CN110376228B - 一种应用于架空高压输电线路的检测系统 - Google Patents

一种应用于架空高压输电线路的检测系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种应用于架空高压输电线路的检测系统，检测机器人包括机械臂组合和与其连接的控制箱体；控制箱体内设有与总线连接的第一控制器和第二控制器，第二控制器与X光检测设备连接；机械臂组合包括两个动力机械臂和辅助机械臂；动力机械臂包括旋转结构，旋转结构两端分别连接两个升降结构，一个升降结构与驱动结构连接，驱动结构与夹紧结构对应设置，夹紧结构与另一个升降结构连接；辅助机械臂包括旋转结构和支撑轮，支撑轮设有第一凹槽，两个动力机械臂和辅助机械臂均固定于控制箱体上。在控制器和机械臂组合共同作用下，可将检测机器人和X光检测设备顺利输送到检测区域，并控制检测，不仅提高检测效率，还避免人工检测造成的人员伤亡。

Description

一种应用于架空高压输电线路的检测系统
技术领域
本申请涉及电力设备维护领域，尤其涉及一种应用于架空高压输电线路的检测系统。
背景技术
将X射线数字成像技术应用于高压输电线路、金具检测，可在传统检测方法的技术上，提供一种直观、便捷的检测方法，对电力电缆的材料缺陷、装配缺陷及事故后的烧蚀、开裂等缺陷进行更为详细的检测。
目前高压输电线路缺陷的检测一般采用人工检测的方式对高压输电线路缺陷进行检测。具体过程如下：工作人员跨越高山、河流、峡谷、森林等地段到达目的地，并利用检测仪器对高压输电线路、金具的质量进行判断，得出更准确的分析结果。
当高压输电线路跨越高山、河流、峡谷、森林等地段时，检测人员不方便通过上述地段进入检测区域，容易造成检测效率低下。而进入检测区域的工作人员，由于工作环境恶劣，劳动强度大、精神紧张，容易引发人身伤亡事故。因此，亟需一种应用于架空高压输电线路的检测系统。
发明内容
本申请提供了一种应用于架空高压输电线路的检测系统，以解决人工检测容易造成人身伤亡事故的技术问题。
为了解决上述问题，本申请提供以下的技术方案：
一种应用于架空高压输电线路的检测系统，包括检测机器人和X光检测设备，检测机器人与X光检测设备活动连接，其中，检测机器人包括机械臂组合和控制箱体，机械臂组合与控制箱体活动连接；控制箱体内设置有第一控制器和第二控制器，第一控制器与第二控制器均与总线通信连接，第一控制器与视频传感器通信连接，第二控制器与X光检测设备通信连接，总线与地面基站通信连接；机械臂组合包括两个动力机械臂和辅助机械臂，两个动力机械臂的中心位置处设置有辅助机械臂；两个动力机械臂均包括两个升降结构、驱动结构、夹紧结构和旋转结构，旋转结构的两端分别连接两个升降结构，一个升降结构与驱动结构活动连接，驱动结构与夹紧结构对应设置，夹紧结构与另一个升降结构活动连接；辅助机械臂包括旋转结构和支撑轮，支撑轮的中间设置有第一凹槽，第一凹槽与高压输电线相匹配，两个动力机械臂和辅助机械臂的旋转结构均通过直齿圆柱齿轮固定于控制箱体上。
可选地，两个升降结构均包括同步带传动子结构，同步带传动子结构分别与升降结构支架、升降结构滑轨、升降电机活动连接，升降结构滑轨与升降电机分别位于升降结构支架的两侧，滑块沿着升降结构滑轨滑动；滑块与升降结构滑轨之间采用具有自锁功能的梯形螺纹传动。
可选地，旋转结构包括旋转底座、旋转结构滑轨、第一齿轮、第二齿轮和旋转电机，旋转电机固定于控制箱体上，旋转电机与第二齿轮活动连接，旋转电机驱动第二齿轮转动，第一齿轮固定于旋转结构滑轨的一侧，第二齿轮固定于旋转底座的一侧，第一齿轮与第二齿轮相互咬合，旋转结构滑轨沿着旋转底座滑动；旋转结构的两端分别连接一个升降结构的滑块和另一个升降结构的升降结构支架。
可选地，驱动结构包括驱动结构支架，驱动结构支架的一端连接升降结构的滑块，驱动结构支架的另一端设置有驱动槽，驱动槽内设置有驱动轮，驱动轮与驱动电机通过驱动轴连接；驱动轮的中间设置有第二凹槽，第二凹槽与高压输电线相匹配，驱动轮为橡胶驱动轮；驱动电机设置有刹车器。
可选地，夹紧结构包括夹紧结构支架，夹紧结构支架的一端设置有夹紧槽，夹紧槽内设置有两个夹紧轮，两个夹紧轮平行设置，夹紧结构支架的另一端设置安装槽，夹紧结构支架与升降结构的滑块通过安装槽活动连接；两个夹紧轮与驱动轮构成一个三角形。
可选地，X光检测设备包括X射线机和数字成像板，X射线机固定于机械臂组合上，数字成像板固定于控制箱体上，X射线机与数字成像板通信连接。
有益效果：本申请提供了一种应用于架空高压输电线路的检测系统，该系统包括检测机器人和X光检测设备，检测机器人与X光检测设备活动连接。使用过程中，X光检测设备跟随检测机器人达到检测区域，并对检测区域进行检测。为了方便检测机器人达到检测区域，检测机器人包括机械臂组合和控制箱体，机械臂组合与控制箱体活动连接。检测机器人在机械臂组合的作用下，可越过障碍，顺利达到检测区域。为了方便检测机器人在高压输电线路上移动，机械臂组合包括两个动力机械臂和辅助机械臂，两个动力机械臂的中心位置处设置有辅助机械臂，机械臂组合通过直齿圆柱齿轮固定于控制箱体上。使用过程中，在机械臂组合的作用下，检测机器人可沿着高压输电线路移动。为了方便检测机器人在高压输电线路下顺利移动到检测区域，两个动力机械臂均包括两个升降结构、驱动结构、夹紧结构和旋转结构，旋转结构的两端分别连接两个升降结构，一个升降结构与驱动结构活动连接，驱动结构与夹紧结构对应设置，夹紧结构与另一个升降结构活动连接。使用过程中，两个动力机械臂主要是进行越障工作的，夹紧结构和驱动结构不仅将检测机器人固定在输电线上，还为检测机器人提供驱动力。两个升降结构可以上下翻转，容易在高压输电线路上出现摆动不稳的情况。为了防止检测机器人倾翻，辅助机械臂包括旋转结构和支撑轮，支撑轮的中间设置有第一凹槽，第一凹槽与高压输电线相匹配，两个动力机械臂和辅助机械臂的旋转结构均通过直齿圆柱齿轮固定于控制箱体上。为了方便工作人员控制检测机器人，控制箱体内设置有第一控制器和第二控制器，第一控制器与第二控制器均与总线通信连接，第一控制器与视频传感器通信连接，第二控制器与X光检测设备通信连接，总线与地面基站通信连接。使用过程中，视频传感器采集图像信息后，将信息传输给第一控制器，第一控制器将信息解算后发到总线上，再通过总线发送给基站，基站工作人员根据接收到的视频图像信息，解算出相应的操纵，操纵指令再由基站的无线发送给第二控制器，第二控制器控制检测机器人移动和X光检测设备检测。X光检测设备检测成像后的图像，由总线传输到无线收发模块，并由该模块传送至基站供地面人员进行缺陷判决。本申请中，在控制箱体内的控制器和检测机器人的机械臂组合的共同作用下，可以将检测机器人和X光检测设备顺利的输送到检测区域，并控制X光检测设备灵活地进行检测，不仅可以提高检测效率，还可以避免人工检测造成的人员伤亡。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为申请提供的一种应用于架空高压输电线路的检测系统的结构示意图；
图2为申请提供的升降结构的结构示意图；
图3为申请提供的旋转结构的结构示意图；
图4为申请提供的驱动结构的结构示意图；
图5为申请提供的夹紧结构的结构示意图；
附图说明：1-机械臂组合，2-控制箱体，11-动力机械臂，12-辅助机械臂，111-升降结构，112-驱动结构，113-夹紧结构，114-旋转结构，121-支撑轮，1111-同步带传动子结构，1112-升降结构支架，1113-升降结构滑轨，1114-升降电机，1115-滑块，1121-驱动结构支架，1122-驱动槽，1123-驱动轮，1124-驱动电机，1131-夹紧结构支架，1132-夹紧槽，1133-安装槽，1141-旋转底座，1142-旋转结构滑轨，1143-第一齿轮，1144-第二齿轮，11321-夹紧轮。
具体实施方式
参见图1，为本申请提供的一种应用于架空高压输电线路的检测系统的结构示意图，可知，本申请提供的一种应用于架空高压输电线路的检测系统，该系统包括检测机器人和X光检测设备，检测机器人与X光检测设备活动连接。使用过程中，X光检测设备跟随检测机器人达到检测区域，并对检测区域进行检测。为了方便检测机器人达到检测区域，检测机器人包括机械臂组合1和控制箱体2，机械臂组合1与控制箱体2活动连接。检测机器人在机械臂组合1的作用下，可越过障碍，顺利达到检测区域。为了方便检测机器人在高压输电线路上移动，机械臂组合1包括两个动力机械臂11和辅助机械臂12，两个动力机械臂11的中心位置处设置有辅助机械臂12，机械臂组合1通过直齿圆柱齿轮固定于控制箱体2上。使用过程中，在机械臂组合1的作用下，检测机器人可沿着高压输电线路移动。为了方便检测机器人在高压输电线路下顺利移动到检测区域，两个动力机械臂11均包括两个升降结构111、驱动结构112、夹紧结构113和旋转结构114，旋转结构114的两端分别连接两个升降结构111，一个升降结构111与驱动结构112活动连接，驱动结构112与夹紧结构113对应设置，夹紧结构113与另一个升降结构111活动连接。使用过程中，两个动力机械臂11主要是进行越障工作的，夹紧结构113和驱动结构112不仅将检测机器人固定在输电线上，还为检测机器人提供驱动力。两个升降结构111可以上下翻转，容易在高压输电线路上出现摆动不稳的情况。为了防止检测机器人倾翻，辅助机械臂12包括旋转结构114和支撑轮121，支撑轮121的中间设置有第一凹槽，第一凹槽与高压输电线相匹配，两个动力机械臂11和辅助机械臂12的旋转结构114均通过直齿圆柱齿轮固定于控制箱体2上。为了方便工作人员控制检测机器人，控制箱体2内设置有第一控制器和第二控制器，第一控制器与第二控制器均与总线通信连接，第一控制器与视频传感器通信连接，第二控制器与X光检测设备通信连接，总线与地面基站通信连接。使用过程中，视频传感器采集图像信息后，将信息传输给第一控制器，第一控制器将信息解算后发到总线上，再通过总线发送给基站，基站工作人员根据接收到的视频图像信息，解算出相应的操纵，操纵指令再由基站的无线发送给第二控制器，第二控制器控制检测机器人移动和X光检测设备检测。X光检测设备检测成像后的图像，由总线传输到无线收发模块，并由该模块传送至基站供地面人员进行缺陷判决。本申请中，在控制箱体2内的控制器和检测机器人的机械臂组合1的共同作用下，可以将检测机器人和X光检测设备顺利的输送到检测区域，并控制X光检测设备灵活地进行检测，不仅可以提高检测效率，还可以避免人工检测造成的人员伤亡。
参见图2，为本申请提供的升降结构的结构示意图，可知，为了使检测机器人越过障碍，本实施例中，两个升降结构111均包括同步带传动子结构1111，同步带传动子结构1111分别与升降结构支架1112、升降结构滑轨1113、升降电机1114活动连接，升降结构滑轨1113与升降电机1114分别位于升降结构支架1112的两侧，滑块1115沿着升降结构滑轨1113滑动。使用过程中，滑块115沿着升降结构滑轨1113滑动，使得检测机器人可以上下移动。为了减少检测机器人的电能损耗，滑块1115与升降结构滑轨1113之间采用具有自锁功能的梯形螺纹传动。滑块1115与升降结构滑轨1113之间采用具有自锁功能的梯形螺纹传动，可以在升降电机1114停电的情况下，使检测机器人保持原有状态，减少电能消耗。为了减少升降结构111的尺寸，升降电机1114采用倒装的形式。
参见图3，为本申请提供的旋转结构的结构示意图，可知，为了用于检测机器人的组合机械臂相对于控制箱的旋转运动，本实施例中，旋转结构114包括旋转底座1141、旋转结构滑轨1142、第一齿轮1143、第二齿轮1144和旋转电机，旋转电机固定于控制箱体2上，旋转电机与第二齿轮1144活动连接，旋转电机驱动第二齿轮1144转动，第一齿轮1143固定于旋转结构滑轨1142的一侧，第二齿轮1144固定于旋转底座1141的一侧，第一齿轮1143与第二齿轮1144相互咬合，旋转结构滑轨1142沿着旋转底座1141滑动。使用过程中，旋转电机驱动第二齿轮1144转动，第二齿轮1144驱动第一齿轮1143转动，第一齿轮1143驱动旋转结构滑轨1142绕旋转底座1141滑动。旋转结构114的两端分别连接一个升降结构111的滑块1115和另一个升降结构111的升降结构支架1112。旋转结构114进行运动时，会带动滑块1115上下滑动，从而驱动结构112也会上下移动，通过机器人的控制技术，使得整个检测机器人翻越障碍。
参见图4，为本申请提供的驱动结构的结构示意图，可知，为了给检测机器人提供前进动力，本实施例中，驱动结构112包括驱动结构支架1121，驱动结构支架1121的一端连接升降结构111的滑块1115，驱动结构支架1121的另一端设置有驱动槽1122，驱动槽1122内设置有驱动轮1123，驱动轮1123与驱动电机1124通过驱动轴连接。驱动电机1124通过驱动轴控制驱动轮1123运动，在驱动轮1123的作用下，检测机器人沿着高压输电线路运动。为了方便检测机器人在高压输电线路上运动，驱动轮1123的中间设置有第二凹槽，第二凹槽与高压输电线相匹配。为了增大驱动轮1123的摩擦力，驱动轮1123为橡胶驱动轮。橡胶驱动轮是由摩擦系数较大的橡胶材料制作而成，可以增大高压输电线路与驱动轮1123的摩擦力，减少导电性。因为两杆塔之间高压输电线程一定的弧度，检测机器人在运行时，必须考虑到坡度的攀爬和掉电保护，驱动电机1124设置有刹车器。当检测机器人电力不足或掉电时，检测机器人可以保持现在的形态，防止检测机器人掉落。
参见图5，为本申请提供的夹紧结构的结构示意图，可知，为了防止检测机器人运动过程中摆幅过大，并为检测机器人上下坡提供夹紧力，夹紧结构113包括夹紧结构支架1131，夹紧结构支架1131的一端设置有夹紧槽1132，夹紧槽1132内设置有两个夹紧轮11321，两个夹紧轮11321平行设置，夹紧结构支架1131的另一端设置安装槽1133，夹紧结构支架1131与升降结构111的滑块1115通过安装槽1133活动连接。使用过程中，夹紧轮11321与驱动结构112的驱动轮1123将高压输电线路夹紧，防止检测机器人从高压输电线路上滑脱。为了增大检测机器人的稳定性，两个夹紧轮11321与驱动轮1123构成一个三角形。
为了方便X光检测设备随着检测机器人移动到检测区域，本实施例中，X光检测设备包括X射线机和数字成像板，X射线机固定于机械臂组合1上，数字成像板固定于控制箱体2上，X射线机与数字成像板通信连接。使用过程中，X射线机随着机械臂组合1上达到检测区域进行检测，并将检测到的信息传输给数字成像板，数字成像板将信息转化并传输给控制箱2内的第二控制器，第二控制器将信息通过总线传递给地面基站。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种应用于架空高压输电线路的检测系统，其特征在于，包括检测机器人和X光检测设备，所述检测机器人与所述X光检测设备活动连接，其中，
所述检测机器人包括机械臂组合(1)和控制箱体(2)，所述机械臂组合(1)与所述控制箱体(2)活动连接；
所述控制箱体(2)内设置有第一控制器和第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器均与总线通信连接，所述第一控制器与视频传感器通信连接，所述第二控制器与所述X光检测设备通信连接，所述总线与地面基站通信连接；
所述机械臂组合(1)包括两个动力机械臂(11)和辅助机械臂(12)，两个所述动力机械臂(11)的中心位置处设置有所述辅助机械臂(12)；
两个所述动力机械臂(11)均包括两个升降结构(111)、驱动结构(112)、夹紧结构(113)和旋转结构(114)，所述旋转结构(114)的两端分别连接两个所述升降结构(111)，一个所述升降结构(111)与所述驱动结构(112)活动连接，所述驱动结构(112)与所述夹紧结构(113)对应设置，所述夹紧结构(113)与另一个所述升降结构(111)活动连接；
所述辅助机械臂(12)包括旋转结构(114)和支撑轮(121)，所述支撑轮(121)的中间设置有第一凹槽，所述第一凹槽与高压输电线相匹配，两个所述动力机械臂(11)和所述辅助机械臂(12)的所述旋转结构(114)均通过直齿圆柱齿轮固定于所述控制箱体(2)上；
所述旋转结构(114)包括旋转底座(1141)、旋转结构滑轨(1142)、第一齿轮(1143)、第二齿轮(1144)和旋转电机，所述旋转电机固定于所述控制箱体(2)上，所述旋转电机与所述第二齿轮(1144)活动连接，所述旋转电机驱动所述第二齿轮(1144)转动，所述第一齿轮(1143)固定于所述旋转结构滑轨(1142)的一侧，所述第二齿轮(1144)固定于所述旋转底座(1141)的一侧，所述第一齿轮(1143)与所述第二齿轮(1144)相互咬合，所述旋转结构滑轨(1142)沿着旋转底座(1141)滑动；
所述旋转结构(114)的两端分别连接一个所述升降结构(111)的滑块(1115)和另一个所述升降结构(111)的升降结构支架(1112)。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，两个所述升降结构(111)均包括同步带传动子结构(1111)，所述同步带传动子结构(1111)分别与升降结构支架(1112)、升降结构滑轨(1113)、升降电机(1114)活动连接，所述升降结构滑轨(1113)与所述升降电机(1114)分别位于所述升降结构支架(1112)的两侧，滑块(1115)沿着所述升降结构滑轨(1113)滑动；
所述滑块(1115)与所述升降结构滑轨(1113)之间采用具有自锁功能的梯形螺纹传动。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述驱动结构(112)包括驱动结构支架(1121)，所述驱动结构支架(1121)的一端连接所述升降结构(111)的滑块(1115)，所述驱动结构支架(1121)的另一端设置有驱动槽(1122)，所述驱动槽(1122)内设置有驱动轮(1123)，所述驱动轮(1123)与驱动电机(1124)通过驱动轴连接；
所述驱动轮(1123)的中间设置有第二凹槽，所述第二凹槽与高压输电线相匹配，所述驱动轮(1123)为橡胶驱动轮；
所述驱动电机(1124)设置有刹车器。
4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述夹紧结构(113)包括夹紧结构支架(1131)，所述夹紧结构支架(1131)的一端设置有夹紧槽(1132)，所述夹紧槽(1132)内设置有两个夹紧轮(11321)，两个所述夹紧轮(11321)平行设置，所述夹紧结构支架(1131)的另一端设置安装槽(1133)，所述夹紧结构支架(1131)与所述升降结构(111)的滑块(1115)通过安装槽(1133)活动连接；
两个所述夹紧轮(11321)与所述驱动轮(1123)构成一个三角形。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述X光检测设备包括X射线机和数字成像板，所述X射线机固定于所述机械臂组合(1)上，所述数字成像板固定于所述控制箱体(2)上，所述X射线机与所述数字成像板通信连接。
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