CN115036838A - 基于拆换线机器人的架空线拆换线方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，作业***包括拆换线机器人、牵引线收放机构、挂钩自动安装机构和远程监控模块，拆换线机器人开机自检，并接收远程控制模块发送的启动指令，以及在接收到启动指令后，带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔，其中，在行进过程中，拆换线机器人向牵引线收放机构发送控制指令；牵引线收放机构根据控制指令以预设速度释放牵引线，挂钩自动安装机构在所述牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩；拆换线机器人在达到另一侧杆塔时固定在另一侧杆塔上，并锁紧牵引线，并以及在架空线的两端绞断时，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

Description

基于拆换线机器人的架空线拆换线方法

技术领域

本发明涉及电力施工技术领域，具体涉及一种基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

背景技术

相关技术中，电网老旧线路的拆除基本依靠人工完成，施工过程涉及到交通、城管等多家部门，还必须要兼顾安全、环境等多方面因素，依靠人工完成线路拆除工作存在的诸多困难，并且多部门协调工作困难且耗时多。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，采用拆换线机器人代替人工和现有的半自动化设备进行拆换线，大大提高了拆换线工作效率，并且安全可靠，减少了电网运维风险。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，作业***包括拆换线机器人、牵引线收放机构、挂钩自动安装机构和远程监控模块，所述拆换线机器人悬挂在待拆换的架空线上，所述牵引线收放机构和所述挂钩自动安装机构固定在一侧杆塔上，所述作业***响应于控制数据完成以下工作：所述拆换线机器人开机自检，并在自检完成后接收所述远程控制模块发送的启动指令，以及在接收到启动指令后，带动牵引绳从所述一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔，其中，在行进过程中，所述拆换线机器人向所述牵引线收放机构发送控制指令；所述牵引线收放机构根据所述控制指令以所述预设速度释放所述牵引线，其中，所述挂钩自动安装机构在所述牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩，以将所述牵引线挂扣在所述架空线上；所述拆换线机器人在达到所述另一侧杆塔时固定在所述另一侧杆塔上，并锁紧所述牵引线，并以及在架空线的两端绞断时，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

所述拆换线机器人包括用以设置于所述架空线之上的第一固定轮和第二固定轮、用以设置于所述架空线之下的第一张紧轮和第三固定轮、用以顶升所述张紧轮组以提供张紧力的顶升装置、对应所述第一固定轮设置的驱动电机，所述控制数据包括所述驱动电机的驱动力以及所述张紧轮组对所述架空线的压力，在行进过程中，所述驱动电机根据所述架空线的倾斜度和振动情况提供相应的驱动力，所述顶升装置根据所述架空线的倾斜度和振动情况调节所述第一张紧轮对所述架空线的压力，以使所述拆换线机器人带动牵引绳从所述一侧杆塔沿线以所述预设速度行进至另一侧杆塔。

所述拆换线机器人还包括姿态传感器，在所述拆换线机器人行进过程中，所述姿态传感器实时获取所述拆换线机器人的加速度、姿态角以及所述姿态角的变化速率，并根据所述加速度、所述姿态角以及所述姿态角的变化速率计算所述架空线的所述倾斜度和所述振动情况。

所述第一固定轮设置在所述第一张紧轮的正上方，所述第二固定轮设置在所述第三固定轮的正上方。

所述第一固定轮、所述第二固定轮、所述第三固定轮和所述第一张紧轮与所述架空线接触的轮面为凹槽状。

所述顶升装置包括固定端和可调端，所述固定端固定在所述拆换线机器人的壳体上，所述可调端与所述第一张紧轮相连，所述可调端采用电动缸结构，通过所述可调端的升降运动调节所述张紧轮组对所述架空线的压力。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

本发明的有益效果：

本发明采用拆换线机器人代替人工和现有的半自动化设备进行拆换线，大大提高了拆换线工作效率，并且安全可靠，减少了电网运维风险。

附图说明

图1为本发明实施例的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的作业***的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的拆换线机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明实施例的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法的流程图。

需要说明的是，本发明可基于作业***实现架空线拆换线方法。具体地，如图2所示，作业***可包括：拆换线机器人100、牵引线收放机构200、挂钩自动安装机构400和远程监控模块300，其中，拆换线机器人100悬挂在待拆换的架空线上，牵引线收放机构200和挂钩自动安装机构400固定在一侧杆塔上。

其中，拆换线机器人100、牵引线收放机构200、挂钩自动安装机构400和远程监控模块300通过通信路由组成局域网络，相互交换信息以及数据。

如图1所示，本发明的作业***响应于控制数据完成以下工作，以实现架空线的拆换线。

S1，拆换线机器人开机自检，并在自检完成后接收远程控制模块发送的启动指令，以及在接收到启动指令后，带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔，其中，在行进过程中，拆换线机器人向牵引线收放机构发送控制指令。

S2，牵引线收放机构根据控制指令以预设速度释放牵引线，其中，挂钩自动安装机构在牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩，以将牵引线挂扣在架空线上。

具体而言，首先，施工人员在地面检查机器人，并将电池、牵引用迪尼玛绳、挂钩等材料分别放入拆换线机器人100、牵引线收放机构200和挂钩自动安装机构400的工装内。其次，施工人员将拆换线机器人100、牵引线收放机构200和挂钩自动安装机构400带上线杆/塔，并将牵引线收放机构200和挂钩自动安装机构400固定于杆塔的合适部位，并将拆换线机器人100牵挂在待拆除和更换的架空线上。然后，施工人员打开拆换线机器人100和牵引线收放机构200的电源，拆换线机器人100开机自检，完成后发出提示信息，并等待启动指令。在收到启动指令后，拆换线机器人100带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔。下面结合拆换线机器人100的具体结构来详细说明如何对拆换线机器人100进行控制。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，拆换线机器人100可包括用以设置于架空线之上的第一固定轮110和第二固定轮120、用以设置于架空线之下的第一张紧轮130和第三固定轮140、用以顶升第一张紧轮130以提供张紧力的顶升装置150、对应第一张紧轮130设置的驱动电机160，控制数据包括驱动电机160的驱动力以及第一张紧轮130对架空线的压力，其中，在行进过程中，驱动电机160根据架空线的倾斜度和振动情况提供相应的驱动力，顶升装置150根据架空线的倾斜度和振动情况调节第一张紧轮130对架空线的压力，以使拆换线机器人带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔。

其中，第一固定轮110设置在第一张紧轮130的正上方，第二固定轮120设置在第三固定轮140的正上方。由此，通过将第一固定轮110设置在第一张紧轮130的正上方，不仅能够提高第一张紧轮130对架空线的压力，而且针对软性的架空线而言依然能够有效地提供压力，可靠性较高。其中，在将拆换线机器人悬挂在待拆换的架空线上时，可通过第三固定轮140的单向锁紧将架空线设置在第二固定轮120和第三固定轮140之间，在将拆换线机器人从架空线上取下时，可通过解锁按钮对第三固定轮140进行解锁。

第一固定轮110、第二固定轮120、第三固定轮140和第一张紧轮130为凹槽状。顶升装置150包括固定端151和可调端152，固定端固定在拆换线机器人的壳体上，可调端152与第一张紧轮130相连，可调端152采用电动缸结构，通过可调端152的升降运动调节第一张紧轮130对架空线的压力。通过远程监控模块300下发控制指令至主控制器，再由主控制器根据控制指令对顶升装置150的电动缸以及第一固定轮110的驱动电机160和电源进行相应的控制。

具体而言，拆换线机器人100还可包括姿态传感器，在拆换线机器人100行进过程中，可先通过姿态传感器实时获取拆换线机器人100的加速度、姿态角以及姿态角的变化速率，并根据加速度、姿态角以及姿态角的变化速率计算架空线的倾斜度和振动情况。

然后，再通过驱动电机160根据架空线的倾斜度和振动情况提供相应的驱动力，并通过顶升装置150根据架空线的倾斜度和振动情况调节第一张紧轮130对架空线的压力，其中，架空线的倾斜度较大，振动情况越严重，所需的驱动力就越大，并且，架空线的倾斜度越大，第一张紧轮130对架空线所需的压力就越大以提供足够的摩擦力(以防止因张力不够而产生打滑等现象)。由此，根据架空线的倾斜度和振动情况，综合控制驱动电机的驱动力以及张紧轮组对架空线的压力，以使拆换线机器人100带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔。其中，在拆换线机器人带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔的过程中，牵引线收放机构根据控制指令以预设速度释放牵引线。

需要说明的是，在行进过程中，挂钩自动安装机构400在牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩，并将架空线也置于自锁挂钩内，以实现牵引线的夹持和架空线的环扣，由此，可在牵引线上形成由多个自锁挂钩组成的索道，架空线环扣在索道内。

在本发明的一个实施例，拆换线机器人100上还可设置有云台，其中，云台上安装有工业相机，用于观测机器人行进前方线缆线径及其变化情况，为拆换线机器人行进控制提供必须的反馈信号。其中，云台可实时调整工业相机的视角，与行进速度配合以实现更平稳的运动控制效果。另外，通过工业相机也可及时发现前方线缆的异常情况，从而提高***的安全性。

在本发明的一个实施例，拆换线机器人100上还可设置有压力传感器，用于实时感知顶升装置150所受压力情况，以保障足够的摩檫力，并确保拆换线机器人100挂线的行进动力，实现精准控制。

S3，拆换线机器人在达到另一侧杆塔时固定在另一侧杆塔上，并锁紧牵引线，并以及在架空线的两端绞断时，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

具体而言，在拆换线机器人100达到另一侧杆塔时，可固定在另一侧杆塔上，此时，锁紧牵引线，以提供足够的张力承担架空线的下坠力。在施工人员绞断架空线的两端时，架空线的两端分别套上与架空线相匹配的钢绳套，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

进一步而言，在拆线完成时，当需要更换架空线时，可在新的架空线一端通过钢绳套设置尾绳，将尾绳设置在索道内，通过抽动尾绳带动新的架空线穿越索道。当新的架空线从索道的一端穿越至索道的另一端时，断开尾绳与新的架空线的连接，并将新的架空线安装在两端的绝缘子上，由此，可实现架空线的换线。

进一步而言，在架空线的拆线或换线完成后，当需要拆除牵引线时，可以相应的速度将牵引线缓慢回收，当挂钩到达回收位置时，可依靠回收装置的机构动作自动完成挂钩的回收。

由此本发明通过智能索道法拆换线机器人代替人工和现有的半自动化设备进行拆换线，极大地提高了拆换线工作效率，并且更加地安全可靠，减少了电网运维风险。

在本发明的一个实施例，拆换线机器人100还可包括双模通信组件，支持5G/Wifi，是拆换线机器人100与远程监控模块300之间的数据通信渠道。在工作过程中，拆换线机器人100定期或不定期地将自身的工作状态数据通过双模通信组件发送给远程监控模块300，同时也接收远程监控模块300发送的控制指令信息，随时调整拆换线机器人100的工作状态。

在本发明的一个实施例，拆换线机器人100还可包括由电流/电压检测单元、滤波器与变送器组成的电源检测模块以及由滤波和储能单元、电压变换单元与电源调理单元组成的供电模块，其中，电源检测模块用于检测锂电池组的电能情况，其中，电流/电压检测单元采用电阻采样电路的方式，电路成本低。供电模块可将锂电池组输出的电源转换成***各模块所需的电压等级，如主控制器模块所需要的12V和5V，以及挂线运行模块所需的24V等。其中，储能电路由大容量电容及相关电路构成，负责将锂电池输出的电能做缓冲，既可以改善电源质量，同时在电机需要大电流时储能电路辅助输出部分电能，避免电源出现大幅下降和波动，造成***的失稳。

综上所述，根据本发明实施例的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，作业***包括拆换线机器人、牵引线收放机构和远程监控模块，拆换线机器人悬挂在待拆换的架空线上，牵引线收放机构固定在一侧杆塔上，作业***响应于控制数据完成以下工作：拆换线机器人开机自检，并在自检完成后接收远程控制模块发送的启动指令，以及在接收到启动指令后，带动牵引绳从一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔，其中，在行进过程中，拆换线机器人向牵引线收放机构发送控制指令；牵引线收放机构根据控制指令以预设速度释放牵引线，其中，挂钩自动安装机构在牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩，以将牵引线挂扣在架空线上；拆换线机器人在达到另一侧杆塔时固定在另一侧杆塔上，并锁紧牵引线，并以及在架空线的两端绞断时，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

对应上述实施例，本发明还提出一种计算机设备。

本发明实施例的计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

根据本发明实施例的计算机设备，采用拆换线机器人代替人工和现有的半自动化设备进行拆换线，大大提高了拆换线工作效率，并且安全可靠，减少了电网运维风险。

对应上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，采用拆换线机器人代替人工和现有的半自动化设备进行拆换线，大大提高了拆换线工作效率，并且安全可靠，减少了电网运维风险。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，作业***包括所述拆换线机器人、牵引线收放机构、挂钩自动安装机构和远程监控模块，所述拆换线机器人悬挂在待拆换的架空线上，所述牵引线收放机构和所述挂钩自动安装机构固定在一侧杆塔上，所述作业***响应于控制数据完成以下工作：

所述拆换线机器人开机自检，并在自检完成后接收所述远程控制模块发送的启动指令，以及在接收到启动指令后，带动牵引绳从所述一侧杆塔沿线以预设速度行进至另一侧杆塔，其中，在行进过程中，所述拆换线机器人向所述牵引线收放机构发送控制指令；

所述牵引线收放机构根据所述控制指令以所述预设速度释放所述牵引线，其中，所述挂钩自动安装机构在所述牵引线上每隔预设距离放置一个自锁挂钩，以将所述牵引线挂扣在所述架空线上；

所述拆换线机器人在达到所述另一侧杆塔时固定在所述另一侧杆塔上，并锁紧所述牵引线，并以及在架空线的两端绞断时，通过收线辅助装置将待拆换的架空线传送至路面牵引机处。

2.根据权利要求1所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，所述拆换线机器人包括用以设置于所述架空线之上的第一固定轮和第二固定轮、用以设置于所述架空线之下的第一张紧轮和第三固定轮、用以顶升所述张紧轮组以提供张紧力的顶升装置、对应所述第一固定轮设置的驱动电机，所述控制数据包括所述驱动电机的驱动力以及所述张紧轮组对所述架空线的压力，在行进过程中，所述驱动电机根据所述架空线的倾斜度和振动情况提供相应的驱动力，所述顶升装置根据所述架空线的倾斜度和振动情况调节所述第一张紧轮对所述架空线的压力，以使所述拆换线机器人带动牵引绳从所述一侧杆塔沿线以所述预设速度行进至另一侧杆塔。

3.根据权利要求2所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，所述拆换线机器人还包括姿态传感器，在所述拆换线机器人行进过程中，所述姿态传感器实时获取所述拆换线机器人的加速度、姿态角以及所述姿态角的变化速率，并根据所述加速度、所述姿态角以及所述姿态角的变化速率计算所述架空线的所述倾斜度和所述振动情况。

4.根据权利要求2所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，所述第一固定轮设置在所述第一张紧轮的正上方，所述第二固定轮设置在所述第三固定轮的正上方。

5.根据权利要求4所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，所述第一固定轮、所述第二固定轮、所述第三固定轮和所述第一张紧轮与所述架空线接触的轮面为凹槽状。

6.根据权利要求2所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法，其特征在于，所述顶升装置包括固定端和可调端，所述固定端固定在所述拆换线机器人的壳体上，所述可调端与所述第一张紧轮相连，所述可调端采用电动缸结构，通过所述可调端的升降运动调节所述第一张紧轮对所述架空线的压力。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1-6中任一项所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任一项所述的基于拆换线机器人的架空线拆换线方法。

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