随着我国新能源产业迅猛发展,风力发电规模在日益扩大,电力巡检逐渐成为保障风力发电机正常运行的关键点。由于风机地理位置分布广散且偏僻,运维人员检修时存在安全隐患问题,传统的人工巡检只能在风机停机时进行工作,这会导致采集的电气设备数据存在延迟性同时因为风机停机也会造成经济效益损失。随着科技的发展,传统的人工巡检方式难以满足风机准确、实时、高频率的电力设备巡检要求。因此,设计出风力发电机舱巡检机器人来代替人工巡检,采用机器设备自动巡检可以提高巡检效率,保证巡检质量和保障电力稳定生产供应。本课题设计开发了一款风力发电机舱巡检机器人,工作人员可对该系统采用自动或远程操控的方式来完成风机电力巡检任务。课题主要研究内容如下:首先,通过分析国内外电力自动巡检机器人的功能需求和发展现状,提出了风机巡检机器人的整体设计结构。基于此设计结构基础上,将整个巡检系统分为三部分。其中,上层为监控后台,中间层为通信系统,下层为巡检机器人本体。其次,在硬件设计上,系统主控制器芯片采用STM32,设计电机驱动模块、编码器模块、电源转化模块、通信模块、存储等模块完成机器人本体的运动控制,并结合电力载波技术与监控后台通信。在软件设计上,实现了机器人的梯形加减速运动算法;结合PID控制原理完成机器人导航定位算法;使用串口服务器结合TCP/IP协议实现与监控后台数据信息传输,并设计了巡检机器人运动控制协议;另外对巡检机器人安全保护、状态指示、异常报警、数据存储等进行软件设计。再次,在图像识别上,针对风机内部指针式仪表通过对采集的仪表图像进行灰度化、滤波等预处理操作后,基于Hough变换检测到指针直线后根据指针夹角和总量程计算出当前指针仪表读数。针对风机内部的数字式仪表,通过对图像进行灰度化和边缘检测,利用行形态学操作得到一系列连通域,再根据连通域特征从而完成数值区域定位,对数字字符进行分割后,采用模板匹配的方法对字符进行识别。最后,课题在软硬件设计基础上进行了系统整体测试并且在现场进行长时间工作测试,实验结果符合预期要求。本文设计的巡检机器人减少了风力发电机的运维压力,提高了风力发电机的运维检修效率,对推进我国风力发电行业中电力巡检领域的发展具有一定意义,为探索其它电力设备的巡检自动化提供一定的参考依据。