本發(fā)明涉及水電廠設備運維及巡檢技術領域，尤其涉及一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)及其方法。

背景技術：

水電廠設備種類繁多，環(huán)境特殊，需要定時巡檢，如果巡檢不及時，會使設備存在安全隱患，對水電廠的安全運行構成威脅。目前，水電廠的巡檢都是由運維人員人工進行的，有時因為運維人員巡檢不及時或疏忽大意漏檢設備，導致設備出現(xiàn)故障。所以加強運維管理，實現(xiàn)巡檢智能化、無人化勢在必行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服目前水電廠環(huán)境設備巡檢由人工進行，容易出現(xiàn)巡檢不及時、漏檢的技術問題，提供了一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，其采用智能移動巡檢機器人自動巡檢，避免了人為失誤的出現(xiàn)，實現(xiàn)了巡檢智能化、無人化。

本發(fā)明的一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控終端和智能移動巡檢機器人，所述智能移動巡檢機器人包括架體，所述架體底部設有行走機構、所述架體頂部設有激光雷達傳感器，所述架體上還設有控制器、電源模塊、無線通信模塊、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器和攝像頭，所述控制器分別與行走機構、激光雷達傳感器、電源模塊、無線通信模塊、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器和攝像頭電連接，所述無線通信模塊能夠與遠程監(jiān)控終端無線通信。

在本技術方案中，行走機構包括若干個腳輪以及驅動腳輪轉動的驅動機構，智能移動巡檢機器人通過行走機構自由移動。激光雷達傳感器用于掃描周圍地形，控制器將掃描的地形與預先存儲的水電廠地形圖進行匹配，計算出智能移動巡檢機器人當前的坐標位置。溫度傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域的溫度；濕度傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域的濕度；氣體傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域是否存在有毒有害易燃氣體；攝像頭用于采集待測設備上的儀表數(shù)據(jù)圖像，也可輔助激光雷達傳感器進行定位，還可通過圖像識別各個水位監(jiān)控點的水位，水電廠壩后的裂縫情況；無線通信模塊用于將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控終端。

智能移動巡檢機器人根據(jù)預設的檢測時間定期對水電廠進行巡檢。巡檢時，智能移動巡檢機器人按照預設的路徑運動，依次到達預設的水電廠的各個檢測位置進行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控終端，遠程監(jiān)控終端分析檢測數(shù)據(jù)，判斷水電廠各個位置的設備或環(huán)境是否存在安全隱患，如果存在安全隱患則通知運維人員及時檢修。用戶還可通過遠程監(jiān)控終端遙控智能移動巡檢機器人移動和工作，檢測特定位置，采集特定位置的圖像等。

水電廠有許多特殊區(qū)域及高險區(qū)域，運維人員進行相關設備巡視，工作強度較大，危險性較高，需要兼顧安全問題進行巡視作業(yè)，對于運維人員是需要考驗的，采用智能機器人可以減少運維人員或者代替運維人員進行巡檢，大大降低了危險系數(shù)，保障人身、設備安全。

作為優(yōu)選，所述一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)還包括設置在水電廠各個水位監(jiān)控點的水位檢測模塊，所述水位檢測模塊能夠與無線通信模塊無線通信。智能移動巡檢機器人移動到水位監(jiān)控點后與該處的水位檢測模塊無線通信，獲取水位檢測數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)還包括設置在水電廠壩后各個裂縫監(jiān)控點的裂縫檢測模塊，所述裂縫檢測模塊能夠與無線通信模塊無線通信。智能移動巡檢機器人移動到裂縫監(jiān)控點后與該處的裂縫檢測模塊無線通信，獲取裂縫檢測數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述架體上還設有聲音檢測模塊，所述聲音檢測模塊與控制器電連接。聲音檢測模塊用于檢測水輪機的運行聲音，根據(jù)水輪機的運行聲音判斷水輪機的健康狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)還包括設置在水電廠各個區(qū)域的無線收發(fā)基站，所述無線通信模塊能夠與無線收發(fā)基站無線通信，所述無線收發(fā)基站通過有線網絡與遠程監(jiān)控終端連接。在水電廠內各個位置設置無線收發(fā)基站，保證復雜環(huán)境無線傳輸暢通，使得智能移動巡檢機器人能夠實時將檢測數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)竭h程監(jiān)控終端。

作為優(yōu)選，所述架體上還設有紅外溫度測試儀，所述紅外溫度測試儀與控制器電連接。紅外溫度測試儀用于檢測設備溫度，遠程監(jiān)控終端根據(jù)設備溫度判斷設備運行是否健康。

作為優(yōu)選，所述架體上還設有短信收發(fā)模塊，所述短信收發(fā)模塊與控制器電連接。智能移動巡檢機器人也對檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，通過短信收發(fā)模塊發(fā)送預警短信到運維人員的手機，通知運維人員及時檢修。

作為優(yōu)選，所述架體上還設有聲音報警模塊，所述聲音報警模塊與控制器電連接。聲音報警模塊可發(fā)出聲音報警，便于運維人員找到智能移動巡檢機器人所在位置。

本發(fā)明的一種水電廠智能運維巡檢方法，用于上述的一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，包括以下步驟：

s1：智能移動巡檢機器人通過激光雷達傳感器掃描周圍地形，與預先存儲的水電廠地形圖進行匹配，計算出智能移動巡檢機器人當前的坐標位置；

s2：智能移動巡檢機器人按照預設的路徑運動，依次到達預設的水電廠的各個檢測位置，通過溫度傳感器檢測環(huán)境溫度、通過濕度傳感器檢測環(huán)境濕度，通過氣體傳感器檢測周圍環(huán)境中是否存在有毒有害易燃氣體，通過攝像頭采集待測設備上的儀表數(shù)據(jù)圖像，并將檢測數(shù)據(jù)通過無線通信模塊發(fā)送到遠程監(jiān)控終端；

s3：遠程監(jiān)控終端對接收到的檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，發(fā)出預警，通知運維人員及時檢修。

作為優(yōu)選，智能移動巡檢機器人也對檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，通過短信收發(fā)模塊發(fā)送預警短信到運維人員的手機，通知運維人員及時檢修。

作為優(yōu)選，運維人員可通過手機發(fā)送短信指令給智能移動巡檢機器人，遙控智能移動巡檢機器人進行檢測工作，智能移動巡檢機器人完成檢測工作后將檢測數(shù)據(jù)以短信形式發(fā)送到運維人員的手機。

本發(fā)明的有益效果是：（1）水電廠有許多特殊區(qū)域及高險區(qū)域，運維人員進行相關設備巡視，工作強度較大，危險性較高，需要兼顧安全問題進行巡視作業(yè)，對于運維人員是需要考驗的，采用智能機器人可以減少運維人員或者代替運維人員進行巡檢，大大降低了危險系數(shù)，保障人身、設備安全。（2）智能移動巡檢機器人以機器人為核心，整合機器人技術、非接觸檢測技術、多傳感器融合、導航定位、模式識別技術等技術，實現(xiàn)對水電廠各類設備的自主檢測，可定時進行對機器人設置任務，判別設備異常情況并報警，提高巡檢作業(yè)的自動化水平。

附圖說明

圖1是實施例1的一種電路原理連接框圖；

圖2是充電站的一種電路原理連接框圖；

圖3是實施例2的一種電路原理連接框圖。

圖中：1、遠程監(jiān)控終端，2、智能移動巡檢機器人，3、行走機構，4、激光雷達傳感器，5、控制器，6、電源模塊，7、無線通信模塊，8、溫度傳感器，9、濕度傳感器，10、氣體傳感器，11、攝像頭，12、水位檢測模塊，13、裂縫檢測模塊，14、聲音檢測模塊，15、無線收發(fā)基站，16、紅外溫度測試儀，17、短信收發(fā)模塊，18、聲音報警模塊，19、微處理器，20、無線充電器，21、無線收發(fā)模塊，22、無線充電接收器。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例1：本實施例的一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，如圖1所示，包括遠程監(jiān)控終端1、智能移動巡檢機器人2、設置在水電廠各個水位監(jiān)控點的水位檢測模塊12和設置在水電廠壩后各個裂縫監(jiān)控點的裂縫檢測模塊13，智能移動巡檢機器人2包括架體，架體底部設有行走機構3、架體頂部設有激光雷達傳感器4，架體上還設有控制器5、電源模塊6、無線通信模塊7、溫度傳感器8、濕度傳感器9、氣體傳感器10、攝像頭11、聲音檢測模塊14、紅外溫度測試儀16、短信收發(fā)模塊17和聲音報警模塊18，控制器5分別與行走機構3、激光雷達傳感器4、電源模塊6、無線通信模塊7、溫度傳感器8、濕度傳感器9、氣體傳感器10、攝像頭11、聲音檢測模塊14、紅外溫度測試儀16、短信收發(fā)模塊17和聲音報警模塊18電連接，無線通信模塊7能夠與遠程監(jiān)控終端1無線通信，水位檢測模塊12能夠與無線通信模塊7無線通信，裂縫檢測模塊13能夠與無線通信模塊7無線通信。

行走機構包括若干個腳輪以及驅動腳輪轉動的驅動機構，智能移動巡檢機器人通過行走機構自由移動。攝像頭可360度旋轉。激光雷達傳感器用于掃描周圍地形，控制器將掃描的地形與預先存儲的水電廠地形圖進行匹配，計算出智能移動巡檢機器人當前的坐標位置。水位檢測模塊用于檢測所在水位監(jiān)控點（如廊道、廠房）的水位；裂縫檢測模塊用于檢測所在裂縫監(jiān)控點的壩后裂縫；溫度傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域的溫度；濕度傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域的濕度；氣體傳感器用于檢測智能移動巡檢機器人經過區(qū)域是否存在有毒有害易燃氣體；攝像頭用于采集待測設備上的儀表數(shù)據(jù)圖像，也可輔助激光雷達傳感器進行定位；聲音檢測模塊用于檢測水輪機的運行聲音，本系統(tǒng)根據(jù)水輪機的運行聲音判斷水輪機的健康狀態(tài)；紅外溫度測試儀用于檢測設備溫度，本系統(tǒng)根據(jù)設備溫度判斷設備運行是否健康；無線通信模塊用于將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控終端。

智能移動巡檢機器人移動到水位監(jiān)控點后與該處的水位檢測模塊無線通信，獲取水位檢測數(shù)據(jù)，移動到裂縫監(jiān)控點后與該處的裂縫檢測模塊無線通信，獲取裂縫檢測數(shù)據(jù)。智能移動巡檢機器人根據(jù)預設的檢測時間定期對水電廠進行巡檢。巡檢時，智能移動巡檢機器人按照預設的路徑運動，依次到達預設的水電廠的各個檢測位置進行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控終端，遠程監(jiān)控終端分析檢測數(shù)據(jù)，判斷水電廠各個位置的設備或環(huán)境是否存在安全隱患，如果存在安全隱患則通知運維人員及時檢修。用戶還可通過遠程監(jiān)控終端遙控智能移動巡檢機器人移動和工作，檢測特定位置，采集特定位置的圖像等。

水電廠有許多特殊區(qū)域及高險區(qū)域，運維人員進行相關設備巡視，工作強度較大，危險性較高，需要兼顧安全問題進行巡視作業(yè)，對于運維人員是需要考驗的，采用智能機器人可以減少運維人員或者代替運維人員進行巡檢，大大降低了危險系數(shù)，保障人身、設備安全。

智能移動巡檢機器人也對檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，通過短信收發(fā)模塊發(fā)送預警短信到運維人員的手機，通知運維人員及時檢修。聲音報警模塊可發(fā)出聲音報警，便于運維人員找到智能移動巡檢機器人所在位置。

水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)還包括設置在水電廠各個區(qū)域的充電站，充電站包括充電座，如圖2所示，充電座上設有微處理器19、無線充電器20和無線收發(fā)模塊21，微處理器19分別與無線充電器20和無線收發(fā)模塊21電連接，架體前部設有無線充電接收器22，電源模塊6為蓄電池，無線充電接收器22與蓄電池電連接。當智能移動巡檢機器人電量不足時，可直接運動到最近的充電站，通過攝像頭捕捉到充電座，智能移動巡檢機器人移動到充電座處，通過無線通信模塊發(fā)送充電請求到該充電站，該充電站的無線收發(fā)模塊接收到充電請求，微處理器控制無線充電器工作給智能移動巡檢機器人充電。

本實施例的一種水電廠智能運維巡檢方法，用于上述的一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，包括以下步驟：

s1：智能移動巡檢機器人通過激光雷達傳感器掃描周圍地形，與預先存儲的水電廠地形圖進行匹配，計算出智能移動巡檢機器人當前的坐標位置；

s2：智能移動巡檢機器人按照預設的路徑運動，依次到達預設的水電廠的各個檢測位置，通過溫度傳感器檢測環(huán)境溫度、通過濕度傳感器檢測環(huán)境濕度，通過氣體傳感器檢測周圍環(huán)境中是否存在有毒有害易燃氣體，通過攝像頭采集待測設備上的儀表數(shù)據(jù)圖像，通過聲音檢測模塊檢測水輪機的運行聲音，通過紅外溫度測試儀檢測設備溫度，與水位檢測模塊無線通信獲取水位監(jiān)控點的水位，與裂縫檢測模塊無線通信獲取裂縫監(jiān)控點的壩后裂縫情況，并將檢測數(shù)據(jù)通過無線通信模塊發(fā)送到遠程監(jiān)控終端；

s3：遠程監(jiān)控終端對接收到的檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，發(fā)出預警，通知運維人員及時檢修。

智能移動巡檢機器人也對檢測數(shù)據(jù)進行分析，當發(fā)現(xiàn)某項數(shù)據(jù)異常時，通過短信收發(fā)模塊發(fā)送預警短信到運維人員的手機，通知運維人員及時檢修。

運維人員可通過手機發(fā)送短信指令給智能移動巡檢機器人，遙控智能移動巡檢機器人進行檢測工作，智能移動巡檢機器人完成檢測工作后將檢測數(shù)據(jù)以短信形式發(fā)送到運維人員的手機。

實施例2：本實施例的一種水電廠智能運維巡檢系統(tǒng)，如圖3所示，還包括設置在水電廠各個區(qū)域的無線收發(fā)基站15，無線通信模塊7能夠與無線收發(fā)基站15無線通信，無線收發(fā)基站15通過有線網絡與遠程監(jiān)控終端1連接，其余結構與實施例1相同。

在水電廠內各個位置設置無線收發(fā)基站，保證復雜環(huán)境無線傳輸暢通，使得智能移動巡檢機器人能夠實時將檢測數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)竭h程監(jiān)控終端。