换流站检修车辆安全距离监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及监测领域，特别是涉及换流站检修车辆安全距离监测装置。


背景技术：

2.特高压换流站年度“体检”时，需使用检修车辆进行检修作业。目前对于检修车辆作业的安全问题主要以人工把控为主，作业人员需人工判断检修车辆自身位置、吊臂位置，以及检修车辆上的各重要部位(例如吊篮等移动部位)与换流站中的电力设备之间的距离，存在较高的作业风险。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的是提供换流站检修车辆安全距离监测装置，可对检修车辆自身、吊臂位置及检修车辆上的各重要部位与电力设备之间的距离进行实时监测，进而保证作业安全。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下方案：
5.一种换流站检修车辆安全距离监测装置，所述监测装置包括：
6.定位器，设置在检修车辆的驾驶舱内，用于对所述驾驶舱进行实时定位，得到位置数据；
7.测距仪，设置在所述检修车辆的各移动部位上，用于实时测量各移动部位与换流站中的电力设备之间的实际距离，作为第一距离数据；
8.惯性导航设备，设置在所述检修车辆的吊臂上，用于获取所述吊臂的运行状态数据；所述运行状态数据至少包括所述吊臂的位置信息；
9.第一通讯设备，设置在检修车辆上，用于发送所述第一距离数据、位置数据和运行状态数据。
10.可选地，所述监测装置还包括：
11.报警器，设置在所述驾驶舱内，用于在接收到报警信号后进行报警。
12.可选地，所述监测装置还包括控制设备，所述控制设备至少包括相连接的第二通讯设备、比较器和信号发生设备；
13.所述第二通讯设备与所述第一通讯设备相连接，用于：获取第二距离数据、第三距离数据和所述第一距离数据；其中，所述第二距离数据包括所述检修车辆与电力设备之间的实际距离；所述第二距离数据基于所述位置数据得到；所述第三距离数据包括：所述吊臂与电力设备之间的实际距离；所述第三距离数据基于所述位置信息得到；
14.所述比较器的第一输入端与所述第二通讯设备相连接，所述比较器的第二输入端用于输入预设值；所述比较器用于：将各实际距离与预设值相比较；
15.所述信号发生设备的输入端与所述比较器的输出端相连接，所述信号发生设备的输出端与所述报警器相连接，所述信号发生设备用于：在任一实际距离小于所述预设值时，生成所述报警信号，并通过其输出端发送至所述报警器。
16.可选地，所述监测装置还包括：
17.全景影像设备，设置在所述检修车辆上，用于获取所述检修车辆的全景影像并在所述驾驶舱内展示。
18.可选地，所述定位器具体为uwb定位器；所述uwb定位器包括uwb定位标签和uwb定位基站；其中：所述uwb定位标签设置在所述驾驶舱内；
19.所述uwb定位基站的个数不小于三个，且分别设置在所述换流站的不同位置。
20.可选地，所述测距仪包括：
21.激光探测模块，用于向电力设备发射激光波束，并接收所述电力设备反射所述激光波束产生的回波信号；
22.信息处理模块，与所述激光探测模块连接，用于根据所述激光探测模块发射所述激光波束的时间与接收到所述回波信号的时间，得到所在移动部位与所述电力设备间的实际距离。
23.可选地，所述惯性导航设备包括：
24.陀螺仪，设置在所述吊臂上，用于获取所述吊臂的当前角速度；
25.加速度计，设置在所述吊臂上，用于获取所述吊臂的当前线加速度；
26.处理模块，与所述陀螺仪、加速度计连接，用于根据所述当前角速度、当前线加速度，得到所述运行状态数据。
27.可选地，所述全景影像设备包括：
28.多个摄像头，每一摄像头均设置在所述检修车辆上；所述多个摄像头能够覆盖所述检修车辆周围360
°
的视场区域；
29.显示屏，设置在所述驾驶舱内，用于接收多个所述摄像头采集的影像，以及，展示所述检修车辆周围的全景影像。
30.可选地，所述比较器包括第一比较器和第二比较器；所述信号发生设备包括第一信号发生设备和第二信号发生设备；所述报警器包括第一报警器和第二报警器；
31.所述第一比较器的第一输入端、所述第二比较器的第一输入端分别与所述第二通讯设备相连接；
32.所述第一比较器的第二输入端用于输入预警阈值；所述第二比较器的第二输入端用于输入告警阈值；其中，所述预设值包括：预警阈值和告警阈值；
33.所述第一信号发生设备的输入端与所述第一比较器的输出端相连接，所述第一信号发生设备的输出端与所述第一报警器的输入端相连接；
34.所述第二信号发生设备的输入端与所述第二比较器的输出端相连接，所述第二信号发生设备的输出端与所述第二报警器的输入端相连接。
35.根据本实用新型提供的具体实施例，公开了以下技术效果：
36.在本实用新型实施例中，通过定位器确定检修车辆的位置；测距仪实时获取各移动部位与换流站电力设备之间的实际距离，同时，利用惯性导航设备实时获取检修车辆吊臂的运行状态数据(至少包含位置信息)，通过设置在检修车辆各移动部件的测距仪可测量出各移动部位与电力设备间的实际距离，因此，在本实用新型实施例中，可对检修车辆自身、吊臂位置及检修车辆上的各重要部位与电力设备之间的距离进行实时监测，不再需要人工判断，进而可提高作业的安全性。
附图说明
37.图1为本实用新型实施例提供的安全距离监测装置的模块结构示意图；
38.图2为监测装置整体位置示意图；
39.图3为控制设备模块结构示意图；
40.图4为测距仪的模块结构示意图；
41.图5为惯性导航设备的模块结构示意图。
42.符号说明：
43.定位器-1、测距仪-2、激光探测模块-21、信息处理模块-22、惯性导航设备-3、陀螺仪-31、加速度计-32、处理模块-33、第一通讯设备-4、报警器-5、第一报警器-51、第二报警器-52、控制设备-6、第二通讯设备-61、比较器-62、第一比较器-621、第二比较器-622、信号发生设备-63、第一信号发生设备-631、第二信号发生设备-632。
具体实施方式
44.下面结合附图，对本实用新型的实施例进行描述。
45.本实用新型实施例提供一种换流站检修车辆安全距离监测装置，以对检修车辆自身、吊臂位置及检修车辆上的各重要部位与电力设备之间的距离进行实时监测，进而保证作业安全。
46.图1和图2示出了上述监测装置的示例性结构，包括：定位器1、测距仪2、惯性导航设备3和第一通讯设备4(图2中未示出)。
47.定位器1设置在检修车辆的驾驶舱内。定位器1用于对驾驶舱进行实时定位，得到位置数据。
48.测距仪2设置在检修车辆的各移动部位上。测距仪2用于实时测量各移动部位与换流站中的电力设备之间的实际距离。可称为第一距离数据。其中，移动部位包括：吊钩、吊篮和转角中的至少一种。
49.惯性导航设备3设置在检修车辆的吊臂上。惯性导航设备3用于获取吊臂的运行状态数据；其中，运行状态数据至少包括吊臂的位置信息。
50.第一通讯设备4设置在检修车辆上。第一通讯设备4用于发送第一距离数据、位置数据和运行状态数据。
51.第一通讯设备4具有通信接口，可实现发送第一距离数据、位置数据和运行状态数据。通信接口具体可为无线通信接口或有线通信接口。在此不作赘述。
52.在一个示例中，第一通讯设备4可通过有线或无线通信接口将上述数据发送至远端设备，例如云端服务器、上位机、远程终端、数据库、数据存储服务器等等，以备远端设备对上述数据进行存储或者分析等。
53.在另一个示例中，第一通讯设备4可将数据发送至本地设备，例如，下述实施例中提及的第二通讯设备、设置在驾驶舱中的中控设备、输出设备等。其中，中控设备可对数据进行存储、分析，或者，通过输出设备对其进行展示和或语音播报。输出设备可包括：显示屏、扬声器等。
54.在本发明其他实施例中，在不需要发送第一距离数据、位置数据和运行状态数据的情况下，或者，在定位器1、测距仪2、惯性导航设备3各自具备通讯功能的情况下，上述所
有实施例中的监测装置也可不包含第一通讯设备4。
55.在本发明其他实施例中，还提供了上述监测装置的另一种示例性结构，包括：定位器1、测距仪2和惯性导航设备3。
56.本实用新型实施例所提供的监测装置，能够实现检修车辆及其各重要部位与电力设备之间距离的实时监测，无需人工判断，为保证检修车辆与电力设备之间保持安全距离提供了基础。
57.进一步地，上述监测装置还包括报警器5。
58.报警器5设置在驾驶舱内。报警器5用于在接收到报警信号后进行报警。
59.在一个示例中，报警器5可包括：声报警模块(例如蜂鸣器)和光报警模块(例如报警灯)。
60.其中，声报警模块用于在接收到报警信号后进行声音报警；光报警模块用于在接收到报警信号后进行闪光报警。
61.在另一个示例中，报警器5具体可为声光电报警器。
62.在本发明其他实施例中，上述所有实施例中的监测装置还可包括控制设备6。
63.图3示出了控制设备6的一种示例性结构，至少包括相连接的第二通讯设备61、比较器62和信号发生设备63；
64.第二通讯设备61与第一通讯设备4相连接。
65.具体的，第二通讯设备61与第一通讯设备4可通过有线或无线通信接口连接。以有线通信接口为例，示例性地，第二通讯设备61与第一通讯设备4之间的数据传输，可通过如rs232接口、spi接口等进行。
66.第二通讯设备61用于：获取第一距离数据、第二距离数据和第三距离数据；
67.其中，第二距离数据包括检修车辆与电力设备之间的实际距离；第二距离数据基于位置数据得到；第三距离数据包括：吊臂与电力设备之间的实际距离；第三距离数据基于位置信息得到。
68.具体地，第二距离数据和第三距离数据，可由第二通讯设备61对位置数据和位置信息进行处理获得；或者，由第一通讯设备4将位置数据和运行状态数据发送至其他设备，例如远端设备(如上述云端服务器、上位机等)进行处理得到。
69.比较器62的第一输入端与第二通讯设备61相连接。比较器62的第二输入端用于输入预设值。比较器62用于将各实际距离与预设值相比较，输出比较结果。
70.在一个示例中，比较结果可为0、1等数字。
71.在另一个示例中，比较结果可为高低电平。
72.其中，0可表征实际距离小于或小于等于预设值，1可表征实际距离大于或大于等于预设值。或者相反，1可表征实际距离小于或小于等于预设值，0可表征实际距离大于或大于等于预设值；
73.同理，低电平可表征实际距离小于或小于等于预设值，高电平可表征实际距离大于或大于等于预设值。或者相反，高电平可表征实际距离小于或小于等于预设值，低电平可表征实际距离大于或大于等于预设值。
74.比较器的电路可参照现有比较器的电路设计，在此不作赘述。
75.信号发生设备63的输入端与比较器62的输出端相连接。信号发生设备63的输出端
与报警器5相连接。信号发生设备63用于：在任一实际距离小于预设值时，生成报警信号，并通过其输出端发送至报警器5。
76.信号发生设备可参照现有电路设计，在此不作赘述。
77.在本实施例中，在现场的各采集器(定位器、测距仪、惯性导航设备等)采集到实时数据后，控制设备可基于上述实时数据确定检修车辆与电力设备之间的实际距离、吊臂与电力设备之间的实际距离，以及，各移动部位与换流站中的电力设备之间的实际距离，并在任一实际距离小于预设值时，通过现场的报警器进行报警，以提醒作业人员，降低作业风险。
78.在本发明其他实施例中，预设值可进一步包括：预警阈值和告警阈值；预警阈值大于告警阈值。示例性地，预警阈值为1.5m，告警阈值为1m。当然，本领域技术人员可根据实际情况，灵活设计预警阈值和告警阈值的具体取值，只要预警阈值大于告警阈值即可，在此不作赘述。
79.相应的，请参见图3，上述所有实施例中的比较器62包括第一比较器621和第二比较器622。信号发生设备63包括第一信号发生设备631和第二信号发生设备632。报警器5包括第一报警器51和第二报警器52。
80.第一比较器621的第一输入端、第二比较器622的第一输入端分别与第二通讯设备61相连接。
81.第一比较器621的第二输入端用于输入预警阈值。第二比较器622的第二输入端用于输入告警阈值。其中，第一信号发生设备631的输入端与第一比较器621的输出端相连接。第一信号发生设备631的输出端与第一报警器51的输入端相连接。
82.第二信号发生设备632的输入端与第二比较器622的输出端相连接。第二信号发生设备632的输出端与第二报警器52的输入端相连接。
83.进一步地，第一信号发生设备631用于：在任一实际距离小于预警阈值时，生成预警信号，并通过其输出端发送至第一报警器51。
84.第二信号发生设备632用于：在任一实际距离小于告警阈值时，生成告警信号，并通过其输出端发送至第二报警器52。
85.第一报警器51用于，在接收到预警信号后进行预警提示。
86.在一个示例中，预警提示可包括：响铃提示或灯光提示。则第一报警器51可包括：直流电铃或报警灯(例如红色led灯)。当然，也可同时包括直流电铃和报警灯。在接收到预警信号后，直流电铃可以连续铃、断续铃和单次铃(1秒铃)等方式响铃，或者，报警灯可点亮，此外，还可闪烁。
87.或者，第一报警器51可包括：蜂鸣器或报警灯。在接收到预警信号后，蜂鸣器发声或者报警灯闪烁。
88.第二报警器52用于，在接收到告警信号后进行告警提示。
89.在另一个示例中，告警提示可包括：响铃提示和灯光提示。第二报警器52可进一步包括：直流电铃和报警灯(例如红色led灯)。在接收到预警信号后，直流电铃可以连续铃、断续铃和单次铃(1秒铃)等方式响铃，报警灯同时可点亮，此外，还可闪烁。
90.或者，第二报警器52可包括：蜂鸣器和报警灯。在接收到告警信号后，蜂鸣器发声同时报警灯闪烁。
91.此外，告警提示还可包括文字提示和/或语音提示。则第二报警器52可进一步包括：显示屏和/或扬声器。
92.当然，在本发明其他实施例中，报警单元5可包括直流电铃/蜂鸣器、报警灯、显示屏和扬声器，也可实现告警和预警。
93.需要说明的是，告警提示应与预警提示不同，以便于驾驶员进行区分。
94.以预警阈值为1.5m，告警阈值为1m为例，本实施例可实现：
95.检修车辆自身/各重要部位(包含移动部位、吊臂)与电力设备之间的实际距离，当小于或小于等于1.5m时，第一报警器51如上所述进行预警提示，当小于或小于等于1m时，第二报警器52如上所述进行告警提示。并且，由于预警提示和告警提示不同，作业人员可予以区分哪种情况更紧急，以避免检修车辆自身/各重要部位与电力设备之间发生碰撞，乃至引起漏电、起火等事故。
96.进一步地，上述所有实施例中的监测装置还可包括：全景影像设备。
97.全景影像设备设置在检修车辆上。全景影像设备用于获取检修车辆的全景影像并在驾驶舱内展示。
98.具体地，全景影像设备包括：多个摄像头和显示屏。
99.每一摄像头均设置在检修车辆上。多个摄像头能够覆盖检修车辆周围360
°
的视场区域。
100.显示屏设置在驾驶舱内。显示屏用于接收多个摄像头采集的影像，以及，展示检修车辆周围的全景影像。
101.在一个示例中，摄像头具体可为190
°
超广角高清摄像头。在检修车辆上可配置四路190
°
超广角高清摄像头，分设在检修车辆四周，全面覆盖车身四周前后左右盲区，实现360
°
无死角监控。
102.通过设置全景影像设备，可在驾驶舱内展示车辆周围360度全景影像，实现360度全方位护航，降低了视觉盲区(行驶盲区、变道盲区、倒车盲区、起步盲区)的威胁，进而保障车辆安全驾驶。
103.示例性地，全景影像设备的主要性能参数可参见下表1。
104.[0105][0106]
表1
[0107]
下面介绍定位器1。
[0108]
在本发明其他实施例中，上述定位器1具体可为uwb(ultrawide band，超宽带)定位器。
[0109]
uwb定位器包括uwb定位标签和uwb定位基站。其中：uwb定位标签设置在驾驶舱内。
[0110]
uwb定位基站的个数不小于三个，且分别设置在换流站的不同位置。
[0111]
示例性地，uwb定位装置主要性能指标如下所示：
[0112]
电池工作时间：1年；工作频率：3次/秒(可修改)；信号调制方式：gfsk；通讯速率：双向1024kbit/s；工作频率：2.4～2.5ghz；输出功率：
[0113]
《＝0dbm；通讯距离：《80米；位误码率：43382；外壳材料：高温改性abs塑料。
[0114]
进一步地，参见图4，测距仪2包括：激光探测模块21、信息处理模块22。
[0115]
激光探测模块21用于向电力设备发射激光波束，并接收电力设备反射激光波束产生的回波信号。
[0116]
信息处理模块22与激光探测模块21连接。信息处理模块22用于根据激光探测模块21发射激光波束的时间与接收到回波信号的时间，得到所在移动部位与电力设备间的实际距离。
[0117]
在选取测距仪2时，可参考下表2所示的性能参数。
[0118][0119]
表2
[0120]
进一步地，参见图5，惯性导航设备3包括：陀螺仪31、加速度计32和处理模块33。
[0121]
陀螺仪31设置在吊臂上。陀螺仪31用于获取吊臂的当前角速度。
[0122]
加速度计32设置在吊臂上。加速度计32用于获取吊臂的当前线加速度。
[0123]
处理模块33与陀螺仪31、加速度计32连接。处理模块33用于根据当前角速度、当前线加速度，得到运行状态数据。
[0124]
示例性地，惯性导航设备3的主要性能参数可参考下表3。
[0125]
[0126][0127]
表3
[0128]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0129]
本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：定位器，设置在检修车辆的驾驶舱内，用于对所述驾驶舱进行实时定位，得到位置数据；测距仪，设置在所述检修车辆的各移动部位上，用于实时测量各移动部位与换流站中的电力设备之间的实际距离，作为第一距离数据；惯性导航设备，设置在所述检修车辆的吊臂上，用于获取所述吊臂的运行状态数据；所述运行状态数据至少包括所述吊臂的位置信息；第一通讯设备，设置在检修车辆上，用于发送所述第一距离数据、位置数据和运行状态数据。2.根据权利要求1所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括：报警器，设置在所述驾驶舱内，用于在接收到报警信号后进行报警。3.根据权利要求2所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，还包括控制设备，所述控制设备至少包括相连接的第二通讯设备、比较器和信号发生设备；所述第二通讯设备与所述第一通讯设备相连接，用于：获取第二距离数据、第三距离数据和所述第一距离数据；其中，所述第二距离数据包括所述检修车辆与电力设备之间的实际距离；所述第二距离数据基于所述位置数据得到；所述第三距离数据包括：所述吊臂与电力设备之间的实际距离；所述第三距离数据基于所述位置信息得到；所述比较器的第一输入端与所述第二通讯设备相连接，所述比较器的第二输入端用于输入预设值；所述比较器用于：将各实际距离与预设值相比较；所述信号发生设备的输入端与所述比较器的输出端相连接，所述信号发生设备的输出端与所述报警器相连接，所述信号发生设备用于：在任一实际距离小于所述预设值时，生成所述报警信号，并通过其输出端发送至所述报警器。4.根据权利要求1-3任一项所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，还包括：全景影像设备，设置在所述检修车辆上，用于获取所述检修车辆的全景影像并在所述驾驶舱内展示。5.根据权利要求1-3任一项所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述定位器具体为uwb定位器；所述uwb定位器包括uwb定位标签和uwb定位基站；其中：所述uwb定位标签设置在所述驾驶舱内；所述uwb定位基站的个数不小于三个，且分别设置在所述换流站的不同位置。6.根据权利要求1-3任一项所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述测距仪包括：激光探测模块，用于向电力设备发射激光波束，并接收所述电力设备反射所述激光波束产生的回波信号；信息处理模块，与所述激光探测模块连接，用于根据所述激光探测模块发射所述激光波束的时间与接收到所述回波信号的时间，得到所在移动部位与所述电力设备间的实际距离。7.根据权利要求1-3任一项所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所
述惯性导航设备包括：陀螺仪，设置在所述吊臂上，用于获取所述吊臂的当前角速度；加速度计，设置在所述吊臂上，用于获取所述吊臂的当前线加速度；处理模块，与所述陀螺仪、加速度计连接，用于根据所述当前角速度、当前线加速度，得到所述运行状态数据。8.根据权利要求4所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述全景影像设备包括：多个摄像头，每一摄像头均设置在所述检修车辆上；所述多个摄像头能够覆盖所述检修车辆周围360
°
的视场区域；显示屏，设置在所述驾驶舱内，用于接收多个所述摄像头采集的影像，以及，展示所述检修车辆周围的全景影像。9.根据权利要求3所述的换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，所述比较器包括第一比较器和第二比较器；所述信号发生设备包括第一信号发生设备和第二信号发生设备；所述报警器包括第一报警器和第二报警器；所述第一比较器的第一输入端、所述第二比较器的第一输入端分别与所述第二通讯设备相连接；所述第一比较器的第二输入端用于输入预警阈值；所述第二比较器的第二输入端用于输入告警阈值；其中，所述预设值包括：预警阈值和告警阈值；所述第一信号发生设备的输入端与所述第一比较器的输出端相连接，所述第一信号发生设备的输出端与所述第一报警器的输入端相连接；所述第二信号发生设备的输入端与所述第二比较器的输出端相连接，所述第二信号发生设备的输出端与所述第二报警器的输入端相连接。10.一种换流站检修车辆安全距离监测装置，其特征在于，包括：定位器、测距仪和惯性导航设备；所述定位器，设置在检修车辆的驾驶舱内，用于对所述驾驶舱进行实时定位，得到位置数据；所述测距仪，设置在所述检修车辆的各移动部位上，用于实时测量各移动部位与换流站中的电力设备之间的实际距离，作为第一距离数据；所述惯性导航设备，设置在所述检修车辆的吊臂上，用于获取所述吊臂的运行状态数据；所述运行状态数据至少包括所述吊臂的位置信息。

技术总结
本实用新型公开一种换流站检修车辆安全距离监测装置，涉及监测领域，监测装置包括：定位器、测距仪、惯性导航设备、第一通讯设备；通过定位器确定检修车辆的位置；测距仪实时获取各移动部位与换流站电力设备之间的实际距离，同时，利用惯性导航设备实时获取检修车辆吊臂的运行状态数据，通过设置在检修车辆各移动部件的测距仪可测量出各移动部位与电力设备间的实际距离，因此，可对检修车辆自身、吊臂位置及检修车辆上的各重要部位与电力设备之间的距离进行实时监测，不再需要人工判断，进而可提高作业的安全性。提高作业的安全性。提高作业的安全性。


技术研发人员：王兴勋 李坚林 潘飞 朱元付 郭振宇 郭龙刚 黄道军 张学友 郝雨 张亮 张胜 付静
受保护的技术使用者：北京国网富达科技发展有限责任公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/28