一种GIS电站智能检测设备与检测方法与流程
本发明涉及gis设备检测，具体地说，是一种gis电站智能检测设备与方法。
背景技术：
1、gis通常指的是“气体绝缘开关设备”，它是一种用于电力输电和配电系统的重要设备。gis设备利用气体(通常是硫化氢)作为绝缘介质，将高压部件隔离在一个密闭的金属壳体内。这种设计可以有效减少设备的体积，提高设备的安全性和可靠性。gis设备在电站内扮演着关键的角色，它们通常用于高压输电线路的接线、分段和断路，也可以用于变电站的绝缘开关设备。与传统的空气绝缘设备相比，gis设备具有更小的占地面积、更高的绝缘水平和更长的使用寿命，因此在大型电力系统中得到广泛应用。对gis设备的故障主要采用局部放电检测手段。
2、在使用中，多采用多个固定位置安装局放传感器，或人工使用检测方式。固定传感器方式，单个传感器检测范围有限，且局放传感器价格以万元计，十分昂贵，而电站面积较大，全站覆盖需要很大一笔费用；人工检测方式，需要工作人员手持设备检测，而gis电站多为无人值守，需要人员定期前往，检测繁琐。
3、因此，本发明提出一种使用机械臂机器人检测方式，通过机器人实现gis设备的自动检测。机器人可以通过精确的传感器和编程算法实现高精度的检测，且能够以一致的方式执行任务，避免了人为因素带来的误差，使用一套传感器覆盖全站范围检测。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于现有gis设备需要人工检测，需要大量铺设传感器。
2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、一种gis电站智能检测设备，包括机器人，在所述机器人上搭载机械臂；所述机械臂末端安装有局放传感器；
4、所述局放传感器包括局放固定座，所述局放固定座用于与机械臂末端装配；所述局放固定做开设有局放滑套，在所述局放滑套底部固定有压力传感器，活动座滑动配合在局放滑套内，在所述活动座和压力传感器之间限位有传力弹簧；所述活动座与局放转接头柔性连接；所述局放转接头用于固定局放传感器。
5、进一步的，所述柔性连接具体结构为：所述活动座与局放转接头的相对端通过自适应弹簧连接。
6、进一步的，在所述活动座与局放转接头的相对端均开有用于限位自适应弹簧端部的的限位孔。
7、进一步的，还硅胶套；所述硅胶套套设在自适应弹簧外，其两端分别固定在所述活动座与局放转接头的外壁。
8、进一步的，在所述活动座的外部还固定有主板护套，局放控制主板固定在所述主板护套内。
9、进一步的，所述主板护套与所述局放滑套之间开有用于走信号线的通孔。
10、进一步的，在所述活动座侧壁开有滑槽，所述滑槽长度方向与活动座滑动方向一致，在所述局放滑套侧壁上开有螺孔，螺套通过螺孔拧入进入滑槽内，与滑槽形成限位单元，限制活动座的滑动行程和周向转动。
11、本发明还提供一种gis电站巡检点巡检方法，应用于上述的智能检测系统，其特征在于，包括以下步骤：
12、步骤1、使用遥控器将机器人精准地引导至第一个巡检点，确保机器人的位置准确无误，并进行必要的位姿调整，以确保后续操作的顺利进行；
13、步骤2、在机器人到达目标位置后，操作员通过遥控器精确地控制机械臂底座的升降杆，将其调整至适当的高度，以便机器臂活动范围能够有效覆盖gis巡检点，有效地接近并检查目标设备；
14、步骤3、操作员使用遥控器操纵协作机械臂，将机械臂的末端局放传感器定位在离gis设备前方约10厘米的位置，并调整机械臂的姿态，确保最后一节机械臂准确指向gis设备；
15、步骤4、机器人到达所需位置，系统开始采集机器人本体的定位数据；通过机器人urdf模型和机械臂urdf模型，计算机械臂末端在点云地图中的世界位姿，并将机器人本体的位置、姿态以及机械臂末端的世界位姿保存至数据库。
16、本发明还提供一种gis电站自动巡检方法，应用于上述的智能检测系统，包括以下步骤：
17、步骤一，机器人定时查询任务数据库，一旦发现新的任务，便会检查电量是否足够；若电量充足，机器人将立即执行该任务；若电量不足，机器人取消当前任务，并自动返回充电站进行充电，以确保后续任务的顺利执行；
18、步骤二，任务启动后，机器人查询数据库中的目标点机器人坐标；通过机器人导航控制系统被准确引导至目标位置，并进行必要的姿态调整，以保证执行任务的准确性和高效性；
19、步骤三，机器人在到达目标位置后，查询数据库中的目标点升降杆高度数据，并据此控制升降杆调整至目标高度，为后续任务做好准备；
20、步骤四，机器人查询数据库中的目标点机械臂末端世界位姿；通过当前机器人本体实际坐标和机械臂位姿，机器人将调用moveit库计算出到达目标机械臂末端世界位姿的运动轨迹，并将轨迹发布至机械臂，开始执行机械臂动作；
21、步骤五，一旦机械臂动作完成，机器人计算机械臂末端位姿，以该点为起点，机械臂最后一节指向为方向，距离20厘米处的世界坐标点；假设有一个三维空间中的点p(x0,y0,z0)，以及一个单位向量要计算从点p沿着该方向移动20厘米后的点的坐标，可以使用以下公式公式如下：
22、p′(x′,y′,z′)＝(x0+0.2a,y0+0.2b,z0+0.2c)
23、其中，p′(x′,y′,z′)表示移动后的点的坐标；机器人将执行movel动作，缓慢靠近gis设备，以确保安全和准确性；
24、步骤六，在机械臂执行movel动作的过程中，机器人会实时监测机械臂末端压力传感器；一旦检测到压力传感器的数值达到预设阈值，机器人会立即停止机械臂的运动，以确保局放传感器已充分贴合gis设备表面，同时保护自身；
25、步骤七，完成机械臂动作后，机器人会驱动局放传感器，开始采集局放数据，并将数据回传至后台系统，以进行进一步的分析和处理；
26、步骤八，任务完成后，机器人将控制机械臂返回初始位姿，并将升降杆下降至初始高度；完成一个巡检点的gis设备检测后，机器人将准备继续执行下一个巡检点的任务；
27、步骤九，机器人会继续执行下一个巡检点的检测任务，如果没有下一个巡检点，则机器人将直接返回到原点充电，为下一次任务做好准备。
28、进一步的，在巡检前，还需要人工遥控机器人对全站进行激光雷达数据、rtk定位数据、imu惯导数据的采集，进行全站的3d slam建图，绘制成一份gis电站的点云地图；为后续运行时，在生成的点云地图基础上，进行点云匹配定位，获取点云定位坐标，配合rtk定位数据、imu数据进行融合定位，获的机器人定位坐标。
29、本发明的优点在于：
30、本发明通过智能巡检设备替代人工巡检，可大幅度降低人工成本，提升巡检频次。同时，通过柔性连接结构，可保证局放传感器与gis管道的贴合，提高数据采集精度。相比传统的人工巡检方式，机械臂机器人的智能巡检系统可以显著节省人力资源和相关成本。相比大量铺设局放传感器，机器人只需要一套传感器和一台机器人，降低了运营成本。
31、机器人执行巡检任务时，能够代替人员进入高风险区域，减少了人员接触高压设备的风险。降低了操作错误和意外事故的可能性，提高了巡检过程的安全性。
技术特征：
1.一种gis电站智能检测设备，包括机器人，在所述机器人上搭载机械臂；其特征在于，所述机械臂末端安装有局放传感器；
2.根据权利要求1所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，所述柔性连接具体结构为：所述活动座与局放转接头的相对端通过自适应弹簧连接。
3.根据权利要求2所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，在所述活动座与局放转接头的相对端均开有用于限位自适应弹簧端部的的限位孔。
4.根据权利要求2或3所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，还硅胶套；所述硅胶套套设在自适应弹簧外，其两端分别固定在所述活动座与局放转接头的外壁。
5.根据权利要求2或3所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，在所述活动座的外部还固定有主板护套，局放控制主板固定在所述主板护套内。
6.根据权利要求5所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，所述主板护套与所述局放滑套之间开有用于走信号线的通孔。
7.根据权利要求1至3任一所述的一种gis电站智能检测设备，其特征在于，在所述活动座侧壁开有滑槽，所述滑槽长度方向与活动座滑动方向一致，在所述局放滑套侧壁上开有螺孔，螺套通过螺孔拧入进入滑槽内，与滑槽形成限位单元，限制活动座的滑动行程和周向转动。
8.一种gis电站巡检点巡检方法，应用于权利要求1至7任一所述的智能检测系统，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种gis电站自动巡检方法，应用于权利要求1至7任一所述的智能检测系统，其特征在于，
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在巡检前，还需要人工遥控机器人对全站进行激光雷达数据、rtk定位数据、imu惯导数据的采集，进行全站的3d slam建图，绘制成一份gis电站的点云地图；为后续运行时，在生成的点云地图基础上，进行点云匹配定位，获取点云定位坐标，配合rtk定位数据、imu数据进行融合定位，获的机器人定位坐标。
技术总结
本发明提高一种GIS电站智能检测设备及检测方法，包括机器人，在所述机器人上搭载机械臂；所述机械臂末端安装有局放传感器；所述局放传感器包括局放固定座，所述局放固定座用于与机械臂末端装配；所述局放固定做开设有局放滑套，在所述局放滑套底部固定有压力传感器，活动座滑动配合在局放滑套内，在所述活动座和压力传感器之间限位有传力弹簧；所述活动座与局放转接头柔性连接；所述局放转接头用于固定局放传感器。本发明通过智能巡检设备替代人工巡检，可大幅度降低人工成本，提升巡检频次。同时，通过柔性连接结构，可保证局放传感器与GIS管道的贴合，提高数据采集精度。
技术研发人员：胡迪,杨为,陈忠,朱太云,柯艳国,官玮平,潘超,李涛,祝琳,黄盛,薛峰,张万友,谢志伟,林烽
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23