CN107706819A - 一种基于无人机的输电线巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：包括无人机（9）和巡检机器人，所述无人机（9）和巡检机器人之间活动连接；所述无人机（9），为巡检机器人提供向上的升力；所述巡检机器人，用于进行输电线的巡检；所述巡检机器人包括机体（1），所述机体（1）通过前行走机构（5）、中行走机构（6）和后行走机构（7）的支撑而设置在输电线上；每个行走机构均包括支撑臂（4）和行走轮（2）。本发明的巡检机器人能够快速的通过障碍物；同时无人机能够使巡检机器人自动上下输电线，并且能对输电线进行近距离的检测，不易受环境的影响，实现精准巡检。

Description

一种基于无人机的输电线巡检机器人

技术领域

本发明涉及输电线巡检领域，尤其是一种基于无人机的输电线巡检机器人。

背景技术

高压输电线路故障而引发停电，给人民生活、工业企业和国家造成了巨大的经济损失。需要及时发现输电线路的隐患和缺陷，并进行修复，防患于未然，必须对输电线进行定期的巡检。 输电线路的缺陷主要有断股、松股、生锈、缺损、缺失、移位、雷击、污秽、磨损、腐蚀等，尤其是输电线路上金具的氧化腐蚀、接头松动以及绝缘子老化、开裂和击穿等缺陷及故障严重威胁输电系统的安全运行。

高压输电线路巡检是为了掌握线路的运行状况,及时发现设备缺陷和沿线情况,为线路维修提供资料。目前,高压输电线路巡检有人工巡检和直升机巡检两种方式。人工巡检即由巡线工人采用目测方法沿线路逐塔巡检,地面巡视与登塔检查相结合。这种方式劳动强度大、费用高且危险性较大。直升机巡检又称航测法,指直升机携带红外热像仪及可见光摄像机等设备进行巡检。其优点是巡线效率高,对于高海拔、高寒地区及人迹罕至的路段可进行巡检,缺点是巡线费用昂贵,巡检质量受到气候等因素的影响。

巡检机器人是一种近距离巡检线路和修复缺陷的工具。 巡检机器人以高压输电线路的地线为作业路径，通过利用各种传感器及其检测获得外部环境信息，实现自我定位，判定自身状态，根据目标进行轨迹规划运动，完成巡检任务。机器人在执行巡检任务时，由工作人员在地面工作站通过无线通信来进行监控。

现有的巡检机器人存在以下的缺陷：1、在越障中需要进行复杂的操作，无法快速通过，巡检效率低；2、巡检机器人无法自动上下输电线；3、直升机巡检成本高，同时检测装置与输电线的距离远，易受环境的影响。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于无人机的输电线巡检机器人，能够快速的通过障碍物，不受障碍物体积的限制；能够自动上下输电线，并且能对输电线进行近距离的检测，不易受环境的影响，提高输电线巡检的效率；巡检装置能够对任意局部的输电线进行分段巡检，实现精准巡检。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种基于无人机的输电线巡检机器人，包括无人机和巡检机器人，所述无人机和巡检机器人之间活动连接；所述无人机，为巡检机器人提供向上的升力；所述巡检机器人，用于进行输电线的巡检。

进一步，所述巡检机器人包括机体，所述机体通过前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑而设置在输电线上；每个行走机构均包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，下端设置有行走轮，所述行走轮设置在输电线上带动机体沿输电线移动；所述支撑臂下端能够沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线。

进一步，所述支撑臂上端均通过摆动轴转动连接在机体上，摆动轴与摆动电机相连，摆动电机带动支撑臂向前或向后摆动；所述行走轮均通过驱动轴设置在支撑臂下端，驱动轴与驱动电机相连，所述驱动电机带动行走轮转动。

进一步，所述前行走机构、中行走机构和后行走机构位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置。

进一步，所述机体前后开口包裹在输电线上，使输电线从前至后贯穿机体。

进一步，所述前行走机构、中行走机构和后行走机构设置在机体内，支撑机体顶部，带动机体在输电线上移动；其中支撑臂上端通过摆动轴活动连接在机体顶部。

进一步，所述机体顶部、顶部和/或两侧可打开。

进一步，所述机体内设置障碍检测传感器，所述传感器与设置在机体内的控制器相连。

进一步，所述障碍检测传感器设置在机体顶部，它包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述前端障碍检测传感器设置在前行走机构前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构与中行走机构之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构和后行走机构之间。

进一步，所述机体内设置有控制箱，所述控制箱位于机体底部，所述控制箱内设置有控制器，所述控制器与障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机相连；所述控制器、障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机均由设置在控制箱内的电源供电。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、实现基于无人机的输电线巡检装置在输电线上的自动上下，不需要设置其他辅助装置，并且上下方便和快速。

2、快速的通过输电线上的障碍物，在巡检中不需要停止进行越障，同时不需要增加其他的工具辅助越障，能够快速的通过障碍物，对于不同的障碍物都能够越过。

3、实现输电线的近距离检测，检测装置和输电线接触，既能保证检测装置的稳定性，不易受环境的影响，同时提高检测的效果。

4、能够用于局部输电线的巡检，当需要检测局部输电线段时，无人机能够不受环境的限制将检测装置放置在输电线上进行检测，从而实现精准的巡检，对于不需要检测的线段，可以跳过巡检，灵活巡检，提高巡检效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明一种基于无人机的输电线巡检机器人的结构示意图。

图2是输电线巡检机器人的工作状态图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 ，本发明一种基于无人机的输电线巡检机器人，包括无人机9和巡检机器人，所述无人机和巡检机器人之间活动连接；所述无人机，为巡检机器人提供向上的升力；所述巡检机器人，用于进行输电线的巡检；所述巡检机器人包括机体1，所述机体1通过前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7的支撑而设置在输电线上；所述前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7分别包括支撑臂4和行走轮2，所述支撑臂4上端与机体1活动连接，下端设置有行走轮2，所述行走轮2设置在输电线上带动机体1沿输电线移动；所述支撑臂4下端能够沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮2抬起而脱离输电线；所述支撑臂4上端均通过摆动轴转动连接在机体1上，摆动轴与摆动电机相连，摆动电机带动支撑臂4向前或向后摆动；所述行走轮2均通过驱动轴设置在支撑臂4下端，驱动轴与驱动电机相连，所述驱动电机带动行走轮2转动。

如图2，所述前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置；所述前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7设置在机体1内，支撑机体1顶部，带动机体1在输电线上移动；其中支撑臂上端通过摆动轴活动连接在机体1顶部。

在本实施例中，所述机体1前后开口包裹在输电线上，使输电线从前至后贯穿机体1；所述机体1顶部、顶部和/或两侧可打开。

在本实施例中，所述机体1内设置障碍检测传感器，所述传感器与设置在机体1内的控制器相连；所述障碍检测传感器设置在机体1顶部，它包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述前端障碍检测传感器设置在前行走机构5前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构5与中行走机构6之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构6和后行走机构7之间。

在本实施例中，所述机体1内设置有控制箱，所述控制箱位于机体1底部，所述控制箱内设置有控制器，所述控制器与障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机相连；所述控制器、障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机均由设置在控制箱内的电源供电。

输电线巡检开始，启动无人机，无人机将巡检机器人提升到输电线上方，将巡检机器人停放在输电线上，无人机停在巡检机器人上；驱动巡检机器人向前运行，同时通过检测装置对输电线进行检测；当遇到障碍物时，识别障碍物的类型，若为输电线上的一般障碍物，通过控制巡检机器人的支撑臂的摆动，越过障碍物，若为铁塔，无人机将巡检机器人抬升，带动巡检机器人越过铁塔，放在输电线上继续巡检；巡检结束后，无人机拖动巡检机器人降落到地面，完成输电线巡检。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：包括无人机（9）和巡检机器人，所述无人机（9）和巡检机器人之间活动连接；所述无人机（9），为巡检机器人提供向上的升力；所述巡检机器人，用于进行输电线的巡检。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述巡检机器人包括机体（1），所述机体（1）通过前行走机构（5）、中行走机构（6）和后行走机构（7）的支撑而设置在输电线上；每个行走机构均包括支撑臂（4）和行走轮（2），所述支撑臂（4）上端与机体（1）活动连接，下端设置有行走轮（2），所述行走轮（2）设置在输电线上带动机体（1）沿输电线移动；所述支撑臂（4）下端能够沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮（2）抬起而脱离输电线。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述支撑臂（4）上端均通过摆动轴转动连接在机体（1）上，摆动轴与摆动电机相连，摆动电机带动支撑臂（4）向前或向后摆动；所述行走轮（2）均通过驱动轴设置在支撑臂（4）下端，驱动轴与驱动电机相连，所述驱动电机带动行走轮（2）转动。

4.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述前行走机构（5）、中行走机构（6）和后行走机构（7）位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置。

5.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述机体（1）前后开口包裹在输电线上，使输电线从前至后贯穿机体（1）。

6.根据权利要求2或4所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述前行走机构（5）、中行走机构（6）和后行走机构（7）设置在机体（1）内，支撑机体（1）顶部，带动机体（1）在输电线上移动；其中支撑臂上端通过摆动轴活动连接在机体（1）顶部。

7.根据权利要求5所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述机体（1）顶部、顶部和/或两侧可打开。

8.根据权利要求5所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述机体（1）内设置障碍检测传感器，所述传感器与设置在机体（1）内的控制器相连。

9.根据权利要求8所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述障碍检测传感器设置在机体（1）顶部，它包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述前端障碍检测传感器设置在前行走机构（5）前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构（5）与中行走机构（6）之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构（6）和后行走机构（7）之间。

10.根据权利要求8所述的基于无人机的输电线巡检机器人，其特征在于：所述机体（1）内设置有控制箱，所述控制箱位于机体（1）底部，所述控制箱内设置有控制器，所述控制器与障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机相连；所述控制器、障碍检测传感器、摆动电机和驱动电机均由设置在控制箱内的电源供电。