和对接可靠性。该系统已在全国3 0 多个变 电站实际应用，运行效果良好，应用前景广阔。 关键词：巡检机器人；自动充电；变电站 1、引言 随着科技进步和电力体制改革的不断发展，以“信息化、数字化、自动化、互动化”为特征的智能电网建设逐渐深入。为保证变电站设备的安全可靠运行，更好更快地推进变电站无人值守进程，变电站巡检机器人部分替代人工巡检已经成为一种趋势。传统的变电站巡视主要是通过人工方式，综合运用感官以及一些配套的检测仪器对变电设备进行以简单定性判断为主的检查，该方式存在劳动强度大，检测质量分散，主观因素多，巡检不到位难以监控，巡检结果数字化不便等缺陷，不符合智能电网的发展方向。变电站巡检机器
人集成最新的机电一体化和信息化技术，采用自主或遥控方式，部分替代人对变电站室外设备进行可见光、红外、声音等检测，对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现电网运行的事故隐患和故障先兆，如：异物、损伤、发热和漏油等。巡检机器人为提高变电站的数字化程度和全方位监控的自动化水平，确保设备安全可靠运行发挥了重要作用。 巡检机器人的移动属性决定其适合采用无缆化的电池供电。但电池容量有限，一般只能维持几个小时，所以一旦电池电量不足，必须及时充电。如果人工充电，机器人就无法实现完全自主运行。如何让机器人在无人干预情况下，安全可靠、快速高效地实现自动充电是实现巡检机器人长期值守、完全自治需要重点解决的问题之一。本文介绍自动充电的关键技术，重点介绍一种能够满足变电站巡检机器人长期自治要求的自动充电系统，包括磁导航与RF I D定位，接触式侧向充电对接装置，充电箱结构及工作原理，自动充电系统控制流程等。 2、自动充电关键技术 自动充电过程主要包括：移动机器人需要补充电力时，自动驶向指定充电点，车载充电连接器与固定充电装置实现电连接并实施充电。充电完成后，机器人自动停止充电，待命或投入正常运行。整个充电过程完全实现自动化，无需人工干预。自动充电的关键技术主要有：充电点定位导航，充
机器人的位置检测传感器
机器人的位置检测传感器 测量可变位置和角度，即测量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件。常用的有电位器、旋转变压器、编码器等。其中编码器既可以检测直线位移，又可以检测角位移。下面是几种常用的位置检测传感器。1、光电开关2、编码器3、旋转变压器。二、机器人速度、角速度传感器：1、编码器对任意给定的角位移，编码器将产生确定数量的脉冲信号，通过统计指定时间（dt）内脉冲信号的数量，就能计算出相应的角速度。dt越短，得到的速度值就越准确，越接近实际的瞬时速度。但是，如果编码器的转动很缓慢，则测出的速度可能不准。通过对控制器的编程，将指定时间内脉冲信号的个数转化为速度信息就可以计算出速度。2、测速发电机测速发电机是一种把输入的转速信号转换成输出的电压信号的机电式信号元件，它可以作为测速、校正和解算元件，广泛应用于机器人的关节测速中。3、位置信号微分如果位置信号中噪音较小，那么对他进行微分来求取速度信号不仅可行，而且很简单。为此，位置信号应尽可能连续，以免在速度信号中产生大的脉动。所以，建议使用薄膜式电位器测量位置，因为绕线式电位器的输出时分段的，不适合微分。然而，信号的微分总是会有噪音的，应该仔细处理。三、机器人接触觉传感器：机器人接触觉传感器是用来判断机器人是否接触物体的测量传感器。传感器输出信号常为0或1,最经济适用的形式是各种微动开关。常用的微动开
关由滑柱、弹簧、基板和引线构成，具有性能可靠、成本低、使用方便等特点。接触觉传感器不仅可以判断是否接触物体，而且还可以大致判断物体的形状。一般传感器装在末端的执行器上，除了微动开关外，接触觉传感器还采用碳素纤维及聚氨基甲酸脂为基本材料构成触觉传感器。机器人与物体接触，通过碳素纤维与金属针之间建立导通电路，与微动开关相比，碳素纤维具有更高触电安装密度、更好的柔性、可以安装在机器手的曲面手掌上。四、机器人接近觉传感器、机器人接近觉传感器能感知相距几毫米到几时厘米内对象物或障碍物的距离、对象物的便面性质等的传感器，其目的是在接触对象前得到必要的信息，以便后续动作。接近觉传感器有许多不同的类型，如电磁式、涡流式、霍尔效应式、光学式、超声波式、电感式和电容式等等。五、机器人姿态传感器：姿态传感器是用来检测机器人与地面相对关系的传感器，当机器人被限制在工厂的地面时，没有必要安装这种传感器，如大部分工业机器人。但当机器人脱离了这个限制，并且能够自由的移动，如移动机器人，安装姿态传感器就成必要了。典型的姿态传感器是陀螺仪，他利用高速旋转物体（转子）经常保持一定姿态的性质。转子通过一个支撑它的，被称为万向接头的自由支持机构，安装在机器人上。机器人围绕着输入轴仅转过一个角度。在速率陀螺仪中，加装了弹簧。卸掉这个弹簧后的陀螺仪成为速率积分陀螺仪，此时输出轴以角速度旋转，且此角速度与围绕输入轴的转角速度成正比。姿态传感器设置在机器人的躯干部分，它用来检测移动中的躯干部分，它用来你
智能机器人巡检系统在变电站中的应用
智能机器人巡检系统在变电站中的应用 现如今，我国的社会经济不断发展，科学技术也发展的越来越迅猛，各行各业都已经逐渐在实际的生产以及经营过程中采用智能机器人来进行实际运作，而智能机器人的巡检系统在变电站当中的科学合理应用，不仅能够打破传统人工巡检的局限性，而且能够取得良好的应用效果，文章对智能机器人的巡检系统在变电站当中实际应用进行详细的分析。 标签：智能机器人；巡检系统；变电站；应用 当前，在计算机网络的迅猛发展影响下，各行各业的智能化已经逐渐普遍起来，特别是现代化的一些超高压、特高压输变电系统工程已经逐渐向多元化的方向发展，而对于这些新技术，传统的运行模式以及维护操作方法都不能够满足其自身的需求，并且传统的操作方式在面临当前现代化的设备和操作的时候，其自身也面临着相对应的挑战。比如设备部件的数量比较多、其中相互交联的关系比较复杂，而在这种形势下，如何有效的运行高压电网等等，而利用新型的技术和方式不仅能够有效的提高输电效率，而且能够减少变电站工作人员对其进行维护的负担，能够切实有效的保证设备的正常安全运行。传统的变电站巡检方式已经逐渐“过时”，而智能机器人的巡检系统应用，不仅能够降低人工巡检的局限性和误差，而且能够通过智能机器人的一系列技术，详细的对变电站进行严格的检查和监督，从而保证变电站的长期稳定发展。 1 国内外变电站巡检技术分析 传统的变电站巡检一般都是通过人工来完成的，利用工作人员的感官器官以及配备一些比较精密的仪器等等，来对变电设备进行详细的检查和巡视，这种传统的巡检方式不仅导致工作人员的劳动强度过大，而且对质量的检测很容易出现分散的情况，找不到准确出现问题的原因。而现如今，在科学技术以及网络社会不断发展的影响下，计算机技术以及微机监控技术在变电站当中越来越被广泛的利用，特别是巡检机器人利用其自身独有的系统以及特点，不仅不会受到天气以及环境的一些外在因素影响，而且能够缩减值班人数，对其进行设定之后，机器人就会自己执行巡检任务，这样能够有效保证设备的安全运行，并且最大限度的减少设备的事故发生率。而在变电站当中使用的智能机器人，一般都属于特种的机器人，在对其进行研究的过程中，可以发现，国际上对这种特种机器人已经形成了独有的研究领域，机器人在电力系统当中的实际应用，主要集中在电力设备方面，其中包括一些线路、变压器以及发电设备等等，对这些设备进行日常了检测、维护以及检修工作。在对机器人研究的过程中，不难发现，国内外对机器人的研究以及实际投入到使用当中的机器人主要包括变电站的设备巡检机器人、高压带电作业的机器人、核电站作业的机器人等等，而在对其进行不断的探索和研究的过程中，我国的变电站机器人巡检已经逐渐取得了很有效的研究成果，在变电站的应用中也取得了非常良好的效果[1]。 2 变电站巡检机器人的系统设计以及功能
一种智能机器人系统设计和实现.
一种智能机器人系统设计和实现 我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物".其实，这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人，以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果，控制论主张这样的事实：生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的，机器人是一种系统的功能描述，这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到，现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了 嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视…… 1 智能机器人系统机械平台的搭建 智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括有位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程，而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。 机器人前部为一四杆机构，使前轮能够在一定范围内调节其高度，主要功能是在机器人前部遇障碍时，前向连杆机构随车轮上抬，而遇到下凹障碍时前车轮先下降着地，以减小震动，提高整机平稳性。在主体的左右两侧，分别配置了平行四边形侧向被动适应机构，该平行四边形机构与主体之间通过铰链与其相连接，是小车行进的主要动力来源。利用两侧平行四边形可任意角度变形的特点，实现自适应各种障碍路面的效果。改变平行四边形机构的角度，可使左右两侧车轮充分与地面接触，使机器人的6个轮子受力尽量均匀，加强机器人对不同路面的适应能力，更加平稳地越过障碍，并且更好地保证整车的平衡性。主体机构主要起到支撑与连接机器人各个部分的作用，同时，整个机器人
智能机器人巡检系统在500kV变电站的应用
智能机器人巡检系统在500kV变电站的应用 发表时间：2019-07-16T15:37:22.293Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：侯彦农 [导读] 摘要：研发了一套变电站机器人智能巡检系统，从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。 (国网山西检修公司) 摘要：研发了一套变电站机器人智能巡检系统，从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。从现场勘查、设备安装、巡检规划和巡检应用等方面介绍了工程实施步骤和在电网220kV、 500kV变电站的实际应用情况。分析了机器人巡检调试过程中存在的行进时出轨、无线通信不稳定、表计读取不准确、行走转弯卡涩等问题，并提出了解决措施。该巡检系统具有部署快速、适应性强、采集数据准确、定位精度高、超声防撞等显著优点，各项性能指标均满足变电站智能巡检需求，具有良好的推广应用前景。 关键词：变电站；机器人；巡检系统；设计；智能巡检；工程实施；问题分析 500kV变电站在电能传输中有着极其重要的地位，变电站 传统巡视方式是运维人员依据巡视计划，依赖综合感官，并借助一些检测仪器及巡检经验对变电设备运行状况进行以简单定性判断，该方式具有劳动强度大、主观因素多、发现问题隐患滞后等不足。随着国家电网超高压及特高压系统的不断发展，变电站值班方式正在由有人值守向少人、无人值守方式发展，智能机器人巡检系统定将成为新的发展方向。智能机器人巡检系统在冀北电网500kV变电站处于试运行阶段。本文首先对智能机器人巡检系统的设计与功能进行分析，在此基础上着重对智能机器人的运维管理及常见问题的处理办法进行论述，最后阐述了智能机器人巡检系统验收过程中的注意事项。 1机器人巡检系统总体设计 1.1充电系统 充电房由充电柜、充电座、无线通信设备和自动卷帘门组成。充电柜和充电座用于机器人自动对接充电，无线通信设备选用与本地监控后台相同的无线网桥和天线，天线安装在充电房的顶部。机器人工作状态分为巡检、充电、空闲等3种。收到巡检命令后，机器人检查电池电量是否充足，充足即进入巡检状态，开始执行巡检任务，否则拒绝执行并报警。巡检完成后，机器人返回充电房。机器人在巡检中实时检测电池电量，如果电量不足则返回充电房充电，充电过程完全自动化。 1.2巡检系统组成 机器人巡检系统由机器人本体、充电系统、无线传输系统、本体监控后台及辅助设施组成。系统具有以下特点：（1）使用无轨导航方式，实现快速部署，可方便站间调配；（2）采用四轮独立驱动，适应于各种复杂环境，提供高清晰度红外及可见光视频图像，测温精度达0.5℃；（3）采用基于激光雷达和惯导组合的精确地形匹配的导航方案，定位精度达到1cm；（4）超声防撞，提供高可靠性安全保障，可原地全方位运动，为巡检提供更强的易用性。 1.3无线传输系统 机器人通过无线网桥与本地监控后台实现双向、实时信息交互。信息交互内容包括机器人本体状态和被检测设备图像、语音和指示性数据。机器人采用5.8GHz频段高质量等级的室外专用数字无线网桥，实现长距离多路视频、音频以及数据的实时传输，最长传输距离达10km，数传误码率≤10-6，数传时延≤20ms，图传时延≤300ms，由于此频段的无线网桥无需申请无线执照，比其他有线网络设备更方便部署。机器人通过无线网桥接收监控后台的控制指令，进行云台转动、设备检测、车体运动和自动充电，并检测机器人状态和各类预警、告警信息并进行上报。在通信中断、接收的报文内容异常等情况下，图像、语音、数据不丢失，同时系统将发出告警信息，并在通信恢复后自动续传。（1）实时监控模块负责查看机器人运行过程中的图像信息、车体状态信息、车体行进信息、电池状态信息、巡检现场气象信息、巡检任务信息等。（2）任务规划模块分为例行、特巡任务规划和遥控巡检3种模式，可随时进行任务模式的切换。根据变电站巡检需求，例行任务规划可提前生成若干巡检任务，每天定期巡检；特巡任务规划可实时生成临时巡检任务，执行特殊巡检任务。（3）远程遥控模块可以实时遥控机器人到规定地点做规定动作。该模块可通过手柄控制云台方位和俯仰，控制车体速度和方向。（4）配置中心模块包括设备配置、地图配置和基本配置3个子界面。设备配置界面包括红外配置、可见光配置、车体配置和云台配置。（5）历史查询和数据分析模块可实现可见光图像、红外图像、声音及表计读数、设备位置状态、注油设备油位等信息的存储、诊断和查询。 1.4环境适应性 机器人按照全国各地区变电站极端环境气候设计，针对暴风大雨、湿热、高海拔、寒冷等恶劣气候条件，变电站强电场、强磁场环境，通过“三防”设计、防风设计、电磁兼容性、抗震设计以及温度适应性等设计，确保机器人在不同气候条件下长期可靠、安全稳定运行。机器人电子元器件，电源、通信等模块采用屏蔽、隔离处理，关键信号通过阻抗匹配设计、各设备模块采用等电势共地设计，输入输出接口的滤波和保护设计等技术确保各模块的信号完整性、安全和可靠性。 2智能机器人在500kV变电站的具体应用 2.1安全管控 智能巡检机器人，可应用于500kV变电站的安全管控工作中。因为智能巡检机器人具备视频录制等功能，所以，在安全管理工作中，可通过“开始录制”功能的设置，让智能巡检机器人借助电子鼻和烟感装置对变电站工作现场烟雾、火灾等现象进行识别、录制，并将画面及时传给监控中心，提醒监控中心工作人员对安全事故问题进行处理，避免事故的蔓延威胁到人们生命安全。此外，因为智能巡检机器人具备语音对讲功能。所以，在500kV变电站巡检工作中，若发现了违规问题，可借助语音操作对违规行为加以制止，第一时间遏制违规现象所带来的安全危机。 2.2指令操作 智能机器人在500kV变电站运行环境中的应用，也提供了一系列查询操作功能，其主要体现在以下几个方面：第一，巡检数据查询功能。即在500kV变电站日常巡检工作开展过程中，可点击智能巡检机器人系统中的“巡检数据”按钮，通过这一按钮的点击，可进入到“查询”功能。但若查数据显示中包含了一些红色数据，则表示500kV变电站运行环境存在着温升越界危机，应对问题进行及时解决；第二，报表查询功能。即在500kV变电站实际巡检过程中，若想了解与变电站设备运行相关的数据，可点击“分析/报表查询”按钮，通过这一按钮的点
QGW变电站智能机器人巡检系统技术规范第部分完整版
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Q / GDW —2016 变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ?—Part1: Intelligent robot for substation inspection 2016 - 11 - 25发布 2016 - 11 - 25实施 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW —2016 I 前言 为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电站 智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。 《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为 2 个部分： ——第 1 部分：变电站智能巡检机器人； ——第 2 部分：监控系统。 本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第 1 部分。 本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本部分由国家电网公司科技部归口。 本部分起草单位：国网山东省电力公司。 本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、 黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。 本部分为首次发布。 本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分：变电站智能巡检机器人 1 范围 本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、 包装、运输、贮存。本部分适用于变电站智能巡检机器人。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日 期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改 单）适用于本文件。 GB/T 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台 GB/T 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电磁兼容试验和测量 技术工频磁场抗扰度试验 DL/T 664-2008带电设备红外诊断技术应用规范 DL/T 860变电站通信网络和系统 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 变电站智能巡检机器人 intelligent robot for the substation inspecting 由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变 电站设备巡检作业的移动巡检装置（以下简称机器人）。
机器人远程监控系统技术分析及规划
机器人远程监控系统技术分析及规划 1.工业物联网介绍 物联网即万物联网，实现各种实物设备的互联。物联网系统从大的概念上讲有智慧城市等网络。从小的概念上讲，有各行各业的行业物联网，例如车联网、电梯物联网、智能家居联网和工业物联网。 物联网作为2010年后非常火的一个概念，世界互联网巨头和芯片、硬件巨头也纷纷投入物联网操作系统研发，目前，有代表性的有：谷歌的OS Brillo(现已经更名为Android Things)和IoT通信协议 Weave；微软的Windows 10 IoT Core；华为的LiteOS；以及GE的predix。也有大量的公司投入物联网解决方案和战略研究。例如，华为物联网战略简称为“1+2+1”：即“1”个开源物联网操作系统(指Huawei LiteOS);“2”种连接方式，分别是有线连接(家庭网关、工业网关)和无线连接(2G/3G/4G/NB-IoT);以及“1”个物联网平台(指华为IoT连接管理平台OceanConnect)。思科希望其中许多设备将使用它们的网络设备进行通信。思科开发了一系列物联网服务——从网络连接（其中包括交换、路由、无线接入和嵌入式网络硬件），到雾计算服务（把数据采集、存储和分析带入网络边缘），再到数据分析、安全、管理和自动化。阿里YunOS最初主要应用在智能手机领域。从2014年开始，YunOS开始应用互联网电视、智慧家居、互联网汽车、机器人等IoT(物联网)领域。
2.工业互联网系统架构介绍 图表 1 系统架构 3.机器人物联网 工业物联网的概念聚焦到机器人产业，即为机器人的工业物联网系统，在行业内，通常称为机器人远程监控系统。
基于惯性传感器的机器人姿态监测系统设计
基于惯性传感器的机器人姿态监测系统设计一、设计背景 空间飞行器的惯性测量系统、机器人的平衡姿态检测、机械臂伸展确定等许多方面都需要测量物体的倾斜和方向等姿态参数。机器人的运动过程中要不断的检测机器人的运动状态，以实现对机器人的精确控制。.本文研究的基于MEMS 惯性传感器姿态检测系统用于检测自平衡机器人运动时姿态，以控制机器人的平衡。 随着微机电系统（MEMS）技术的发展，采用传感器应用到姿态检测系统上的条件变得成熟。基于MEMS 技术的加速度传感器和陀螺仪具有抗冲击能力强、可靠性高、寿命长、成本低等优点，是适用于构建姿态检测系统的惯性传感器。利用MEMS 陀螺仪和加速度传感器等惯性传感器组成的姿态检测系统，能够通过对重力矢量夹角和系统转动角速度进行测量，从而实时、准确地检测系统的偏转角度。 由于惯性传感器随着时间、温度的外界变化，会产生不同程度的漂移。通过对陀螺仪和加速度计的采集数据进行数据融合，测量的角度与实际的角度相吻合，取得了良好的控制效果。同时该系统具有独立，易用的特点，其应用前景广泛。 二、基本原理 在地球上任何位置的物体都受到重力的作用而产生一个加速度，加速度传感器可以用来测定变化或恒定的加速度。把三轴加速度传感器固定在物体上，在相对静止状态下，当物体姿态改变时，加速度传感器的敏感轴相对于重力场发生变
化，加速度传感器的三个敏感轴分别输出重力在其相应方向产生的分量信号。 当系统处于变速运动状态时，由于加速度传感器同时受到重力加速度和系统自身加速度的影响，其返回值是重力加速度同系统自身加速度的矢量和。对加速度传感器温度漂移及系统振动和机械噪声等方面的考虑，加速度传感器不能独立运用测量系统的姿态。陀螺仪能够提供瞬间的动态角度变化，由于其本身的固有特性、温度及积分过程的影响，它会随着工作时间的延长产生漂移误差。因此对于姿态检测系统而言,单独使用陀螺仪或加速度计，都不能提供系统姿态的可靠估计。为了克服这些问题，数据融合算法需使用加速度传感器的测量值并使用陀螺仪测得的角速度数据对加速度传感器数据进行融合和矫正。 图1加速度传感器 系统依据上一时刻的重力矢量方向的估计值，结合陀螺仪测得的角度值计算出当前时刻的重力矢量方向，再与当前时刻加速度传感器返回的矢量方向进行加权平均，得到当前矢量方向的最优估计值。 三、系统框架 姿态平衡检测系统中，控制单元采用单片机来完成控制,数据采集与处理，数据通讯等功能。根据对资料的分析,同时对性能价格比的衡量，惯性测量单元
基于惯性传感器的机器人姿态监测系统设计说明
基于惯性传感器的机器人姿态监测系统设计 一、设计背景 空间飞行器的惯性测量系统、机器人的平衡姿态检测、机械臂伸展确定等许多方面都需要测量物体的倾斜和方向等姿态参数。机器人的运动过程中要不断的检测机器人的运动状态，以实现对机器人的精确控制。.本文研究的基于MEMS 惯性传感器姿态检测系统用于检测自平衡机器人运动时姿态，以控制机器人的平衡。 随着微机电系统（MEMS）技术的发展，采用传感器应用到姿态检测系统上的条件变得成熟。基于 MEMS 技术的加速度传感器和陀螺仪具有抗冲击能力强、可靠性高、寿命长、成本低等优点，是适用于构建姿态检测系统的惯性传感器。利用MEMS 陀螺仪和加速度传感器等惯性传感器组成的姿态检测系统，能够通过对重力矢量夹角和系统转动角速度进行测量，从而实时、准确地检测系统的偏转角度。 由于惯性传感器随着时间、温度的外界变化，会产生不同程度的漂移。通过对陀螺仪和加速度计的采集数据进行数据融合，测量的角度与实际的角度相吻合，取得了良好的控制效果。同时该系统具有独立，易用的特点，其应用前景广泛。 二、基本原理 在地球上任何位置的物体都受到重力的作用而产生一个加速度，加速度传感器可以用来测定变化或恒定的加速度。把三轴加速度传感器固定在物体上，在相对静止状态下，当物体姿态改变时，加速度传感器的敏感轴相对于重力场发生变化，加速度传感器的三个敏感轴分别输出重力在其相应方向产生的分量信号。 当系统处于变速运动状态时，由于加速度传感器同时受到重力加速度和系统自身加速度的影响，其返回值是重力加速度同系统自身加速度的矢量和。对加速度传感器温度漂移及系统振动和机械噪声等方面的考虑，加速度传感器不能独立运用测量系统的姿态。陀螺仪能够提供瞬间的动态角度变化，由于其本身的固有特性、温度及积分过程的影响，它会随着工作时间的延长产生漂移误差。因此对
imx27机器人视频监控系统方案
i mx27 机器人视频监控系统方案 机器人是机电一体化最高端的产物，也是多种高科技集成在一起的一种 产品，用途非常的广泛。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽，由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用，像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷等等；纵向上，机器人的种类越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小。 在一些行业应用当中，比如勘探，灾难救援，外星探测，核工业控制，手术机器人等等，在这些需要记录和传输视频的场合中，就必须给机器人搭载一个视频监控系统。视频监控系统是由实时控制系统、监视系统和管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、上传功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能同时监测观看多个监测点传来的图像；管理信息系统完成各类所需信息的存储、处理和查询。 基于飞思卡尔I.MX27 开发的机器人视频监控系统正式基于市场对机器人视频监控系统的迫切需求推出的一款智能化高科技产品。它是由服务器和终端设备共同构成一个视频监视系统，终端负责采集图像，并将图像通过网线接入以太网或者通过3G传输到服务器端，服务器端完成图像显示、存储和处理功能。在服务器端可以集成一些算法，比如人像识别，指纹识别，医学影像分析等等，将采集到的图像利用不同的智能识别算法可以实现 对不同场合环境下智能监测的需 求。
系统构成框图示意如下: 摄像头安装在需要监测的地方，接入以太网或者通过3G将图像传 输给监控中心 视频监控系统主要功能： 1.视频图像采集 通过摄像头采集视频图像，并将视频图像进行压缩编码。若采用 高清摄像头，则图像可以达到D1（720*576）分辨率，视频压缩编码 可以有很多种格式，如MPEG2MPEG、H.264等等，常用的是H.264 格式，因为压缩率高，可减小文件大小，增加传输速率。我们采用的 1.M X27平台是一个带硬件H.264编解码的CPU采用H.264编解码不 占用CPU资源，大大提高了CPU X作效率，很好的降低了系统功耗。 2.视频图像本地存储和上传 摄像头采集到的图像可以选择本地存储和上传，也可以选择直接 上传，选择哪种方式是根据用户需要和系统的配置决定的。本地存储的介质可以是SD卡，也可以是SATA硬盘，两种介质系统都可以支持。
管道检测机器人系统介绍
RT1060管道检测机器人系统说明介绍 产品说明 通用于200～2000mm直径管道 产品简介： 管道检测机器人系统一种可用于排水管道内部摄像检测及测量工作的管道机器人，具有强劲的动力性能，驱动及越障能力强，即使在恶劣的管道条件下也能正常工作。 可以实现排水管道的内窥检测工作：可以检测管道的破裂、腐蚀和焊缝质量情况：采用模式识别和神经网络等一系列图像处理技术，将采集到的图像进行进一步的处理，能更好的识别管道病害情况，辅助人工进行管道损伤判断，减少出错的几率，提高检测效率；使用数字罗盘采集机器人的实时位姿数据，采用神经网络的方法实现自动纠偏控制，使得机器人更加智能化、人性化，操作起来更加简单方便等。 控制单元： 便携式操作控制单元，操作控制面板上的操作按钮根据人机工程学理论进行设计和布置，集摄像头、牵引车及照明灯的操作控制于一体。该控制单元还可外接显示设备，如笔记本，MP4、LCD等，用于整个系统运行过程中实时信息的显示。 尺寸：360*270*160 重量：4KG 防水等级：1P68 产品特点： 强劲的驱动能力，六轮同步驱动； 高底盘设计，越障能力更强；
低重心设计，行走更平稳； 内置电子罗盘，实时监测机器人姿态，有效防止机器人侧翻，同时实时反馈管道坡度，局部最大爬坡：-25°～+30°； 检测过程能够准确识别病害特征，精确定位病害位置； 视频采集及显示存储可根据用户需求配置MP4、工控机或笔记本； 检测更高效、工作更可靠； 人性化的操控器及软件界面设计，专业的设备外观设计。 电动车牵引车：模块化设计，便于快速装配；可以实现位姿平稳的实时控制；利用漏水检测模块实现安全检测措施；其标准型适于200～1200mm管径，也可延伸至2000mm； 防水深度：5m（牵引车内部压力） 可选配置： 电动升降架，或手动升降架 扩展到大管径用电动车架 广角摄像头或40倍变焦摄像头， 后视摄像头，内置照明灯 管道变形及轮廓绘制即管道三维成像系统 主电缆： 凯夫拉尔编织处护套，外部为聚亚安酯，强度高、耐磨损。 最大承载力：300kg
什么是智能巡检机器人,使用方法介绍
什么是智能巡检机器人，使用方法介绍 智能巡检机器现在在各种特殊任务中运用的已经很广泛了，比如地铁站，比如结束有一段时间的“G20峰会”，再比如说一些巡线任务或者定点任务中。但智能巡检机器人到底是什么呢？ 巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS——GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台。
巡检机器人有诸多类型，其中一种就是巡线机器人，这种机器人具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、巡检图像和数据的机器人本体自动存储与远程无线传输、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。 变电站智能巡检机器人集非制冷焦平面探测器、无轨化激光导航定位、红外测温、智能读表、图像识别等核心技术于一体，对输变电设备进行全天候巡检、数据采集、视频监控、温湿度测量、气压监测等，提高输变电站内设备的安全运行。在发生异常紧急情况时，智能巡检机器人可作为移动式监控平台，代替人工及时查明设备故障，降低人员的安全风险。 这种机器人操作其实很简单。变电站智能巡检系统整体分为三层，分别为前端设备、传输部分和后端控制中心。 前端设备：智能巡检机器人/ 充电房/ 固定监测点等 传输部分：由网络交换机、无线网桥等设备组成，负责建立基站层与智能终端层的网络通道 后端部分：由机器人后台、硬盘录像机、硬件防火墙及智能控制与分析软件
系统组成。 除此之外，还有一种室内导轨型智能巡检机器人。 室内导轨型智能巡检机器人系统实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的全自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、电流端子状态、装置信号灯指示以及数显仪表的全自动识别读数。系统采用导轨滑触式供电方式，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。 而这种机器人就更好操作，不仅可以让运维人员利用AR实景监测技术，也可以运用智慧巡检技术进行系统设定然后进行规律性的，重复性、多次的任务执行。 更多详情请拨打咨询热线或登录浙江大立科技股份有限公司官网https://www.360docs.net/doc/9c13904433.html,/咨询。
QGDW—变电站智能机器人巡检系统技术规范部分
变电站智能机器人巡检系统技术规范第1 部分：变电站智能巡检机器人 Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ? —Part1: Intelligent robot for substation inspection 2016 - 11 - 25 发布 2016 - 11 - 25 实施 国家电网公司发布ICS 25.040.30 Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW 11513.1—2016 I 前言 为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电 站智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。 《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为2 个部分： ——第1 部分：变电站智能巡检机器人； ——第2 部分：监控系统。 本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第1 部分。 本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本部分由国家电网公司科技部归口
本部分起草单位：国网山东省电力公司 本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。 本部分为首次发布。 本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 变电站智能机器人巡检系统技术规范第1 部分：变电站智能巡检机器人 1 范围 本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。本部分适用于变电站智能巡检机器人。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 5170.13 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验DL/T 664-2008 带电设备红外诊断技术应用规范DL/T 860 变电站通信网络和系统 3 术语和定义
机器人在有毒有害气体监测系统方案
机械人城市地下综合管廊有毒有害气体监 测系统方案 一、概述 在我国，石油、化工、煤炭、从事非常规、非连续作业的有限空间（如炉、塔、釜、槽车以及管道、烟道、隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞、船舱、地下仓库、储藏室、地窖、谷仓等）等行业有
毒气体泄漏时有发生，这些灾难发生之前的预防与发生后，现场环境具有复杂性和危险性。为降低现场探测时对检测人员的伤害，并实现对事故现场的远程监控，深圳市圣凯安科技专门设计了基于机器人上用的有毒有害可燃气体传感器（SKA/NE-7）。SKA/NE-7可以在机械人在移动中实时传输实地检测的多种有毒有害气体，且机器人可以搭载高清相机实时视频画面检测，通过无线传输功能，能够将现场的数据实时传送给指挥中心。 在我国，石油、化工、煤炭、从事非常规、非连续作业的有限空间（如炉、塔、釜、槽车以及管道、烟道、隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞、船舱、地下仓库、储藏室、地窖、谷仓等）等行业有毒气体泄漏时有发生，对人身安全的威胁也越来越大，这些灾难发生后，由于现场环境的复杂性和危险性，救援工作往往很难开展，也给救援队员的生命安全带来很大隐患。因此需要一种能够代替救援队员深入到危险区域并探测现场有用信息的监测机器人。目前工业应用领域的有害气体检测仪器大多是固定式或便携式的。使用固定式检测仪器，只能在安装点及其附近进行数据测量，检测范围小，局限性大；使用便携式检测仪器，仍需人员手持到现场进行操作。在石油、化工、煤炭、从事非常规、非连续作业的有限空间（如炉、塔、釜、槽车以及管道、烟道、隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞、船舱、地下仓库、储藏室、地窖、谷仓等）等行业，生产车间在发生气体泄漏后，现场环境变得高危，不宜人员进入，而做出及时、正确的判断和决定又依赖于及时、准确的事故现场数据。还有一些本身就需在高危环境