[发明专利]一种变电站巡检机器人辅助越障系统及方法

权利要求书

1.一种变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，包括辅助控制板（100）和冗余可伸缩轮组（200）；

所述的辅助控制板（100）安装在变电站巡检机器人上，包括主控单元（101）、通信单元（102）、测距传感器数据处理单元（103）、姿态角度传感器（104）和推杆电机控制单元（105）；

所述的冗余可伸缩轮组（200）包括辅助运动轮（201）、推杆电机（202）和测距传感器（203）；

通信单元（102）与变电站巡检机器人的主控板相连，用于辅助控制板（100）与变电站巡检机器人的主控板之间的通信；

测距传感器数据处理单元（103）与测距传感器（203）相连，用于接收测距传感器的数据，并将其转换为数字信号传输至主控单元（101）；

姿态角度传感器（104）用于检测变电站巡检机器人本体的三维倾斜角；

推杆电机控制单元（105）与推杆电机（202）相连，用于控制推杆电机（202）中推杆的运动方向及行程；

主控单元（101）分别与通信单元（102）、测距传感器数据处理单元（103）、姿态角度传感器（104）、推杆电机控制单元（105）相连；用于根据测距传感器数据处理单元（103）、姿态角度传感器（104）传来的数据，通过通信单元（102）通信来控制变电站巡检机器人的主控板，从而控制变电站巡检机器人主运动轮的运动状态，还通过控制推杆电机控制单元（105）工作来控制推杆电机（202）的行程；

冗余可伸缩轮组（200）有多组，均匀布设在变电站巡检机器人底部；推杆电机（202）的推杆末端的接头处连接有辅助运动轮（201），推杆电机（202）的推杆沿变电站巡检机器人底盘垂直方向运动；

测距传感器（203）安装于推杆电机（202）的推杆末端，用于检测冗余可伸缩轮组（200）与沿运动方向存在的障碍物之间的距离。

2.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，所述的冗余可伸缩轮组（200）有4组，对称分布在变电站巡检机器人底盘的四个角落。

3.根据权利要求1或2所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，各个冗余可伸缩轮组（200）距离变电站巡检机器人底盘外边缘的中心距不小于辅助运动轮的半径值，但不大于主运动轮与对应底盘外边缘的中心距。

4.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，推杆电机（202）的推杆末端的接头处通过螺栓连接有辅助运动轮（201），辅助运动轮（201）以螺栓为中心轴自由转动，螺栓平行于主运动轮的转轴方向安装。

5.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，推杆电机（202）的推力不小于1000N，运动速度不小于5mm/s，推杆行程不小于变电站巡检机器人底盘与水平地面之间间距的2倍。

6.根据权利要求1所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，测距传感器（203）为超声波测距传感器或激光测距传感器。

7.一种变电站巡检机器人辅助越障方法，采用权利要求1、2、4~6中的任意一项所述的变电站巡检机器人辅助越障系统，其特征在于，步骤如下：

步骤（1），当姿态角度传感器传来的检测到变电站巡检机器人的水平倾角绝对值大于变电站巡检机器人允许的最大爬坡角度时，主控单元通过通信模块与变电站巡检机器人的主控板进行通信，获取对变电站巡检机器人主运动轮的控制权，使得变电站巡检机器人原地刹车；

步骤（2），主控单元通过控制推杆电机控制单元，从而控制其中一个或几个推杆电机做伸展动作，直到变电站巡检机器人的水平倾角绝对值小于变电站巡检机器人允许的最大爬坡角度的1/5时，停止对推杆电机中推杆行程的调整；

步骤（3），主控单元控制变电站巡检机器人主运动轮沿反方向进行转动，以使变电站巡检机器人的本体朝着巡检道路的方向移动；在变电站巡检机器人移动的过程中，安装于推杆电机推杆上的测距传感器实时检测与运动方向上障碍物间的距离，当某个测距传感器传来的与障碍物间的间距小于等于辅助运动轮半径的1.2~1.5倍时，主控单元控制变电站巡检机器人停止移动并原地刹车；主控单元控制该测距传感器所在的推杆电机将其推杆收缩回极限位置；

步骤（4），重复步骤（3），直至所有的推杆收缩回极限位置；最后，通过通信模块，主控单元取消对主运动轮的控制权，并通知变电站巡检机器人的主控板继续执行预定的巡检任务。