基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法及装置

技术领域

本发明涉及变电站巡检技术领域，特别是基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法及装置。

背景技术

变电站继电保护及安全自动化装置是电网安全稳定运行重要环节，而装置的出口及功能压板的正确投退是保护及安全自动化装置能否正确动作的一个关键环节，硬压板是继电保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，也是人机交互的一种手段，通过硬压板的投、退操作，可实现保护装置的部分功能，还可决定保护动作的结果。硬压板的误投退也会造成一些后果，严重的还会导致电力设备被烧毁或引起大范围停电事故，进而影响电网的运行安全。

在设备运维、检修、操作等作业环节，都有可能导致压板的错误投退，人工核查一般根据压板投切表开展核查，受工作责任心、作业熟练度、作业时间等多种因素的影响，核查质量难以保证万无一失，存在效率低、易出错、成本高的问题。

发明内容

在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，其目的在于解决：人工核查一般根据压板投切表开展核查，存在效率低、易出错、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法，其包括

收集变电站压板投切表，对压板投切表中包含的屏柜数据及对应压板数据进行建模，屏柜数据包含屏柜编号、屏柜名称及二维码，压板数据包含压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式以及行列；

实施屏柜二维码标签，打印屏柜二维码标签张贴在屏柜压板上方；

在小室内安装轨道机器轨道，并指定每面屏柜轨道机器人采集压板图像最佳悬停位置，并预设轨道机器人采集屏柜压板图像的轨迹路线；

采集屏柜现场压板图片，对压板图像进行分类标注、位置标注，构建压板训练集模型数据；

在以上步骤实施完成后，在对硬压板进行巡检时，巡检机器人通过预设的轨迹路线，拍摄带有二维码压板图片，采用目标检测算法分别识别图片中的屏柜二维码和识别压板数据，识别压板数据包含压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式以及行列数；

通过识别的屏柜二维码，在建模数据中获取到当前屏柜的压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式数据，并与识别压板数据进行比对校验，输出校验结果。

本发明的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的有益效果为：对压板投切表中包含的屏柜数据及对应压板数据进行建模，其次，打印屏柜二维码标签张贴在屏柜压板上方，便于对不同屏柜进行标记，随后，将采集的数据进行比对校验，输出校验结果，从而进行智能提示。

鉴于在实际使用过程中，还存在摄像头处易粘附灰尘造成拍摄质量差的问题。

为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置，包括所述的充气处理方法，还包括主体组件，其包括压板投切表，多个安装于压板投切表一侧的硬压板，以及位于硬压板上方的二维码标签，所述二维码标签与压板投切表贴合连接；

轨道组件，设置于所述主体组件一侧，所述轨道组件包括位于硬压板一侧的机器轨道，所述机器轨道朝向硬压板的一端滑动连接有摄像部，所述摄像部摄像头安装有防护部，所述摄像部上方安装有驱动防护部运转的驱动件。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述驱动件内部分别设有驱动轮、第一驱动筒和第二驱动筒，所述驱动轮一侧与机器轨道接触设置，所述第一驱动筒和第二驱动筒与驱动件之间通过螺栓连接。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述第一驱动筒内部滑动连接有磁性活塞，所述磁性活塞和第一驱动筒之间通过第一弹簧连接，所述磁性活塞滑动最低点处设有磁性屏蔽板，所述磁性屏蔽板与第一驱动筒固定连接。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述磁性屏蔽板下方设有磁性转杆，所述第一驱动筒与驱动件转动连接，所述磁性转杆和磁性活塞相对面磁性相斥，所述磁性转杆和驱动轮之间通过第一传动带传动连接。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述防护部内部转动连接有转盘，所述转盘内部铰接有五个呈圆形分布的弧形板，所述弧形板和转盘之间铰接有连杆。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述防护部内部固定有推动转盘转动的弧形推杆，所述防护部内开设有容纳弧形推杆滑动连接的容腔，所述容腔通过第一管道与第一驱动筒连通，所述第一驱动筒内部填充有液体，所述弧形推杆和防护部之间固定连接有第二弹簧，所述弧形推杆另一端与转盘铰接。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述第二驱动筒内部固定连接有多个呈环形分布的筒体，所述筒体远离第二驱动筒的一端滑动连接有活塞板，所述筒体和活塞板之间固定连接有第三弹簧，所述第二驱动筒中部设有对多个活塞板间隙挤压的挤压杆，所述挤压杆与驱动件转动连接，所述挤压杆与驱动轮通过第二传动带传动连接。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述筒体一侧连接有单向管道，所述单向管道包括有第一单向管和第二单向管，所述第一单向管一端与筒体连通，另一端与所述防护部内侧开设的出气孔连通，所述第二单向管与外界连通，所述第一单向管和第二单向管中均安装有气体单向阀。

作为本发明基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的一种优选方案，其中：所述驱动件内部开设有气腔，所述气腔内部活动连接有阀门，所述阀门和气腔之间固定连接有第四弹簧，所述阀门上方设有与气腔内壁固定的发声片，所述筒体一侧固定有与气腔连通的补偿管道。

本发明的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置的有益效果为：通过防护部在摄像部不使用时，自动将摄像头隔离，可有效避免外界灰尘粘附在摄像头的问题，通过增设的出气孔使摄像部在拍摄时，出气孔会持续的向外吹气，在摄像部摄像头处形成单向气流层，有效避免灰尘的粘附。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法的流程框图。

图2为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法的系统流程图。

图3为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置主体组件立体结构示意图。

图4为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置轨道组件立体结构示意图。

图5为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置驱动件剖视立体结构示意图。

图6为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置第一驱动筒立体保证示意图。

图7为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置防护部爆炸立体示意图。

图8为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置第二驱动筒爆炸立体示意图。

图9为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置第二驱动筒俯视剖面示意图。

图10为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置气腔剖视示意图。

图11为本发明中的基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置阀门活动演示图。

图中：

100、主体组件；101、压板投切表；102、硬压板；103、二维码标签；

200、轨道组件；201、机器轨道；202、摄像部；203、防护部；204、驱动件；205、第一驱动筒；206、第二驱动筒；207、出气孔；

203a、转盘；203b、弧形板；203c、连杆；203d、弧形推杆；

204a、驱动轮；204b、第一传动带；204c、第二传动带；

205a、磁性活塞；205b、磁性屏蔽板；205c、磁性转杆；205d、

206a、筒体；206b、活塞板；206c、挤压杆；

206a-1、单向管道；206b-2、补偿管道；

300、气腔；301、阀门；302、发声片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1-2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法，包括

收集变电站压板投切表101，对压板投切表101中包含的屏柜数据及对应压板数据进行建模，屏柜数据包含屏柜编号、屏柜名称及二维码，压板数据包含压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式以及行列；

实施屏柜二维码标签103，打印屏柜二维码标签103张贴在屏柜压板上方；

在小室内安装轨道机器轨道201，并指定每面屏柜轨道机器人采集压板图像最佳悬停位置，并预设轨道机器人采集屏柜压板图像的轨迹路线；

采集屏柜现场压板图片，对压板图像进行分类标注、位置标注，构建压板训练集模型数据；

在以上步骤实施完成后，在对硬压板进行巡检时，巡检机器人通过预设的轨迹路线，拍摄带有二维码压板图片，采用目标检测算法分别识别图片中的屏柜二维码和识别压板数据，识别压板数据包含压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式以及行列数；

通过识别的屏柜二维码，在建模数据中获取到当前屏柜的压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式数据，并与识别压板数据进行比对校验，输出校验结果。

具体的，对压板投切表101中包含的屏柜数据及对应压板数据进行建模，屏柜数据包含屏柜编号、屏柜名称及二维码，其次，打印屏柜二维码标签103张贴在屏柜压板上方，便于对不同屏柜进行标记，其次，预设机器人采集压板图像最佳悬停位置，预设轨道机器人采集屏柜压板图像的轨迹路线，从而提高采集图像的效率和质量，采集屏柜现场压板图片，基于YOLOV3目标检测算法对压板图像进行分类标注、位置标注，构建压板训练集模型数据，在上述设置完成后，巡检机器人通过预设的轨迹路线，拍摄带有二维码压板图片，采用目标检测算法分别识别图片中的屏柜二维码和识别压板数据，在建模数据中获取到当前屏柜的压板类型、压板名称、压板状态、压板颜色，标签样式数据，并与识别压板数据进行比对校验，输出校验结果，从而进行智能提示。

实施例2

参照图3-7，为本发明第二个实施例，与上一个实施例不同的是，基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置，包括基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检方法，还包括主体组件100，其包括压板投切表101，多个安装于压板投切表101一侧的硬压板102，以及位于硬压板102上方的二维码标签103，二维码标签103与压板投切表101贴合连接；

轨道组件200，设置于主体组件100一侧，轨道组件200包括位于硬压板102一侧的机器轨道201，机器轨道201朝向硬压板102的一端滑动连接有摄像部202，摄像部202摄像头安装有防护部203，摄像部202上方安装有驱动防护部203运转的驱动件204。机器轨道201优选为直线模组，故可驱动摄像部202沿预设线路移动，并采集屏柜压板图像，通过防护部203在摄像部202不使用时，自动将摄像头隔离，可有效避免外界灰尘粘附在摄像头的问题。

进一步的，驱动件204内部分别设有驱动轮204a、第一驱动筒205和第二驱动筒206，驱动轮204a一侧与机器轨道201接触设置，第一驱动筒205和第二驱动筒206与驱动件204之间通过螺栓连接。第一驱动筒205内部滑动连接有磁性活塞205a，磁性活塞205a和第一驱动筒205之间通过第一弹簧连接，磁性活塞205a滑动最低点处设有磁性屏蔽板205b，磁性屏蔽板205b与第一驱动筒205固定连接。磁性屏蔽板205b下方设有磁性转杆205c，第一驱动筒205与驱动件204转动连接，磁性转杆205c和磁性活塞205a相对面磁性相斥，磁性转杆205c和驱动轮204a之间通过第一传动带204b传动连接。摄像部202在移动过程中会同步带动驱动件204移动，驱动件204中的驱动轮204a与机器轨道201发生摩擦故产生转动，驱动轮204a通过第一传动带204b驱动磁性转杆205c转动，磁性转杆205c转动到预设角度，故顶部的磁性块与磁性屏蔽板205b发生错位，磁性活塞205a在磁性斥力作用下向上移动，进而将液体推入到容腔中。

防护部203内部转动连接有转盘203a，转盘203a内部铰接有五个呈圆形分布的弧形板203b，弧形板203b和转盘203a之间铰接有连杆203c。防护部203内部固定有推动转盘203a转动的弧形推杆203d，防护部203内开设有容纳弧形推杆203d滑动连接的容腔，容腔通过第一管道与第一驱动筒205连通，第一驱动筒205内部填充有液体，弧形推杆203d和防护部203之间固定连接有第二弹簧，弧形推杆203d另一端与转盘203a铰接。液体产生的压强大于第二弹簧对弧形推杆203d的弹力，弧形推杆203d发生滑动推动转盘203a转动到预设角度，转盘203a转动时通过多个连杆203c带动弧形板203b转动打开，从而将摄像部202摄像头露出，随时，摄像部202将采集的图像数据无线传输给服务器，并比对校验图像数据，输出校验结果，从而进行智能提示。

机器轨道201优选为直线模组，故可驱动摄像部202沿预设线路移动，并采集屏柜压板图像，但摄像部202在不使用时外界灰尘易粘附在摄像头，从而对拍摄的图像质量造成不良影响；

为解决上述问题，通过防护部203在摄像部202不使用时，自动将摄像头隔离，可有效避免外界灰尘粘附在摄像头的问题，具体的，摄像部202在移动过程中会同步带动驱动件204移动，驱动件204中的驱动轮204a与机器轨道201发生摩擦故产生转动，驱动轮204a通过第一传动带204b驱动磁性转杆205c转动，磁性转杆205c转动到预设角度，故顶部的磁性块与磁性屏蔽板205b发生错位，磁性活塞205a在磁性斥力作用下向上移动，进而将液体推入到容腔中，液体产生的压强大于第二弹簧对弧形推杆203d的弹力，弧形推杆203d发生滑动推动转盘203a转动到预设角度，转盘203a转动时通过多个连杆203c带动弧形板203b转动打开，从而将摄像部202摄像头露出，方便后续的拍摄。

需要说明的是，磁性转杆205c外侧设有与第一传动带204b接触的滚轮，滚轮与磁性转杆205c摩擦连接，也就是说磁性转杆205c和滚轮之间固定有橡胶阻尼层，当磁性转杆205c转到预设角度后，滚轮与磁性转杆205c发生打滑，故磁性转杆205c不在转动，提高使用时的稳定性，并且磁性屏蔽板205b由磁屏蔽材料制成，可有效避免磁性斥力，避免发生误触发等问题。

实施例3

参照图4-5和图8-9，为本发明第三个实施例，该实施例进一步提供了基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置。包括第二驱动筒206内部固定连接有多个呈环形分布的筒体206a，筒体206a远离第二驱动筒206的一端滑动连接有活塞板206b，筒体206a和活塞板206b之间固定连接有第三弹簧，第二驱动筒206中部设有对多个活塞板206b间隙挤压的挤压杆206c，挤压杆206c与驱动件204转动连接，挤压杆206c与驱动轮204a通过第二传动带204c传动连接。筒体206a一侧连接有单向管道206a-1，单向管道206a-1包括有第一单向管和第二单向管，第一单向管一端与筒体206a连通，另一端与防护部203内侧开设的出气孔207连通，第二单向管与外界连通，第一单向管和第二单向管中均安装有气体单向阀。通过增设的出气孔207使摄像部202在拍摄时，出气孔207会持续的向外吹气，在摄像部202摄像头处形成单向气流层，有效避免灰尘的粘附，当筒体206a在第三弹簧的弹力作用下复原时，筒体206a通过第二单向管抽取外界的气体进行补充，并且第二单向管进气端安装有滤层，例如活性炭层，实现净化空气的效果，也就是说空气中的水汽和杂质会被去除，使吹出的气流不会影响拍摄的质量，且第一单向管和第二单向管在气体单向阀的约束下，可实现气体的单向流动。

由于压板投切表101存放条件不是无尘环境，故摄像部202在拍摄时外界灰尘易粘附在摄像头处，影响拍摄的效果；

为解决上述问题，通过增设的出气孔207使摄像部202在拍摄时，出气孔207会持续的向外吹气，在摄像部202摄像头处形成单向气流层，有效避免灰尘的粘附，具体的，驱动轮204a通过第二传动带204c带动挤压杆206c转动，挤压杆206c在转动过程中会间隙对多个活塞板206b进行挤压，活塞板206b受压会回缩到筒体206a中，且筒体206a中的气体会通过第一单向管输送到出气孔207处，多个筒体206a的持续输送气体，可在摄像部202摄像头处形成单向气流层，可有效避免外界灰尘或弧形板203b开启时振落的灰尘粘附在摄像头处，其中，当筒体206a在第三弹簧的弹力作用下复原时，筒体206a通过第二单向管抽取外界的气体进行补充，并且第二单向管进气端安装有滤层，实现净化空气的效果，且第一单向管和第二单向管在气体单向阀的约束下，可实现气体的单向流动，故可有效摄像头处的气体出气量。

需要说明的是，挤压杆206c和活塞板206b接触面均为倾斜设置，从而减少摩擦阻力，提高使用寿命，并且挤压杆206c与活塞板206b接触端可安装有转动轮，可进一步减少摩擦阻力。

第二传动带204c为内齿传动带，故挤压杆206c和驱动轮204a上均配置有相应的齿轮，工作人员通过调节相应齿数，即可达到对出气孔207出气量的调节，使用方便。

实施例4

参照图8-11，为本发明第四个实施例，该实施例进一步提供了基于轨道机器人的变电站硬压板智能巡检装置。包括驱动件204内部开设有气腔300，气腔300内部活动连接有阀门301，阀门301和气腔300之间固定连接有第四弹簧，阀门301上方设有与气腔300内壁固定的发声片302，其中，发声片302由弹性金属片材料制成，筒体206a一侧固定有与气腔300连通的补偿管道206a-2。通过将补偿管道206a-2与气腔300连通，当第二单向管发生堵塞时，第三弹簧推动活塞板206b继续移动从而产生负压，且该负压力大于第四弹簧时阀门301会打开，使补偿管道206a-2通过气腔300补充气体。

由实施例3可知，单向管道206a-1在长期使用后，第二单向管中的滤层易被灰尘堵塞，从而影响出气孔207的出气量；

为解决上述问题，通过将补偿管道206a-2与气腔300连通，当第二单向管发生堵塞时，第三弹簧推动活塞板206b继续移动从而产生负压，且该负压力大于第四弹簧时阀门301会打开，使补偿管道206a-2通过气腔300补充气体，并且当气流经过发声片302时会产生声音，从而对运维人员起到提醒作用，以便及时对设备进行维护。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。