大型電機(jī)型式試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】大型電機(jī)試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)，由主軌道及輔軌道、牽引小車、巡檢機(jī)器人、控制器、第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器組成。牽引小車在主軌道或輔軌道上由電機(jī)牽引，巡檢機(jī)器人和控制器位于牽引小車上，第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置分別位于軌道一側(cè)?？刂破鞣謩e與牽引小車、巡檢機(jī)器人、第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器連接，牽引小車與第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置連接。該系統(tǒng)節(jié)省了人力，增加了大型電機(jī)試驗(yàn)中的準(zhǔn)確性、可追溯性，也方便相關(guān)人員的實(shí)時(shí)觀察。
【專利說明】大型電機(jī)型式試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及基于軌道輪式智能機(jī)器人小車的大型電 機(jī)試驗(yàn)中的智能溫度檢測、現(xiàn)場監(jiān)測、報(bào)警，及與之匹配自動(dòng)供電裝置等。

【背景技術(shù)】
[0002] 大型電機(jī)，一般指從幾百KW到幾 MW之間的各類交直流電機(jī)，如各類交直流牽引電 動(dòng)機(jī)、牽引發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、石油鉆井電動(dòng)機(jī)、冶金主軋電動(dòng)機(jī)等等，在大型電機(jī)產(chǎn)品的 型式試驗(yàn)站，大多承擔(dān)新電機(jī)產(chǎn)品的試驗(yàn)任務(wù)，對這些新品種電機(jī)的試驗(yàn)測試設(shè)備有較高 要求，對人的素質(zhì)要求也較高，測試數(shù)據(jù)是否精確、人員是否及時(shí)觀察到位等對一種電機(jī)的 設(shè)計(jì)定型和試驗(yàn)安全至關(guān)重要。
[0003] 溫升試驗(yàn)是電機(jī)型式試驗(yàn)中耗時(shí)最長的試驗(yàn)項(xiàng)目，業(yè)界常用的有兩類方法，一是 通過電阻法或埋置溫度計(jì)法為代表的非現(xiàn)場測算，在監(jiān)控室內(nèi)儀表盤中實(shí)時(shí)顯示，這類方 法的優(yōu)點(diǎn)是人無需到試驗(yàn)臺現(xiàn)場，缺點(diǎn)是對電機(jī)實(shí)時(shí)溫度的掌握不全面，不能很好的掌握 電機(jī)的局部溫度情況，尤其電機(jī)定子及軸承等局部的溫度，而局部故障引起發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)造 成電機(jī)意想不到的質(zhì)量問題。二是采用紅外點(diǎn)溫計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)大綱由人工按時(shí)到試驗(yàn)臺現(xiàn) 場采集，優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)采集各處的溫度，缺點(diǎn)是人必須到現(xiàn)場，并且距離電 機(jī)要比較近的距離，另外電機(jī)內(nèi)部尤其轉(zhuǎn)子的溫度情況不能很好的采集到。在大型電機(jī)溫 升試驗(yàn)中，由于新產(chǎn)品研制耗資巨大，業(yè)界常采用以上兩類方法兼顧的形式，不過還是需要 在試驗(yàn)過程中人工定時(shí)出現(xiàn)在現(xiàn)場，并且需要人員的素質(zhì)必需到位，大型電機(jī)體積大，若想 比較全方位的測量電機(jī)表面溫度，耗時(shí)很長，更不容易方便記錄分析眾多點(diǎn)面的溫度值，所 以不能很好的掌握電機(jī)表面溫度。
[0004] 在電機(jī)試驗(yàn)過程中，對于部分重點(diǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目，尤其是臨界類項(xiàng)目，如溫升試驗(yàn)后 期、超載試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)等，需要注意觀察試驗(yàn)臺電機(jī)的狀況，譬如直 流電機(jī)換向器是否有火花出現(xiàn)，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能造成環(huán)火等嚴(yán)重故障，還譬如耐壓時(shí)若 出現(xiàn)打火點(diǎn)在哪里、電纜接頭局部接觸不良引起過熱或打火等等不可預(yù)知的情況。實(shí)際中 會(huì)采用在臨界類試驗(yàn)時(shí)安排專人到試驗(yàn)臺旁值守，但完全靠人工觀察判斷很不現(xiàn)實(shí)，不能 客觀對故障點(diǎn)追溯。
[0005] 新產(chǎn)品的型式試驗(yàn)項(xiàng)目多，時(shí)間長，部分項(xiàng)目還要反復(fù)調(diào)整參數(shù)不停重復(fù)測試，一 臺電機(jī)多則在24小時(shí)倒班情況下也要耗時(shí)數(shù)天甚至一周以上的時(shí)間才能完成試驗(yàn)任務(wù)。 試驗(yàn)人員雖然大多在封閉監(jiān)控室內(nèi)，但也容易疲勞、注意力不集中，尤其對現(xiàn)場情況的掌 握，有必要能有方便的視頻的方式，并且能對現(xiàn)場故障有報(bào)警提醒。
[0006] 新產(chǎn)品電機(jī)的研制進(jìn)展很受企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、設(shè)計(jì)師的關(guān)注，尤其對設(shè)計(jì)師來說，需要對 試驗(yàn)這道最重要的生產(chǎn)工序的實(shí)時(shí)掌握，以利于根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)做出后續(xù)改進(jìn)設(shè)計(jì)，所以，如 果企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)師們?nèi)裟軐?shí)時(shí)方便的調(diào)取試驗(yàn)現(xiàn)場情況，也是非常有意義的。
[0007] 當(dāng)前，智能機(jī)器人技術(shù)逐步進(jìn)入各行各業(yè)，譬如輪式巡檢機(jī)器人小車在電力行業(yè) 變電站巡檢的應(yīng)用，這當(dāng)中巡檢機(jī)器人小車的充電是個(gè)問題，自動(dòng)充電是發(fā)展方向，業(yè)界也 出現(xiàn)了一些自動(dòng)充電的方式方法。也有在固定線路軌道上進(jìn)行巡檢的機(jī)器人及其牽引小車 系統(tǒng)，一般來說載有智能巡檢機(jī)器人的牽引小車在固定軌道線路上運(yùn)行，但在一些復(fù)雜的 巡檢系統(tǒng)中，有必要使得牽引小車能變軌到其他線路中去；再者其電能供應(yīng)，有采用實(shí)時(shí)受 電弓模式供電，也有使用蓄電池供電，電能不足后，或手工插電充電或自動(dòng)充電。其中自動(dòng) 充電模式，目前業(yè)界所采用的方式安全性不高，譬如不管是否充電期間，蓄電池的受電板裸 露在外，這也與當(dāng)前業(yè)界的巡檢小車機(jī)器人系統(tǒng)載重較輕、功率較低、蓄電池電壓定額較低 并在安全電壓范圍內(nèi)有關(guān)。
[0008] 紅外測溫技術(shù)業(yè)已成熟，紅外成像測溫技術(shù)也發(fā)展很快，逐步在深入各個(gè)領(lǐng)域應(yīng) 用，電機(jī)試驗(yàn)領(lǐng)域大多采用紅外點(diǎn)溫計(jì)、電阻測溫、埋置溫度計(jì)測溫等方法，諸如以上所提 到的問題，如能利用紅外成像技術(shù)檢測電機(jī)溫度，則能較為全面的實(shí)時(shí)的并可保存追溯的 掌握其溫度、溫升及故障點(diǎn)情況。同時(shí)，通過紅外成像測溫，若能對電機(jī)試驗(yàn)中其他溫度變 化而引起故障的問題發(fā)現(xiàn)后報(bào)警，則更有意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)以上提出的問題及背景趨勢，本發(fā)明提出了一種在大型電機(jī)試驗(yàn)臺面上，安 裝環(huán)形軌道，并采用軌道智能巡檢機(jī)器人小車載著紅外與可見光雙視頻攝像機(jī)，通過安裝 在機(jī)器人上的控制器傳送信號及報(bào)警的巡檢裝置，以及配套的軌道變道道岔控制、自動(dòng)充 電裝置。其技術(shù)方案為：
[0010] 大型電機(jī)試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)，由主軌道及輔軌道、牽引小車、巡檢機(jī)器人、 控制器、第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器組成。被試 及陪試電機(jī)位于主軌道的中間。牽引小車在主軌道或輔軌道上由直流電機(jī)牽引，巡檢機(jī)器 人和控制器位于牽引小車上。控制器分別與牽引小車、巡檢機(jī)器人、第一道岔控制裝置、第 二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器連接，牽引小車與第一道岔控制裝置、第 二道岔控制裝置連接。當(dāng)控制器接收到啟動(dòng)或停車信號時(shí)，將控制牽引小車運(yùn)行并尋找初 始位置傳感器位置，然后作為牽引小車的初始點(diǎn)或停車點(diǎn)。第一道岔控制裝置接收牽引小 車上的蓄電池電量檢測與控制器中的缺電無線信號而動(dòng)作并氣動(dòng)搬動(dòng)道岔，引導(dǎo)小車駛?cè)?輔軌道，輔軌道一側(cè)的自動(dòng)充電裝置待小車運(yùn)行到其附近，有充電位置傳感器判斷并使得 小車定位，然后自動(dòng)充電裝置動(dòng)作并向蓄電池充電；電量充滿后發(fā)射無線信息給第二道岔 控制裝置的接收端，第二道岔控制裝置氣動(dòng)搬動(dòng)道岔引導(dǎo)小車進(jìn)入主軌道。
[0011] 牽引小車包括車體、直流電機(jī)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、前后兩對輪對、蓄電池、蓄電池電 量檢測及控制器、蓄電池引出線開關(guān)管。直流電機(jī)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，直流電機(jī)與前對 輪連接，蓄電池與直流電機(jī)、蓄電池電量檢測與控制器連接?？刂破髋c蓄電池電量檢測及控 制器、蓄電池引出線開關(guān)管、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接。
[0012] 巡檢機(jī)器人安裝于牽引小車平臺上，包括支架、云臺、紅外攝像機(jī)和可見光攝像 機(jī)、滾珠絲杠、支架步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。支架的上下伸縮運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠，由支架步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)支架上下運(yùn)動(dòng)，支架上安裝有云臺，云臺跟隨支架可上下運(yùn)動(dòng)，云 臺上安裝有紅外攝像機(jī)和可見光攝像機(jī)，云臺的平行旋轉(zhuǎn)與上下運(yùn)動(dòng)由兩臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)，并可帶動(dòng)攝像機(jī)的所攝區(qū)域位置變化。紅外攝像機(jī)和可見光攝像機(jī)與控制器相連。當(dāng) 紅外攝像機(jī)檢測到超出設(shè)置的溫度值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，并經(jīng)控制器驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈閃爍。
[0013] 控制器由觸摸屏、PLC、無線數(shù)據(jù)接收模塊、視頻接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、視頻發(fā) 射模塊、LED報(bào)警器組成。觸摸屏可進(jìn)行各類參數(shù)的設(shè)置，觸摸屏與PLC連接，PLC與無線 數(shù)據(jù)接收模塊、視頻接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、視頻發(fā)射模塊、LED報(bào)警器連接，PLC也與牽 引小車、巡檢機(jī)器人、初始位置傳感器、自動(dòng)充電裝置連接，除無線發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)、視頻 夕卜，控制器的接收和發(fā)出的信號均由PLC負(fù)責(zé)。
[0014] 第一道岔控制裝置和第二道岔控制裝置均由氣動(dòng)搬動(dòng)機(jī)構(gòu)、無線接收模塊、電磁 閥控制器、末端傳感器組成。電磁閥控制器與無線接收模塊、氣動(dòng)搬動(dòng)機(jī)構(gòu)、末端傳感器連 接。第一道岔控制裝置接收來自控制器發(fā)射模塊的缺電信息，通過電磁閥控制器靠氣泵的 動(dòng)力搬動(dòng)道岔，引導(dǎo)牽引小車進(jìn)入輔軌道。道岔末端傳感器檢測到牽引小車已通過后通過 電磁閥控制器合攏道岔回原位。第二道岔控制裝置接收模塊接收到來自控制器發(fā)射模塊 的滿電信息，通過電磁閥控制器控制氣閥動(dòng)作，搬動(dòng)道岔，將牽引小車引入輔軌道進(jìn)入主軌 道，第二道岔控制裝置的末端傳感器檢測到牽引小車通過后合攏道岔到原來位置。
[0015] 自動(dòng)充電裝置由充電位置傳感器、充電檢測控制器、蓄電池受電弓、滿電信號受電 弓、第一柔性彈簧、第二柔性彈簧、蓄電池充電弓、滿電信號充電弓、氣動(dòng)電磁閥組成。自動(dòng) 充電裝置在牽引小車運(yùn)行過來由充電位置傳感器檢測到小車位置并由控制器發(fā)出停車指 令后，蓄電池引出線開關(guān)管由控制器同時(shí)發(fā)出指令閉合，充電檢測控制器在接收到充電位 置傳感器信號后發(fā)出指令給電磁閥，電磁閥打開帶動(dòng)末端的蓄電池充電弓和滿電信號充電 弓插入小車下部的蓄電池受電弓與滿電信號受電弓。
[0016] 自動(dòng)充電裝置的充電弓分四路，相應(yīng)的牽引小車的受電部分也有四路，其中兩路 為正負(fù)極性給蓄電池充電，另外兩路用于傳遞充電檢測控制器的滿電信號給牽引小車上的 控制器。四路均為金屬剛性銅制導(dǎo)電材質(zhì)相對的硬接觸，其中第一柔性彈簧與蓄電池受電 弓固定在一起，第二柔性彈簧與滿電信號受電弓固定在一起，起到在充電期間接觸部分能 柔性接觸。
[0017] 初始位置傳感器為光電傳感器，由A、B兩部分組成，分別置于主軌道上和小車上。 初始位置傳感器的數(shù)量與牽引小車的數(shù)量相同，并沿著主軌道均布，每臺牽引小車對應(yīng)各 自的初始位置傳感器。當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)兩輛小車發(fā)生追尾時(shí)，通過直流電動(dòng)機(jī)電流傳感器檢 測到因追尾電流超限過載，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出保護(hù)信號給PLC，中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，延時(shí)一 定時(shí)間后再運(yùn)行。
[0018] 本發(fā)明的技術(shù)效果主要有：大型電機(jī)試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)裝置，無需人工經(jīng) 常出現(xiàn)在試驗(yàn)臺面現(xiàn)場，避免了 一些人為因素，節(jié)省了一些人力。在試驗(yàn)中通過紅外攝像頭 可實(shí)時(shí)撲捉到局部高溫點(diǎn)并報(bào)警處理，紅外攝像機(jī)的圖像視頻可存儲并通過無線發(fā)射模塊 給監(jiān)控室主機(jī)，也使得監(jiān)控室內(nèi)人員能準(zhǔn)確觀察；可見光攝像機(jī)的視頻也通過發(fā)射模塊發(fā) 射給監(jiān)控室，人員可在室內(nèi)觀測到現(xiàn)場的情況，同時(shí)這些攝像機(jī)保存下來的視頻，可留作后 續(xù)的故障追溯，另外也方便了決策者在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握試驗(yàn)情況。 巡檢機(jī)器人上的可上下運(yùn)動(dòng)的支架，可帶動(dòng)云臺上下運(yùn)動(dòng)，并且可通過觸摸屏設(shè)置其 行程，這方便了針對不同高度、體積的電機(jī)試驗(yàn)時(shí)，可通過調(diào)整支架高低行程，確保攝像機(jī) 能全方位照射整個(gè)被試和陪試電機(jī)，盡量不留死角。 輔軌道的存在實(shí)際上給予了專門的充電區(qū)域，因?yàn)榭紤]到充電時(shí)間也較長，以及數(shù)臺 牽引小車的情況，當(dāng)一臺小車進(jìn)入充電后，其余小車要正常在主軌道巡檢的需要。而道岔控 制裝置則支持了這種需求。 自動(dòng)充電裝置則免去了人工，同時(shí)滿電后第一時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作，省去了需要等 待人工去巡視是否充滿電，提高了效率。 當(dāng)系統(tǒng)布置多臺牽引小車系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可更實(shí)時(shí)全面的掌握現(xiàn)場情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分布圖。
[0020] 圖2所示為本發(fā)明的巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3所示為本發(fā)明的自動(dòng)充電裝置牽引小車部分結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖4為圖3的受電部分以及充電弓部分的俯視圖。 圖中：1、主軌道，2、輔軌道，3、牽引小車，4、巡檢機(jī)器人，5、控制器，6、第一道岔控制裝 置，7、第二道岔控制裝置，8、自動(dòng)充電裝置，9、初始位置傳感器，10、支架，11、云臺，12、紅外 攝像機(jī)，13、可見光攝像機(jī)，14、滾珠絲杠，15、支架步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，16、充電位置傳感器，17、 蓄電池引出線開關(guān)管，18、蓄電池受電弓，19、滿電信號受電弓，20、第一柔性彈簧，21、第二 柔性彈簧，22、蓄電池充電弓，23、滿電信號充電弓。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1所示的總體結(jié)構(gòu)分布圖。由主軌道（1)及輔軌道（2)、牽引小車（3)、巡檢機(jī) 器人（4)、控制器（5)、第一道岔控制裝置（6)、第二道岔控制裝置（7)、自動(dòng)充電裝置（8)、初 始位置傳感器（9)組成。被試及陪試電機(jī)位于主軌道的中間?？傮w來說，牽引小車（3)在軌 道上由直流電機(jī)牽引，巡檢機(jī)器人（4)和控制器（5)位于牽引小車（3)上，巡檢機(jī)器人（4) 的控制信息來自于控制器（5)，當(dāng)控制器（5)的數(shù)據(jù)接收模塊接收到啟動(dòng)或停車信號時(shí)，將 控制牽引小車（3)在軌道上運(yùn)動(dòng)，并在安裝于小車上的初始位置傳感器（9)A遇到安裝于主 軌道上的初始位置傳感器（9)B端時(shí)，作為系統(tǒng)工作起始位置或停車位置。第一道岔控制裝 置（6)接收牽引小車（3)上的蓄電池電量檢測與控制器中的缺電無線信號而動(dòng)作并氣動(dòng)搬 動(dòng)道岔，引導(dǎo)牽引小車（3)駛?cè)胼o軌道（2)，輔軌道（2) -側(cè)的自動(dòng)充電裝置（8)待牽引小 車（3)運(yùn)行到其附近，由充電位置傳感器（16)判斷并使得牽引小車（3)定位，然后自動(dòng)充 電裝置（8)動(dòng)作并向蓄電池充電；電量充滿后發(fā)射無線信息給第二道岔控制裝置（7)的數(shù) 據(jù)接收模塊，第二道岔控制裝置（7)的電磁閥控制器輸出搬動(dòng)道岔引導(dǎo)牽引小車（3)進(jìn)入 主軌道（1)。
[0024] 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪帶動(dòng)牽引小車（3)運(yùn)行，后輪為萬向輪，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收 來自控制器（5)的啟動(dòng)、停止、及速度信息，并控制直流電機(jī)，直流電機(jī)帶有電流傳感器檢 測電機(jī)繞組電流，但電流超限時(shí)發(fā)出中斷信號給PLC，牽引小車（3)系統(tǒng)停止工作。蓄電池 是整個(gè)牽引小車上所有用電設(shè)備的電源，根據(jù)不同用電設(shè)備的電壓等級配備相應(yīng)的DC/DC 模塊而合理供電，蓄電池的缺電警告與滿電信息都由蓄電池電量檢測與控制器監(jiān)測后發(fā)信 息給控制器（5)。蓄電池引出線開關(guān)管（17)的開閉由控制器（5)產(chǎn)生信號驅(qū)動(dòng)，蓄電池缺 電時(shí)閉合、滿電時(shí)斷開。
[0025] 巡檢機(jī)器人（4)安裝于牽引小車（3)平臺上，如圖2所示，支架（10)的上下伸縮 運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠（14)，由支架步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)（15)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（14)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)支架 (10)上下運(yùn)動(dòng)，支架上安裝有云臺（11)，云臺（11)跟隨支架（10)可上下運(yùn)動(dòng)，云臺（11) 上安裝有紅外攝像機(jī)（12)和可見光攝像機(jī)（13)，云臺（11)的平行旋轉(zhuǎn)與上下運(yùn)動(dòng)由兩臺 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，云臺（11)的旋轉(zhuǎn)與上下俯仰運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)紅外攝像機(jī)（12)和可見光攝像機(jī) (13)的所攝區(qū)域位置變化。紅外攝像機(jī)（12)和可見光攝像機(jī)（13)與控制器（5)相連。當(dāng) 紅外攝像機(jī)（12)檢測到超出設(shè)置的溫度值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，并經(jīng)控制器（5)驅(qū)動(dòng)LED報(bào) 警燈閃爍。
[0026] 控制器（5)是整個(gè)小車系統(tǒng)的中樞。在使用之前，閉合電源，由人工在觸摸屏上設(shè) 置好各類參數(shù)，包括牽引小車（3)牽引直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度、支架（10)的運(yùn)動(dòng)行程與 速度、云臺（11)旋轉(zhuǎn)和俯仰速度和行程、紅外攝像機(jī)（12)報(bào)警溫度上限、發(fā)射模塊的參數(shù) 等。觸摸屏設(shè)置完成后，通過PLC完成觸摸屏所設(shè)置的一切信息的執(zhí)行。當(dāng)無線數(shù)據(jù)接收 模塊接收到來自總監(jiān)控室的啟動(dòng)信號時(shí)，將該信號傳遞給PLC，PLC發(fā)出驅(qū)動(dòng)牽引小車（3) 直流電機(jī)的信號，帶動(dòng)牽引小車（3)運(yùn)動(dòng)尋找初始點(diǎn)，遇到初始位置傳感器（9)后，到達(dá)指 定初始位置，隨后根據(jù)觸摸屏的設(shè)置進(jìn)入工作狀態(tài)；如果無線數(shù)據(jù)接收模塊接收到停止信 號時(shí)，牽引小車（3)的運(yùn)動(dòng)依然是尋找到初始位置點(diǎn)，然后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；PLC還接收紅外 視頻檢測的過溫報(bào)警信號，并輸出一路驅(qū)動(dòng)信號給LED報(bào)警器；PLC還接收蓄電池的缺電和 滿電信號，并輸出給數(shù)據(jù)發(fā)射模塊和蓄電池引出線開關(guān)管（17)的控制端；PLC也接收各傳 感器的信號，包括初始位置傳感器（9)、充電位置傳感器（16)的信號，并輸出為控制直流電 機(jī)的信號。視頻接收模塊接收紅外攝像機(jī)（12)與可見光攝像機(jī)（13)的視頻。視頻發(fā)射模 塊包括紅外視頻發(fā)射、可見光視頻發(fā)射，數(shù)據(jù)發(fā)射模塊包括蓄電池電量檢測與控制器的缺 電和滿電的信號的發(fā)射。
[0027] 第一道岔控制裝置（6)和第二道岔控制裝置（7)均由氣動(dòng)搬動(dòng)機(jī)構(gòu)、無線接收模 塊、電磁閥控制器、末端傳感器組成，第一道岔控制裝置（6)負(fù)責(zé)靠氣泵的動(dòng)力搬動(dòng)道岔， 引導(dǎo)牽引小車（3)進(jìn)入輔軌道（2)，第一道岔控制裝置（6)的無線接收模塊接收到來自控制 器（5)發(fā)射模塊的缺電信息時(shí)，并且檢測到牽引小車（3)接近道岔時(shí)，控制氣閥動(dòng)作，搬動(dòng) 道岔，將牽引小車（3)引入輔軌道（2)上來，道岔末端傳感器檢測到牽引小車（3)已通過后 通過電磁閥控制器合攏道岔回原位。當(dāng)在輔軌道（2)上的自動(dòng)充電裝置（8)完成充電后， 第二道岔控制裝置（7)無線接收模塊接收到來自控制器（5)數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的滿電信息，控 制氣閥動(dòng)作，搬動(dòng)道岔，將牽引小車（3)引入主軌道（1)，道岔處的末端傳感器檢測到牽引 小車（3)通過后合攏道岔到原來位置。
[0028] 圖3和圖4為自動(dòng)充電裝置（8)的部分結(jié)構(gòu)圖，其中圖4為圖3的俯視圖。自動(dòng) 充電裝置⑶在牽引小車⑶運(yùn)行過來由充電位置傳感器（16)檢測到牽引小車（3)位置 并由控制器（5)發(fā)出停車指令后，蓄電池引出線開關(guān)管（17)由控制器（5)同時(shí)發(fā)出指令閉 合，充電檢測控制器在接收到充電位置傳感器（16)所帶無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的位置信號后 發(fā)出指令給電磁閥，電磁閥打開帶動(dòng)末端的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)蓄電池充電弓（22)和滿電信號充電 弓（23)插入牽引小車（3)下部的蓄電池受電弓（18)和滿電信號受電弓（19)，當(dāng)充電檢測 控制器檢測到充電已滿，則牽引小車（3)上的蓄電池電量檢測與控制器接收到通過氣動(dòng)滿 電信號充電弓（23)傳遞過來的滿電信號后，即通知控制器（5)并發(fā)射滿電信號給第二道岔 控制裝置（7)，同時(shí)收回全部氣動(dòng)充電弓。蓄電池引出線開關(guān)管（17)采用IGBT開關(guān)，其驅(qū) 動(dòng)電路接收控制器（5)中PLC發(fā)出的信號。
[0029]自動(dòng)充電裝置（8)的充電弓分為四路，如圖4所示，相應(yīng)的牽引小車（3)的受電部 分也有四路，其中兩路為正負(fù)極性給蓄電池充電，另外兩路用于傳遞充電檢測控制器的滿 電信號給牽引小車（3)上的控制器（5)。四路均為金屬剛性銅制導(dǎo)電材質(zhì)相對的硬接觸，為 了增加柔性，安裝有第一柔性彈簧（20)和第二柔性彈簧（21)。
【權(quán)利要求】
1. 大型電機(jī)試驗(yàn)臺智能巡檢小車系統(tǒng)，由主軌道及輔軌道、牽引小車、巡檢機(jī)器人、控 制器、第一道岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器組成。被試及 陪試電機(jī)位于主軌道的中間。牽引小車在主軌道或輔軌道上由位于牽引小車上的直流電機(jī) 牽引，巡檢機(jī)器人和控制器位于牽引小車上?？刂破鞣謩e與牽引小車、巡檢機(jī)器人、第一道 岔控制裝置、第二道岔控制裝置、自動(dòng)充電裝置、初始位置傳感器連接，牽引小車與第一道 岔控制裝置、第二道岔控制裝置連接。當(dāng)控制器接收到啟動(dòng)或停車信號時(shí)，將控制牽引小車 運(yùn)行并尋找初始位置傳感器位置，該位置作為牽引小車的初始點(diǎn)或停車點(diǎn)。第一道岔控制 裝置接收牽引小車上的蓄電池電量檢測與控制器中的缺電無線信號而動(dòng)作并氣動(dòng)搬動(dòng)道 岔，引導(dǎo)小車駛?cè)胼o軌道，輔軌道一側(cè)的自動(dòng)充電裝置待小車運(yùn)行到其附近，有充電位置傳 感器判斷并使得小車定位，然后自動(dòng)充電裝置動(dòng)作并向蓄電池充電，電量充滿后發(fā)射無線 信息給第二道岔控制裝置的無線數(shù)據(jù)接收端，第二道岔控制裝置氣動(dòng)搬動(dòng)道岔引導(dǎo)小車進(jìn) 入主軌道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是：所述牽引小車包括車體、直流電機(jī)、直流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器、前后兩對輪對、蓄電池、蓄電池電量檢測及控制器、蓄電池引出線開關(guān)管。直流電 機(jī)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，直流電機(jī)與前輪對連接，蓄電池與直流電機(jī)、蓄電池電量檢測與 控制器連接?？刂破髋c蓄電池電量檢測及控制器、蓄電池引出線開關(guān)管、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是：所述巡檢機(jī)器人安裝于牽引小車平臺上，包 括支架、云臺、紅外攝像機(jī)和可見光攝像機(jī)、滾珠絲杠、支架步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。支架的上下運(yùn)動(dòng) 采用滾珠絲杠，由支架步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)支架上下運(yùn)動(dòng)，支架上安裝有 云臺，云臺跟隨支架可上下運(yùn)動(dòng)，云臺上安裝有紅外攝像機(jī)和可見光攝像機(jī)，云臺的平行旋 轉(zhuǎn)與上下運(yùn)動(dòng)由兩臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，接收來自控制器驅(qū)動(dòng)信號并可帶動(dòng)攝像機(jī)的所攝區(qū)域 位置變化。紅外攝像機(jī)和可見光攝像機(jī)與控制器相連。當(dāng)紅外攝像機(jī)檢測到超出設(shè)置的溫 度值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，并經(jīng)控制器驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈閃爍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是：所述控制器由觸摸屏、PLC、無線數(shù)據(jù)接收模 塊、視頻接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、視頻發(fā)射模塊、LED報(bào)警器組成。觸摸屏可進(jìn)行各類參數(shù) 的設(shè)置，觸摸屏與PLC連接，PLC與無線數(shù)據(jù)接收模塊、視頻接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、視頻 發(fā)射模塊、LED報(bào)警器連接，PLC也與牽引小車、巡檢機(jī)器人、初始位置傳感器、自動(dòng)充電裝 置連接，除無線發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)、視頻外，控制器的接收和發(fā)出的信號均由PLC負(fù)責(zé)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是：所述第一道岔控制裝置和第二道岔控制裝 置均由氣動(dòng)搬動(dòng)機(jī)構(gòu)、無線接收模塊、電磁閥控制器、末端傳感器組成。電磁閥控制器與無 線接收模塊、氣動(dòng)搬動(dòng)機(jī)構(gòu)、末端傳感器連接。第一道岔控制裝置接收來自控制器發(fā)射模塊 的缺電信息，通過電磁閥控制器靠氣泵的動(dòng)力搬動(dòng)道岔，引導(dǎo)牽引小車進(jìn)入輔軌道。道岔末 端傳感器檢測到牽引小車已通過后通過電磁閥控制器合攏道岔回原位。第二道岔控制裝置 接收模塊接收到來自控制器發(fā)射模塊的滿電信息，通過電磁閥控制器控制氣閥動(dòng)作，搬動(dòng) 道岔，將牽引小車引入輔軌道進(jìn)入主軌道，第二道岔控制裝置的末端傳感器檢測到牽引小 車通過后合攏道岔到原來位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是：所述自動(dòng)充電裝置由充電位置傳感器、充 電檢測控制器、蓄電池受電弓、滿電信號受電弓、第一柔性彈簧、第二柔性彈簧、蓄電池充電 弓、滿電信號充電弓、氣動(dòng)電磁閥組成。自動(dòng)充電裝置在牽引小車運(yùn)行過來由充電位置傳感 器檢測到小車位置并由控制器發(fā)出停車指令后，蓄電池引出線開關(guān)管由控制器同時(shí)發(fā)出指 令閉合，充電檢測控制器在接收到充電位置傳感器信號后發(fā)出指令給電磁閥，電磁閥打開 帶動(dòng)末端的蓄電池充電弓和滿電信號充電弓插入小車下部的蓄電池受電弓與滿電信號受 電弓。自動(dòng)充電裝置的充電弓分四路，相應(yīng)的牽引小車的受電部分也有四路，其中兩路為正 負(fù)極性給蓄電池充電，另外兩路用于傳遞充電檢測控制器的滿電信號給牽引小車上的控制 器。四路均為金屬剛性銅制導(dǎo)電材質(zhì)相對的硬接觸，其中第一柔性彈簧與蓄電池受電弓固 定在一起，第二柔性彈簧與滿電信號受電弓固定在一起，起到在充電期間接觸部分能柔性 接觸。
【文檔編號】G05D1/02GK104122892SQ201310155450
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】孫冠群 申請人:中國計(jì)量學(xué)院