CN102110961A - 高压线路运行状态智能巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压线路运行状态智能巡检系统，包括巡检装置本体、地面控制处理系统和本体控制处理系统，该巡检系统利用无线自动控制技术，通过地面控制处理系统远程控制设置有云台摄像机的巡检装置本体在光纤复合架空地线上行走，对高压线路进行视频巡检，可克服人工巡线精度低、效率低、劳动强度大、存在盲区等缺点；巡检装置本体的两个行走臂可伸缩和旋转，由双轮支撑，并可调节重心，跨越塔架时，其中一个行走臂作为支撑，另一个行走臂升降并旋转避开障碍，依靠单臂行走跨越障碍，越障能力强，同时，巡检装置本体结构简单合理，重量轻，续航能力强，携带方便，其应用对保障输电线路及通讯线路的安全运行具有重大意义。

Description

高压线路运行状态智能巡检系统

技术领域

 本发明涉及一种高压输电线路的损伤检测设备，特别涉及一种在挂网运行线路上行走对高压输电线路进行视频巡检的巡检系统。

背景技术

近年来，随着高压线路主干网的建设，挂网运行的高压输电线路越来越多，同时运行缺陷也逐步暴露出来，例如:频率高发的OPGW光纤复合架空地线的外层股线断股，这种外层断股不仅对通信安全形成威胁，而且随着其散股长度的增加，线路机械强度的降低，对输电线路的安全也会构成严重的威胁。根据对输电线断股情况调查统计，断股一般是外层单丝发生断股，因此，对输电线断股情况的巡检可以采用视频图像巡检方式。

目前，常用的巡检方法是人工巡检方法，该方法工作量大、条件艰苦、巡检精度低，特别是对山区和跨越大江大河线路的巡检，存在很大的困难，甚至有一些巡检项目靠常规方法难以完成。为达到全面巡检的目的，出现了直升飞机航测的巡检方法，精度和效率均较高，但由于受巡视区域地理、气候等条件的影响，存在安全隐患，且巡线费用高。除此之外，也出现了直接在输电线路上行走进行检测的巡检设备，但普遍存在越障能力不强、续航能力较差等缺点。

因此，需研究和开发一种可对线路运行状况进行智能巡检、不存在盲区、精度高、效率高、越障能力强、续航能力强、费用相对较低的系统，及时发现输电线路的断股损伤，有效避免输电线路断股损伤引起事故，保障电力系统通讯的安全运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高压线路运行状态智能巡检系统，可通过远程控制在光纤复合架空地线上行走实现对架空地线或输电线路的视频巡检，跨越障碍能力强，可跨越塔架进行连续作业，同时，其结构简单合理、重量轻，续航能力强。

本发明的高压线路运行状态智能巡检系统，包括巡检装置本体、地面控制处理系统和本体控制处理系统；

所述巡检装置本体包括行走臂Ⅰ、行走臂Ⅱ、导轨、箱体组件、云台摄像机和电源；所述行走臂Ⅰ和行走臂Ⅱ均包括旋转组件、升降组件和行走组件，所述旋转组件包括旋转电机和固定设置于导轨上的行走臂安装座，所述升降组件包括与行走臂安装座转动配合的转动臂、与转动臂滑动配合的升降臂和与升降臂传动配合的升降电机，所述旋转电机传动配合转动臂，所述行走组件包括轮架、前后并列设置于轮架上用于在线路上行走的驱动轮和辅助轮，轮架固定连接于升降臂顶端，与驱动轮传动配合设置有行走电机；所述箱体组件包括可沿导轨往复滑动的箱体和设置于箱体上的驱动电机，所述电源设置于箱体内；

所述地面控制处理系统包括地面视频信号接收器、地面无线数据收发器和地面处理器，地面视频信号接收器的视频数据输入地面处理器，地面无线数据收发器与地面处理器之间双向数据传输；

所述本体控制处理系统包括设置于箱体内的本体视频信号发射器、本体无线数据收发器和设置于导轨上的电机控制器，本体无线数据收发器与地面无线数据收发器之间双向数据通讯，本体无线数据收发器接收的控制数据输入电机控制器，电机控制器分别控制旋转电机、升降电机、行走电机和箱体上的驱动电机；

所述云台摄像机设置于箱体上，云台摄像机的视频数据输入本体视频信号发射器，本体视频信号发射器发射的视频数据由地面视频信号接收器接收。

进一步，所述高压线路运行状态智能巡检系统还包括用于检测巡检装置本体重心位置的姿态传感器和用于检测巡检装置本体行走速度的速度传感器，所述姿态传感器和速度传感器的检测信号均输入本体无线数据收发器；

进一步，所述转动臂为开口向上的套筒结构，升降臂向下伸入转动臂内并与其滑动配合，升降臂上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅰ，所述升降电机固定设置于转动臂上，与升降电机的输出轴沿周向固定配合设置有与齿条Ⅰ啮合的齿轮；

进一步，所述升降臂上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅱ，所述转动臂上设置有与升降臂上的齿条Ⅱ啮合的安全钩驱动齿轮，所述安全钩驱动齿轮上固定设置安全钩，安全钩与驱动轮形成用于包围线路的封闭环；

进一步，所述行走臂Ⅰ和行走臂Ⅱ还包括用于加固的斜拉杆，所述转动臂上以轴向固定周向转动的方式设置有卡座，斜拉杆一端固定连接导轨，另一端固定连接卡座；

进一步，所述卡座和导轨上均设置有电线扎带；

进一步，所述驱动轮和辅助轮均为带周向向外V形槽的V形轮；

进一步，所述姿态传感器为设置于箱体和导轨上的霍尔传感器，所述速度传感器为设置于驱动轮和轮架上的霍尔传感器；

进一步，所述地面处理器为运行处理控制程序的便携式计算机。

发明的有益效果：本发明的高压线路运行状态智能巡检系统，包括巡检装置本体、地面控制处理系统和本体控制处理系统，该巡检系统利用无线自动控制技术，通过地面控制处理系统远程控制设置有云台摄像机的巡检装置本体在光纤复合架空地线上行走，对高压线路进行视频巡检，可克服人工巡线精度低、效率低、劳动强度大、存在盲区等缺点；巡检装置本体的两个行走臂可伸缩和旋转，由双轮支撑，并可调节重心，跨越塔架时，其中一个行走臂作为支撑，另一个行走臂升降并旋转避开障碍，依靠单臂行走跨越障碍，越障能力强，同时，巡检装置本体结构简单合理，重量轻，续航能力强，携带方便，其应用对保障输电线路及通讯线路的安全运行具有重大意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为图1中巡检装置本体的A-A剖视图；

图3为图1中的Ⅰ处局部放大图；

图4为图1中的Ⅱ处局部放大图；

图5为本发明的控制原理示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构原理示意图，图2为图1中巡检装置本体的A-A剖视图，图3为图1中的Ⅰ处局部放大图，图4为图1中的Ⅱ处局部放大图，图5为本发明的控制原理示意图，如图所示：本实施例的高压线路运行状态智能巡检系统，包括巡检装置本体、地面控制处理系统和本体控制处理系统；

所述巡检装置本体包括行走臂Ⅰ1、行走臂Ⅱ2、导轨3、箱体组件、云台摄像机4和电源；所述行走臂Ⅰ1和行走臂Ⅱ2均包括旋转组件、升降组件和行走组件，所述旋转组件包括旋转电机5和通过螺栓连接固定设置于导轨3上的行走臂安装座6，所述升降组件包括与行走臂安装座6转动配合的转动臂7、与转动臂7滑动配合的升降臂8和与升降臂8传动配合的升降电机9，所述旋转电机5通过齿轮传动驱动转动臂7转动，所述行走组件包括轮架31、前后并列设置于轮架31上用于在线路上行走的驱动轮10和辅助轮11，轮架31固定连接于升降臂8顶端，与驱动轮10传动配合设置有行走电机12；所述箱体组件包括可沿导轨3往复滑动的箱体13和设置于箱体13上的驱动电机14，所述电源设置于箱体13内；

所述地面控制处理系统包括地面视频信号接收器15、地面无线数据收发器16和地面处理器17，地面视频信号接收器15的视频数据输入地面处理器17，地面无线数据收发器16与地面处理器17之间双向数据传输；

所述本体控制处理系统包括设置于箱体13内的本体视频信号发射器18、本体无线数据收发器19和设置于导轨3上的电机控制器20，本体无线数据收发器19与地面无线数据收发器16之间双向数据通讯，本体无线数据收发器19接收的控制数据输入电机控制器20，电机控制器20分别控制旋转电机5、升降电机9、行走电机12和箱体13上的驱动电机14；

所述云台摄像机4设置于箱体13上，云台摄像机4的视频数据输入本体视频信号发射器18，本体视频信号发射器18发射的视频数据由地面视频信号接收器15接收。

使用时，将巡检装置本体悬挂于光纤复合架空地线上，操作者通过地面处理器发出指令，指令通过地面无线数据收发器发射，由本体无线数据收发器接收并传输至电机控制器，电机控制器控制相应的电机工作。假设巡检装置本体的行走方向为行走臂Ⅱ至行走臂Ⅰ，跨越塔架时，首先控制驱动电机驱动箱体后移，将重心移至行走臂Ⅱ处，然后控制行走臂Ⅰ的升降电机驱动升降臂举升行走组件，使驱动轮和辅助轮离开线路，再控制行走臂Ⅱ的旋转电机驱动行走臂Ⅱ的转动臂旋转，行走臂Ⅰ绕行走臂Ⅱ转动，从而避开塔架上的障碍，然后控制行走臂Ⅱ上的行走电机带动驱动轮转动使巡检装置本体前进，待行走臂Ⅰ越过障碍后，反向执行上述流程，使巡检装置本体恢复起始状态，同理，以同样的方法可使行走臂Ⅱ也越过障碍，使巡检装置本体实现在线路上的连续行走，开启云台摄像机获取线路的视频图像，即可完成对线路的巡检。

本实施例中，还包括用于检测巡检装置本体重心位置的姿态传感器21和用于检测巡检装置本体行走速度的速度传感器22，所述姿态传感器21和速度传感器22的检测信号均输入本体无线数据收发器19，通过姿态传感器可准确获得巡检装置本体的姿态信息，精确调节其重心，以保证越障时巡检装置本体保持平衡，速度传感器可方便操作者随时掌握巡检装置的行走速度，便于根据需要进行调节和控制。

本实施例中，所述转动臂7为开口向上的套筒结构，升降臂8向下伸入转动臂7内并与其滑动配合，升降臂8上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅰ23，采用嵌入方式以免齿条影响升降臂在转动臂内自由滑动，所述升降电机9固定设置于转动臂7上，与升降电机9的输出轴沿周向固定配合设置有与齿条Ⅰ23啮合的齿轮24，该结构简单紧凑，为有效控制巡检装置整体重量起到良好作用。

本实施例中，所述升降臂8上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅱ25，所述转动臂7上设置有与齿条Ⅱ25啮合的安全钩驱动齿轮26，所述安全钩驱动齿轮26上固定设置安全钩27，安全钩27与驱动轮10形成用于包围线路的封闭环，以防止巡检装置本体从线路上滑落造成安全事故，同时，在巡检装置本体跨越障碍时，齿条Ⅱ随升降臂运动即可带动安全钩旋转，以解开封闭环，从而使行走臂避开导线进行越障。

本实施例中，所述行走臂Ⅰ1和行走臂Ⅱ2还包括用于加固的斜拉杆28，所述转动臂7上以轴向固定周向转动的方式设置有卡座29，斜拉杆28一端固定连接导轨3，另一端固定连接卡座29，以增加行走臂Ⅰ1和行走臂Ⅱ2与导轨的连接强度。

本实施例中，所述卡座29和导轨3上均设置有电线扎带30，通过电线扎带对多条线束进行捆扎，使线束有序，以防止线束影响巡检装置本体的动作，或在动作过程中线束受到损坏造成巡检装置发生故障。

本实施例中，所述驱动轮10和辅助轮11均为带周向向外V形槽的V形轮，V形槽槽底与线路配合，稳定性高，不易滑落，且行走时不易对线路造成损伤。

本实施例中，所述姿态传感器21为设置于箱体13和导轨3上的霍尔传感器，所述速度传感器22为设置于驱动轮10和轮架31上的霍尔传感器，成本低，易于实现。

本实施例中，所述地面处理器17为运行处理控制程序的便携式计算机，通用性强，便于携带搬运。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：包括巡检装置本体、地面控制处理系统和本体控制处理系统；

所述巡检装置本体包括行走臂Ⅰ（1）、行走臂Ⅱ（2）、导轨（3）、箱体组件、云台摄像机（4）和电源；所述行走臂Ⅰ（1）和行走臂Ⅱ（2）均包括旋转组件、升降组件和行走组件，所述旋转组件包括旋转电机（5）和固定设置于导轨（3）上的行走臂安装座（6），所述升降组件包括与行走臂安装座（6）转动配合的转动臂（7）、与转动臂（7）滑动配合的升降臂（8）和与升降臂（8）传动配合的升降电机（9），所述旋转电机（5）传动配合转动臂（7），所述行走组件包括轮架（31）、前后并列设置于轮架（31）上用于在线路上行走的驱动轮（10）和辅助轮（11），轮架（31）固定连接于升降臂（8）顶端，与驱动轮（10）传动配合设置有行走电机（12）；所述箱体组件包括可沿导轨（3）往复滑动的箱体（13）和设置于箱体（13）上的驱动电机（14），所述电源设置于箱体（13）内；

所述地面控制处理系统包括地面视频信号接收器（15）、地面无线数据收发器（16）和地面处理器（17），地面视频信号接收器（15）的视频数据输入地面处理器（17），地面无线数据收发器（16）与地面处理器（17）之间双向数据传输；

所述本体控制处理系统包括设置于箱体（13）内的本体视频信号发射器（18）、本体无线数据收发器（19）和设置于导轨（3）上的电机控制器（20），本体无线数据收发器（19）与地面无线数据收发器（16）之间双向数据通讯，本体无线数据收发器（19）接收的控制数据输入电机控制器（20），电机控制器（20）分别控制旋转电机（5）、升降电机（9）、行走电机（12）和箱体（13）上的驱动电机（14）；

所述云台摄像机（4）设置于箱体（13）上，云台摄像机（4）的视频数据输入本体视频信号发射器（18），本体视频信号发射器（18）发射的视频数据由地面视频信号接收器（15）接收。

2.根据权利要求1所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：还包括用于检测巡检装置本体重心位置的姿态传感器（21）和用于检测巡检装置本体行走速度的速度传感器（22），所述姿态传感器（21）和速度传感器（22）的检测信号均输入本体无线数据收发器（19）。

3.根据权利要求2所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述转动臂（7）为开口向上的套筒结构，升降臂（8）向下伸入转动臂（7）内并与其滑动配合，升降臂（8）上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅰ（23），所述升降电机（9）固定设置于转动臂（7）上，与升降电机（9）的输出轴沿周向固定配合设置有与齿条Ⅰ（23）啮合的齿轮（24）。

4.根据权利要求3所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述升降臂（8）上沿轴向嵌入设置有齿条Ⅱ（25），所述转动臂（7）上设置有与齿条Ⅱ（25）啮合的安全钩驱动齿轮（26），所述安全钩驱动齿轮（26）上固定设置安全钩（27），安全钩（27）与驱动轮（10）形成用于包围线路的封闭环。

5.根据权利要求4所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述行走臂Ⅰ（1）和行走臂Ⅱ（2）还包括用于加固的斜拉杆（28），所述转动臂（7）上以轴向固定周向转动的方式设置有卡座（29），斜拉杆（28）一端固定连接导轨（3），另一端固定连接卡座（29）。

6.根据权利要求5所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述卡座（29）和导轨（3）上均设置有电线扎带（30）。

7.根据权利要求6所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述驱动轮（10）和辅助轮（11）均为带周向向外V形槽的V形轮。

8.根据权利要求7所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述姿态传感器（21）为设置于箱体（13）和导轨（3）上的霍尔传感器，所述速度传感器（22）为设置于驱动轮（10）和轮架（31）上的霍尔传感器。

9.根据权利要求8所述的高压线路运行状态智能巡检系统，其特征在于：所述地面处理器（17）为运行处理控制程序的便携式计算机。

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