变电站巡检作业系统及通讯方法技术方案

本申请涉及电网巡检技术领域，提供了变电站巡检作业系统及通讯方法，所述系统包括巡检母机

【技术实现步骤摘要】
变电站巡检作业系统及通讯方法


[0001]本申请涉及电网巡检
，特别涉及基于变电站巡检作业系统及通讯方法
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]随着无人机技术和图像识别技术的成熟，利用无人机对电网进行巡检成为了电网巡检作业的趋势
。
对于巡检作业而言，保持无人机的续航极为重要，但大续航无人机的尺寸一般较大，对于变电站
、
电厂等场站环境，设备
、
杆塔林立，线路复杂多变，影响大续航无人机的飞行以及巡检作业，特别是针对于特定的较为狭窄或者环境复杂的区域，大续航无人机容易发生碰撞，难以采集图像
。
[0004]并且，由于杆塔
、
设备遮挡以及站内高压导致场站电磁环境复杂，影响无人机与巡检后台的无线通讯质量，针对于紧急情况，可能无法及时向后台报警
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本申请提出了变电站巡检作业系统及通讯方法，通过离合升降组件在巡检母机上搭载小尺寸通讯分机，利用可垂直升降的通讯分机对狭窄复杂区域进行巡检作业并进行中继通讯，克服场站环境影响，提高了无人机巡检作业的灵活性和安全性，提升了无人机无线通讯的能力
。
[0006]本申请提供了变电站巡检作业系统，包括：巡检母机，其底部前侧设置有主摄像机；通讯分机，其底部前侧设置有辅助摄像机，其底部开设有离合槽，所述离合槽侧壁旋转嵌设有连接环；离合升降组件，包括垂直嵌设于巡检母机顶部的初级升降杆，所述初级升降杆顶部设有起落座，多束起落座顶部中部开设有约束槽，所述约束槽底部设有微动升降台，所述微动升降台顶部垂设有多级伸缩杆，所述多级伸缩杆顶部设有离合块，所述离合块与连接环活动连接；
[0007]所述巡检母机内部设有第一远程通讯模块和第一近程通讯模块，通讯分机内部设有第二远程通讯模块和第二近程通讯模块，巡检母机控制器
、
通讯分机控制器通过第一近程通讯模块
、
第二近程通讯模块无线通讯
。
[0008]优选地，所述巡检母机控制器
、
通讯分机控制器内部部署设置有图像识别模块
。
[0009]优选地，所述起落座顶部相对于约束槽的对称两侧设有分机夹持机构和位置检测机构
。
[0010]优选地，所述通讯分机底部设有两个平行的“凵”形起落架；所述分机夹持机构包括对称设于起落座顶部两侧的位移导轨，所述位移导轨的滑块上连接有第一伸缩机构，两个第一伸缩机构对向设置且其伸缩轴的末端设置有校正压块，所述校正压块沿与第一伸缩机构伸缩方向垂直的方向延伸且其靠近约束槽的一侧开设有与通讯分机5起落架横杆外周适配的夹持槽
。
[0011]优选地，所述通讯分机起落架横杆为圆柱形，所述校正压块靠近约束槽的一侧为半径开设有与横杆半径相同的圆弧形夹持槽
。
[0012]优选地，所述位置检测机构包括设置于起落座顶部相对于约束槽的对称两侧的光敏检测带，所述光敏检测带沿与第一伸缩机构伸缩方向垂直的方向延伸，其包括若干光敏传感单元
。
[0013]优选地，所述离合块包括圆柱基块以及嵌设于圆柱基块外周的若干第二伸缩机构，所述第二伸缩机构绕圆柱基块中轴线均匀分布且其伸缩轴末端设置有弧形压块，所述弧形压块与连接环内壁活动抵触
。
[0014]本申请还提供变电站巡检作业通讯方法，包括如下步骤：
[0015]S100
：巡检母机控制器根据主摄像机采集的图像进行图像识别，判断设备故障情况并通过第一远程通讯模块向巡检后台上传巡检图像及故障信息，当预设的应急通讯条件被触发时，巡检母机通知通讯分机并向其传输巡检图像及故障信息；
[0016]S200
：巡检母机控制器通过主摄像机采集距巡检母机当前位置预设距离
P
内空域的图像并对其进行图像识别，识别所述空域内障碍元素分布，根据障碍元素分布获取悬停通信位置点集合
A
，所述悬停通信位置点为满足通讯分机垂直升降的位置点；
[0017]S300
：巡检母机控制器根据最优节能路径方案从集合
A
中选取最优悬停通信位置点；
[0018]S400
：巡检母机控制器运动至所述最优悬停通信位置点悬停，控制分机夹持机构释放通讯分机并通知通讯分机控制器；
[0019]S500
：通讯分机控制器控制自身在多级伸缩杆的约束下垂直上升，上升过程中通讯分机控制器控制第二远程通讯模块与巡检后台建立通讯；
[0020]若成功通讯，则通讯分机停止上升，并向巡检后台传输巡检图像及故障信息，传输完成后跳转到步骤
S600
；
[0021]若直至多级伸缩杆伸长极限仍未与巡检后台成功通讯，离合块释放通讯分机，通讯分机继续垂直升降直至与巡检后台成功通讯，并传输巡检图像及故障信息，传输完成后跳转到步骤
S700
；
[0022]S600
：通讯分机降落至起落座顶部，巡检母机控制器控制分机夹持机构对其进行夹持，结束应急通讯流程；
[0023]S700
：通讯分机降落至起落座座顶部，巡检母机控制器控制位置检测机构检测通讯分机位置并通过分机夹持机构对其进行夹持并调整位置，微动升降台带动离合块上升至离合槽连接通讯分机，结束应急通讯流程
。
[0024]优选地，所述步骤
S100
中，所述应急通讯条件具体如下：
a:
巡检母机控制器识别到预设故障类型且此时第一远程通讯模块与巡检后台通讯中断；
b:
第一远程通讯模块与巡检后台通讯中断时长超过预设时间门槛
T
；
c:
巡检母机控制器完成预设设备或预设区域的巡检；所述应急通讯条件包括条件
a、b、c
中的任意一种或几种组合
。
[0025]优选地，所述步骤
S300
中，所述最优节能路径方案的步骤如下：将集合
A
中位于巡检轨迹前进方向的悬停通信位置点，则将其加入子集
B
；若子集
B
为空，则从集合
A
中选取距巡检母机当前位置最近的位置点；若子集
B
不为空
。
则从子集
B
中选取距巡检母机当前位置最近的位置点
。
[0026]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0027](1)
本申请通过离合升降组件在巡检母机上搭载小尺寸通讯分机，利用可垂直升降的通讯分机对狭窄复杂区域进行巡检作业以及进行中继通讯，克服场站环境影响，提高了无人机巡检作业的灵活性和安全性，提升了无人机无线通讯的能力
。
[0028](2)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
变电站巡检作业系统，其特征在于，包括：巡检母机
(1)
，其底部前侧设置有主摄像机
(11)
；通讯分机
(5)
，其底部前侧设置有辅助摄像机
(51)
，其底部开设有离合槽，所述离合槽侧壁旋转嵌设有连接环
(52)
；离合升降组件，包括垂直嵌设于巡检母机
(1)
顶部的初级升降杆
(2)
，所述初级升降杆
(2)
顶部设有起落座
(3)
，多束起落座
(3)
顶部中部开设有约束槽，所述约束槽底部设有微动升降台，所述微动升降台顶部垂设有多级伸缩杆
(4)
，所述多级伸缩杆
(4)
顶部设有离合块
(41)
，所述离合块
(41)
与连接环
(52)
活动连接；所述巡检母机
(1)
内部设有第一远程通讯模块
(101)
和第一近程通讯模块
(102)
，通讯分机
(5)
内部设有第二远程通讯模块
(501)
和第二近程通讯模块
(502)
，巡检母机控制器
、
通讯分机控制器通过第一近程通讯模块
(102)、
第二近程通讯模块
(502)
无线通讯
。2.
根据权利要求1所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述巡检母机控制器
、
通讯分机控制器内部部署设置有图像识别模块
。3.
根据权利要求2所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述起落座
(3)
顶部相对于约束槽的对称两侧设有分机夹持机构
(6)
和位置检测机构
(7)。4.
根据权利要求3所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述通讯分机
(5)
底部设有两个平行的“凵”形起落架；所述分机夹持机构
(6)
包括对称设于起落座
(3)
顶部两侧的位移导轨
(61)
，所述位移导轨
(61)
的滑块上连接有第一伸缩机构
(62)
，两个第一伸缩机构
(62)
对向设置且其伸缩轴的末端设置有校正压块
(63)
，所述校正压块
(63)
沿与第一伸缩机构
(62)
伸缩方向垂直的方向延伸且其靠近约束槽的一侧开设有与通讯分机
(5)
起落架横杆外周适配的夹持槽
。5.
根据权利要求4所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述通讯分机
(5)
起落架横杆为圆柱形，所述校正压块
(63)
靠近约束槽的一侧开设有半径与横杆半径相同的圆弧形夹持槽
。6.
根据权利要求4所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述位置检测机构
(7)
包括设置于起落座
(3)
顶部相对于约束槽的对称两侧的光敏检测带，所述光敏检测带沿与第一伸缩机构
(62)
伸缩方向垂直的方向延伸，其包括若干光敏传感单元
。7.
根据权利要求6所述的变电站巡检作业系统，其特征在于：所述离合块
(41)
包括圆柱基块以及嵌设于圆柱基块外周的若干第二伸缩机构，所述第二伸缩机构绕圆柱基块中轴线均匀分布且其伸缩轴末端设置有弧形压块，所述弧形压块与连接环
(52)
内壁活动抵触
。8.
根据权利要求7所述的变电站巡检作业通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100
：巡检母机控制器根据主摄像机
(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱良涛，吴建云，高绍群，于广涛，刘广远，王奕先，王绪保，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司高唐县供电公司，
类型：发明
国别省市：