一种高压线智能巡检机器人及其巡检方法技术

技术编号:19421334 阅读:32 留言:0更新日期:2018-11-14 09:25
本发明专利技术公开了一种高压线智能巡检机器人及其巡检方法,该机器人包括移动模块、悬臂、测量模块和控制模块,移动模块包括两个轮组,分别设置在悬臂的两端,高压线穿过两个轮组,测量模块设置在悬臂的最下方,控制模块悬挂在悬臂内弧的最低端,包括机器人控制器、通信模块和电源,机器人通过通信模块与地面终端平台进行数据通信,机器人控制器控制轮组压紧高压线并沿高压线移动,电源为机器人各部件供电。本发明专利技术轮组压紧高压线并在电机带动下沿高压线移动,在移动过程中,测量模块进行各种检测,可以实现不间断地对高压线进行自主往返巡检,实现高清检测,同时还能够跨越前进中障碍,具有使用灵活,效率高,同时检测准确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高压线智能巡检机器人及其巡检方法
本专利技术涉及电力系统检测研究领域,特别涉及一种高压线智能巡检机器人及其巡检方法。
技术介绍
输电线路长期处于恶劣的自然环境中,经常会发生一些如导线的断股等故障,这些缺陷会对整个输电线路的正常运行产生极大的干扰,需要及时发现并维修。传统的“巡线”方式主要靠人工巡线,这种方式工作强度大、工作效率低。现有技术中提出采用无人机对高压线进行巡检,但是这种方案只采用可见光图像和视频对输电线路进行巡视,检测手段单一,只能对输电线路做粗略的巡检,发现较大的缺陷,并且巡检得到的影像资料只是抽样取点,不能全覆盖地对高压线进行高清拍摄。为此,研究一种针对高压线缆,能够实现高清检测、具有极高巡线效率的装置和方法具有重要的研究意义和实用价值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种高压线智能巡检机器人,该机器人可以实现不间断地对高压线进行自主往返巡检,实现高清检测,同时还能够跨越前进中障碍,具有使用灵活,效率高,同时检测准确的优点。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述高压线智能巡检机器人的巡检方法,该方法可以实现不间断地对高压线进行自主往返巡检、智能通过视觉识别高压线断股等异常以及跨越前进中障碍的功能。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现:一种高压线智能巡检机器人,包括移动模块、悬臂、测量模块和控制模块,移动模块包括两个轮组,分别设置在悬臂的两端,高压线穿过两个轮组;测量模块设置在悬臂的最下方,控制模块悬挂在悬臂内弧的最低端,包括机器人控制器、通信模块和电源,机器人通过通信模块与地面终端平台进行数据通信,机器人控制器控制轮组压紧高压线并沿高压线移动,电源为机器人各部件供电。本专利技术中,高压线卡在两个轮组之间,机器人控制器可控制轮组压紧高压线并沿高压线移动,从而可以实现不间断地对高压线进行自主往返巡检。优选的,每个轮组包括张合爪、张合爪驱动电机、三个橡胶导轮以及橡胶导轮驱动电机,橡胶导轮两侧均有导板,其中两个橡胶导轮在高压线的上方,与张合爪的上端固定连接,一个橡胶导轮在高压线的下方,与张合爪的下端固定连接,三个橡胶导轮呈倒品字形排列,高压线从品字中间横向穿过,橡胶导轮驱动电机驱动橡胶导轮沿高压线移动;张合爪驱动电机控制张合爪的开闭进而让轮组松开或夹紧高压线。采用上述结构,可以使机器人牢固的固定在高压线上,以抵御风或其他危险,同时通过橡胶导轮两侧设置的导板,使橡胶导轮类似火车车轮,保证在机器人运动时不会滑出绳索。优选的,所述轮组与悬臂之间还设有悬臂扭转电机,悬臂扭转电机控制轮组相对于悬臂做旋转运动。通过悬臂扭转电机可使悬臂跨越高压线上的障碍物。优选的,所述测量模块包括摄像机,摄像机固定在一云台上,云台带动摄像机转动。从而可以实现机器人巡检时摄像机可灵活的转动,对准被检高压线。更进一步的,所述摄像机具有调焦功能。从而当发现疑似故障点时,可通过放大画面实现更准确的判断。优选的,所述测量模块还包括激光雷达,激光雷达设置在悬臂上,激光雷达在一定角度内扫描高压线。从而可以测量高压线与周边树木距离。优选的,所述测量模块还包括红外热成像仪,该红外热成像仪设置在悬臂上。通过红外热成像仪可以测量高压线缆、电缆接头、接地箱、电缆终端头与终端瓷瓶、电缆终端以及其他部位的温度异常与电流致热性故障,完成温度诊断与预警。优选的,所述测量模块还包括气体传感器与温湿度传感器。以用于采集当前高压线的环境参数。优选的,在机器人和/或终端平台上设有报警装置。对于环境数据异常及其他异常情况,机器人与终端平台将实时发出报警信息,提醒管理人员进行关注与处置。优选的,机器人上部采用金属板封闭,各金属板连接处采用橡胶条填充。从而进行密封,实现防水的功能。优选的,移动模块、测量模块、控制模块均采用模块化方式,与悬臂以拆装方式进行组装在一起。从而可以实现快速的组装、拆卸、更换和折叠。优选的,机器人内设有用于检测倾斜或脱线的传感器。一旦机器人突然遇到侧风或其他原因导致机器人有倾斜或脱线危险时,该传感器会向控制器报警,控制器将会执行紧急动作,通过橡胶导轮压紧地线,保证机器人不脱线。优选的,在轮组和悬臂的受风面进行镂空设计。使得风从镂空处穿过,减少受风面积,减少侧向压力,进而提升机器人抗风性能。优选的,所述橡胶导轮驱动电机采用伺服电机。通过伺服电机发送的脉冲可对故障点进行精确定位。优选的,所述电源包括太阳能充电板,太阳能充电板设置在悬臂上。从而使机器人更适于在野外作业。一种基于上述高压线智能巡检机器人的巡检方法,步骤是:轮组压紧高压线并在电机带动下沿高压线移动,在移动过程中,测量模块中的摄像机拍摄高压线,检测当前高压线是否有断股情况,检测机器人运动方向的前方是否有障碍物,测量模块中的激光雷达测量高压线与周边树木距离,以及获得目标物的距离和方向;控制模块中的通信模块将上述采集的信息发送到终端平台。优选的,在巡检过程中,若摄像机检测到机器人运动方向的前方有障碍物,则需要跨越障碍物,方法为:S1:机器人橡胶导轮驱动电机停转;S2:机器人第一侧轮组张开,使得第一侧橡胶导轮脱离高压线;S3:第二侧的悬臂扭转电机转动,带动机器人顺时针转;S4:当张开的第一侧轮组因顺时针转动将要遇到高压线时停止转动;S5:将第二侧轮组转动180度,使得第一侧轮组面向绳索;S6:合起第一侧轮组,使得第一侧橡胶导轮夹住高压线,从而实现机器人的第一侧轮组跨过障碍;S7:重复上述六个步骤,实现机器人的第二侧轮组跨过障碍,从而实现整个机器人跨过障碍。优选的,所述橡胶导轮驱动电机采用伺服电机,当伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,根据伺服电机接收到的脉冲总数以及轮子的直径能够计算出机器人走过的距离,实现精确定位。本专利技术与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:1、本专利技术高压线智能巡检机器人,可以沿着高压线不间断地进行自主往返巡检、异常点自主定位复检,具备测量高压线与周边树木距离、识别高压线断股等异常、高精度进行地图定位,精确故障点定位,数据发送至终端平台,以及智能跨越前进中障碍等多项功能。从而解决巡检机器人功能单一以及难以应用到实际检测术瓶颈,深化机器人技术在电力巡检工作中的应用。同时能够大大降低巡线人员的工作强度,提高巡线效率,具有很大的优势。2、本专利技术中摄像机设置在云台上,云台具有转动功能,同时配合相机变焦,可有效保证对智能巡检机器人各方向现场细节进行有效监控。3、本专利技术中还设有红外热成像仪,可对缆、电缆接头、配电箱等设备进行热监控。设有用于检测倾斜或脱线的传感器、气体传感器与温湿度传感器等,可以对当前高压线的状态以及环境进行测量,实现机器人的稳定运行。附图说明图1是本专利技术实施例的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例轮组闭合时的结构示意图。图3是本专利技术实施例轮组打开时的结构示意图。图4是本专利技术实施例悬臂底部云台处的结构示意图。图5是本专利技术实施例的整体结构俯视图。图中:1-橡胶导轮,2-张合爪,3-悬臂扭转电机,4-悬臂,5-机盒,6-激光雷达,7-摄像机,8-云台,9-太阳能充电板,10-张合爪驱动电机。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压线智能巡检机器人,其特征在于,包括移动模块、悬臂、测量模块和控制模块,移动模块包括两个轮组,分别设置在悬臂的两端,高压线穿过两个轮组;测量模块设置在悬臂的最下方,控制模块悬挂在悬臂内弧的最低端,包括机器人控制器、通信模块和电源,机器人通过通信模块与地面终端平台进行数据通信,机器人控制器控制轮组压紧高压线并沿高压线移动,电源为机器人各部件供电。

【技术特征摘要】
1.一种高压线智能巡检机器人,其特征在于,包括移动模块、悬臂、测量模块和控制模块,移动模块包括两个轮组,分别设置在悬臂的两端,高压线穿过两个轮组;测量模块设置在悬臂的最下方,控制模块悬挂在悬臂内弧的最低端,包括机器人控制器、通信模块和电源,机器人通过通信模块与地面终端平台进行数据通信,机器人控制器控制轮组压紧高压线并沿高压线移动,电源为机器人各部件供电。2.根据权利要求1所述的高压线智能巡检机器人,其特征在于,每个轮组包括张合爪、张合爪驱动电机、三个橡胶导轮以及橡胶导轮驱动电机,橡胶导轮两侧均有导板,其中两个橡胶导轮在高压线的上方,与张合爪的上端固定连接,一个橡胶导轮在高压线的下方,与张合爪的下端固定连接,三个橡胶导轮呈倒品字形排列,高压线从品字中间横向穿过,橡胶导轮驱动电机驱动橡胶导轮沿高压线移动;张合爪驱动电机控制张合爪的开闭进而让轮组松开或夹紧高压线。3.根据权利要求1所述的高压线智能巡检机器人,其特征在于,所述轮组与悬臂之间还设有悬臂扭转电机,悬臂扭转电机控制轮组相对于悬臂做旋转运动。4.根据权利要求1所述的高压线智能巡检机器人,其特征在于,所述测量模块包括摄像机,摄像机固定在一云台上,云台带动摄像机转动;所述摄像机具有调焦功能。5.根据权利要求1所述的高压线智能巡检机器人,其特征在于,所述测量模块还包括激光雷达,激光雷达设置在悬臂上,激光雷达在一定角度内扫描高压线;所述测量模块还包括红外热成像仪,该红外热成像仪设置在悬臂上;所述测量模块还包括气体传感器与温湿度传感器,气体传感器与温湿度传感器设置在悬臂上。6.根据权利要求1所述的高压线智能巡检机器人,其特征在于,在机器人和/或终端平台上设...

【专利技术属性】
技术研发人员:李远清郑子杰张婷杨睿琳卢星宇
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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