煤礦變電站巡檢機器人關鍵技術的研究與應用

楊曹 楊春輝

摘要：在煤礦井下開采力度逐步增大的今天，井下大型機電設備的數量呈現出逐步增多的趨勢，這就使得煤礦變電站的規模變大，進出線回路較為繁瑣，切換動作變得更加的頻繁，運行的環境呈現出相對復雜的狀態，若是沿用傳統的人工巡檢方式，將無法滿足現代化煤礦變電站的實際運行需要。本文將結合這樣的現狀分析煤礦變電站巡檢機器人關鍵技術的研究與應用。

關鍵詞：煤礦變電站;巡檢機器人;關鍵技術

近些年，科學技術的飛速發展，社會生產力的需求日益彰顯，使得機器人成為了一種新的生產形式，其作為一種重要的工具進入到大眾生活的各個方面[1]。其能夠體現出人類改造自然和穩步創新的熱情，同時也反映出人們長久以來對于智能化生產的實際需要。

一、煤礦變電站巡檢機器人關鍵技術的要求

（一）主要性能

煤礦變電站巡檢機器人涉及到的關鍵技術有著對應的嚴格要求，在性能方面，應該重視下述幾個問題：在水平地面上的最大速度應該在1m/s;最小的轉彎直徑需要控制得當，保證其小于自身長度的2倍;相應的爬坡能力也需要合理的控制于適當的范圍，需要在15°以下;涉及到的最大涉水深度，應該合理的控制在10厘米以上;在1m/s的運動速度之下，需要嚴格的分析其最小的制動距離，保證其在0.5米以下。機器人移動平臺需要具備著基本的運動功能，這樣才能滿足不同方面的需求，比如直行、轉彎等[2]。

（二）主要功能

在主要功能上，應該重視其自主導航和定位的功能，也就是嚴格的遵循相應的要求：機器人需要具備著分析設定路線的能力，同時能夠實現自主的行走和停靠;此外，還應該注意重復導航定位的誤差合理的控制起來，在±10毫米間最為適宜。可見光的檢測也是一個重要的方面，需要機器人配備上可見光攝像機，針對于設備的外觀以及刀閘的分合狀態等做出分析和檢測，將視頻實時的上傳到監控后臺之上[3]。讀取的誤差應該適當的控制在±5%以下。機器人需要配備在線式紅外熱成像儀，這樣可以及時的做好相應的采集工作，對設備本體和接頭的溫度進行適當的采集處理，將紅外視頻以及溫度等數據進行合理的傳輸。需要采集電力設備紅外熱圖，將紅外熱圖中的溫度信息加以提取。應該注意的問題是紅外檢測設備的成像像素應該在320*240以上，接口的方式需要將以太網和RS485為主，其他的要求根據附錄指示。

二、煤礦變電站巡檢機器人關鍵技術的應用

（一）兩輪差速驅動底盤

因變電站的地面較為特殊，屬于水泥地面，機器人在實際行進的時候，速度往往是0.31m/s，依照巡檢機器人的具體工作環境，結合其基本的機動性需求，可以適當的運用兩輪差速驅動底盤。其屬于四輪支撐的模式，其中的兩個輪是驅動輪，另外的兩個則是方向輪，所以適當的借助于驅動輪的作用，可以實現前進以及后退等目標。

（二）導航定位系統

變電站的巡檢機器人導航方式多種多樣：如激光方式，主要是機器人借助于激光發射器和相應的反光標志等，在變電站中布置上大量的反光柱，若是反光的標志出現了被損壞的情況，機器人便難以行走，可靠性也呈現出逐步降低的趨勢，維護工作的難度較大。電磁感應巡線主要是變電站的地面埋設上磁條以及通電線圈等等，運用磁感應傳感器或者是霍爾傳感器檢測埋設的磁條磁性，之后保證機器人可以順著相應的路徑實現合理的運行[4]。這種方式具有較強的可靠性。在變電站地面鋪設軌道的時候，讓機器人能夠像火車一樣順著相應的方向前行，這種方式機器人的運行情況更加的穩定，但是現場施工的工作量大，巡檢路徑若是出現了顯著的變化，需要重新進行軌道的鋪設，但是其相應的成本較高。

（三）無線通信模塊

巡檢機器人的后臺監控以及任務調度等等需要借助于無線通信模塊完成。一般常運用到的無線網絡屬于點到點的不可靠通信手段，這對于機器人工作的穩定性產生負面的影響。Mesh網絡屬于一種新型的網絡結構，其可以提供多信道多鏈路的數據傳輸途徑，運用低成本以及高帶寬的組網方式，提升數據傳輸的可靠程度。在變電站巡檢機器人的應用中，可以準確的分析其工作的環境，構建起對應的無線通訊系統。

三、結語

現階段，機器人已經被運用至多種領域，極大地便利了人們的生活，解放了人們的雙手，使其勞動強度有所緩解，對于生產效率的提升有著較大的幫助。為了確保煤礦實現安全生產的目標，實現無人堅守的目的，設計出巡檢機器人已成必然的趨勢，其可以代替工作人員完成日常的工作，經過對關鍵技術的研究，促使這種機器人依照既定的巡檢程序落實相應的巡檢任務，從而合理的利用先進的儀器，促使電力設備運行狀態更加優良。

參考文獻：

[1]陳彬.變電站巡檢機器人關鍵技術及其適用性研究[J].科技創新導報，2019，16（05）：135+137.

[2]孫顯鶴，郭小凱.室內變電站設備巡檢機器人關鍵技術研究與應用[J].機電信息，2018（27）：100101.

[3]徐波，張立群，劉朝欣.變電站巡檢機器人保護裝置識別關鍵技術研究[J].山東電力技術，2018，45（08）：1823.

[4]楊俊，黃禮華，張立平.變電站巡檢機器人關鍵技術及其適用性研究[J].湖北電力，2017，41（01）：2024.