一种基于VR技术的阀厅智能巡检取样装置的制作方法

本发明涉及电力自动化领域，具体地说是一种基于vr技术的阀厅智能巡检取样装置。

背景技术：

高压直流输电工程在国家电力建设当中具有重要意义，而阀厅内的换流阀组件是直流输电过程中的重要设备，为了保证阀组的安全可靠运行，需要对其定期进行巡检，而目前的巡检方式为人工巡检，由于阀厅巡视走道位于阀厅上部，距离地面较远，无法较为准确的判断对阀厅下方的情况，并且当地面存在不明液体时，无法对其进行取样分析。

专利号cn204030727u的专利公开了一种阀厅换流阀巡检装置，包括支撑架、设于支撑架上的导轨和设于导轨上的滑块，所述的支撑架上下两端分别设有滑轮，滑轮上设有传送带，滑块上设有与传送带连接的固定座，支撑架上还设有电控箱以及驱动下端部滑轮的执行电机，所述的固定座上设有支板，支板上设有红外线检测仪，红外线检测仪通过网线与电控箱连接，该装置虽加大了对阀厅内换流阀的检测范围，但该装置无法体验vr眼镜带来的人机交互视觉画面。

专利号cn106695747a的专利公开了一种基于激光雷达的阀厅巡检发法和阀厅机器人，该巡检方法包括：设置巡检机器人上固定的激光雷达的测定面垂直于地面；巡检机器人接收数据采集任务后沿预设轨道行驶，通过激光雷达对目标阀厅设备进行检测，并且通过定位装置获得机器人的位置信息，将参考数据和位置信息上报数据库；巡检机器人接收阀厅巡检任务后沿所述预设轨道行驶，从所述数据库中获取位置信息和参考数据，获得雷达数据作为实时数据，将此实时数据与所述参考数据比较，根据两者差距和预设阈值判断此位置信息对应目标阀厅设备是否存在异常，但该装置无法对阀厅下的液体进行取样分析。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于vr技术的阀厅智能巡检取样装置，用于在不停电的情况下通过vr眼镜对阀厅进行巡视并对阀厅下液体进行取样。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于vr技术的阀厅智能巡检取样装置，其特征在于：包括远程控制系统和装置终端，所述远程控制系统与所述装置终端通过无线信号连接，所述远程控制系统包括控制器和vr眼镜，所述装置终端是一个可移动装置，包括远程控制接口模块、驱动模块、移动模块、综合处理模块、液体采样模块和vr视频模块；所述综合处理模块负责监视所述装置终端的移动和运行状态是否正常，所述远程控制接口模块通过接受所述控制器发出的指令指示所述驱动模块驱动控制所述移动模块的移动和所述液体采样模块对阀厅下液体的采样，所述vr视频模块与所述vr眼镜通过无线信号连接，大容量锂电池分别与所述装置终端各模块连接提供电能；

所述移动模块设置有减速电机和合金履带，所述驱动模块设有两路电调和驱动芯片，所述液体采样模块设有微型真空泵、取样接头和液体储存箱，所述vr视频模块设有摄像头和双路发射器，所述vr眼镜设有vr眼镜视距调节器、视频信号接收天线接口和vr眼镜本体散热孔，所述控制器设有方向移动摇杆、控制信号指示灯、控制器发射天线、控制器状态指示灯、功能按键、摄像头手动微调和摄像头手动操作摇杆。

进一步的，所述远程控制接口模块为一个接收频率为2.4ghz控制信号接收器，所述控制信号接收器与所述控制器通过无线信号连接。

进一步的，所述减速电机为大扭矩减速电机，数目为4个。

进一步的，所述综合处理模块是一个基于arm架构的微处理器，所述微处理器监视所述装置终端的移动和运行状态是否正常。

进一步的，所述两路电调驱动控制所述移动模块的所述减速电机带动合金履带的转向和移动，所述驱动芯片驱动控制所述液体采样模块中的所述微型真空泵的启动带动所述取样接头的移动完成取样。

进一步的，所述vr视频模块的所述摄像头为双3d摄像头，所述摄像头位于装置终端上部，可以沿水平和垂直方向转动，所述双路发射器发射频率为5.8ghz，所述双路发射器与所述vr眼镜的视频信号接收天线接口通过无线信号连接。

进一步的，所述合金履带通过避震悬挂降低装置终端的震动。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：一种基于vr技术的阀厅智能巡检取样装置包括远程控制系统和装置终端，远程控制系统的控制器可以发射无线信号方式控制装置终端本身的移动转动、vr视频模块中的摄像头水平和垂直方向的控制和阀厅下方液体的取样，vr眼镜可以让观察者在远处身临其境地观察到阀厅内部设备情况，装置终端的远程控制接口模块可以接受到控制器发射的无线信号，并能对接收的无线信号进行整合处理传送至驱动模块，装置终端的驱动模块中的两路电调可以驱动移动模块中的4个大扭矩减速电机带动合金履带的移动和转向，移动模块可以实现装置终端的移动和转向，综合处理模块可以监视述装置终端的移动和运行状态是否正常，液体采样模块可以通过驱动模块中驱动芯片驱动微型真空泵，微型真空泵通过取样接头对阀厅下面不明液体进行智能地采集，vr视频模块可以对阀厅内设备运行状态进行实时视频，并能通过该模块中的双路发射器以无线信号传送至vr眼镜，大容量锂电池可以为装置终端的各模块提供充足的电能，当装置终端移动过程中遇到不平整地面时，合金履带会使装置终端始终保持足够的抓地力通过避震悬挂来降低装置本体受到的震动，以此保证装置终端移动中的平稳。总之，该装置利用vr技术使用者以身临其境方式巡检阀厅，并能智能地对阀厅下方液体进行取样。该装置可操作性强，简单易用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明实施例1的装置终端的正视结构示意图；

图2：本发明实施例1的装置终端的俯视结构示意图；

图3：本发明vr眼镜的结构简图；

图4：本发明控制器的结构简图；

图5：本发明实施例2的结构简图;

图6:本发明实施例3的结构简图；

图7：led显示器的结构简图。

其中，1-摄像头，2-液体储存箱，3-避震悬挂，4-合金履带，5-减速电机，6-驱动模块，7-大容量锂电池，8-信号接收器，9-液体储存箱，10-取样接头，11-微处理器，12-微型真空泵，13-眼镜视距调节器，14-vr眼镜本体散热孔，15-视频信号接收天线接口，16-方向移动摇杆，17-控制信号指示灯，18-控制器发射天线，19-控制器状态指示灯，20-功能按键，21-摄像头手动微调，22-摄像头手动操作摇杆。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步详细说明。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例1

一种基于vr技术的阀厅智能巡检取样装置包括远程控制系统和装置终端，远程控制系统包括控制器和vr眼镜，如图4所示，控制器设有方向移动摇杆16、控制信号指示灯17、控制器发射天线18、控制器状态指示灯19、功能按键20、摄像头手动微调21、摄像头手动操作摇杆22，如图3所示，vr眼镜设有vr眼镜视距调节器11、视频信号接收天线接口12和vr眼镜本体散热孔13。

如图1、图2所示，装置终端是一个可移动装置，包括远程控制接口模块、驱动模块、移动模块、综合处理模块、液体采样模块和vr视频模块，远程控制系统与装置终端通过无线信号传输，远程控制接口模块是一个接收频率为2.4ghz控制信号接收器8，驱动模块6设置有两路电调和驱动芯片，移动模块设有减速电机5和合金履带4，综合处理模块是一个基于arm架构的微处理器，可采用型号stm32，液体采样模块设有微型真空泵14、取样接头10和液体储存箱2或9，vr视频模块设有摄像头1和频率为5.8ghz双路发射器。

该装置的阀厅智能巡检取样工作流程如下：

装置使用者手拿图4中的控制器，头戴图3中的vr眼镜，当需要巡检阀厅时，可通过控制器遥控图1、图2中的装置终端直接进入阀厅内部的带电区域，通过控制器的发射天线18发射无线信号，信号接收器8接收到控制器中的方向移动摇杆16发出的移动指令后，将单一指令进行混合控制，并将移动信号传送至驱动模块6，驱动模块6中的两路电调按照信号中的占空比输出对应的功率传至减速电机5，带动合金履带4运动，从而实现对装置终端的移动，同理，当装置终端需要转向时，控制器则会发出差动信号，从而实现装置终端的转向，控制器中的摄像头手动微调21、摄像头手动操作摇杆22可以对装置终端上方的摄像头1进行水平和垂直方向的转动，从而对地面上方的阀厅内设备工作状态进行全方位巡检，巡检的视频通过vr视频模块的5.8ghz双路发射器无线传送至vr眼镜，观察者以沉浸式方式对阀厅内部进行巡检，及时发现运行中存在隐患。

当装置使用者观察到阀厅内存在液体时，通过图4中的控制器遥控图1、图2中的装置终端移动至需要采样的目标地点后，控制器发出指令，信号接收器8接收到控制器发出指令后，将指令传送至驱动模块6的驱动芯片，驱动芯片驱动微型真空泵14通过采样接口10通过将液体样本送至液体储存箱2或9，即可完成阀厅内液体采样过程。综合处理模的单片机负责监视装置终端的移动和运行状态是否正常。大容量锂电池7分别与装置终端各模块连接提供充足的电能。

vr眼镜中的视距调节器13通过调节视距对阀厅内部进行巡视并观察采样情况，vr眼镜本体散热孔14可以对vr眼镜快速散热，vr眼镜视频信号接收天线接口15能接收到vr视频模块发射的视频信号，控制器中方向移动摇杆16控制装置终端的移动和转动，控制信号指示灯17可以清晰指示发射信号，控制器发射天线18负责发射无线信号，控制器状态指示灯19指示控制器是否正常工作，功能按键20主要负责选择发射信号类型，摄像头手动微调21和摄像头手动操作摇杆22主要负责控制摄像头1的全方位旋转和水平垂直方向的移动。

实施例2

如图5所示，本实施例是在实施例1基础上的改进，与实施例1不同的是：在所述装置终端的合金履带4上设有避震悬挂3，避震悬挂3由避震弹簧组成，这样保证装置终端在移动过程中遇到不平整地面时，合金履带通过避震弹簧来降低装置终端受到的震动。

实施例3

如图6所示，本实施例是在实施例2基础上的改进，与实施例2不同的是：装置终端下部设有四个轮子，这样可以使装置终端移动更加快捷。

实施例4

如图7所示，本实施例是在实施例2基础上的改进，与实施例2不同的是：装置外接led显示器，所述led显示器上有接收器23，所述接收器与装置终端的vr视频模块里的双路发射器通过无线连接，这样可以同步显示vr眼镜中的场景，更多人可以通过led显示器清晰看到阀厅内部设备情况。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。