一种基于AI视觉算法的巡检系统的制作方法

一种基于ai视觉算法的巡检系统
技术领域
1.本发明属于风电巡检技术领域，涉及一种基于ai视觉算法的巡检系统。


背景技术：

2.风能不但蕴量巨大，而且还是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，因此其受到世界各国的重视。风电机组就是一种将风的动能转换为电能的系统，风电机组由风轮、发电机、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。由于风电机组中包含多种风电设备，因此需要定期对风电机组进行巡检，以确保风电机组可以正常运行。
3.风电机组在利用风力进行发电的过程中会产生噪音，为了降低噪音危害，风电机组通常会安装在远离人群的地方，在对其进行巡检时，巡检人员需要将较长的时间浪费在来回的路上；另外风电机组工作环境较为恶劣，人工巡检存在着一定的危险性，因此需要一种可以代替人工对风电机组进行巡检的智能系统，以代替人工在恶劣环境下对风电机组进行巡检。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有的市场上不存在对风电机组的进行机器代人的形式巡检的问题，而提出的一种基于ai视觉算法的巡检系统，以下将风电机组称为风电设备，将风电机组所安置的位置称为风电场地。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
6.一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：包括用于实现风电场地运作的运行管理平台和用于对现风电场内的风电设备进行巡检效验的巡检模块；
7.所述的巡检模块包括用于按照巡检路线在风电场地进行移动的ai巡检机器人、安装在ai巡检机器人上并用于采集风电场地的图像数据的鹰眼摄像头、安装在ai巡检机器人上并用于采集风电设备周围的各类环境数据的多个不同种类的传感器、安装在ai巡检机器人上并用于与运行管理平台进行数据交互的智能交互设备，鹰眼摄像头和多个不同种类的传感器为采集器件。
8.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的运行管理平台包括用于构建风电场地的虚拟现实场景并能根据风电场地的图像数据对虚拟现实场景中的数据进行实时更换的场景搭建模块、用于分析风电设备的位置关系并能按照风电设备的巡检需求规划ai巡检机器人巡检路线的路径设置模块、用于识别风电场地中风电设备以及识别风电设备中的异常部位并对其进行标记的设备识别模块、由设置在各风电设备上的电压检测装置和电流检测装置形成的检测模块、具有与各风电设备型号存在关联数据库的数据存储模块、具有数据处理功能的数据处理模块。
9.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的虚拟现实场景包括风电设备、风电设备的位置关系以及风电设备的运行状态。
10.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的数据处理模块分别与巡检模块、检测模块、数据存储模块电性连接以完成信息交换，该数据处理模块包括控制单元、图像处理单元、数据整合单元、数据匹配单元以及数据修正单元；
11.控制单元用以控制异常设备停止运行；
12.图像处理单元用以根据巡检模块发送的设备图像信息确定风电设备的设备指示灯的亮起数量以及指示灯的亮起颜色并判定设备的异常类型；
13.数据整合单元用以记录风电设备发生异常时的电压变化量以及电流变化量，将电压变化量、电流变化量存储至同一数据集合，建立数据集合与异常的异常类型的关联关系，并将数据集合存储至数据存储模块中对应的数据库中；
14.数据匹配单元用以实时确定设备的电压变化量以及电流变化量，确定数据存储模块中与风电设备的设备型号关联的数据库，并调用数据库中与各异常类型存在关联的全部数据集合，并将电压变化量以及电流变化量与已调用数据集合中的数据进行比对，以计算各异常类型对应的拟合阈值对设备进行异常判定，若存在任一异常类型对应的拟合阈值小于等于预设标准对比阈值，则数据匹配单元判定风电设备存在异常类型的异常。
15.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述路径设置模块包括：
16.固定路径模块，用于提前设定固定巡检路线，ai巡检机器人会按照固定巡检路线在风电场地进行移动；
17.临时路径模块，用于设定临时巡检路线，当临时巡检路线与固定巡检路线产生冲突时，ai巡检机器人按临时巡检路线在风电场地进行移动。
18.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的临时路径模块安装在移动端，用于在风电场地对ai巡检机器人进行遥控指挥，所述固定路径模块安装在pc端，用于在远程对ai巡检机器人进行遥控指挥。
19.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，将图像数据分为动态数据和静态数据，在更换虚拟现实场景中的数据时，对动态数据进行实时更换，对于静态数据，分析其中是否含有标记数据，当存在标记数据时，则对标记数据进行更换，当不存在标记数据时，则不对静态数据进行更换。
20.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的风电设备可进行标号处理，场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，将图像数据按风电设备的标号进行分类，在更换数据时，只对虚拟现实场景相对应标号的风电设备进行数据更换，场景搭建模块在接收到含有标记数据时，会发出警报。
21.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的ai巡检机器人从两侧排满风电设备的中间经过，每处于两个风电设备种中间后ai巡检机器人停止短暂时间，并分别对左侧和右侧的两个风电设备进行图像数据采集和各类环境数据采集，ai巡检机器人上还设有调高换位装置，采集器件设置在该调高换位装置上；调高换位装置的一部分功能是自动完成采集器件的高度调整，以使采集器件在高度方向上采集覆盖面更大；调高换位装置的另一部分功能是自动调整采集器件的位置，以使ai巡检机器人在经过两侧的两个风电设备时，两个风电设备的数据都能够被采集到。
22.在上述的一种基于ai视觉算法的巡检系统中，所述的调高换位装置包括相对于ai巡检机器人固定设置的固定件和相对于ai巡检机器人可进行活动的运动件；
23.固定件包括：固定设置的立杆、固定在立杆上并在竖立方向上具有升降限位孔的升降限位块、固定在立杆上并在竖立方向上具有套孔的套筒限位块、固定在立杆上并在横向方向上具有升降驱动孔的升降运动块、固定在立杆上并在横向方向上具有旋转驱动孔的旋转运动块、固定设置并用于输出旋转动力的驱动元件；
24.运动件包括：旋转驱动套筒、主轴体、置物杆、升降轴体、升降套件、升降方杆、升降驱动主轴、旋转驱动主轴；
25.旋转驱动套筒的底部固定设有与套孔尺寸一致的套轴，套轴转动设置在套孔内，使旋转驱动套筒能相对于套筒限位块进行转动；
26.旋转驱动套筒的中心竖立方向开设有与主轴体尺寸一致的主轴孔，主轴孔的边缘还开设有销孔，主轴体的外圈竖立设有销条，主轴体升降活动设置在主轴孔内，销条位于销孔中，使主轴体能相对于旋转驱动套筒进行高度位置改变的升降运动，且主轴体不论移动到任何高度位置旋转驱动套筒的转动都能带动主轴体同步转动；
27.置物杆垂直固定设置在主轴体的上方，置物杆的最外端具有用于安置采集器件的安置部；
28.主轴体的底部开设有与升降轴体尺寸一致的转孔，转孔的最内端开设有直径比转孔更大的阶梯孔，升降轴体的上端固定设有尺寸与阶梯孔一致的阶梯段，升降轴体转动设置在转孔中，阶梯段位于阶梯孔中，使升降轴体能相对于主轴体进行转动；
29.升降轴体的底部固定在升降套件上，升降方杆的顶部固定在升降套件上，升降方杆与升降限位孔外形匹配，升降方杆滑动设置在升降限位孔中，使升降方杆能相对于升降限位块进行升降运动；
30.升降驱动主轴与升降驱动孔尺寸一致，升降驱动主轴通过升降驱动孔转动设置在升降运动块上，升降驱动主轴的中间还固定设有两个升降驱动贴片，升降驱动贴片贴在升降运动块的两侧，驱动主轴的端部垂向固定设有升降驱动杆，升降驱动杆的外端端部垂向设有驱动销体，升降套件上开设有驱动通道，驱动通道的宽度尺寸与驱动销体相同，驱动销体活动设置在驱动通道中，销体在驱动通道的活动过程会带着升降套件进行升降运动；驱动通道的中间部分呈拱形，驱动通道的拱形两端为直线型，拱形的到其圆心的距离与驱动销体到升降驱动主轴的距离相同；
31.旋转驱动主轴与旋转驱动孔尺寸一致，旋转驱动主轴通过旋转驱动孔转动设置在旋转运动块上，旋转驱动主轴的中间还固定设有两个旋转驱动贴片，旋转驱动贴片贴在旋转运动块的两侧，旋转驱动主轴的端部垂向固定设有旋转驱动杆，旋转驱动杆的一端延伸设有引导杆，旋转驱动套筒的外圈面设有两条呈螺旋线形的引导槽，两条引导槽的起始角度相差180度，引导槽的螺旋线的螺距为旋转驱动套筒高度数值的两倍、圈数为半圈，引导杆的端部具有圆顶，引导杆伴随旋转驱动主轴转动后，其圆顶会从旋转驱动套筒底部的引导槽进入，引导杆继续运动后圆顶会通过引导槽带着旋转驱动套筒旋转，当引导杆从旋转驱动套筒底顶部的引导槽移出后，旋转驱动套筒完成180度的旋转运动，同时另一个引导槽的底部处于引导杆的旋转平面，当引导体脱离上一个引导槽后继续周圈翻转后才进入下一个引导槽，引导体脱离引导槽的翻转期间旋转驱动套筒不再转动；
32.升降驱动主轴上固定套设有第一带轮，旋转驱动主轴上固定设有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过紧绷的皮带连接，驱动元件的输出端直连在升降驱动主轴或旋转驱动
主轴上；
33.旋转驱动套筒的底部还设有两组限位卡体，两组限位卡体分别位于两条引导槽的底部起始位置，限位卡体包括两个对称设置的限位卡片，两个限位卡片之间形成限位卡槽，旋转驱动杆的另一端延伸设有延伸杆，延伸杆上固定设有弧形体，弧形体由圆环体截去一个缺口形成，引导杆穿过缺口，弧形体的宽度尺寸与限位卡槽的宽度一致，弧形体的两端边缘具有弧形倒角，当引导杆脱离一引导槽的同时，弧形体便能进入另一引导槽底部限位卡体的限位卡槽中完成定位功。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
35.1)本发明运用ai巡检机器人、鹰眼摄像头、wifi智能设备，结合多传感器融合技术、ai视觉算法技术、现实增强技术和运行管理平台于一体，可以满足风电场巡检的实际情况需要，符合相关技术和环境要求，能替代工作人员在恶劣环境中完成相关巡检作业的目标；
36.2)通过巡检模块实现不间断地对风电场地的各巡检区域进行反复巡检,并实现对风电场地内风电设备状态的连续、动态采集，把现场的视频、图像、温度等数据发送回运行管理平台，代替巡检人员对风电场地进行全方位巡检，及时发现风电场地中风电设备可能存在的问题，为电厂提供了智能、可靠的新型巡检方式，可以有效降低人身、设备的事故率。
附图说明
37.图1是本巡检系统的模块框架图；
38.图2是本巡检系统的模块流程示意图；
39.图3是调高换位装置的结构示意图；
40.图4是调高换位装置隐藏立杆后的透视结构示意图；
41.图5是调高换位装置处于第一状态下的结构示意图；
42.图6是调高换位装置处于第二状态下的结构示意图；
43.图7是调高换位装置处于第三状态下的结构示意图；
44.图8是调高换位装置处于第四状态下的结构示意图；
45.图9是调高换位装置处于第五状态下的结构示意图；
46.图10是调高换位装置处于第六状态下的结构示意图；
47.图中，1、立杆；2、升降限位块；3、套筒限位块；4、升降运动块；5、旋转运动块；6、旋转驱动套筒；7、主轴体；8、置物杆；9、升降轴体；10、升降套件；11、升降方杆；12、升降驱动主轴；13、旋转驱动主轴；14、缺口；15、套轴；16、销条；17、安置部；18、阶梯段；19、升降驱动杆；20、驱动销体；21、驱动通道；22、旋转驱动杆；23、引导杆；24、引导槽；25、第一带轮；26、第二带轮；27、皮带；28、限位卡片；29、限位卡槽；30、延伸杆；31、弧形体。
具体实施方式
48.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
49.如图1和图2所示，本发明提供的基于ai视觉算法的巡检系统包括运行管理平台和巡检模块；巡检模块用于采集风电场地图像数据及环境数据，并在运行管理平台中显示，从
而便于工作人员对风电场地进行检查。
50.运行管理平台包括场景搭建模块和路径设置模块。
51.场景搭建模块用于构建风电场地的虚拟现实场景，将现实风电场地中的风电设备及风电设备的位置关系等比例搬入虚拟现实场景，同时虚拟现实场景风电设备的云翔状态与现实风电场地中的风电设备的运行状态相同，当巡检模块传递过来的图像数据发生改变时，拟现实场景中的数据进行随之进行改变。
52.路径设置模块用于分析风电设备的位置关系，然后通过人工不同风电设备的巡检需求，并根据风电设备的巡检需求规划ai巡检机器人的巡检路线；在巡检过程中，有的风电设备其状态较差，因此需要巡检的次数就会比较频繁，而有的风电设备其状态良好，就可以相应的减少其巡检次数，因此对所有风电设备进行巡检和对个别风电设备进行巡检时，其巡检路线也会不同，这里可以根据获取风电设备健康状况，对风电设备的巡检频率进行制定，从而制定单次巡检时需要巡检的风电设备，在巡检时，设定最短行驶路线作为巡检路线，并提供给ai巡检机器人。
53.设备识别模块用于识别风电场地中的风电设备，ai巡检机器人在按巡检路线移动的过程中，需要对拍摄的图像中找出风电设备，并对风电设备进行拍摄取样，来准确的确认风电设备，另外在构建虚拟现实场景时，也需要从图像数据中找出风电设备，通过设备识别模块对风电设备进行识别，可以提取需要的数据，另外在风电设备出现异常时，有的异常部位可以直接用肉眼观测出来，这种异常也可以被鹰眼摄像头拍摄下来，这里只需要将其与风电设备的正常的图像进行比对，就能确认其是否存在异常，当期存在异常时，则对该处异常部位产生的数据进行标记；另外在巡检模块在采集其它数据时，也会有异常数据，设备识别模块同样会对其进行标记。
54.巡检模块包括设备识别模块、ai巡检机器人、鹰眼摄像头、传感器和wifi智能设备。
55.检测模块，其包括设置在各设备上的电压检测装置以及电流检测装置以检测接入各设备的电压以及电流；
56.数据存储模块，其内部设置有若干与设备型号存在关联的数据库。
57.数据处理模块，其与巡检模块、检测模块以及数据存储模块分别连接，以完成信息交换，数据处理模块包括控制单元、图像处理单元、数据整合单元、数据匹配单元以及数据修正单元，所述控制单元用以控制异常设备停止运行。
58.图像处理单元用以根据巡检模块发送的设备图像信息确定设备的设备指示灯的亮起数量以及指示灯的亮起颜色并判定设备的异常类型。
59.数据整合单元用以记录设备发生异常时的电压变化量以及电流变化量，将所述电压变化量、电流变化量存储至同一数据集合，建立所述数据集合与所述异常的异常类型的关联关系，并将所述数据集合存储至数据存储模块中对应的数据库中。
60.数据匹配单元用以实时确定设备的电压变化量以及电流变化量，确定所述数据存储模块中与所述设备的设备型号关联的数据库，并调用所述数据库中与各异常类型存在关联的全部数据集合，并将电压变化量以及电流变化量与已调用数据集合中的数据进行比对，以计算各异常类型对应的拟合阈值对设备进行异常判定，其中，若存在任一异常类型对应的拟合阈值小于等于预设标准对比阈值，则所述数据匹配单元判定所述设备存在所述异
常类型的异常。
61.ai巡检机器人用于按照巡检路线在风电场地进行移动；在巡检过程中，需要使用设备取代人工进行移动，这里选取ai巡检机器人作为移动设备，一方面ai巡检机器人可以按照规划的巡检路线进行移动，当巡检路线上出现障碍物阻碍其正常移动时，ai巡检机器人可以绕开障碍物后在移动到巡检路线上，并继续按照巡检路线进行移动。
62.将鹰眼摄像头安装在ai巡检机器人上，利用鹰眼摄像头采集风电场地的图像数据，图像数据包括静态的图片数据以及动态的视屏数据，ai巡检机器人在巡检路线上进行行驶时，主要采用图片数据，以确认是否存在障碍物，在拍摄风电设备时，对于风电设备上的静态部位，采集图片数据，在风电设备上的动态部位，采集视屏数据，然后通过ai视觉算法技术以及现实增强技术，将其转换为虚拟场景中的数据；ai视觉算法技术是一种图形处理，可以使处理的图像更适合人眼观察或传输到仪器进行检测；现实增强技术是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，可以真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成。
63.将传感器安装在ai巡检机器人上，在ai巡检机器人靠近风电设备后，利用传感器采集风电设备周围的环境数据，环境数据包括温度数据、风力数据等风电巡检过程中需要测量的数据，这里采用多传感器融合技术，对对采集的环境数据加以自动分析和综合。
64.在ai巡检机器人上安装wifi智能设备，利用wifi智能设备与运行管理平台进行数据交互，一方面ai巡检机器人采集到的数据可以通过wifi智能设备传递到运行管理平台，运行管理平台下传的巡检路线也可以传递给wifi智能设备，进而控制ai巡检机器人的移动路线。
65.路径设置模块包括固定路径模块和临时路径模块。
66.固定路径模块安装在pc端，用于在远程对ai巡检机器人进行遥控指挥，这里提前在pc端设定好ai巡检机器人的固定巡检路线，正常状态下，操作人员不需要对ai巡检机器人的巡检路线进行改动，ai巡检机器人可以自动按照固定巡检路线进行移动。
67.临时路径模块安装在移动端，移动端可以是手机、平板或遥控器，用于在风电场地对ai巡检机器人进行遥控指挥，通过移动端输出移动方向作为临时巡检路线，当移动端输出移动方向信号时，ai巡检机器人会按照临时巡检路线进行移动，为了避免临时巡检路线与固定巡检路线出现干扰，在临时巡检路线和固定巡检路线同时产生作用时，ai巡检机器人按临时巡检路线在风电场地进行移动，当移动端停止输出信号时，ai巡检机器人才会继续按照固定巡检路线进行移动。
68.场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，为了使虚拟现实场景中的数据更加真实，虚拟现实场景会模拟风电设备的连续动态，由于风电设备在大多数情况下都是处于正常状态，因此不需要对虚拟现实场景中的数据进行更换，而风电设备的运行状态却是在实时变化的，因此需要对其在虚拟现实场景中的数据进行实时更换，这里将采集到的图像数据分为动态数据和静态数据，在更换虚拟现实场景中的数据时，对动态数据进行实时更换，对于静态数据，分析其中是否含有标记数据，当不存在标记数据时，则表明风电设备的仍然正常，此不需要静态数据进行更换，以此来避免更换不必要的数据，当存在标记数据时，则表明风电设备存在异常，因此需要对标记数据进行更换，以便于用户找到异常部位，同时在场景搭建模块在接收到含有标记数据时，会发出警报，从而提醒用户，进而方便用户
快速查看风电设备的异常部位，同时设备识别模块在识别风电设备中的异常部位后，会控制鹰眼摄像头对异常部位进行追踪拍摄，从而使异常部位的信息详细化，进而方便用户看清异常部位的详细情况。
69.还可以对风电设备进行标号，场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，将图像数据按风电设备的标号进行分类，在更换数据时，只对虚拟现实场景相对应标号的风电设备进行数据更换，通过细分数据，可以进一步降低数据更换的内容，从而方便场景搭建模块快速完成数据的转化。
70.以上是对本发明所设计的巡检系统的实施过程。
71.ai巡检机器人从两侧排满风电设备的中间经过，每处于两个风电设备种中间后ai巡检机器人停止短暂时间，并分别对左侧和右侧的两个风电设备进行图像数据采集和各类环境数据采集，ai巡检机器人上还设有调高换位装置，采集器件设置在该调高换位装置上；调高换位装置的一部分功能是自动完成采集器件的高度调整，以使采集器件在高度方向上采集覆盖面更大；调高换位装置的另一部分功能是自动调整采集器件的位置，以使ai巡检机器人在经过两侧的两个风电设备时，两个风电设备的数据都能够被采集到。
72.申请人还对ai巡检机器人的采集方式进行了特别的优化，如果是巡检人员在进行采集活动，经过两侧的风电设备后，肯定是先对一侧的一台风电设备数据采集完毕后，再对另一侧的另一台风电设备进行数据采集，这样经过这条走廊后就能够完成左右两侧所有风电设备的数据采集工作，这条走廊就不用走两遍了，提高了巡检采集的效率。
73.所以ai巡检机器人也可以采用这种形式，在两个风电设备之间，分别将左右两个风电设备直接一次性采集完毕，最简单的方法当然在ai巡检机器人的左右两边各安装上一批采集数据用的采集器件，但是这样每个种类的传感器需要两台，鹰眼摄像头也需要两台，要知道采用不同环境的数据的传感器本身就行需要很多种类，如果每个传感器都需要安置两台那么整个ai巡检机器人的造价成本就会非常高昂，并且双倍数量的传感器一起采集数据还会对数据处理模块的运算压力需求更高，需要采用更好的芯片来完成计算工作。所以，申请人认为，还是采用单台采集数据用的采集器件，在采集完一侧风电设备数据后，将采集器件切换180度换个方向，就能对另一侧的风电设备完成数据采集。
74.另外，在巡检人员在进行采集活动时，可以通过低头和抬头来切换肉眼观察角度，以此扩大巡检范围，但是ai巡检机器人的采集器件也要扩大巡检范围其实只需要进行升降既可。所以，使ai巡检机器人具备调整采集器件高度的能力，也是十分必要的。
75.因为风电设备存在同型号性，所以申请人认为针对ai巡检机器人的高度调节功能和180度调位并不需要独立的升降系统和独立的平行旋转系统，它们完全可以一体化，反正只是完成固定的工作，也没必要采用独立的控制器，因此申请人将采集器件的升降运动和左右换向运动进行了集成化开发，提供了一种周期性自动能够完成以上两种功能并一体化的调高换位装置。
76.如图3和图4所示，调高换位装置包括相对于ai巡检机器人固定设置的固定件和相对于ai巡检机器人可进行活动的运动件；
77.固定件包括：固定设置的立杆1、固定在立杆1上并在竖立方向上具有升降限位孔的升降限位块2、固定在立杆1上并在竖立方向上具有套孔的套筒限位块3、固定在立杆1上并在横向方向上具有升降驱动孔的升降运动块4、固定在立杆1上并在横向方向上具有旋转
驱动孔的旋转运动块5、固定设置并用于输出旋转动力的驱动元件；
78.竖立方向在三轴中为z轴方向，横向方向在三轴中为x轴方向，x轴方向与z轴方向垂直；
79.驱动元件其实就是电机以及变速器，它的输出端就是整个调高换位装置的动力来源；
80.运动件包括：旋转驱动套筒6、主轴体7、置物杆8、升降轴体9、升降套件10、升降方杆11、升降驱动主轴12、旋转驱动主轴13；
81.旋转驱动套筒6的底部固定设有与套孔尺寸一致的套轴15，套轴15转动设置在套孔内，使旋转驱动套筒6能相对于套筒限位块3进行转动(只能相对于套筒限位块3进行转动，不能进行其它任何形式的运动)；
82.旋转驱动套筒6的中心竖立方向开设有与主轴体7尺寸一致的主轴孔，主轴孔的边缘还开设有销孔，主轴体7的外圈竖立设有销条16，主轴体7升降活动设置在主轴孔内，销条16位于销孔中，使主轴体7能相对于旋转驱动套筒6进行高度位置改变的升降运动，且主轴体7不论移动到任何高度位置旋转驱动套筒6的转动都能带动主轴体7同步转动；
83.置物杆8垂直固定设置在主轴体7的上方，置物杆8的最外端具有用于安置采集器件的安置部17；
84.置物杆8可以是如图所示的固定方式，将置物杆8中间固定在主轴体7上，两侧都具有安置部17，比如要采集器件有10种，两侧安置部17就可以各安置5种采集器件，这样左边在采集一台风电设备的5种数据的同时右边能同时采集另一台设备的另外5种数据，然后再对调过来对两台风电设备未采集的5种数据再进行采集，这样采集的效率就是最高的；
85.主轴体7的底部开设有与升降轴体9尺寸一致的转孔，转孔的最内端开设有直径比转孔更大的阶梯孔，升降轴体9的上端固定设有尺寸与阶梯孔一致的阶梯段18，升降轴体9转动设置在转孔中，阶梯段18位于阶梯孔中，使升降轴体9能相对于主轴体7进行转动(但是因为阶梯段18和阶梯孔的存在，两者不会脱离，会进行同步升降)；
86.升降轴体9的底部固定在升降套件10上，升降方杆11的顶部固定在升降套件10上，升降轴体9、升降方杆11、升降套件10是一体件，升降方杆11与升降限位孔外形匹配，升降限位孔呈方形，升降方杆11滑动设置在升降限位孔中，使升降方杆11能相对于升降限位块2进行升降运动(只能相对于升降限位块2进行升降转动，不能进行其它任何形式的运动)；
87.因为方形的升降限位孔和升降方杆11连接，所以与升降方杆11为一体件的升降轴体9也不能进行旋转，所以主轴体7只能带着升降轴体9进行升降运动，而不能带动升降轴体9伴随其进行转动；
88.升降驱动主轴12与升降驱动孔尺寸一致，升降驱动主轴12通过升降驱动孔转动设置在升降运动块4上，升降驱动主轴12的中间还固定设有两个升降驱动贴片，升降驱动贴片贴在升降运动块4的两侧(使升降驱动主轴12不会相对于升降运动块4脱离)，驱动主轴的端部垂向固定设有升降驱动杆19，升降驱动杆19的外端端部垂向设有驱动销体20，升降套件10上开设有驱动通道21，驱动通道21的宽度尺寸与驱动销体20相同，驱动销体20活动设置在驱动通道21中，销体在驱动通道21的活动过程会带着升降套件10进行升降运动；驱动通道21的中间部分呈拱形，驱动通道21的拱形两端为直线型，拱形的到其圆心的距离与驱动销体20到升降驱动主轴12的距离相同；
89.拱形其实就圆形的外圈一部分，这个圆的半径和驱动销体20运动的周转半径是一致的，所以当驱动销体20带动升降套件10移动到最高位置的一刻开始，驱动销体20的运动轨迹与拱形的形状一致，驱动销体20围绕升降驱动主轴12转动后会在拱形的驱动通道21内做形状轨迹一致的运动，在这个过程驱动销体20不会再带着升降套件10进行上升，直到驱动销体20完全经过拱形的驱动通道21后，驱动销体20才会带着升降套件10做下降运动，这个设计目的是为了让主轴体7在处于最高位置的一刻开始，驱动元件的持续输出过程也能让主轴体7在最高位置处停留一定时间，具备充分的时间让主轴体7做180度的换位翻转作业；
90.旋转驱动主轴13与旋转驱动孔尺寸一致，旋转驱动主轴13通过旋转驱动孔转动设置在旋转运动块5上，旋转驱动主轴13的中间还固定设有两个旋转驱动贴片，旋转驱动贴片贴在旋转运动块5的两侧(使旋转驱动主轴13不会相对于旋转运动块5脱离)，旋转驱动主轴13的端部垂向固定设有旋转驱动杆22，旋转驱动杆22的一端延伸设有引导杆23，旋转驱动套筒6的外圈面设有两条呈螺旋线形的引导槽24，两条引导槽24的起始角度相差180度，引导槽24的螺旋线的螺距为旋转驱动套筒6高度数值的两倍、圈数为半圈(也就是引导槽24绕在高度方向上刚好完全穿过旋转驱动套筒6，并且如果引导槽24的起始角度在旋转驱动套筒6底面0度的位置，那么引导槽24的终末角度就在旋转驱动套筒6顶面180度的位置)，引导杆23的端部具有圆顶，引导杆23伴随旋转驱动主轴13转动后，其圆顶会从旋转驱动套筒6底部的引导槽24进入，引导杆23继续运动后圆顶会通过引导槽24带着旋转驱动套筒6旋转，当引导杆23从旋转驱动套筒6底顶部的引导槽24移出后，旋转驱动套筒6完成180度的旋转运动，同时另一个引导槽24的底部处于引导杆23的旋转平面(这是因为两条引导槽24的起始角度相差180度，当引导杆23经从0度的起始角度经过第一个引导槽24后，会带着旋转驱动套筒6旋转180度，这意味着原先处于180度位置的第二引导槽24伴随旋转驱动套筒6翻转了180度，所以第二引导槽24的起始角度从180度翻到0度的位置)，当引导体脱离上一个引导槽24后继续周圈翻转后才进入下一个引导槽24，引导体脱离引导槽24的翻转期间旋转驱动套筒6不再转动；
91.因为工位切换就是要将左边的采集器件翻到右边，然后同时将右边的采集器件翻到左边，那么就需要通过对主轴体7翻转180度来实现这个目的，上面提到的驱动销体20在拱形的驱动通道21内做运动的期间，就是为了完成主轴体7在最高点时完成180度的运动，本发明通过引导体和引导槽24的相互对接作用来完成这个旋转运动，然后引导体脱离引导槽24会存在很长的一段时间，这个时间完成的升降运动，让主轴体7带着采集器件进行一次下降以从竖立方向上覆盖到更多的位置；
92.升降驱动主轴12上固定套设有第一带轮25，旋转驱动主轴13上固定设有第二带轮26，第一带轮25和第二带轮26通过紧绷的皮带27连接，驱动元件的输出端直连在升降驱动主轴12或旋转驱动主轴13上；
93.本发明提倡是升降运动和工位切换的旋转运动是协调同步进行的，采用单个驱动元件进行持续不断的输出就能完成这两项工序，所以升降运动的动力输入部分升降驱动主轴12和旋转运动是动力输入部分旋转驱动主轴13需要通过合理的方式一起联动起来，让驱动销体20在拱形的驱动通道21的整个运动过程恰好就是引导杆23进入引导槽24的整个运动过程；
94.旋转驱动套筒6的底部还设有两组限位卡体，两组限位卡体分别位于两条引导槽24的底部起始位置，限位卡体包括两个对称设置的限位卡片28，两个限位卡片28之间形成限位卡槽29，旋转驱动杆22的另一端延伸设有延伸杆30，延伸杆30上固定设有弧形体31，弧形体31由圆环体截去一个缺口14形成，引导杆23穿过缺口14，弧形体31的宽度尺寸与限位卡槽29的宽度一致，弧形体31的两端边缘具有弧形倒角，当引导杆23脱离一引导槽24的同时，弧形体31便能进入另一引导槽24底部限位卡体的限位卡槽29中完成定位功能；
95.因为采集器件的工作目的是采集，所以当采集器件在进行采集的过程中不能左右晃动，特别是大风天气晃动的采集器件可能会产生采集数据不准确的情形，所以当采集器件伴随主轴体7完成工位切换工作后，就需要进行定位，这个过程由弧形体31进入引导槽24后将旋转驱动套筒6卡住来实现主轴体7的定位，使主轴体7被限制住而避免自然晃动的情况。
96.以上是调高换位装置的结构以及运作原理，接下来通过图5～10来说明在主轴体7及采集器件进行工位切换运动以及升降运动中的周期性过程。
97.图5～10中的升降驱动杆19和旋转驱动杆22均为顺时针转动，并且图示中隐藏了驱动元件。
98.如图5所示，这时引导杆23即将进入引导槽24的一刻，此时主轴体7位于最高位置处，驱动销体20进入拱形的驱动通道21内且运动轨迹与拱形一致；如图6所示，升降驱动杆19和旋转驱动杆22继续顺时针转动，引导杆23通过引导槽24带动旋转驱动套筒6的旋转，旋转驱动套筒6又通过销条16和销孔带动主轴体7旋转，实现工位切换过程，此时升降驱动杆19在拱形的驱动通道21内运动，主轴体7高度方向上不会运动；如图7所示，此时引导杆23刚脱离引导槽24，驱动销体20的运动轨迹不再与拱形的驱动通道21一致，弧形体31嵌入到限位卡槽29中完成限位功能；如图8所示，引导杆23完全脱离引导槽24并继续运动，主轴体7不再转动，但是驱动销体20会从上往下挤压驱动通道21，使一体件下降，主轴也同步做下降运动；如图9所示，此时主轴体7被下拉至最低状态，驱动销体20位于驱动通道21的拱形正中间；如图10所示，运作一圈后，各个部件回归到与图5一致的状态，重复以上运动，只不过这时候是将原先从0度翻转到180度的主轴体7继续翻转回360度(0度)。
99.应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括
……”
均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有
……”
，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含
……”
。
100.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：包括用于实现风电场地运作的运行管理平台和用于对现风电场内的风电设备进行巡检的巡检模块；所述的巡检模块包括用于按照巡检路线在风电场地进行移动的ai巡检机器人、安装在ai巡检机器人上并用于采集风电场地的图像数据的鹰眼摄像头、安装在ai巡检机器人上并用于采集风电设备周围的各类环境数据的多个不同种类的传感器、安装在ai巡检机器人上并用于与运行管理平台进行数据交互的智能交互设备，鹰眼摄像头和多个不同种类的传感器为采集器件。2.根据权利要求1所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的运行管理平台包括用于构建风电场地的虚拟现实场景并能根据风电场地的图像数据对虚拟现实场景中的数据进行实时更换的场景搭建模块、用于分析风电设备的位置关系并能按照风电设备的巡检需求规划ai巡检机器人巡检路线的路径设置模块、用于识别风电场地中风电设备以及识别风电设备中的异常部位并对其进行标记的设备识别模块、由设置在各风电设备上的电压检测装置和电流检测装置形成的检测模块、具有与各风电设备型号存在关联数据库的数据存储模块、具有数据处理功能的数据处理模块。3.根据权利要求2所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的虚拟现实场景包括风电设备、风电设备的位置关系以及风电设备的运行状态。4.根据权利要求2所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的数据处理模块分别与巡检模块、检测模块、数据存储模块电性连接以完成信息交换，该数据处理模块包括控制单元、图像处理单元、数据整合单元、数据匹配单元以及数据修正单元；控制单元用以控制异常设备停止运行；图像处理单元用以根据巡检模块发送的设备图像信息确定风电设备的设备指示灯的亮起数量以及指示灯的亮起颜色并判定设备的异常类型；数据整合单元用以记录风电设备发生异常时的电压变化量以及电流变化量，将电压变化量、电流变化量存储至同一数据集合，建立数据集合与异常的异常类型的关联关系，并将数据集合存储至数据存储模块中对应的数据库中；数据匹配单元用以实时确定设备的电压变化量以及电流变化量，确定数据存储模块中与风电设备的设备型号关联的数据库，并调用数据库中与各异常类型存在关联的全部数据集合，并将电压变化量以及电流变化量与已调用数据集合中的数据进行比对，以计算各异常类型对应的拟合阈值对设备进行异常判定，若存在任一异常类型对应的拟合阈值小于等于预设标准对比阈值，则数据匹配单元判定风电设备存在异常类型的异常。5.根据权利要求2所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述路径设置模块包括：固定路径模块，用于提前设定固定巡检路线，ai巡检机器人会按照固定巡检路线在风电场地进行移动；临时路径模块，用于设定临时巡检路线，当临时巡检路线与固定巡检路线产生冲突时，ai巡检机器人按临时巡检路线在风电场地进行移动。6.根据权利要求5所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的临时路径模块安装在移动端，用于在风电场地对ai巡检机器人进行遥控指挥，所述固定路径模块安装在pc端，用于在远程对ai巡检机器人进行遥控指挥。
7.根据权利要求2所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，将图像数据分为动态数据和静态数据，在更换虚拟现实场景中的数据时，对动态数据进行实时更换，对于静态数据，分析其中是否含有标记数据，当存在标记数据时，则对标记数据进行更换，当不存在标记数据时，则不对静态数据进行更换。8.根据权利要求2所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的风电设备可进行标号处理，场景搭建模块在获取风电场地的图像数据后，将图像数据按风电设备的标号进行分类，在更换数据时，只对虚拟现实场景相对应标号的风电设备进行数据更换，场景搭建模块在接收到含有标记数据时，会发出警报。9.根据权利要求1所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的ai巡检机器人从两侧排满风电设备的中间经过，每处于两个风电设备种中间后ai巡检机器人停止短暂时间，并分别对左侧和右侧的两个风电设备进行图像数据采集和各类环境数据采集，ai巡检机器人上还设有调高换位装置，采集器件设置在该调高换位装置上；调高换位装置的一部分功能是自动完成采集器件的高度调整，以使采集器件在高度方向上采集覆盖面更大；调高换位装置的另一部分功能是自动调整采集器件的位置，以使ai巡检机器人在经过两侧的两个风电设备时，两个风电设备的数据都能够被采集到。10.根据权利要求9所述的一种基于ai视觉算法的巡检系统，其特征在于：所述的调高换位装置包括相对于ai巡检机器人固定设置的固定件和相对于ai巡检机器人可进行活动的运动件；固定件包括：固定设置的立杆、固定在立杆上并在竖立方向上具有升降限位孔的升降限位块、固定在立杆上并在竖立方向上具有套孔的套筒限位块、固定在立杆上并在横向方向上具有升降驱动孔的升降运动块、固定在立杆上并在横向方向上具有旋转驱动孔的旋转运动块、固定设置并用于输出旋转动力的驱动元件；运动件包括：旋转驱动套筒、主轴体、置物杆、升降轴体、升降套件、升降方杆、升降驱动主轴、旋转驱动主轴；旋转驱动套筒的底部固定设有与套孔尺寸一致的套轴，套轴转动设置在套孔内，使旋转驱动套筒能相对于套筒限位块进行转动；旋转驱动套筒的中心竖立方向开设有与主轴体尺寸一致的主轴孔，主轴孔的边缘还开设有销孔，主轴体的外圈竖立设有销条，主轴体升降活动设置在主轴孔内，销条位于销孔中，使主轴体能相对于旋转驱动套筒进行高度位置改变的升降运动，且主轴体不论移动到任何高度位置旋转驱动套筒的转动都能带动主轴体同步转动；置物杆垂直固定设置在主轴体的上方，置物杆的最外端具有用于安置采集器件的安置部；主轴体的底部开设有与升降轴体尺寸一致的转孔，转孔的最内端开设有直径比转孔更大的阶梯孔，升降轴体的上端固定设有尺寸与阶梯孔一致的阶梯段，升降轴体转动设置在转孔中，阶梯段位于阶梯孔中，使升降轴体能相对于主轴体进行转动；升降轴体的底部固定在升降套件上，升降方杆的顶部固定在升降套件上，升降方杆与升降限位孔外形匹配，升降方杆滑动设置在升降限位孔中，使升降方杆能相对于升降限位块进行升降运动；
升降驱动主轴与升降驱动孔尺寸一致，升降驱动主轴通过升降驱动孔转动设置在升降运动块上，升降驱动主轴的中间还固定设有两个升降驱动贴片，升降驱动贴片贴在升降运动块的两侧，驱动主轴的端部垂向固定设有升降驱动杆，升降驱动杆的外端端部垂向设有驱动销体，升降套件上开设有驱动通道，驱动通道的宽度尺寸与驱动销体相同，驱动销体活动设置在驱动通道中，销体在驱动通道的活动过程会带着升降套件进行升降运动；驱动通道的中间部分呈拱形，驱动通道的拱形两端为直线型，拱形的到其圆心的距离与驱动销体到升降驱动主轴的距离相同；旋转驱动主轴与旋转驱动孔尺寸一致，旋转驱动主轴通过旋转驱动孔转动设置在旋转运动块上，旋转驱动主轴的中间还固定设有两个旋转驱动贴片，旋转驱动贴片贴在旋转运动块的两侧，旋转驱动主轴的端部垂向固定设有旋转驱动杆，旋转驱动杆的一端延伸设有引导杆，旋转驱动套筒的外圈面设有两条呈螺旋线形的引导槽，两条引导槽的起始角度相差180度，引导槽的螺旋线的螺距为旋转驱动套筒高度数值的两倍、圈数为半圈，引导杆的端部具有圆顶，引导杆伴随旋转驱动主轴转动后，其圆顶会从旋转驱动套筒底部的引导槽进入，引导杆继续运动后圆顶会通过引导槽带着旋转驱动套筒旋转，当引导杆从旋转驱动套筒底顶部的引导槽移出后，旋转驱动套筒完成180度的旋转运动，同时另一个引导槽的底部处于引导杆的旋转平面，当引导体脱离上一个引导槽后继续周圈翻转后才进入下一个引导槽，引导体脱离引导槽的翻转期间旋转驱动套筒不再转动；升降驱动主轴上固定套设有第一带轮，旋转驱动主轴上固定设有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过紧绷的皮带连接，驱动元件的输出端直连在升降驱动主轴或旋转驱动主轴上；旋转驱动套筒的底部还设有两组限位卡体，两组限位卡体分别位于两条引导槽的底部起始位置，限位卡体包括两个对称设置的限位卡片，两个限位卡片之间形成限位卡槽，旋转驱动杆的另一端延伸设有延伸杆，延伸杆上固定设有弧形体，弧形体由圆环体截去一个缺口形成，引导杆穿过缺口，弧形体的宽度尺寸与限位卡槽的宽度一致，弧形体的两端边缘具有弧形倒角，当引导杆脱离一引导槽的同时，弧形体便能进入另一引导槽底部限位卡体的限位卡槽中完成定位功。

技术总结
本发明提供了一种基于AI视觉算法的巡检系统，属于风电巡检技术领域。它解决了现有的市场上不存在对风电机组的进行机器代人的形式巡检的问题。本巡检系统包括用于实现风电场地运作的运行管理平台和用于对现风电场内的风电设备进行巡检效验的巡检模块，巡检模块包括用于按照巡检路线在风电场地进行移动的AI巡检机器人、安装在AI巡检机器人上并用于采集风电场地的图像数据的鹰眼摄像头、安装在AI巡检机器人上并用于采集风电设备周围的各类环境数据的多个不同种类的传感器。与现有技术相比，本发明为电厂提供了智能、可靠的新型巡检方式，可以有效降低人身、设备的事故率。设备的事故率。设备的事故率。


技术研发人员：王科 薛标文 陆雪峰 张俊 王有发 高崖 杨洋 张文峰
受保护的技术使用者：巴彦淖尔京能清洁能源电力有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/10/6