高压线路附近铁塔状态检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高压线路附近铁塔状态检测系统，包括液体摆式倾斜传感器、红外传感器和机器人主体结构，液体摆式倾斜传感器用于检测铁塔的倾斜度，红外传感器位于机器人主体结构上，用于检测高压线路前方障碍物，机器人主体结构架设在高压线路上，用于根据液体摆式倾斜传感器和红外传感器的输出确定相应的报警策略。通过本发明专利技术，能够对高压线路附近铁塔状态和前方障碍物实现准确的检测和报警。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是申请号为2015109553546、申请日为2015年12月17日、发明名称为“高压线路附近铁塔状态检测系统”的专利的分案申请。
本专利技术涉及电网监测领域，尤其涉及一种高压线路附近铁塔状态检测系统。
技术介绍
对于架空的高压线路来说，其两端的铁塔是其固定的支撑部件，如果铁塔的状态异常，例如铁塔倾斜度过大或者铁塔摇晃不定，都会给高压线路的状态造成不利影响，严重时甚至拉断高压线路，引起线路断电，给用电单位和居民造成不便，同时断开的线头也容易导致行人或车辆触电，后果非常严重。因此，需要对高压线路的铁塔状态进行检测，尤其对铁塔的倾斜度进行检测，然而，现有技术中存在两个难点：(1)巡视机器人由于结构问题，无法做到全程检测；(2)缺乏有针对性的倾斜度检测设备。当前对铁塔的倾斜度仍偏重于人工模式，这种模式效率低，覆盖面窄，无法做到全线路快速检测。为此，需要一种新的高压线路的铁塔状态检测方案，能够全程自动对整条高压线路附近的铁塔进行快速、精确的状态检测，同时能够在铁塔状态异常时进行紧急报警，从而提高检测的效率和准确度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高压线路附近铁塔状态检测系统，通过设计针对高压线路附近铁塔的专有结构的液体摆式倾斜传感器来完成铁塔倾斜度的高精度检测，通过优化现有机器人的结构，使得机器人能够适应复杂的高压线路环境，畅行在整条高压线路上，而且通过引入无线通信链路来完成现场设备通信的畅通。根据本专利技术的一方面，提供了一种高压线路附近铁塔状态检测系统，所述系统包括液体摆式倾斜传感器、红外传感器和机器人主体结构，液体摆式倾斜传感器用于检测铁塔的倾斜度，红外传感器位于机器人主体结构上，用于检测高压线路前方障碍物，机器人主体结构架设在高压线路上，用于根据液体摆式倾斜传感器和红外传感器的输出确定相应的报警策略。更具体地，在所述高压线路附近铁塔状态检测系统中，包括：液体摆式倾斜传感器，设置在高压线路附近的铁塔上，内部包括传感器壳体、倾斜度测量设备、电解泡、作为电导体的液体和三个电极，液体摆式倾斜传感器利用液体摆原理进行检测，用于测量铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度；传感器壳体为U型结构，用于容纳电解泡、作为电导体的液体和三个电极；电解泡位于液体内部；三个电极中，两个电极均匀分布在U型结构外侧轮廓的两端，剩下的电极设置在U型结构内侧轮廓的中心点处；倾斜度测量设备与三个电极连接，当电解泡位于液体内部移动时，倾斜度测量设备基于三个电极之间的电容变化计算铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度，并基于铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度计算铁塔的整体倾斜度；其中，倾斜度测量设备采用CPLD芯片来实现；机器人主体结构，包括前轮子结构、中轮子结构、后轮子结构、刹车子结构、前方气动伸缩子结构、后方气动伸缩子结构、中部气动伸缩子结构、底板、重心控制子结构和控制箱；前轮子结构处于底板上方，包括前方驱动电机和前方行走轮，前方行走轮采用塑料材料，具有与高压线路相适应的圆槽，前方驱动电机与前方切削刀片和前方行走轮分别连接，用于为前方切削刀片提供切削动力的同时，为前方行走轮提供行走动力；中轮子结构位于前轮子结构和中轮子结构中间，处于底板上方，包括中部驱动电机和中部行走轮组成，中部行走轮采用塑料材料，具有与高压线路相适应的圆槽，中部驱动电机与中部行走轮连接，用于为中部行走轮提供行走动力；后轮子结构处于底板上方，包括后方驱动电机和后方行走轮，后方行走轮采用塑料材料，具有与高压线路相适应的圆槽，后方驱动电机与后方切削刀片和后方行走轮分别连接，用于为后方切削刀片提供切削动力的同时，为后方行走轮提供行走动力；前方气动伸缩子结构位于前轮子结构和底板之间，用于将前轮子结构连接到底板上，包括前方腕关节、前方垂直伸缩臂、前方肘关节、前方水平伸缩臂和前方肩关节，前方腕关节将前轮子结构和前方垂直伸缩臂连接，前方垂直伸缩臂与前方肘关节连接，前方水平伸缩臂将前方肘关节与前方肩关节连接，前方肩关节与底板连接，前方垂直伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收前方垂直伸缩控制信号，前方水平伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收前方水平伸缩控制信号；中部气动伸缩子结构位于中轮子结构和底板之间，用于将中轮子结构连接到底板上，包括中部腕关节、中部垂直伸缩臂、中部肘关节、中部水平伸缩臂和中部肩关节，中部腕关节将中轮子结构和中部垂直伸缩臂连接，中部垂直伸缩臂与中部肘关节连接，中部水平伸缩臂将中部肘关节与中部肩关节连接，中部肩关节与底板连接，中部垂直伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收中部垂直伸缩控制信号，中部水平伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收中部水平伸缩控制信号；后方气动伸缩子结构位于后轮子结构和底板之间，用于将后轮子结构连接到底板上，包括后方腕关节、后方垂直伸缩臂、后方肘关节、后方水平伸缩臂和后方肩关节，后方腕关节将后轮子结构和后方垂直伸缩臂连接，后方垂直伸缩臂与后方肘关节连接，后方水平伸缩臂将后方肘关节与后方肩关节连接，后方肩关节与底板连接，后方垂直伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收后方垂直伸缩控制信号，后方水平伸缩臂还与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收后方水平伸缩控制信号；刹车子结构包括刹车块、刹车导向结构和刹车气缸，刹车块位于后方高压线路位置，刹车导向结构与刹车块和刹车气缸分别连接，用于为刹车块的刹车制动操作提供动力；重心控制子结构位于底板下方，采用控制箱为重心调节的配重设备，包括重心调节气缸和三位电磁阀，重心调节气缸为重心调节提供动力，三位电磁阀通过调节控制箱和底板之间的相对距离来控制机器人主体结构的重心位置；控制箱位于底板下方，包括外壳和控制板，所述控制板集成了飞思卡尔MC9S12芯片和频分双工通信接口，频分双工通信接口与远端的供电管理服务器连接，用于接收供电管理服务器无线发送的无线控制指令，飞思卡尔MC9S12芯片还与频分双工通信接口、前方驱动电机、中部驱动电机和后方驱动电机分别连接，用于解析无线控制指令以确定并输出前方垂直伸缩控制信号、前方水平伸缩控制信号、中部垂直伸缩控制信号、中部水平伸缩控制信号、后方垂直伸缩控制信号或后方水平伸缩控制信号，还用于解析无线控制指令以确定前方驱动电机、中部驱动电机或后方驱动电机的驱动控制信号；红外传感器，位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压线路附近铁塔状态检测系统，所述系统包括液体摆式倾斜传感器、红外传感器和机器人主体结构，液体摆式倾斜传感器用于检测铁塔的倾斜度，红外传感器位于机器人主体结构上，用于检测高压线路前方障碍物，机器人主体结构架设在高压线路上，用于根据液体摆式倾斜传感器和红外传感器的输出确定相应的报警策略。

【技术特征摘要】
1.一种高压线路附近铁塔状态检测系统，所述系统包括液体摆式倾
斜传感器、红外传感器和机器人主体结构，液体摆式倾斜传感器用于检测
铁塔的倾斜度，红外传感器位于机器人主体结构上，用于检测高压线路前
方障碍物，机器人主体结构架设在高压线路上，用于根据液体摆式倾斜传
感器和红外传感器的输出确定相应的报警策略。
2.如权利要求1所述的高压线路附近铁塔状态检测系统，其特征在
于，所述系统包括：
液体摆式倾斜传感器，设置在高压线路附近的铁塔上，内部包括传感
器壳体、倾斜度测量设备、电解泡、作为电导体的液体和三个电极，液体
摆式倾斜传感器利用液体摆原理进行检测，用于测量铁塔在顺线方向的倾
斜角度和横线方向的倾斜角度；
传感器壳体为U型结构，用于容纳电解泡、作为电导体的液体和三个
电极；
电解泡位于液体内部；
三个电极中，两个电极均匀分布在U型结构外侧轮廓的两端，剩下的
电极设置在U型结构内侧轮廓的中心点处；
倾斜度测量设备与三个电极连接，当电解泡位于液体内部移动时，倾
斜度测量设备基于三个电极之间的电容变化计算铁塔在顺线方向的倾斜
角度和横线方向的倾斜角度，并基于铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方
向的倾斜角度计算铁塔的整体倾斜度；其中，倾斜度测量设备采用CPLD
芯片来实现；
机器人主体结构，包括前轮子结构、中轮子结构、后轮子结构、刹车
子结构、前方气动伸缩子结构、后方气动伸缩子结构、中部气动伸缩子结
构、底板、重心控制子结构和控制箱；
前轮子结构处于底板上方，包括前方驱动电机和前方行走轮，前方行
走轮采用塑料材料，具有与高压线路相适应的圆槽，前方驱动电机与前方
切削刀片和前方行走轮分别连接，用于为前方切削刀片提供切削动力的同

\t时，为前方行走轮提供行走动力；
中轮子结构位于前轮子结构和中轮子结构中间，处于底板上方，包括
中部驱动电机和中部行走轮组成，中部行走轮采用塑料材料，具有与高压
线路相适应的圆槽，中部驱动电机与中部行走轮连接，用于为中部行走轮
提供行走动力；
后轮子结构处于底板上方，包括后方驱动电机和后方行走轮，后方行
走轮采用塑料材料，具有与高压线路相适应的圆槽，后方驱动电机与后方
切削刀片和后方行走轮分别连接，用于为后方切削刀片提供切削动力的同
时，为后方行走轮提供行走动力；
前方气动伸缩子结构位于前轮子结构和底板之间，用于将前轮子结构
连接到底板上，包括前方腕关节、前方垂直伸缩臂、前方肘关节、前方水
平伸缩臂和前方肩关节，前方腕关节将前轮子结构和前方垂直伸缩臂连
接，前方垂直伸缩臂与前方肘关节连接，前方水平伸缩臂将前方肘关节与
前方肩关节连接，前方肩关节与底板连接，前方垂直伸缩臂还与飞思卡尔
MC9S12芯片电性连接以接收前方垂直伸缩控制信号，前方水平伸缩臂还
与飞思卡尔MC9S12芯片电性连接以接收前方水平伸缩控制信号；
中部气动伸缩子结构位于中轮子结构和底板之间，用于将中轮子结构
连接到底板上，包括中部腕关节、中部垂直伸缩臂、中部肘关节、中部水
平伸缩臂和中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩明，
申请(专利权)人：韩明，
类型：发明
国别省市：江苏;32