用于电力线的飞行爬线两栖机器人及其控制方法技术

本发明专利技术涉及电力巡线技术领域，尤其涉及用于电力线的飞行爬线两栖机器人及其控制方法。本发明专利技术包括机身、飞行单元、起落架以及爬线单元；所述飞行单元设置在所述机身上，以用于实现机器人飞行；所述起落架设置在所述机身下方，以用于实现机器人平稳着陆；所述爬线单元设置在所述机身底部，以用于实现机器人爬线。本发明专利技术的机器人通过飞行单元和爬线单元实现了从地面起降到待巡检的电力线，然后通过爬线单元使机器人沿电力线进行巡检，其操作过程简单，适用于各种复杂场景的电力线巡检，且能够保持近距离的巡检操作，提高了检测质量，而且巡检过程相对于飞行状态功耗降低，提高了续航能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
用于电力线的飞行爬线两栖机器人及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力巡线
，尤其涉及用于电力线的飞行爬线两栖机器人及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，随着电力传输的要求不断提高，输电等级越来越高，高压/超高压巡线维护作业对于电网系统的安全性、稳定性和效率提升的作用尤为重要。输电线路所处区域多为自然环境恶劣、交通闭塞的野外，电力线在自然环境中长期受到机械拉力、雷击、温度变化、雨雪天气的影响，容易出现塔杆倾斜、线路断股、老化、腐蚀等现象，电力线塔杆上的绝缘子在自然环境中也容易出现损坏，电力线周边树木的生长等，均要求对电力线进行巡检。
[0003]传统的人工巡检方式采用目测，存在效率低下、劳动强度大、巡检精度低等问题，而且在部分线路巡线任务中，人员无法达到，极大的限制了人工巡线的效率和有效性。而无人机的出现，在一定程度上提高了电力巡线的效率和应用场景，但执行电力线运行维护任务的无人机在飞行作业时，必须与电力线保持较远的相对距离，航迹飞行精度低，检测质量不够精细。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术要解决是现有无人机航迹飞行精度低，检测质量不够精细的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了用于电力线的飞行爬线两栖机器人，包括机身、飞行单元、起落架以及爬线单元；所述飞行单元设置在所述机身上，以用于实现机器人飞行；所述起落架设置在所述机身下方，以用于实现机器人平稳着陆；所述爬线单元设置在所述机身底部，以用于实现机器人爬线。
[0008]进一步地，所述爬线单元包括主动轮、负重轮以及履带，两所述主动轮沿机器人爬行方向先后设置，所述负重轮设置在两所述主动轮之间，所述履带套设在两所述主动轮上，并由所述负重轮托起所述履带的中部。
[0009]进一步地，所述履带的截面呈V形，所述主动轮和所述负重轮的表面向轴心凹陷以与所述履带相匹配。
[0010]进一步地，所述履带的外表面复合有软橡胶，所述履带的外表面以用于与电力线抵接。
[0011]进一步地，所述飞行单元包括第一飞行单元、第二飞行单元、第三飞行单元以及第四飞行单元，其中所述第一飞行单元和第四飞行单元位于所述机身右侧，所述第二飞行单元和第三飞行单元位于所述机身左侧，且所述第一飞行单元和第四飞行单元与所述第二飞行单元和第三飞行单元对称设置。
[0012]进一步地，还包括电性连接的姿态控制系统、电机驱动模块、电源模块以及通信模
块，所述姿态控制系统包括惯性测量单元和微处理器，以用于实现机器人的飞行或爬线平衡控制。
[0013]进一步地，所述电源模块设置在所述起落架的底部，且所述起落架两侧重量相同。
[0014]进一步地，还包括摄像头和云台，所述摄像头通过所述云台与所述机身连接，且位于所述机身前端。
[0015]进一步地，还包括除冰装置和/或除杂装置，所述除冰装置和/或除杂装置设置在所述机身上。
[0016]第二方面，本专利技术提供了用于电力线的飞行爬线两栖机器人的控制方法，包括步骤：
[0017]根据惯性测量单元实时检测机器人的当前姿态信息，根据通信模块实时接收机器人当前的控制信息；将姿态信息和控制信息传输给微处理器进行计算；微处理器采用PID控制方案计算实际的输出控制量，并输出电机控制信号以控制电机驱动模块。
[0018]当第一飞行单元和第四飞行单元一侧向下倾斜时，惯性测量单元检测该倾斜的角度与角加速度，输入至微处理器；微处理器计算第一飞行单元和第四飞行单元转速的所需提高数据和第二飞行单元和第三飞行单元转速的所需降低数据，并输出电机控制信号。
[0019]当第二飞行单元和第三飞行单元一侧向下倾斜时，惯性测量单元检测该倾斜的角度与角加速度，输入至微处理器；微处理器计算第二飞行单元和第三飞行单元转速的所需提高数据和第一飞行单元和第四飞行单元的所需降低数据，并输出电机控制信号。
[0020](三)有益效果
[0021]本专利技术的机器人通过飞行单元和爬线单元实现了从地面起降到待巡检的电力线，然后通过爬线单元使机器人沿电力线进行巡检，其操作过程简单，适用于各种复杂场景的电力线巡检，且能够保持近距离的巡检操作，提高了检测质量，而且巡检过程相对于飞行状态功耗降低，提高了续航能力。
[0022]本专利技术的上述技术方案还具有如下优点：
[0023]1、爬线单元采用履带式结构增加了与电力线之间的包覆面和摩擦力，爬行过程稳定，不易打滑；
[0024]2、多组飞行单元相互配合，能够稳定机身飞行或爬行的姿态，避免倾斜而掉落；
[0025]3、通过电源模块等较重部分下置的设计，降低机器人总体重心高度，提高爬线作业时的稳定性；
[0026]4、便于安装除冰装置和/或除杂装置，以实现对电力线进行多种维护作业。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一种用于电力线的飞行爬线两栖机器人的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术一种用于电力线的飞行爬线两栖机器人的飞行单元布置方式示意图；
[0029]图3为本专利技术一种用于电力线的飞行爬线两栖机器人的爬线单元结构示意图；
[0030]图4为本专利技术一种用于电力线的飞行爬线两栖机器人的主动轮结构示意图。
[0031]图中：1、机身；2、飞行单元；3、起落架；4、爬线单元；40、主动轮；41、负重轮；42、履带；20、第一飞行单元；21、第二飞行单元；22、第三飞行单元；23、第四飞行单元；5、电源模
块；6、摄像头；7、云台。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，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。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]请参考图1，本专利技术提供了用于电力线的飞行爬线两栖机器人，包括机身1、飞行单元2、起落架3以及爬线单元4；所述飞行单元2设置在所述机身1上，以用于实现机器人飞行；所述起落架3设置在所述机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，包括机身、飞行单元、起落架以及爬线单元；所述飞行单元设置在所述机身上，以用于实现机器人飞行；所述起落架设置在所述机身下方，以用于实现机器人平稳着陆；所述爬线单元设置在所述机身底部，以用于实现机器人爬线。2.根据权利要求1所述的用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，所述爬线单元包括主动轮、负重轮以及履带，两所述主动轮沿机器人爬行方向先后设置，所述负重轮设置在两所述主动轮之间，所述履带套设在两所述主动轮上，并由所述负重轮托起所述履带的中部。3.根据权利要求2所述的用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，所述履带的截面呈V形，所述主动轮和所述负重轮的表面向轴心凹陷以与所述履带相匹配。4.根据权利要求3所述的用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，所述履带的外表面复合有软橡胶，所述履带的外表面以用于与电力线抵接。5.根据权利要求1所述的用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，所述飞行单元包括第一飞行单元、第二飞行单元、第三飞行单元以及第四飞行单元，其中所述第一飞行单元和第四飞行单元位于所述机身右侧，所述第二飞行单元和第三飞行单元位于所述机身左侧，且所述第一飞行单元和第四飞行单元与所述第二飞行单元和第三飞行单元对称设置。6.根据权利要求1所述的用于电力线的飞行爬线两栖机器人，其特征在于，还包括电性连接的姿态控制系统、电机驱动模块、电源模块以及通信模块，所述姿态控制系统包括惯性测量单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，
申请(专利权)人：重庆吉光幻羽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：