CN117039725A - 一种电力检查用子母巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检查技术领域，公开了一种电力检查用子母巡检机器人，包括：巡检车，所述巡检车的车舱内设有相互通过可拆卸式接头电连接的电源和无人机本体，所述无人机本体上设有第一紫外检测仪；收纳机构，设置于所述巡检车的车舱内，包括支撑组件、平衡组件和输送组件，所述支撑组件用于对所述无人机本体进行定位支撑，所述平衡组件用调节所述支撑组件的水平支撑状态，所述输送组件用于调整所述平衡组件的位置。本发明中不仅能够对电力***进行无人检测，而且通过子机的设置可以对距离远位置高的电力***目标区域进行检测，克服了人工手持紫外带电检测仪进行电力检查的局限性。

Description

一种电力检查用子母巡检机器人

技术领域

本发明涉及电力检查技术领域，具体涉及一种电力检查用子母巡检机器人。

背景技术

电力设备安全是人们比较重视的安全运行之一，毕竟电给人们生活带来巨大的作用，一旦出现问题会影响人们的正常生活。时代的进步，电力设备的检测有很多种方法，其中紫外带电检测就是一项新的技术。

紫外成像检测技术在这些年来得到了全面的发展，作为一项新的应用技术，通过对电力设备放电过程产生大量紫外线原理的应用，准确评估电力设备绝缘状态，有助于及时检查设备现有的放电缺陷。这种技术与其他方法相比，具备简单方便、准确安全的优势，并且应用过程中也不会对其他的设备正常运行产生影响。

紫外成像检测的原理是：在发生外绝缘局部放电过程中，周围气体被击穿而电离，气体电离后放射光波的频率与气体的种类有关，空气中的主要成分是氮气，氮气在局部放电的作用下电离，电离的氮原子在复合时发射的光谱主要落在紫外光波段，利用紫外成像仪接收放电产生的太阳日盲区内的紫外信号，经处理与可见光图像叠加，从而确定电晕位置和强度，而可以直观反映电晕强度的便是放电区域的光子数目。

紫外线带电测试技术主要适用于由于检测设备表层的局部放电产生的碳化通道与电蚀损，变电设备存在的一次设备外伤、高压设备的污染程度、绝缘缺陷检测等，然而现有技术中，通常由人工持有紫外带电检测仪的方式进行电力检查，当检测的目标区域距离检测仪较远时（例如，目标区域在较高的电线杆上），检测仪就会出现检测数据不稳定的情况，而测得的数据也自然不能准确反映目标区域的损坏放电情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力检查用子母巡检机器人，解决以上技术问题：

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电力检查用子母巡检机器人，包括：

巡检车，所述巡检车的车舱内设有相互通过可拆卸式接头电连接的电源和无人机本体，所述无人机本体上设有第一紫外检测仪；

收纳机构，设置于所述巡检车的车舱内，包括支撑组件、平衡组件和输送组件，所述支撑组件用于对所述无人机本体进行定位支撑，所述平衡组件用于调节所述支撑组件的水平支撑状态，所述输送组件用于调整所述平衡组件的位置；

定位机构，用于在所述收纳机构工作时固定巡检车的位置；

采集模块，设置于所述巡检车的上端，用于采集环境信息数据，包括多轴机械臂，所述多轴机械臂的活动端安装有第二紫外检测仪和测距仪；

数据处理端，设置于所述巡检车的车舱内，用于分析处理环境信息数据，并根据分析处理的结果确立对无人机本体的启动控制策略。

作为进一步的技术方案，所述无人机本体的下端设有圆槽，所述圆槽的槽底固定设有磁性垫，所述无人机本体的下端围绕所述圆槽还固定设有多个电推杆，所述电推杆的伸缩端沿着杆长方向开有滑槽，所述滑槽内滑动连接有销轴，所述销轴远离所述电推杆的一端固定连接有支撑块，所述支撑块的下端安装有球轮，且所述支撑块的上端与所述电推杆的伸缩端之间固定连接有压缩弹簧。

作为进一步的技术方案，所述支撑组件包括安装板，所述安装板的上端固定连接有固定轴，所述固定轴的上端固定连接有支撑板，所述支撑板的上端安装有电磁体，所述电磁体***所述圆槽内并与所述磁性垫贴合，所述固定轴上转动安装有齿轮盘，所述齿轮盘的边缘开有环形槽，所述环形槽内开有多个与所述电推杆一一对应的通孔，所述安装板上还设有电驱动的蜗杆，且所述蜗杆与所述齿轮盘啮合。

作为进一步的技术方案，所述平衡组件包括U型板，所述安装板的两侧分别与所述U型板的两端转动连接，所述U型板的凸侧还转动连接有承接板，所述安装板与所述U型板的转动连接端设有用于驱动所述安装板转动的第一伺服电机。

作为进一步的技术方案，所述输送组件包括第一电滑轨，所述第一电滑轨上滑动连接有滑块，所述承接板固定安装在所述滑块上，当所述滑块滑动至靠近所述电源的一端时，所述无人机本体与所述电源通过拆卸式接头电连接。

作为进一步的技术方案，所述收纳机构还包括拾取组件，所述拾取组件包括竖直安装在所述巡检车车舱门边上的两个第二电滑轨，两个所述第二电滑轨之间滑动连接有活动梁，所述活动梁上开有导槽，所述导槽内滑动连接有两个抬爪，所述导槽内设有电驱动的转轴，所述转轴的两端开有相反的螺纹，且所述转轴的两端分别与两个所述抬爪滚床螺纹连接。

作为进一步的技术方案，所述定位机构包括驱动组件和对称设置在所述巡检车两侧的定位组件；

所述驱动组件包括设置在所述巡检车下端的第二伺服电机，所述定位组件包括：

第一固定块，固定设置于所述巡检车的侧壁上，所述第一固定块上螺纹连接有螺纹杆；

第二固定块，固定设置于所述巡检车的侧壁上，所述第二固定块上开有贯穿孔，且所述贯穿孔的一端同轴心转动连接有转轮，所述转轮内通过花键滑动连接有活动轴，且所述转轮与所述第二伺服电机通过皮带传动连接，所述活动轴的一端穿过所述贯穿孔并与所述螺纹杆的一端固定连接，所述活动轴的下端安装有第一齿轮；

连接板，所述连接板与所述第二固定块之间通过多个伸缩杆连接，所述连接板的下端固定设有平行于所述巡检车侧壁的第一支撑杆，所述活动轴与所述连接板转动连接；

第一支撑杆，固定安装于所述连接板的下端，且平行于所述巡检车的侧壁；

第二支撑杆，所述第二支撑杆的一端固定有第二齿轮，所述第二齿轮与所述连接板转动连接，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

作为进一步的技术方案，对无人机本体的启动控制策略确立的过程包括：

基于第二紫外检测仪多次测量出目标区域对应的多组放电强度数据，基于测距仪获取上述测量时目标区域距离巡检车的距离；

根据多组放电强度数据以及目标区域距离巡检车的距离数据，计算获取目标区域的可疑参数，若该可疑参数超过预设阈值，则启动所述无人机本体对该目标区域进行检查。

本发明的有益效果：

本发明中将巡检车作为母机，无人机本体作为子机，不仅能够对电力***进行无人检测，而且通过子机的设置可以对距离远位置高的电力***目标区域进行检测，克服了人工手持紫外带电检测仪进行电力检查的局限性，也间接使得检测出的数据能够更加准确地反映目标区域的损坏放电情况；

本发明通过收纳机构的设置，可以完成无人机本体的启动送出和向巡检车舱内送入充电的动作，巡检车一方面有检测作用，另一方面为无人机本体提供续航保障，而定位机构的设置为上述动作提供更加平稳的工作环境，通过采集模块和数据处理端的配合，判断派遣子机的合适情况，及时确立对子机的启动控制策略。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的另一视角的立体结构示意图；

图3为本发明附图图2中B处的结构示意图；

图4为本发明的局部结构示意图；

图5为本发明附图图4中C处的结构示意图。

附图说明：1、巡检车；2、无人机本体；21、第一紫外检测仪；22、电推杆；23、销轴；24、支撑块；25、球轮；31、支撑组件；311、安装板；312、固定轴；313、支撑板；314、齿轮盘；315、环形槽；316、蜗杆；32、平衡组件；321、U型板；322、承接板；331、滑块；34、拾取组件；341、第二电滑轨；342、活动梁；343、抬爪；4、定位机构；41、第二伺服电机；42、第一固定块；421、螺纹杆；43、第二固定块；431、转轮；432、活动轴；433、第一齿轮；44、连接板；441、伸缩杆；45、第一支撑杆；46、第二支撑杆；461、第二齿轮；51、多轴机械臂；52、第二紫外检测仪；53、测距仪。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种电力检查用子母巡检机器人，包括：

巡检车1，所述巡检车1的车舱内设有相互通过可拆卸式接头电连接的电源和无人机本体2，所述无人机本体2上设有第一紫外检测仪21；

收纳机构，设置于所述巡检车1的车舱内，包括支撑组件31、平衡组件32和输送组件，所述支撑组件31用于对所述无人机本体2进行定位支撑，所述平衡组件32用于调节所述支撑组件31的水平支撑状态，所述输送组件用于调整所述平衡组件32的位置；

定位机构4，用于在所述收纳机构工作时固定巡检车1的位置；

采集模块，设置于所述巡检车1的上端，用于采集环境信息数据，包括多轴机械臂51，所述多轴机械臂51的活动端安装有第二紫外检测仪52和测距仪53；

数据处理端，设置于所述巡检车1的车舱内，用于分析处理环境信息数据，并根据分析处理的结果确立对无人机本体2的启动控制策略。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种电力检查用子母巡检机器人，可以代替人工监测电力***，将巡检车作为母机，无人机本体2作为子机，不仅能够对电力***进行无人检测，而且通过子机的设置可以对距离远位置高的电力***目标区域进行检测，克服了人工手持紫外带电检测仪进行电力检查的局限性，也间接使得检测出的数据能够更加准确地反映目标区域的损坏放电情况。此外，通过收纳机构的设置，可以完成子机的启动送出和向巡检车舱内送入充电的动作，定位机构4的设置为上述动作提供更加平稳的工作环境，通过采集模块和数据处理端的配合，判断派遣子机的合适情况，及时确立对子机的启动控制策略。

如图4所示，所述无人机本体2的下端设有圆槽，所述圆槽的槽底固定设有磁性垫，所述无人机本体2的下端围绕所述圆槽还固定设有多个电推杆22，所述电推杆22的伸缩端沿着杆长方向开有滑槽，所述滑槽内滑动连接有销轴23，所述销轴23远离所述电推杆22的一端固定连接有支撑块24，所述支撑块24的下端安装有球轮25，且所述支撑块24的上端与所述电推杆22的伸缩端之间固定连接有压缩弹簧。

如图4-5所示，所述支撑组件31包括安装板311，所述安装板311的上端固定连接有固定轴312，所述固定轴312的上端固定连接有支撑板313，所述支撑板313的上端安装有电磁体，所述电磁体***所述圆槽内并与所述磁性垫贴合，所述固定轴312上转动安装有齿轮盘314，所述齿轮盘314的边缘开有环形槽315，所述环形槽315内开有多个与所述电推杆22一一对应的通孔，所述安装板311上还设有电驱动的蜗杆316，且所述蜗杆316与所述齿轮盘314啮合。

通过上述技术方案，本实施例提供了无人机本体2的结构特征以及与无人机本体2对应设置的支撑组件31的结构，具体地，当无人机降落至支撑板313上时，电磁体通电，电磁体与磁性垫相互吸引，促使电磁体***圆槽中完成对中，接下来调整无人机本体2的前后朝向，使得收纳后的无人机本体2能够准确与电源完成对接，启动电推杆22，使得球轮25落入环形槽315内，此时的压缩弹簧处于压缩状态，销轴23处于收缩至滑槽内的状态，然后，驱动蜗杆316转动，带动齿轮盘314转动，球轮25在环形槽315内滚动，直至穿过对应的通孔，达到如图5所示的销轴23***通孔的状态，控制齿轮盘314转动至预设位置，便完成了对无人机本体2的定位支撑。需要说明的是无人机本体2起飞前需要先对电磁体进行断电去磁处理。

如图4所示，所述平衡组件32包括U型板321，所述安装板311的两侧分别与所述U型板321的两端转动连接，所述U型板321的凸侧还转动连接有承接板322，所述安装板311与所述U型板321的转动连接端设有用于驱动所述安装板311转动的第一伺服电机。

通过上述技术方案，本实施例提供了平衡组件32的结构，安装板311在U型板321两臂之间的转动配合着U型板321自身在承接板322上的转动，可以将支撑组件31连同无人机本体2调整到水平位置，方便无人机和电源的可拆卸对接。

如图4所示，所述输送组件包括第一电滑轨，所述第一电滑轨上滑动连接有滑块331，所述承接板322固定安装在所述滑块331上，当所述滑块331滑动至靠近所述电源的一端时，所述无人机本体2与所述电源通过拆卸式接头电连接。

通过上述技术方案，本实施例提供了输送组件的具体结构，通过第一电滑轨和滑块331的传动配合，可以实现对支撑组件31、平衡组件32以及无人基本体相对车舱内外的输送。

如图2所示，所述收纳机构还包括拾取组件34，所述拾取组件34包括竖直安装在所述巡检车1车舱门边上的两个第二电滑轨341，两个所述第二电滑轨341之间滑动连接有活动梁342，所述活动梁342上开有导槽，所述导槽内滑动连接有两个抬爪343，所述导槽内设有电驱动的转轴，所述转轴的两端开有相反的螺纹，且所述转轴的两端分别与两个所述抬爪343螺纹连接。

通过上述技术方案，本实施例提供了用于拾取无人机本体2的拾取组件34，拾取动作的过程中，首先，活动梁342沿第二电滑轨341滑动至最低位置，驱动转轴转动，带动两个抬爪343相向而行，当抬爪343位于无人机本体2的下端合适位置时，活动梁342再次沿第二电滑轨341滑动上升，输送组件将支撑组件31送出，抬爪343将无人机本体2放置在支撑组件31上后恢复初始位置。需要说明的是，拾取组件34运用于无人机不能直接降落至支撑组件31的特殊情况，例如无人机本体2受环境干扰后非正常降落。

如图2-3所示，所述定位机构4包括驱动组件和对称设置在所述巡检车1两侧的定位组件；

所述驱动组件包括设置在所述巡检车1下端的第二伺服电机41，所述定位组件包括：

第一固定块42，固定设置于所述巡检车1的侧壁上，所述第一固定块42上螺纹连接有螺纹杆421；

第二固定块43，固定设置于所述巡检车1的侧壁上，所述第二固定块43上开有贯穿孔，且所述贯穿孔的一端同轴心转动连接有转轮431，所述转轮431内通过花键滑动连接有活动轴432，且所述转轮431与所述第二伺服电机41通过皮带传动连接，所述活动轴432的一端穿过所述贯穿孔并与所述螺纹杆421的一端固定连接，所述活动轴432的下端安装有第一齿轮433；

连接板44，所述连接板44与所述第二固定块43之间通过多个伸缩杆441连接，所述连接板44的下端固定设有平行于所述巡检车侧壁的第一支撑杆45，所述活动轴432与所述连接板44转动连接；

第一支撑杆45，固定安装于所述连接板44的下端，且平行于所述巡检车的侧壁；

第二支撑杆46，所述第二支撑杆46的一端固定有第二齿轮461，所述第二齿轮461与所述连接板44转动连接，且所述第二齿轮461与所述第一齿轮433啮合。

通过上述技术方案，本实施例提供了定位机构4的结构，当需要对巡检车1进行位置锁定时，驱动第二伺服电机41，通过皮带的传动作用，带动转轮431转动，进而，与转轮431通过花键连接的活动轴432转动，而活动轴432转动的同时，在螺纹杆421转动带动活动轴432下行，连接板44下行，伸缩杆441拉伸，第一齿轮433随着活动轴432转动，并带动第二齿轮461转动，第二支撑杆在第二齿轮461的带动下展开，并与第一支撑杆45形成一定角度，第一支撑杆45和第二支撑同时起到支撑作用并构成支撑爪形，可以实现更加稳定的支撑，而且当解除对巡检车1的锁定时，逆运行上述动作，可以实现对第二支撑杆46的收纳，收纳状态，第一支撑杆45和第二支撑杆46贴合并平行于巡检车的侧壁。

对无人机本体2的启动控制策略确立的过程包括：

基于第二紫外检测仪52多次测量出目标区域对应的多组放电强度数据，基于测距仪53获取上述测量时目标区域距离巡检车1的距离；

通过公式计算获得目标区域的可疑参数；

其中，d为测量时目标区域距离巡检车1的距离，此距离具体为保证第二紫外检测仪52能够捕获目标区域放电信息情况下的最短距离；n为测量的次数；为第i次测得的目标区域单位时间放电光子数目，具体的，/>（其中，，/>分别为第i次测量对应的单位时间区间的左右断点；/>为单位时间区间长度；为第二紫外检测仪52检测到的目标区域放电光子数随时间变化曲线）；；/>为预设的标准波动系数，可根据多次实验数据拟合获取；

将通过上述拟合过程获取的可疑参数与预设阈值/>做比对：

若，则不启动无人机本体2；

若，则启动所述无人机本体2对该目标区域进行具体检查。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，包括：

巡检车（1），所述巡检车（1）的车舱内设有相互通过可拆卸式接头电连接的电源和无人机本体（2），所述无人机本体（2）上设有第一紫外检测仪（21）；

收纳机构，设置于所述巡检车（1）的车舱内，包括支撑组件（31）、平衡组件（32）和输送组件，所述支撑组件（31）用于对所述无人机本体（2）进行定位支撑，所述平衡组件（32）用于调节所述支撑组件（31）的水平支撑状态，所述输送组件用于调整所述平衡组件（32）的位置；

定位机构（4），用于在所述收纳机构工作时固定巡检车（1）的位置；

采集模块，设置于所述巡检车（1）的上端，用于采集环境信息数据，包括多轴机械臂（51），所述多轴机械臂（51）的活动端安装有第二紫外检测仪（52）和测距仪（53）；

数据处理端，设置于所述巡检车（1）的车舱内，用于分析处理环境信息数据，并根据分析处理的结果确立对无人机本体（2）的启动控制策略。

2.根据权利要求1所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述无人机本体（2）的下端设有圆槽，所述圆槽的槽底固定设有磁性垫，所述无人机本体（2）的下端围绕所述圆槽还固定设有多个电推杆（22），所述电推杆（22）的伸缩端沿着杆长方向开有滑槽，所述滑槽内滑动连接有销轴（23），所述销轴（23）远离所述电推杆（22）的一端固定连接有支撑块（24），所述支撑块（24）的下端安装有球轮（25），且所述支撑块（24）的上端与所述电推杆（22）的伸缩端之间固定连接有压缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述支撑组件（31）包括安装板（311），所述安装板（311）的上端固定连接有固定轴（312），所述固定轴（312）的上端固定连接有支撑板（313），所述支撑板（313）的上端安装有电磁体，所述电磁体***所述圆槽内并与所述磁性垫贴合，所述固定轴（312）上转动安装有齿轮盘（314），所述齿轮盘（314）的边缘开有环形槽（315），所述环形槽（315）内开有多个与所述电推杆（22）一一对应的通孔，所述安装板（311）上还设有电驱动的蜗杆（316），且所述蜗杆（316）与所述齿轮盘（314）啮合。

4.根据权利要求3所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述平衡组件（32）包括U型板（321），所述安装板（311）的两侧分别与所述U型板（321）的两端转动连接，所述U型板（321）的凸侧还转动连接有承接板（322），所述安装板（311）与所述U型板（321）的转动连接端设有用于驱动所述安装板（311）转动的第一伺服电机。

5.根据权利要求4所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述输送组件包括第一电滑轨，所述第一电滑轨上滑动连接有滑块（331），所述承接板（322）固定安装在所述滑块（331）上，当所述滑块（331）滑动至靠近所述电源的一端时，所述无人机本体（2）与所述电源通过拆卸式接头电连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述收纳机构还包括拾取组件（34），所述拾取组件（34）包括竖直安装在所述巡检车（1）的车舱门边上的两个第二电滑轨（341），两个所述第二电滑轨（341）之间滑动连接有活动梁（342），所述活动梁（342）上开有导槽，所述导槽内滑动连接有两个抬爪（343），所述导槽内设有电驱动的转轴，所述转轴的两端开有相反的螺纹，且所述转轴的两端分别与两个所述抬爪（343）滚床螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，所述定位机构（4）包括驱动组件和对称设置在所述巡检车（1）两侧的定位组件；

所述驱动组件包括设置在所述巡检车（1）下端的第二伺服电机（41），所述定位组件包括：

第一固定块（42），固定设置于所述巡检车（1）的侧壁上，所述第一固定块（42）上螺纹连接有螺纹杆（421）；

第二固定块（43），固定设置于所述巡检车（1）的侧壁上，所述第二固定块（43）上开有贯穿孔，且所述贯穿孔的一端同轴心转动连接有转轮（431），所述转轮（431）内通过花键滑动连接有活动轴（432），且所述转轮（431）与所述第二伺服电机（41）通过皮带传动连接，所述活动轴（432）的一端穿过所述贯穿孔并与所述螺纹杆（421）的一端固定连接，所述活动轴（432）的下端安装有第一齿轮（433）；

连接板（44），所述连接板（44）与所述第二固定块（43）之间通过多个伸缩杆（441）连接，所述连接板（44）的下端固定设有平行于所述巡检车（1）侧壁的第一支撑杆（45），所述活动轴（432）与所述连接板（44）转动连接；

第一支撑杆（45），固定安装于所述连接板（44）的下端，且平行于所述巡检车（1）的侧壁；

第二支撑杆（46），所述第二支撑杆（46）的一端固定有第二齿轮（461），所述第二齿轮（461）与所述连接板（44）转动连接，且所述第二齿轮（461）与所述第一齿轮（433）啮合。

8.根据权利要求1所述的一种电力检查用子母巡检机器人，其特征在于，对无人机本体（2）的启动控制策略确立的过程包括：

基于第二紫外检测仪（52）多次测量出目标区域对应的多组放电强度数据，基于测距仪（53）获取所述测量时目标区域与巡检车（1）的距离；

根据多组放电强度数据以及目标区域距离巡检车（1）的距离数据，计算获取目标区域的可疑参数，若所述可疑参数超过预设阈值，则启动所述无人机本体（2）对所述目标区域进行检查。