摘要：随着时代的进步，现代化技术在各行各业都得到了广泛的应用，在变电站中，智能巡检机器人也已经得到了广泛的使用。本文分析了输煤栈桥智能巡检机器人的应用研究。
关键词：输煤栈桥；智能巡检机器人；应用研究
智能巡检机器人与传统人工巡检相比，只要优点有操作灵活，不受外界天气影响。机器人自身会携带红外热像仪，智能巡检机器人具有手动/自动巡检、智能识别各类仪器仪表读数，准确获取温湿度、烟雾、可燃气等环境信息，火情预警和自动消防、语音对讲、视频分析，自动生成巡检报表，数据存储，24h不间断巡检等功能，可用于多个领域。
一、巡检机器人简介
智能巡检机器人的只要类型有开关室巡检机器人、巡检机器人和廊道巡检机器人等。如某公司的廊道巡检机器人，该款机器人拥有综合管廊监控领域常用的各种功能模块，适用于对实时性要求较高的综合管廊监控领域，具备可叠加的模块化结构，便于用户扩展新的功能模块，自身拥有监控常用的语音接口、短信接口、报警管理和远程控制模块，通过不同监控模块的有机组合，可以很好的为用户提供个性化、针对性强的各种监控业务与运维服务。智能巡检机器人，可以代替人完成简单的、复杂的或者重复性的工作，就目前而言，智能巡检
机器人主要应用于导航单元、主控单元和通讯单元等。机器人的主要优点有运行时间长、智能化、无轨化、可调配和不受温度影响等特点。巡检机器人的主体构成主要有红外热像仪、安全停障模块、云台、激发传感器、可见光摄像仪等主要核心设备和一些其他辅助设备构成。和其他智能机器人一样，巡检机器人也有四轮驱动底盘，四轮驱动底盘主要方便机器人进行转弯和直行，如果机器人碰到比较复杂的路况，可以进行无死角检测，适应能力很强。而可见光摄像仪可以有效获取巡检范围的红外热像仪，以便工作人员及时发现异常情况，从而实现对故障问题的处理。云台主要是控制巡检过程中的拍摄角度，以便可以准确拍出图像和视频。超声波传感器主要是方便机器人对周围障碍物进行识别，避免机器人在巡检过程中受到伤害。巡检机器人可以通过将获得的数据与微气象站的数据进行减缓，从而获得外界温度、风速等天气信息，以便巡检机器人更好的完成工作。 二、输煤栈桥智能巡检机器人的应用研究 1.系统概述。在火电厂输煤系统中，工作人员须对输煤系统皮带机、碎煤机等关键设备进行日常巡检及安全监控，以保障设备的安全稳定运行。一套完整的输煤系统包含多台皮带机和碎煤机，且输煤线路较长，工作人员不仅要承担繁重的巡检任务，还须面对输煤现场的粉尘、噪音等污染所带来的职业病危害。本文基于以上现状，并结合多年电力行业 智能无线测温装置相关产品的研发经验，拟研制一种火电厂输煤系统巡检机器人，该机器人可完全替代人工，实现输煤现场相关设备的巡检和安全监控。该机器人主要包含以下内容：（1）无线智能充电系统。在输煤现场设置无线充电基座，机器人可自主行走至无线充电基座，并通过无线方式补充电能，避免传统充电方式可能引起的火花。同时，该无线充电基座集成了Wi-Fi通信装置，机器人在充电时，同时进行数据传输。（2）机器视觉与音频综合智能处理系统。利用红外成像仪完成对输煤系统机、碎煤机的温度场扫描。可见光机器视觉主要完成设备关键部位渗、漏油，机器表面是否粘油、粘煤等情况的判断。（3）低功耗温度振动采集与分析系统。配套开发一种低功耗无线温度振动传感器。该低功耗传感器采用锂电池供电，可吸附在被测物体表面。当机器人行走至被测物体附近时，该传感器将采集到的温度和振动数据无线传输至机器人，最后由机器人将数据通过Wi-Fi传输至控制室。（4）数据分析与智能处理系统。在对视频、音频、测温测振、温度场等数据采集的基础上，智能机器人对视频、音频、振动、红外成像等大数据进行综合分析、智能处理。针对输煤系统经常发生的故障进行分析，建立故障分类及特征列表专家库，针对机器人采集到的温度、振动数据、红外成像与视频信息、音频数据等进行综合智能分析与判断，报警或指导检修人员进行故障处理；巡检智能机器人根据现场信息或远方指令，对输煤系统进行即时巡检。
2.技术路线。基于自主无线充电及仿生功能的火电厂输煤系统智能机器人，包括无线智能充电、S型定位轨道、低功耗温度振动采集系统、托棍及滚筒异响音频分析系统、红外成像与可见光机器视觉综合智能处理系统。在机器人上安装红外成像仪及摄像机，完成机器人周边温度场及视频采集；安装收声器完成托棍及滚筒音频采集，在设备本体安装低功耗温度振动采集系统，采用无线通讯方式，完成与机器人的通讯。从而实现输煤系统中输煤栈桥全方位、无死角替人巡检，实时发现存在的设备缺陷。具有自主无线充电的智能机器人，机器人和充电基座之间不需要线缆连接，可有效避免电缆缠绕问题；对接环节不需要复杂的操作流程，不存在电能发送端与接收端的直接电气连接，可以避免传统插拔电能传输方式由于金属接插件在输煤系统积煤、积粉、高湿等特殊作业环境下因接触不良引起的火花、漏电等安全隐患，提高了传输的安全性。在对音频、视频、测温测振、温度场等数据采集的基础上，智能机器人对音频、视频、振动、红外成像等大数据进行综合分析、智能处理。可以针对输煤系统经常发生的故障进行分析，建立故障分类及特征列表专家库，针对机器人采集到的温度、振动数据、红外成像与视觉信息、音频数据等进行综合智能分析与判断，报警或指导检修人员进行故障处理；非规定巡检时间内，巡检智能机器人根据现场音频、烟雾、视频等检测信号，对输煤系统进行综合安全智能判断，如安全指数
较低，有安全隐患时，马上即时巡检。智能机器人模仿人脑进行故障智能判断，从而使机器人智能化，并把处理结果接入控制系统、MIS、现场值班人员等，进一步提高输煤系统巡检的自动化。
3.关键技术。（1）自主无线充电。巡检机器人的行走机构以及其所搭载的摄像机、传感器等，均为高耗能设备，因此需要频繁的进行电能补给，同时考虑到输煤现场往往伴随有喷淋、冲洗等作业，会对现场的用电安全带来隐患，高防护等级的无线充电装置，并结合路径规划技术，使得机器人可自主完成充电工作，真正实现巡检机器人的能量自主补给。采用基于磁耦合谐振的无线充电技术，包含DSP最小系统、AD采样电路、耦合线圈、整流电路、逆变电路、蓄电池等组
成。当机器人进行电能补给时，初级侧电路将AC220V电源转换为高频交流电，并通过耦合线圈，传输至次级侧电路；次级侧电路通过整流电路，将高频交流电，转换为48V直流电源；AD采样电路实时监测蓄电池状态，并调节充电方式，完成对蓄电池的充电操作。（2）基于视频音频的仿生巡检。以输煤系统皮带机为例，日常巡检内容主要包括：减速机、液力耦合器、逆止器有无渗、漏油，制动器连杆销子有无脱落，设备表面有无积尘、积煤，输煤沿线有无撒煤等。以上内容均需巡检人员目视检查。将机器视觉技术应用
到巡检机器人，并结合现场的音频数据，做出故障识别与判断，替代人工完成以上类似工作。
本文设计了机器视觉、机器学习等智能技术的输煤现场巡检机器人，并采用无线电能补给方式，实现了在工业环境下对机器人的充电需求。本巡检机器人的成功研制，顺应了智慧电厂的建设发展需求，实现了人工智能技术在传统工业领域的探索与应用。
参考文献
［1］王玉军.智能巡检机器人应用现状及问题探析［J］.电工技术：（理论与实践），2018（6）：128-129.
［2］周永勇.基于机器视觉的输煤现场巡检机器人控制系统设计［J］.电力系统自动化，2018，35（19）：85-88，96.
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