(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 CN A(43)申请公布日 2022.01.07(21)申请号 2.8(51)Int.Cl.B25J 11/00 (2006.01)(22)申请日 2021.10.27(71)申请人 广西电网有限责任公司贺州供电局地址 广西壮族自治区贺州市建设东路193-3号(72)发明人 朱明增胡凯博黄新华孙春日覃剑永岑建军刘荣洲张炜黎华梁兆庭周承秀覃秋勤刘小兰周虹妤丘浩林翔宇莫梓樱陈少暖黄承伟陈琴蒙亮李永栈杨芳韦妙香陈极万罗小波杨波谢辉张展声吕鸣胡清智朱敦森(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限公司 44102代理人 刘翔权利要求书1页 说明书5页 附图4页(54)发明名称智能巡检机器人系统(57)摘要本发明涉及机器人系统技术领域，公开智能 巡检机器人系统，智能巡检机器人系统包括机器 人、设置于机器人上的云台控制端、机器人控制 系统以及客户端，机器人包括设置于机器人主体 上的驱动部、数据采集部、定位部以及无线收发 器；驱动部以及数据采集部的输入端通讯连接云 台控制端，定位部以及数据采集部的输出端连接 无线收发器；在后台通过控制机器人控制系统从 而使得机器人对现场所有参数进行有效并即时 测量，替代人工巡检，全面实现自动化巡检。

A2 1 8 4 9 8 3 1 1N C CN A权利要求书1/1页1.智能巡检机器人系统，其特征在于，所述智能巡检机器人系统包括机器人、设置于机 器人上的云台控制端、机器人控制系统以及客户端；所述机器人包括设置于机器人主体上 的驱动部、数据采集部、定位部以及无线收发器；所述驱动部以及数据采集部的输入端通讯 连接所述云台控制端，所述定位部以及所述数据采集部的输出端连接所述无线收发器；所 述机器人控制系统包括机器人管理模块、任务管理模块、实时监控模块、巡检结果确认模 块、巡检结果分析模块、用户设置模块以及调试维护模块；机器人管理模块和任务管理模块 分别与实时监控模块连接,实时监控模块与巡检结果确认模块连接、巡检结果确认模块与 数据分析模块连接，所述数据分析模块与用户设置模块以及调试维护模块连接；所述机器 人控制系统输入端连接所述客户端。2.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述机器人管理模块包括 与云台控制端通信连接的云台控制模块、高清摄像机控制模块、红外热成像仪控制模块、拾 音控制模块、温湿度传感器控制模块以及气体传感器控制模块。3.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述任务管理模块包括任 务存储模块、任务编辑模块以及任务执行模块。

4.根据权利要求3所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述任务存储模块包括位 置存储模块、角度存储模块、采集任务存储模块；任务编辑模块包括路线编辑模块、时间编 辑模块；任务执行模块包括：远程控制模块、实时监控模块、数据分析模块。5.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述实时监控模块包括巡 检监控模块以及巡检控制模块。6.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检结果确认模块包 括设备告警信息确认模块、巡检结果浏览模块以及巡检报告生成模块；所述设备告警信息 确认模块包括设备告警信息查询模块、主接线展示模块、列表展示模块、SF6压力抄录报表 模块、液压抄录报表模块、位置状态识别报表模块。7.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检结果分析模块包 括对比分析模块以及生产报表模块。8.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述用户设置模块包括告 警阀值设置模块、告警消息灯阀设置模块、权限管理模块、典型巡检点位库维护模块、巡检 点位设置模块以及检修区域设置模块。9.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，调试维护模块包括巡检地 图维护模块、软件设置模块、机器人设置模块、机器人告警查询模块以及识别异常点位查询 模块。

10.根据权利要求1所述的智能巡检机器人系统，其特征在于，所述数据采集部包括高 清摄像机、红外热成像仪、拾音器、温湿度传感器、气体传感器。22 CN A说明书1/5页智能巡检机器人系统 技术领域 [0001] 本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及智能巡检机器人系统。 背景技术 [0002] 近年来，随着无人值守智能变电站的快速发展，变电站智能巡检机器人的需求越 来越急迫。针对电网巡检应用需求，提出了在巡检能力、运动功能、抗电磁干扰性、环境适应 性等方面进一步改进的需求，指出小型化、工具化是变电站机器人是未来应用的主流，提出 应建立变电站巡检机器人技术标准体系，进一步加强试验能力建设，以确保变电站巡检机 器人的质量。 [0003] 现在技术文件CN21公开了一种支持深度学习加速的变电站智能巡检 机器人系统，此对比文件公开的技术内容包含电源模块、传感器模块、运动模块、主控制器 模块和加速器模块。运动模块负责控制机器人的移动、转向和云台姿态。主控制器负责接收 操作员指令，接收传感器模块数据，进行行为决策，控制运动模块，将需要加速处理的数据 发送到加速器模块，并接收加速器模块返回结果，另外还要对数据本地存储和远程传输到 后台。

加速器模块负责接收主控制器命令和数据，进行深度学习模型的加速运算，并返回运 算结果给主控制器。对比文件中公开的技术内容，能一定程度上提高电力设备巡检的智能 化程度，但是智能化程度并不高，无法满足高智能化的需求。 发明内容 [0004] 本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种全智能化、自动话且 运行稳定的智能巡检机器系统。 [0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现： [0006] 智能巡检机器人系统，包括机器人、设置于机器人上的云台控制端、机器人控制系 统以及客户端，机器人包括设置于机器人主体上的驱动部、数据采集部、定位部以及无线收 发器；驱动部以及数据采集部的输入端通讯连接云台控制端，定位部以及数据采集部的输 出端连接无线收发器；机器人控制系统包括机器人管理模块、任务管理模块、实时监控模 块、巡检结果确认模块、巡检结果分析模块、用户设置模块以及调试维护模块；机器人管理 模块和任务管理模块分别与实时监控模块连接,实时监控模块与巡检结果确认模块连接、 巡检结果确认模块与数据分析模块连接，数据分析模块与用户设置模块以及调试维护模块 连接；机器人控制系统输入端连接客户端。

[0007] 进一步地，机器人管理模块包括与云台控制端通信连接的云台控制模块，与数据 采集部通讯连接的高清摄像机控制模块、红外热成像仪控制模块、拾音控制模块、温湿度传 感器控制模块以及气体传感器控制模块。 [0008] 进一步地，任务管理模块包括任务存储模块、任务编辑模块以及任务管理模块。 [0009] 进一步地，任务存储模块包括位置存储模块、角度存储模块、采集任务存储模块； 任务编辑模块包括路线编辑模块、时间编辑模块；任务执行模块包括：远程控制模块、实时33 CN A说明书2/5页 监控模块、数据分析模块。 [0010] 进一步地，实时监控模块包括巡检监控模块以及巡检控制模块。 [0011] 进一步地，巡检结果确认模块包括设备告警信息确认模块、巡检结果浏览模块以 及巡检报告生成模块；设备告警信息确认模块包括设备告警信息查询模块、主接线展示模 块、列表展示模块、SF6压力抄录报表模块、液压抄录报表模块、位置状态识别报表模块。 [0012] 进一步地，巡检结果分析模块包括对比分析模块以及生产报表模块。 [0013] 更进一步地，用户设置模块包括告警阀值设置模块、告警消息灯阀设置模块、权限 管理模块、典型巡检点位库维护模块、巡检点位设置模块以及检修区域设置模块。

[0014] 进一步地，调试维护模块包括巡检地图维护模块、软件设置模块、机器人设置模 块、机器人告警查询模块以及识别异常点位查询模块。 [0015] 进一步地，数据采集部包括高清摄像机、红外热成像仪、拾音器、温湿度传感器、气 体传感器。 [0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0017] 1)远程控制机器人作业，实现自动化； [0018] 2)数据采集多样化，满足多项数据采集的要求； [0019] 3)数据采集精度高，智能化程度高； [0020] 4)自动分析检测数据，形成报表。对异常数据，进行报警提示； [0021] 5)精准定位，保证机器人沿指定路线运行，避免偏航。 附图说明 [0022] 图1为本发明系统的原理框图； [0023] 图2为本发明机器人控制系统的原理框图； [0024] 图3为本发明机器人管理模块的原理框图； [0025] 图4为本发明任务管理模块的原理框图； [0026] 图5为本发明实时监控模块的原理框图； [0027] 图6为本发明巡检结果确认模块的原理框图； [0028] 图7为本发明巡检结果分析模块的原理框图； [0029] 图8为本发明用户设置模块的原理框图； [0030] 图9为本发明调试维护模块的原理框图。

具体实施方式 [0031] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明， 表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实 施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本技术人员来说， 附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。 [0032] 实施例 [0033] 如图1所示，提供一种适用于变电站内、控制机器人完成现场巡检的智能巡检机器 人系统，包括机器人1、设置于机器人1上的云台控制端2、机器人控制系统3以及客户端4，机 器人1包括设置于机器人1主体上的驱动部、数据采集部、定位部以及无线收发器；驱动部以44 CN A说明书3/5页 及数据采集部的输入端通讯连接云台控制端2，定位部以及数据采集部的输出端连接无线 收发器5；机器人控制系统3包括机器人管理模块31、任务管理模块32、实时监控模块33、巡 检结果确认模块34、巡检结果分析模块35、用户设置模块36以及调试维护模块37；机器人管 理模块31和任务管理模块32分别与实时监控模块33连接,实时监控模块33与巡检结果确认 模块34连接、巡检结果确认模块34与数据分析模块35连接，数据分析模块35与用户设置模 块36以及调试维护模块37连接；机器人控制系统3输入端连接客户端4。

[0034] 巡检机器人管理模块31选择巡检区域,任务管理模块32设置巡检任务,数据分析 模块35对巡检机器人1巡检过程中采集的信息数据统计分析；任务管理模块32包括任务日 历子,任务定制子模块；实时监控模块33包括电子地图子模块,视频显示子模块,微气象子 模块,实时报警子模块和实时状态子模块,电子地图子模块设置有层级电子地图,层级电子 地图至少三层,每层电子地图上均设有巡检机器人图标.利用实时监控模块,通过层级电子 地图模块实时获取巡检机器人的巡检信息和基本信息,便于巡检机器人的巡检信息汇总。 [0035] 机器人控制系统3连接客户端4，在客户端4的操作界面上可以操控、监视显示机器 人控制系统3中的机器人管理模块31、任务管理模块32、实时监控模块33、巡检结果确认模 块34、巡检结果分析模块35、用户设置模块36以及调试维护模块37的运行。通过点击客户端 4的操作界面，对机器人控制系统3中的模块下达命令，模块收到客户端4发来命令并将命令 发送至设置在机器人1上的云台控制端2，云台控制端2接收此命令并相应的控制机器人1做 对应的数据采集或者移动等动作。同时机器人1将采集后的数据通过设置在机器人1上的无 线收发器5将采集数据传输回机器人控制系统3中，机器人控制系统3对传输回的采集数据 进行分析、处理，最终可再客户端4操作界面上显示或者查询。

通过客户端4的操作界面，远 程控制机器人1做相应的巡检工作。巡检机器人的监控系统运行在监控终端，系统软件平台 由人机界面、权限管理及图像数据库等部分组成，负责完成对巡检机器人的远程操作控制。 作为整个巡检系统的最上层，监控系统是操作人员与巡检机器人之间唯一的接口，可以让 操作人员方便的监控机器人的实时运行状态和运行数据，并用于人工监视、遥控、查询及管 理巡检数据，控制机器人执行巡检指令，实现对巡检机器人的远程操作控制。不仅如此，考 虑到巡检任务的高度重复性，监控系统还可以按照操作人员事先的标定信息，完成无人巡 检。在无人巡检过程中，监控系统对采集到的图像信息具有一定的分析能力，能够及时发现 处于异常工作状况的设备仪表，并向操作人员报告。当完成每日的巡检任务后，监控系统能 够将每日的巡检结果存贮在数据库中，供操作人员查询。 [0036] 本发明通过智能巡检机器人系统实现变电站现场作业的统计分析、勘查管理、实 施监管、任务指派、违章管理、资质管理等主要功能，克服以往作业现场须值班员现场巡检 保证安全，难以持续实现全方位无死角管控的问题，提升变电站现场作业安全隐患管控水 平，实现了高智能化远程控制。

[0037] 在一实施例中，机器人管理模块31包括与云台控制端2通信连接的云台控制模块 310、高清摄像机控制模块311、红外热成像仪控制模块312、拾音控制模块313、温湿度传感 器控制模块314以及气体传感器控制模块315。云台控制模块310与云台控制端2通信连接， 反馈云台控制端2当前位置以及控制云台控制端2转动。高清摄像机控制模块311、红外热成 像仪控制模块312、拾音控制模块313、温湿度传感器控制模块314以及气体传感器控制模块 315通过连接云台控制端2从而控制机器人1上的数据采集部对应工作。55 CN A说明书4/5页 [0038] 在一实施例中，任务管理模块32包括任务存储模块320、任务编辑模块321以及任 务执行模块322。任务管理模块32主要实现全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、自定 义任务、地图选点及任务展示等功能。任务存储模块320包括：位置存储模块、角度存储模 块、采集任务存储模块；任务编辑模块321包括：路线编辑模块、时间编辑模块；任务执行模 块322包括：远程控制模块、实时监控模块、数据分析模块。在任务管理模块32中可以设置机 器人定时、定位或者定量的工作任务，并且有效的控制机器人1准备完全相关的巡检任务。

[0039] 在一实施例中，实时监控模块33包括巡检监控模块330以及巡检控制模块330。主 要实现视频监控、巡检报文查看及机器人控制等功能。实时监控模块33通过云台控制端2连 接机器人1的数据采集部，并将数据采集部采集到现场实时视频、图形、声音、机器人1所在 环境等信息显示在客户端4的操作界面上。 [0040] 在一实施例中，巡检结果确认模块34包括设备告警信息确认模块340、巡检结果浏 览模块341以及巡检报告生成模块342；设备告警信息确认模块340包括设备告警信息查询 模块、主接线展示模块、列表展示模块、SF6压力抄录报表模块、液压抄录报表模块、位置状 态识别报表模块。巡检结果确认模块34主要包括设备告警查询确认、主接线展示、间隔展 示、巡检结果浏览及巡检报告生成功能。巡检结果分析模块35包括对比分析模块350以及生 产报表模块351。巡检结果分析模35主要实现对比分析、生成报表等功能。巡检结果确认模 块34将无线收发器传送来的数据进行分类归集处理，形成方便管理人员参看的数据。同时 将数据传送至巡检结果分析模块35，巡检结果分析模块35对巡检结果确认模块34中的实时 数据与初始设定值进行对比分析并形成巡检报表。

当实时数据超出初始设置值范围时，巡 检结果分析系统35将会发出报警信息，以便管理人员第一时间发现异常并对应进行异常处 理。 [0041] 在一实施例中，用户设置模块36包括告警阀值设置模块360、告警消息灯阀设置模 块360、权限管理模块362、典型巡检点位库维护模块363、巡检点位设置模块364以及检修区 域设置模块365。在用户设置模块36中，对现场各项参数设定一个具有一定范围的参考值， 巡检结果分析模块35收到机器人实时采集的数据后，通过对比用户设置模块36中的参考 值，从而判断现场的实时数据是否存在异常。当检测数据超出设定的参考值时，机器人控制 系统3将发出报警信号，提醒管理人员。同时当机器人1出现故障时，可自动控制机器人1或 提示管理人将机器人移动到指定区域进行维修处理。 [0042] 在一实施例中，调试维护37模块包括巡检地图维护模块370、软件设置模块371、机 器人设置模块372、机器人告警查询模块373以及识别异常点位查询模块374。调试维护模块 37主要实现巡检地图维护、软件设置及机器人设置等功能。通过调试维护模块37，不仅可试 验智能巡检机器人系统中各个组成部分工作运行状态，排除异常，同时也可以随时更新系 统设置，满足不通过时间段或不同属性的巡检任务需求。

[0043] 在一实施例中，数据采集部包括高清摄像机、红外热成像仪、拾音器、温湿度传感 器、气体传感器。在机器人1上设置具有多功能的数据采集部，满足生产对现场所有工作因 素的巡检需求，全面实现自动化巡检。 [0044] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是 对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还 可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在66 CN A说明书5/5页 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要 求的保护范围之内。77 CN A说明书附图1/4页图1图288 CN A说明书附图2/4页图3图499 CN A说明书附图3/4页图5图6图71010 CN A说明书附图4/4页图8图91111

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三等养护的城市道路：Ⅳ类道路，社区及工业的连接主、次干路的支路以及街坊路。

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