[发明专利]一种基于ARM的变电站轨道式巡检机器人控制系统

说明书

本发明公开了一种基于ARM的变电站轨道式巡检机器人控制系统，该系统包括：主控制器，通信模块，电机控制模块，导航定位模块，安全防护模块和电源管理模块。工作过程：后台管理通过通信模块向主控制器发送工作任务命令，根据导航定位模块获取的信息确定机器人位置，然后通过电机控制模块控制电机转动到达指定工作位置，过程中安全防护模块实时对前进方向进行检测，如果发现障碍物就反馈主控制器，主控制器进入保护模式。该系统可以代替人工实现全方位、多角度的巡检工作，不仅降低了运维人员的安全风险，也提高了巡检的质量。

技术领域

本发明涉及变电站设备的安全稳定运行，尤其是一种基于ARM的变电站轨道式巡检机器人控制系统。

背景技术

随着时代的发展，供电可靠性的要求愈发重要。变电站的可靠运行保障着一个区域的生产、生活的稳定和有序。变电站运维人员越来越少，但是工作要求却越来越高。传统的巡检方式受天气、时间以及人力等因素的影响，存在劳动强度大、检测质量不可控以及后期巡检数据分析难度大等一系列问题。近些年室外巡检机器人逐渐得到了普及，提高了变电站室外一次设备巡检的效率，为变电运维行业减员增效做出了巨大贡献。但是目前还有很多室内的GIS变电站，因为缺少有效的辅助手段，室内变电站的部分设备还需要进行人工定期巡检，还不能实现无人化运维。采用室内轨道巡检机器人可以代替人工实现全方位、多角度的巡检工作，不仅降低了运维人员的安全风险，也提高了巡检的质量。

变电站室内轨道式巡检机器人属于典型的特种服务机器人，涉及领域较多，包括机械、电力电子、计算机、自动化、无线通讯以及图像处理等领域。根据变电站室内实际情况铺设巡检轨道，机器人根据预先设定的任务，根据精准定位和自动化控制，沿轨道实现对室内设备的视频拍摄、红外测温、图像状态分析以及超声波局放检测等。变电站轨道式巡检机器人系统包括后台上位机管理软件、机器人机械本体、机器人控制系统以及机器人巡检传感系统，其中机器人控制系统是核心。机器人控制系统能够保障机器人的可靠运行，主要负责了通信、定位、运动控制、安全防撞以及供电管理等工作。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种基于ARM的变电站轨道式巡检机器人控制系统，具体技术方案如下：

一种基于微处理器(ARM)的变电站轨道式巡检机器人控制系统，该系统包括：主控制器，通信模块，电机控制模块，导航定位模块，安全防护模块，电源管理模块。该系统的工作过程为：后台管理通过通信模块向主控制器发送工作任务命令，主控制器根据导航定位模块获取的信息确定机器人位置，然后通过电机控制模块控制电机转动到达指定工作位置，过程中安全防护模块实时对前进方向进行检测，如果发现障碍物就反馈主控制器，主控制器进入保护模式。

其中，主控制器采用ARM处理器STM32F107VCT6。

其中，通信模块包括MAC控制器，物理层芯片PHY和网络变压器，其中MAC控制器实现了数据链路层，包括缓存和流控功能，物理层芯片PHY实现了以太网接口的物理层，包括数据收发和编解码功能，网络变压器用来信号隔离和信号阻抗转换。

其中，电机控制模块采用57型步进电机，配套使用脉冲接口的专用驱动芯片实现控制，脉冲由处理器STM32F107VCT6输出。

其中，导航定位模块采用里程+RFID的方式定位，通过电机里程进行距离计算，同时在轨道上每隔一段距离布置里程RFID，清除积累误差。

其中，安全防护模块采用光电反射式传感器探测。

其中，电源管理模块采用滑触线方式供电，使用LM2576-HV开关电源实现各模块电源的电压转换。

本发明的有益效果在于：

(1)轨道式巡检机器人控制系统通过通信模块能够及时反馈机器人的实时状态和室内变电站设备的实时状态。