CN107884009A - 高压架空输电线路巡线光电检测装置 - Google Patents

高压架空输电线路巡线光电检测装置 Download PDF

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Abstract

高压架空输电线路巡线光电检测装置，属于电力线巡检技术领域，为了解决现有高压架空输电线路巡线技术单一的问题，本发明装置主要包括运动平台、GPS检测装置、减震装置、吊舱、地面数据接收处理器和控制器，其特征是，运动平台内部设置GPS检测装置，所述吊舱通过减震装置悬挂于运动平台上；吊舱内安装光电稳定平台，光电稳定平台上承载可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪任意组合和激光测距仪；转动检测吊舱上开有可视窗口；本发明装置可以对高压输电线多方位的监测，结合多种传感器之间的互换实现了全面、精确的高压架空输电线路的巡线任务。

Description

高压架空输电线路巡线光电检测装置
技术领域
本发明涉及电力线巡检技术领域，具体涉及一种高压架空输电线路巡线光电检测装置。
背景技术
近年来，由于全球气候变暖，自然灾害频发，给国家经济和人民造成的灾害有上升的趋势。电力部门在灾害发生后救灾和减灾的手段还不够完善，尤其是快速掌握灾情还缺乏有效的经过演练的技术手段。与此同时，随着电力***的发展，输电线路越来越长，电压等级越来越高。我国目前110kV以上的电力线路近九十万公里，巡线作业每年都要进行多次，工作量巨大，电力企业每年都要投入巨大的人力物力对输电线路进行定期巡视检查。传统的电路线巡检工作主要由人工完成，而人工巡检存在工作效率低、准确性差等问题，对于保证电网的安全运行极为不利。
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，具有不受地形环境限制的优势，其搭载的可见光、红外热成像设备具有对运行电网准确的隐患发现能力。在灾情发生时或有灾情预警时，无人飞行器能够迅速地赶往现场实施灾情监测和救灾指挥。在无灾情时能够实现高效电网巡视、监控管理一体化的模式，变故障处置为隐患控制，极大的降低电网故障率，提高电网维护工作效率。
公开号为CN1645284、公开日为2005.07.27的中国专利公开了一种电力线路巡检机器人飞机及其控制***，该技术方案在于通过提供机器人飞机及其控制***，解决传统检测方式存在的安全性差、可靠性不高的问题，使之和行走机器人检测方式相比环境适应能力好、高度智能化和检测效率高。所述已知技术存在的问题是，该技术方案仅仅公开了一种基于单纯的可见光及红外温度检测数据传输的技术方案，对于重要的吊舱构造、精确制导装置、目标识别及多种实现各自检测功能的可见光、红外、紫外图像检测及图像融合问题并没有提及。
发明内容
本发明为了解决现有高压输电线巡线技术单一的问题，提供一种高压架空输电线路巡线光电检测装置，该装置具有多功能可互换的光电稳定平台，实现了可见光和红外及可见光和紫外图像检测及根据传感器的多种类型的单一传感器或任意两种传感器的组合测量方式。
本发明高压架空输电线路巡线光电检测装置，主要包括运动平台、GPS检测装置、减震装置、吊舱、地面数据接收处理器和控制器，运动平台内部设置GPS检测装置，所述吊舱通过减震装置悬挂于运动平台上；吊舱内安装光电稳定平台；
所述光电稳定平台中基座组件单元的下面设置U架单元，减速电机单元安装于U架单元的一侧，减速电机单元通过传动***与基座组件单元相连；外框架单元与U架单元相连；内框架单元设置在外框架单元内部，外框架单元左右两侧边框外侧，一侧边框安装框架电机组件，另一侧边框安装光电陀螺和外框架电位器组件，外框架单元上下两个边框外侧，一侧边框安装框架电机组件，另一侧边框安有光电陀螺和内框架电位器组件；可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪中一种或两种任意组合和激光测距仪安装在内框单元内部，透过防护罩进行信息采集；控制器包括：上位机、主控板、功率放大器、伺服电机、光电编码器、可见光红外成像仪、视频切换芯片、字符叠加单元和显示器；上位机发出控制指令，控制伺服电机和成像仪；使用伺服电机，实现吊舱方位、俯仰两个自由度运动，通过光电编码器检测吊舱转过的角度；主控板接收上位机发出的成像仪操作指令，解读后转发到可见光红外成像仪，经视频切换芯片进行两路视频信号的切换，字符叠加单元实现在扫描视频上叠加相关角度、速度、时间等信息，通过显示器显示出来。
本发明的有益效果：本发明高压架空输电线路巡线光电检测装置中光电稳定平台基座组件单元中的齿圈与减速电机单元中的齿轮相啮合，实现平台整体沿圆周方向360度旋转，光电陀螺可以精确控制外框架单元和内框架单元的旋转角度，可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪任意组合和激光测距仪安装在内框架单元内部，实现了多方位的监测，结合多种传感器之间的互换实现了全面、精确的高压输电线巡线任务；该装置通过数据采集处理器可用来执行自动按规划线路巡线并精确定位、高清多种光谱图像同时采集及融合显示并海量便携存取数据；还能通过地面控制器实时控制的电力线巡检***。
附图说明
图1为本发明高压架空输电线路巡线无人机载光电检测装置示意图。
图2为本发明所述光电稳定平台轴测图。
图3为本发明所述基座组件单元主视图。
图4为本发明所述U架单元轴测图。
图5为本发明所述减速电机单元轴测图。
图6为本发明所述外框架单元轴测图。
图7为本发明所述内框架单元轴测图。
图8为本发明所述外***组件轴测图。
图9为本发明所述内***组件图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明高压架空输电线路巡线无人机载光电检测装置主要包括无人机1、GPS检测装置2、减震装置3、吊舱4和地面数据接收处理器和控制器。无人机1内部设有GPS检测装置2，在无人机1下方悬挂吊舱4，转动检测吊舱4内安装有光电稳定平台5，光电稳定平台5上承载有可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪任意组合和激光测距仪，通过以上仪器之间的互换来实现全方位的巡线功能。地面数据接收处理器接收无人机上发来的信号，进行数据采集、数据图像处理为火灾识别分析工作提供依据。控制器是根据高压输电线的实际线路情况，对无人机实施控制。
所述吊舱4通过减震装置3悬挂于无人机1下方，吊舱4上开有可视窗口。吊舱4内部的主要检查装置为光电稳定平台5，光电稳定平台5通过螺纹连接固连在吊舱4的上端。光电稳定平台5上承载的仪器通过可视窗口对高压线进行检测。所述吊舱4包括：光电稳定平台、测量装置和成像装置；所述测量装置和成像装置固定在光电稳定平台上。
如图2至图9所示，光电稳定平台5为二轴二框架结构，由基座组件单元6，U架单元7，减速电机单元8，外框架单元9，内框架单元10，两个参数相同的框架电机组件11，两个参数相同的光电陀螺12，外框架***组件13，内框架***组件14组成。
基座组件单元6中的主轴6-1与U架单元7中的U座7-1中心孔通过螺纹固连。基座组件单元6中的齿圈6-2与减速电机单元8中的齿轮8-1相啮合，实现平台整体沿圆周方向360度旋转。
减速电机单元8安装于U座7-1的一侧，通过电机座8-2上的螺纹孔与U座7-1实现螺纹连接。
外框架单元9通过其两侧的连接轴9-1分别与U架单元7中的两个U耳7-2相连。具有连接轴9-1的两侧边框，分别在一侧边框安装框架电机组件11，另一侧边框安装光电陀螺12、外框架***组件13和外***输出齿轮15，其中外框架***组件13的外框架夹具13-1上的孔通过螺钉与U耳7-2连接，外***输出齿轮15通过轴安装在U耳7-2的圆盘外侧，外***输出齿轮15的轴线与外框架单元9的连接轴9-1的轴线相重合，外***输入齿轮13-2和外***输出齿轮15相啮合，控制外框架单元9保证相机视场的条件下在一定的角度范围内转动。并通过框架电机组件11实现外框架单元9的转动，用胶将光电陀螺12粘贴在外***输出齿轮15上，通过光电陀螺12精确控制外框架单元9的旋转角度。
内框架单元10通过其两侧的轴10-1分别与外框架单元9两侧的圆盘座9-2相连。外框架单元9具有圆盘座9-2的两个边框，分别在一侧通过轴相连，将框架电机组件11安装在圆盘座9-2上，另一侧边框安有光电陀螺12、内框架***组件14和内***输出齿轮16，内***输出齿轮16的中心轴线与圆盘座9-2的中心轴线相重合，其中内框架***组件14利用螺钉通过内电位器座14-1上的孔将其安装在外框架单元9的圆盘座9-2内侧，内***输出齿轮16通过轴安装在圆盘座9-2的外侧，使其上的内***输入齿轮14-2和内***输出齿轮16相啮合，控制内框架单元10保证相机视场的条件下在一定的角度范围内转动。用胶将光电陀螺12粘贴在内***输出齿轮16上，通过光电陀螺12精确控制内框架单元10的旋转角度。
光电稳定平台5的内框架单元10上可安装可见光摄像机、紫外线成像仪、全数字动态红外热像仪的任意组合和激光测距仪，通过可视窗对高压线进行检测。当安装可见光摄像机和全数字动态红外热像仪时，可见光相机放置在内框架单元10的上部，红外相机放置在内框架单元10的下部，分别利用螺钉通过内框架上面的螺纹孔连接。激光测距仪的个数为一个或者两个。
本发明装置通过框架电机组件11实现内框架单元10的转动，通过光电陀螺12控精确制内框架单元10的旋转角度。通过内框架单元10和外框架单元9的自动角度调节来保持设置在内框单元10内的仪器的稳定，达到精准测量的目的。
控制器包括：上位机、主控板、功率放大器、伺服电机、光电编码器、可见光红外成像仪、视频切换芯片、字符叠加单元和显示器；上位机发出控制指令，控制伺服电机和成像仪；使用伺服电机，实现吊舱方位、俯仰两个自由度运动，通过光电编码器检测吊舱转过的角度；主控板接收上位机发出的成像仪操作指令，解读后转发到可见光红外成像仪，经视频切换芯片进行两路视频信号的切换，字符叠加单元实现在扫描视频上叠加相关角度、速度、时间等信息，通过显示器显示出来。

Claims (9)

1.高压架空输电线路巡线光电检测装置，主要包括运动平台、GPS检测装置、减震装置、吊舱、数据接收处理器和控制器，其特征是，运动平台内部设置GPS检测装置，所述吊舱通过减震装置设置于运动平台上；吊舱内安装光电稳定平台；光电稳定平台中基座组件单元的下面设置U架单元，减速电机单元安装于U架单元的一侧，减速电机单元通过传动***与基座组件单元相连；外框架单元与U架单元相连；内框架单元设置在外框架单元内部，外框架单元左右两侧边框外侧，一侧边框安装框架电机组件，另一侧边框安装光电陀螺和外框架电位器组件，外框架单元上下两个边框外侧，一侧边框安装框架电机组件，另一侧边框安有光电陀螺和内框架电位器组件；采集装置和激光测距仪安装在内框单元内部，透过防护罩进行信息采集；控制器包括：上位机、主控板、功率放大器、伺服电机、光电编码器、可见光红外成像仪、视频切换芯片、字符叠加单元和显示器；上位机发出控制指令，控制伺服电机和成像仪；使用伺服电机，实现吊舱方位、俯仰两个自由度运动，通过光电编码器检测吊舱转过的角度；主控板接收上位机发出的成像仪操作指令，解读后转发到可见光红外成像仪，经视频切换芯片进行两路视频信号的切换，字符叠加单元实现在扫描视频上叠加相关角度、速度、时间等信息，通过显示器显示出来。
2.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，基座组件单元的主轴与U架单元的U座中心孔配合；电机座上的螺纹孔与U座实现螺纹连接；基座组件单元的齿圈与减速电机单元的齿轮相啮合。
3.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，外框架单元通过其两侧的连接轴分别与U架单元中的两个U耳相连；外框架电位器组件的外框架夹具与U耳连接，外***输出齿轮安装在U耳外侧，其轴线与外框架单元的连接轴的轴线相重合；外***输入齿轮和外***输出齿轮相啮合。
4.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，内框架单元通过其两侧的轴分别与外框架单元的圆盘座相连；内***输出齿轮的中心轴线与圆盘座的中心轴线相重合；内电位器座固定在圆盘座内侧，内***输出齿轮安装在圆盘座的外侧，内***输入齿轮和内***输出齿轮相啮合。
5.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，两个光电陀螺分别粘贴在外***输出齿轮上和内***输出齿轮上。
6.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，所述激光测距仪的个数为一个或者两个。
7.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，所述光电稳定平台为二轴二框架结构。
8.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，所述光电稳定吊舱包括：光电稳定平台、测量装置和成像装置；所述测量装置和成像装置固定在光电稳定平台上。
9.根据权利要求1所述的高压架空输电线路巡线光电检测装置，其特征在于，所述运动平台为无人机。
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