CN107482529A - 一种架空输电线路的巡检控制方法、装置和巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种架空输电线路的巡检方法、装置和巡检机器人，该巡检机器包括行走部件和巡检部件。行走部件用于带动巡检部件沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动；巡检部件设置在行走部件的下部，用于在行走部件的带动下沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动，并在运动过程中对架空线路的状态进行检测，并获得检测结果。通过上述方法、装置和巡检机器人能够解决人工方式巡检效率较低的问题。

Description

一种架空输电线路的巡检控制方法、装置和巡检机器人

技术领域

本申请涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种架空输电线路的巡检控制方法、装置和巡检机器人。

背景技术

架空输电线路几乎是远距离大功率输送电能的唯一手段，因此，为了保证输电的稳定性，必须保证输电线路的安全正常运行，为此必须对架空输电线路定期进行巡检，以便发现架空输电线路在运行过程中因自然老化或者天气原因造成的缺陷或故障，并根据缺陷或故障进行维修或更换。当前主要的巡检方式是通过巡检人员对架空输电线路进行目视巡查，而架空输电线路一般来说其位置较高，且有的线路处于高山、峡谷或水网地带，人工检查极为不便，甚至在有的地点检修人员很难靠近，造成无法方便快捷地对架空输电线路进行巡检，即使容易靠近的地方通过人工方式进行巡检的速度也是较慢的，从而造成现有巡检手段的巡检效率较低，无法满足高效快捷地对架空线路进行巡检的需求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种架空输电线路的巡检控制方法、装置和巡检机器人，用于对架空输电线路进行巡检，以解决人工方式对架空输电线路进行巡检时巡检效率较低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种巡检机器人，应用于架空输电线路上，所述巡检机器人包括行走部件和巡检部件，其中：

所述行走部件用于带动所述巡检部件沿所述架空输电线路的无障碍地线通道进行运动；

所述巡检部件设置在所述行走部件的下部，用于在运动过程中对所述架空线路的状态进行检测，并获得检测结果；

可选的，所述行走部件包括两个分开设置且成竖直状态的驱动臂和连接在两个所述驱动臂下端之间的横梁，其中：

所述驱动壁包括支撑架、驱动轮、从动轮和驱动部件；

所述支撑架的下端与所述横梁相连接，并成竖直状态；

所述驱动轮的踏面为凹陷结构，并设置在所述支撑架的上端；

所述从动轮的踏面也为凹陷结构；

所述驱动部件用于驱动所述驱动轮转动，且用于驱动所述从动轮远离或靠近所述驱动轮。

可选的，所述驱动部件包括第一驱动单元和第二驱动单元，其中：

所述第一驱动单元用于驱动所述驱动轮转动；

所述第二驱动单元用于驱动所述从动轮远离或靠近所述驱动轮。

可选的，所述巡检部件包括机箱，所述机械内设置有锂电池组和巡检执行***，其中：

所述巡检执行***包括工控机、工业交换机、可见光摄像机、云台、红外热像仪、电源转换板、传感器信号处理板和电机驱动器。

可选的，所述工控机设置有卫星定位单元、串口通信单元、无线通信单元、图像采集单元和存储单元中的部分或全部。

可选的，所述支撑架的下端与所述横梁通过旋转关节相连接。

可选的，所述横梁上设置有锁紧装置，其中：

所述锁紧装置用于将旋转关节进行锁紧操作，保持所述支撑臂与所述横梁之间的相对固定。

可选的，所述无障碍地线通道包括直线段和设置在所述耐张塔上的过渡线段，其中：

所述直线段连接在两个耐张塔之间；

所述过渡线段包括两个拐角连接器和导轨；

所述两个拐角连接器分别与耐张塔两端的直线段相连接；

所述导轨连接在所述两个拐角连接器之间，并设置在所述耐张塔的横担的端部。

可选的，所述导轨包括上轨道、下轨道和多个间隔件，其中：

所述上轨道与所述下轨道相互平行，且通过所述间隔件相连接；

一个所述间隔件固定在所述横担的端部上。

一种架空输电线路的巡检控制方法，应用于如上所述的巡检机器人，所述巡检控制方法包括步骤：

在所述巡检机器人在所述无障碍地线通道上运行时，控制所述巡检部件对所述架空输电线路进行检测；

在所述巡检机器人通过所述无障碍地线通道的直线段时，控制所述从动轮远离所述驱动轮；

当所述巡检机器人靠近所述无障碍地线通道的过渡线段前和位于所述过渡线段时，控制所述从动轮靠近所述驱动轮。

一种架空输电线路的巡检控制装置，应用于如上所述的巡检机器人，所述巡检控制装置包括：

巡检执行模块，用于在所述巡检机器人在所述无障碍地线通道上运行时，控制所述巡检部件对所述架空输电线路进行检测；

第一控制模块，用于在所述巡检机器人通过所述无障碍地线通道的直线段时，控制所述从动轮远离所述驱动轮；

第二控制模块，用于当所述巡检机器人靠近所述无障碍地线通道的过渡线段前和位于所述过渡线段时，控制所述从动轮靠近所述驱动轮。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种架空输电线路的巡检方法、装置和巡检机器人，该巡检机器人应用于架空输电线路上，具体包括行走部件和巡检部件。行走部件用于带动巡检部件沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动；巡检部件设置在行走部件的下部，用于在行走部件的带动下沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动，并在运动过程中对架空线路的状态进行检测，并获得检测结果。在行走部件的带动下，巡检部件能够实现对线路的巡检，也就无需巡检人员采用人工方式进行巡检，从而解决了人工方式对架空输电线路进行巡检时巡检效率较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种巡检机器人实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的巡检部件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的悬垂线夹的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的过渡线段的结构示意图；

图5为本申请提供的一种架空输电线路的巡检控制方法实施例的步骤流程图；

图6为本申请提供的一种架空输电线路的巡检控制装置实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请提供的一种巡检机器人实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的巡检机器人包括行走部件和巡检部件20，行走部件用于带动巡检部件沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动，巡检部件则用于在运动过程中对架空输电线路进行检测，并得到检测结果。巡检部件设置在行走部件的下端。

该行走部件包括分开设置的驱动臂20和一个横梁30，两个驱动臂成竖直状态且保持预设的距离，横梁连接在两个驱动臂的下端，从而整个行走机构成一种“U”形结构。

每个驱动臂包括支撑架21、驱动轮22、从动轮23和驱动部件(未示出)。其中，支撑架为杆状部件成竖直状态，其下端与横梁的一端相连接，鉴于每个驱动臂都有一个支撑架，具体来说是支撑架与横梁构成上述“U”形结构。

驱动轮设置在支撑架的上端，从动轮设置在支撑架的上下端之间，且能够沿着支撑架做上下移动，驱动部件用于驱动相应的驱动轮转动，还能够驱动该从动轮沿支撑架做上下运动。

其中，该驱动部件包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元包括驱动电机、电机驱动器、驱动轴、传动装置和固定板，用于通过驱动电机的转动驱动该驱动轮转动；第二驱动单元用于在需要时驱动从动轮向上运动以靠近驱动轮，或者驱动该从动轮向下运动，使之远离该驱动轮。

驱动轮的踏面为凹陷结构，通过凹陷使驱动轮卡在地线通道上避免脱轨，另外，从动轮的踏面同样为凹陷结构，当从动轮靠近驱动轮时能够在两个凹陷踏面的作用下使巡检机器人沿导轨运动。

该巡检机器人设置有多种传感器(未示出)，包括光电传感器、超声波传感器、倾角传感器和温湿度传感器，分别用来检测运行通道的障碍物和机器人的倾斜角度以及机器人内部的温湿度。

该巡检部件包括一个控制箱11，控制箱内设置有锂电池组和机器人控制***，如图2所示。机器人控制***包括工控机14、工业交换机15、可见光摄像机及云台、红外热像仪、电源转换板16、运动控制板17、传感器信号处理板18、电机驱动器19。工控机具有GPS定位功能、串口通讯控制功能、Wi-Fi通讯及4G通讯功能、图像采集处理及存储功能。可见光摄像机及云台和红外热像仪通过工业交换机与工控机相连。电源转换板可以进行电压变换和电源控制。运行控制板、传感器信号处理板、电机驱动器通过CAN总线连接。

工控机中能够存储巡检任务，用户可以通过无线网络向工控机发送巡检任务，工控机在接到巡检任务时对巡检任务进行解析，将其划分成多个子任务。在到达任务所规定的时间和地点时，工控机把子任务发送给运动控制板，运动控制板根据子任务的内容和当前传感器的状态做出相应的运动动作，同时工控机处理并存储可见光摄像机和红外热像仪的图像信息。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种巡检机器人，该巡检机器人应用于架空输电线路上，具体包括行走部件和巡检部件。行走部件用于带动巡检部件沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动；巡检部件设置在行走部件的下部，用于在行走部件的带动下沿架空输电线路的无障碍地线通道进行运动，并在运动过程中对架空线路的状态进行检测，并获得检测结果。在行走部件的带动下，巡检部件能够实现对线路的巡检，也就无需巡检人员采用人工方式进行巡检，从而解决了人工方式对架空输电线路进行巡检时巡检效率较低的问题。

另外，该驱动壁中的支撑架通过旋转关节24与横梁相连接，该旋转关节能够在小范围内沿支撑架的轴向转动。横梁上还设置有锁紧装置31，该锁紧装置能够根据需要对旋转关节进行锁定。当巡检机器人通过耐张塔时，锁紧装置松开该旋转关节，使支撑架能够在驱动轮的作用下在小范围内转动，从而使驱动轮能够在较为弯曲的过渡线段上沿着拐角连接器和导轨爬行；当巡检机器人处于耐张塔之间的直线段时，锁紧装置将旋转关节锁定，从而保证支撑架与横梁之间相对固定，能够使巡检机器人进行直线运动。

再有，本实施例中巡检机器人所行走的无障碍地线通道包括直线段和设置在耐张塔上的过渡线段。直线段包括连接在杆塔之间的悬空直线段，还包括布设在直线塔上的直线段。其中直线塔通过悬垂线夹101与直线段100相连接，该悬垂线夹为“C”形，如图3所示。

耐张塔上的过渡线段包括两个拐角器102和连接在拐角器之间的导轨103，如图4所示。拐角器布设在耐张塔的两侧，分别于两侧的直线段100相连接。导轨则与耐张塔的横担200相连接，从而使该过渡线段固定在耐张塔的横担的端部。导轨包括上导轨1031和下导轨1032，上下导轨通过多个间隔件1033固定成完整的导轨。其中居于中间的连接件用于与横担的端部相连接。

实施例二

图5为本申请提供的一种架空输电线路的巡检控制方法实施例的步骤流程图。

如图5所示，本实施例提供的巡检控制方法应用于上述实施例所提供的巡检机器人，具体来说应用于上述巡检机器人的工控机，用于使工控机控制巡检机器人对架空输电线路进行巡查。该巡检控制方法包括如下步骤：

S101：控制巡检机器人对架空输电线路进行检测。

具体为当巡检机器人处于架空输电线路上时，控制巡检机器人的巡检部件对架空输电线路进行检测，如通过可见光摄像机获取架空输电线路的影像，通过红外热像仪获取架空输电线路的热图像，巡检人员通过热图像即可对线路的非正常发热点进行确定。

S102：通过直线段时控制从动轮远离驱动轮。

即在巡检机器人处于无障碍地线通道的直线段时，控制从动轮远离该驱动轮，从而使从动轮避开直线段上的障碍物，如“C”形悬垂线夹。

S103：处于过渡线段时控制从动轮靠近驱动轮。

在巡检机器人靠近过渡线段的拐角器之前或处于导轨上时，控制从动轮靠近驱动轮，使两个轮子卡住拐角器和导轨，迫使巡检机器人安全通过过渡线段。

通过上述的控制方法，能够使巡检机器人能够安全地对架空输电线路进行巡检。

实施例三

图6为本申请提供的一种架空输电线路的巡检控制装置实施例的结构框图。

如图6所示，本实施例提供的巡检控制装置应用于上述实施例所提供的巡检机器人，具体来说应用于上述巡检机器人的工控机，用于使工控机控制巡检机器人对架空输电线路进行巡查。该巡检控制装置包括巡检执行模块40、第一控制模块50和第二控制模块60。

巡检执行模块用于控制巡检机器人对架空输电线路进行检测。

具体为当巡检机器人处于架空输电线路上时，控制巡检机器人的巡检部件对架空输电线路进行检测，如通过可见光摄像机获取架空输电线路的影像，通过红外热像仪获取架空输电线路的热图像，巡检人员通过热图像即可对线路的非正常发热点进行确定。

第一控制模块用于在巡检机器人通过直线段时控制从动轮远离驱动轮。

即在巡检机器人处于无障碍地线通道的直线段时，控制从动轮远离该驱动轮，从而使从动轮避开直线段上的障碍物，如“C”形悬垂线夹。

第二控制模块用于在巡检机器人处于过渡线段时控制从动轮靠近驱动轮。

在巡检机器人靠近过渡线段的拐角器之前或处于导轨上时，控制从动轮靠近驱动轮，使两个轮子卡住拐角器和导轨，迫使巡检机器人安全通过过渡线段。

通过上述的控制装置，能够使巡检机器人能够安全地对架空输电线路进行巡检。

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。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种巡检机器人，应用于架空输电线路上，其特征在于，所述巡检机器人包括行走部件和巡检部件，其中：

所述行走部件用于带动所述巡检部件沿所述架空输电线路的无障碍地线通道进行运动；

所述巡检部件设置在所述行走部件的下部，用于在运动过程中对所述架空线路的状态进行检测，并获得检测结果。

2.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述行走部件包括两个分开设置且成竖直状态的驱动臂和连接在两个所述驱动臂下端之间的横梁，其中：

所述驱动壁包括支撑架、驱动轮、从动轮和驱动部件；

所述支撑架的下端与所述横梁相连接，并成竖直状态；

所述驱动轮的踏面为凹陷结构，并设置在所述支撑架的上端；

所述从动轮的踏面也为凹陷结构；

所述驱动部件用于驱动所述驱动轮转动，且用于驱动所述从动轮远离或靠近所述驱动轮。

3.如权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述驱动部件包括第一驱动单元和第二驱动单元，其中：

所述第一驱动单元用于驱动所述驱动轮转动；

所述第二驱动单元用于驱动所述从动轮远离或靠近所述驱动轮。

4.如权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检部件包括机箱，所述机械内设置有锂电池组和巡检执行***，其中：

所述巡检执行***包括工控机、工业交换机、可见光摄像机、云台、红外热像仪、电源转换板、传感器信号处理板和电机驱动器。

5.如权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于，所述工控机设置有卫星定位单元、串口通信单元、无线通信单元、图像采集单元和存储单元中的部分或全部。

6.如权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述支撑架的下端与所述横梁通过旋转关节相连接。

7.如权利要求6所述的巡检机器人，其特征在于，所述横梁上设置有锁紧装置，其中：

所述锁紧装置用于将旋转关节进行锁紧操作，保持所述支撑臂与所述横梁之间的相对固定。

8.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述无障碍地线通道包括直线段和设置在所述耐张塔上的过渡线段，其中：

所述直线段连接在两个耐张塔之间；

所述过渡线段包括两个拐角连接器和导轨；

所述两个拐角连接器分别与耐张塔两端的直线段相连接；

所述导轨连接在所述两个拐角连接器之间，并设置在所述耐张塔的横担的端部。

9.如权利要求8所述的巡检机器人，其特征在于，所述导轨包括上轨道、下轨道和多个间隔件，其中：

所述上轨道与所述下轨道相互平行，且通过所述间隔件相连接；

一个所述间隔件固定在所述横担的端部上。

10.一种架空输电线路的巡检控制方法，应用于如权利要求2～7任一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检控制方法包括步骤：

在所述巡检机器人在所述无障碍地线通道上运行时，控制所述巡检部件对所述架空输电线路进行检测；

在所述巡检机器人通过所述无障碍地线通道的直线段时，控制所述从动轮远离所述驱动轮；

当所述巡检机器人靠近所述无障碍地线通道的过渡线段前和位于所述过渡线段时，控制所述从动轮靠近所述驱动轮。

11.一种架空输电线路的巡检控制装置，应用于如权利要求2～7任一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检控制装置包括：

巡检执行模块，用于在所述巡检机器人在所述无障碍地线通道上运行时，控制所述巡检部件对所述架空输电线路进行检测；

第一控制模块，用于在所述巡检机器人通过所述无障碍地线通道的直线段时，控制所述从动轮远离所述驱动轮；

第二控制模块，用于当所述巡检机器人靠近所述无障碍地线通道的过渡线段前和位于所述过渡线段时，控制所述从动轮靠近所述驱动轮。