CN104022463A - 一种架空高压输电线路机器人巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人巡检系统，该系统包括机器人本体、地面基站和后台管理器，地面基站连接机器人本体和后台管理器。所述机器人本体包括移动机器人及其搭载的2台云台可见光摄像机、1台成像仪和1台测距仪，和用于机器人电能在线补给的电源装置。所述成像仪是非制冷焦平面红外热成像仪，该红外热成像仪包括导线、接续管、耐张线夹和绝缘子。所述电源装置包括感应取电电源装置和锂电池，感应取电电源装置和锂电池共同为机器人本体供电，本系统能够减轻巡检作业的劳动强度,降低检测成本,提高检测质量和效率,改善检测作业的安全性,从而提高线路的管理质量和降低维护成本。

Description

一种架空高压输电线路机器人巡检系统

技术领域

本发明涉及电力系统监控领域，特别涉及到一种机器人巡检系统。

背景技术

我国的电力工业在国民经济中占有重要的地位，其基本职能是为国民经济的生产和发展提供安全、经济和可靠的电能源，架空高压输电线路设计与安全运行的检测与维护则是电能源系统开发和利用中的一个重要环节。架空高压输电线路大多是跨越江河、穿越高山与丛林的长距离输送电力的重要设备。

线路的巡检巡视、绝缘子清扫、线路清障和线路除冰等带电或停电作业，是保障线路安全正常运行的重要常规作业内容。目前电力电网系统完成这类常规作业的方法仍然是人工作业，人工作业不仅手段落后、劳动强度大、安全隐患大，而且对于跨越江河山林这样的线路段往往成为人工所不能实现的作业和巡视盲区，所以架空高压输电线路的智能化巡检与维护是中国实现智能电网建设的重要环节。

发明内容

为了克服现有技术中架空高压输电线路的线路修复仍需人工作业的不足，智能化巡检的缺乏，本发明提供一种机器人巡检系统。

本发明的技术方案是：一种机器人巡检系统，该系统包括机器人本体、地面基站和后台管理器，地面基站连接机器人本体和后台管理器。所述机器人本体包括移动机器人及其搭载的2台云台可见光摄像机、1台成像仪和1台测距仪，和用于机器人电能在线补给的电源装置。所述成像仪是非制冷焦平面红外热成像仪，该红外热成像仪包括导线、接续管、耐张线夹和绝缘子。所述电源装置包括感应取电电源装置和锂电池，感应取电电源装置和锂电池共同为机器人本体供电。所述机器人本体包括自动识别并定位障碍物的自动识别定位模块和监控机器人剩余电量的自动监控模块。所述机器人本体包括无线通讯模块。所述地面基站包括无线通讯模块和远程通信模块。

本发明有如下积极效果：机器人巡检系统能够代替检测人员对线路进行巡检任务，能够减轻巡检作业的劳动强度,降低检测成本,提高检测质量和效率,改善检测作业的安全性,从而提高线路的管理质量和降低维护成本。此外本发明中的机器人巡检系统还具有通信功能、能耗监测、预测与剩余电量作业规划控制功能、人机交互操作功能等功能。

附图说明

图1是本发明的工作原理图；

图2是本发明中机器人本体的工作原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明的主要思路是：机器人巡检系统，主要由机器人本体、地面基站和后台管理器三部分组成，机器人本体是本发明系统中用于线路巡检的主体部分，它包括移动机器人及其搭载的2台全球云台可见光摄像机、1台成像仪和1台测距仪，和用于机器人电能在线补给的感应取电电源装置、自动识别并定位障碍物的自动识别定位模块和监控机器人剩余电量的自动监控模块和无线通讯模块；地面基站包括无线通讯模块和远程通信模块，是机器人本体和后台管理器之间的信号传输中介，后台管理器则是整个系统的人机交互平台，对机器人作业进行远程控制，数据整理等。成像仪采用非制冷焦平面红外热成像仪，该红外热成像仪包括导线、接续管、耐张线夹和绝缘子，而测距仪采用激光测距仪，激光测距更精确。

剩余电量自动监控模块自动监控机器人的剩余电量，且能依据剩余电量和巡检线路参数，将机器人自动停留在杆塔处，而应避免机器人由于电量不足而停机在非杆塔处的档段其它位置。其中，行驶路径的自动监测依靠机器人本体搭载的两台全高清可见光云台摄像机对线路实施全方位自动巡检，包括各相导线、地线、绝缘子(串)、各种金具、杆塔及其地基、线路走廊等，巡检图像或图片清晰，总像素不低于300万，总变焦(光学变焦和电子变焦)不小于240X，摇摆角不小于350°，俯仰角不小于200°，自重不大于1.8kg，巡检图片既可存储在机器人本体中，且存储容量不小于100G，又可实时无线传输下载到地面基站。

行驶路径的自动监测涉及行驶路径环境的自动检测识别和定位，自动识别防震锤、悬垂线夹、耐张线夹、接续管和间隔棒；沿220kV～500kV单/多分裂导线全程行驶，最大行驶速度不小于4公里/小时，且速度可无级调节，速度监测误差：≤0.5％；滚动行驶爬坡坡度不小于40度，其它方式攀爬坡度不小于70度；跨越防震锤、单/双联悬垂线夹、间隔棒、接续管、耐张线夹等障碍物，攀爬并通过耐张跳线。

电源供电部分由感应取电电源装置和锂电池共同供电，感应取电电源实时为机器人电池提供电能补给，在导线负载电流为250A时的有效补给电能功率不小于100W，且能有效地适应导线负载电流的大范围变化，取电装置本身能自动适应机器人在导线上的行驶及其越障，全套取电电源装置本身的重量不超过3kg；采用锂电池作为机器人供电电源和感应取电储能电源，在锂电池单独供电条件下，机器人续航时间不小于8小时；在锂电池和感应取电电源共同供电条件下，机器人具有持续工作的续航能力；锂电池在循环充放电600次后，放电容量仍大于额定容量的60％。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种架空高压输电线路机器人巡检系统，其特征在于，该系统包括机器人本体、地面基站和后台管理器，地面基站连接机器人本体和后台管理器。

2.根据权利要求1所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述机器人本体包括移动机器人及其搭载的云台可见光摄像机、成像仪和测距仪，和用于机器人电能在线补给的电源装置。

3.根据权利要求2所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述成像仪是非制冷焦平面红外热成像仪，该红外热成像仪包括导线、接续管、耐张线夹和绝缘子。

4.根据权利要求2所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述电源装置包括感应取电电源装置和锂电池，感应取电电源装置和锂电池共同为机器人本体供电。

5.根据权利要求1所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述机器人本体包括自动识别并定位障碍物的自动识别定位模块和监控机器人剩余电量的自动监控模块。

6.根据权利要求1所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述机器人本体包括无线通讯模块。

7.根据权利要求1所述的机器人巡检系统，其特征在于，所述地面基站包括无线通讯模块和远程通信模块。