CN110672023B - 一种输电线路障碍物自动检测报警装置 - Google Patents

一种输电线路障碍物自动检测报警装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种输电线路障碍物自动检测报警装置，第一夹持移动件设有第一支撑梁，第一支撑梁设有第一行走轮；第二夹持移动件设有第二支撑梁，第二支撑梁设有第二行走轮；测距仪分别通过第一夹持移动件和第二夹持移动件夹持在输电线路上；测距仪设有行走驱动电机，驱动电机控制模块，控制器，测距模块，无线通信模块以及用于给测距仪内部电气元件供电的蓄电池；控制器通过测距模块获取输电线路与周围物体的距离信息，当距离信息小于预设阈值时，向监控端发出报警。本发明可以准确测距智能报警装置。移动灵活，测距可靠，主动报警，将报警信号传送到监控室，及时通知监控人员采取行动。

Description

一种输电线路障碍物自动检测报警装置
技术领域
本发明涉及输电线路巡检技术领域，尤其涉及一种输电线路障碍物自动检测报警装置。
背景技术
由于输电线缆长期暴露在室外，有的导线周围布满了树枝，树杈，或者一些设施的障碍物。在日常天气良好时可能未触及输电线缆。如果遇到风雨天气，或者出现较大风力时，容易将树枝，树杈，或者一些设施的障碍物，刮倒，或刮断，并砸到输电线缆上，引起输电线缆折断。
还有的区域由于树木的成长，达到了输电线缆的高度造成对输电线缆的影响。还有由于一些临时建筑物的搭建过于靠近输电线缆，或者由于环境中漂浮物的漂浮而挂接到输电线缆上，对输电线缆运行造成影响。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种输电线路障碍物自动检测报警装置，包括：第一夹持移动件，第二夹持移动件以及测距仪；
第一夹持移动件设有第一支撑梁，第一支撑梁设有第一行走轮；
第二夹持移动件设有第二支撑梁，第二支撑梁设有第二行走轮；
测距仪设置在第一支撑梁上；
测距仪分别通过第一夹持移动件和第二夹持移动件夹持在输电线路上；
第一行走轮和第二行走轮将输电线路夹持在中间；第一行走轮与第二行走轮之间连接有可拆卸连接杆；
测距仪设有行走驱动电机，驱动电机控制模块，控制器，测距模块，无线通信模块以及用于给测距仪内部电气元件供电的蓄电池；
行走驱动电机的输出端与第一行走轮连接；
测距模块和无线通信模块分别与控制器连接；
控制器通过驱动电机控制模块与行走驱动电机连接；
控制器通过无线通信模块接收移动控制指令，控制行走驱动电机驱动第一行走轮运行，并在输电线路上移动；控制器还接收测距控制指令，对输电线路周边的物体进行测距，并通过无线通信模块传输至监控端；
控制器还通过测距模块获取输电线路与周围物体的距离信息，当距离信息小于预设阈值时，向监控端发出报警。
进一步需要说明的是，测距仪还设有定位模块；
定位模块与控制器连接，控制器通过定位模块获取当前位置信息，并通过无线通信模块将位置信息传输至监控端。
进一步需要说明的是，驱动电机控制模块采用DSP控制单元，光耦隔离单元，输出控制功率单元以及光电编码单元；
控制器与DSP控制单元输入端连接；DSP控制单元第一输出端通过光电编码单元连接行走驱动电机；
DSP控制单元第二输出端通过光耦隔离单元和输出控制功率单元连接行走驱动电机；
DSP控制单元用于接收控制器发出的移动控制指令，并形成PWM信号以及SVPWM信号，对行走驱动电机进行控制；
DSP控制单元发出PWM控制信号，通过光耦隔离单元信号处理后，发送到输出控制功率单元；输出控制功率单元接收到PWM控制信号后，通过功率开关对行走驱动电机进行控制，还实时检测行走驱动电机的状态信息，并将行走驱动电机的状态信息反馈给DSP控制单元；
DSP控制单元还用于实时接收光电编码单元检测的行走驱动电机转子数据信息，并DSP控制单元将行走驱动电机的状态信息以及转子数据信息发送到控制器。
进一步需要说明的是，测距模块包括：测距发射器，测距接收器，多频发射源，相位计，运放器，前置放大器，滤波器以及比较器；
控制器通过多频发射源连接测距发射器；多频发射源根据控制器的测距控制指令向测距发射器发送测距信号，执行测距；
多频发射源还将发射频率发送至相位计；
测距接收器通过运放器和相位计连接控制器；
测距接收器还通过前置放大器，滤波器以及比较器连接控制器；控制器接收测距接收器反馈的测距信号，反馈的测距信号依次通过前置放大器，滤波器以及比较器传输至控制器，控制器基于测距发射信号和反馈的测距信号得出输电线路与周围物体的距离信息。
进一步需要说明的是，测距模块采用超声波测距，或者采用红外线测距。
进一步需要说明的是，第一行走轮和第二行走轮分别设有凹槽；
输电线路卡持在第一行走轮和第二行走轮的凹槽内。
进一步需要说明的是，测距仪还设有云台，云台上设有摄像头，云台和摄像头分别与控制器连接；控制器通过摄像头获取输电线路的环境信息，并通过无线通信模块传输至监控端；
控制器通过云台控制摄像头的摄像位置信息。
进一步需要说明的是，无线通信模块采用蓝牙方式通信、或WiFi方式通信、或GSM方式通信。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明可以准确测距智能报警装置。移动灵活，测距可靠，主动报警，将报警信号传送到监控室，及时通知监控人员采取行动。
还能够实现精准测距，保证测距的准确性，而且控制行走过程稳定，避免装置的坠落损坏，能够保证测距准确及时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为输电线路障碍物自动检测报警装置示意图；
图2为输电线路障碍物自动检测报警装置实施例示意图；
图3为驱动电机控制模块实施例示意图；
图4为测距模块实施例示意图。
具体实施方式
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
本发明提供的输电线路障碍物自动检测报警装置称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。
这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。
具体方案如图1和图4所示，包括：第一夹持移动件1，第二夹持移动件2以及测距仪4；
第一夹持移动件1设有第一支撑梁11，第一支撑梁11设有第一行走轮12；第二夹持移动件2设有第二支撑梁21，第二支撑梁21设有第二行走轮22；测距仪4设置在第一支撑梁11上；测距仪4分别通过第一夹持移动件1和第二夹持移动件2夹持在输电线路上；第一行走轮12和第二行走轮22将输电线路夹持在中间；第一行走轮12与第二行走轮22之间连接有可拆卸连接杆3；
测距仪4设有行走驱动电机7，驱动电机控制模块6，控制器5，测距模块8，无线通信模块9以及用于给测距仪4内部电气元件供电的蓄电池10；行走驱动电机7的输出端与第一行走轮12连接；测距模块8和无线通信模块9分别与控制器5连接；控制器5通过驱动电机控制模块6与行走驱动电机7连接；控制器5通过无线通信模块9接收移动控制指令，控制行走驱动电机7驱动第一行走轮12运行，并在输电线路上移动；由第一行走轮12带动第二行走轮22来移动。
控制器5还接收测距控制指令，对输电线路周边的物体进行测距，并通过无线通信模块9传输至监控端；控制器5还通过测距模块8获取输电线路与周围物体的距离信息，当距离信息小于预设阈值时，向监控端发出报警。
测距仪4还设有定位模块；定位模块与控制器5连接，控制器5通过定位模块获取当前位置信息，并通过无线通信模块9将位置信息传输至监控端。这样，可以实时确定装置的位置信息，当输电线路的周围出现障碍物时，可以获取到具体位置来进行处理。
测距模块8采用超声波测距，或者采用红外线测距。
第一行走轮12和第二行走轮22分别设有凹槽；输电线路卡持在第一行走轮12和第二行走轮22的凹槽内。
为了能够获取到输电线路周边的环境信息，还可以在测距仪4设置云台，云台上设有摄像头，云台和摄像头分别与控制器5连接；控制器5通过摄像头获取输电线路的环境信息，并通过无线通信模块9传输至监控端；控制器5通过云台控制摄像头的摄像位置信息。
为了能够实现多种通信方式，保证数据通信畅通，无线通信模块9采用蓝牙方式通信、或WiFi方式通信、或GSM方式通信。
本发明中控制器5可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
本发明中控制器5包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路(ASICs)，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
本发明中优选的驱动电机控制模块6采用DSP控制单元31，光耦隔离单元32，输出控制功率单元33以及光电编码单元34；
控制器5与DSP控制单元31输入端连接；DSP控制单元31第一输出端通过光电编码单元34连接行走驱动电机7；DSP控制单元31第二输出端通过光耦隔离单元32和输出控制功率单元33连接行走驱动电机7；DSP控制单元31用于接收控制器5发出的移动控制指令，并形成PWM信号以及SVPWM信号，对行走驱动电机7进行控制；DSP控制单元31发出PWM控制信号，通过光耦隔离单元32信号处理后，发送到输出控制功率单元33；输出控制功率单元33接收到PWM控制信号后，通过功率开关对行走驱动电机7进行控制，还实时检测行走驱动电机7的状态信息，并将行走驱动电机7的状态信息反馈给DSP控制单元31；DSP控制单元31还用于实时接收光电编码单元34检测的行走驱动电机7转子数据信息，并DSP控制单元31将行走驱动电机7的状态信息以及转子数据信息发送到控制器5。
这样能够精确的控制装置行走线路，避免行走过程的卡顿。而且由于在输电线路上进行行进，需要保持行走的稳定，如果速度不稳定容易导致装置坠落损坏。而且对测距也造成影响。控制器5通过DSP控制单元31，光耦隔离单元32，输出控制功率单元33以及光电编码单元34能够实时获取电机的状态信息，根据需要实时控制电机运行。
对于测距过程本发明提供一种优选的实施方式，测距模块8包括：测距发射器41，测距接收器42，多频发射源43，相位计44，运放器45，前置放大器46，滤波器47以及比较器48；控制器5通过多频发射源43连接测距发射器41；多频发射源43根据控制器5的测距控制指令向测距发射器41发送测距信号，执行测距；多频发射源43还将发射频率发送至相位计44；测距接收器42通过运放器45和相位计44连接控制器5；测距接收器42还通过前置放大器46，滤波器47以及比较器48连接控制器5；控制器5接收测距接收器42反馈的测距信号，反馈的测距信号依次通过前置放大器46，滤波器47以及比较器48传输至控制器5，控制器5基于测距发射信号和反馈的测距信号得出输电线路与周围物体的距离信息。
此测量方式在环境中可以实现2-500mm左右的测距范围。误差约在2mm范围左右，实现了精度高效的测距方式。本测距方式集成了滤波、检波、放大整形等功能，功耗不高，能够延长装置的续航能力。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (1)

1.一种输电线路障碍物自动检测报警装置，其特征在于，包括：第一夹持移动件，第二夹持移动件以及测距仪；
第一夹持移动件设有第一支撑梁，第一支撑梁设有第一行走轮；
第二夹持移动件设有第二支撑梁，第二支撑梁设有第二行走轮；
测距仪设置在第一支撑梁上；
测距仪分别通过第一夹持移动件和第二夹持移动件夹持在输电线路上；
第一行走轮和第二行走轮将输电线路夹持在中间；第一行走轮与第二行走轮之间连接有可拆卸连接杆；
测距仪设有行走驱动电机，驱动电机控制模块，控制器，测距模块，无线通信模块以及用于给测距仪内部电气元件供电的蓄电池；
行走驱动电机的输出端与第一行走轮连接；
测距模块和无线通信模块分别与控制器连接；
控制器通过驱动电机控制模块与行走驱动电机连接；
控制器通过无线通信模块接收移动控制指令，控制行走驱动电机驱动第一行走轮运行，并在输电线路上移动；控制器还接收测距控制指令，对输电线路周边的物体进行测距，并通过无线通信模块传输至监控端；
控制器还通过测距模块获取输电线路与周围物体的距离信息，当距离信息小于预设阈值时，向监控端发出报警；
测距仪还设有定位模块；
定位模块与控制器连接，控制器通过定位模块获取当前位置信息，并通过无线通信模块将位置信息传输至监控端；
驱动电机控制模块采用DSP控制单元，光耦隔离单元，输出控制功率单元以及光电编码单元；
控制器与DSP控制单元输入端连接；DSP控制单元第一输出端通过光电编码单元连接行走驱动电机；
DSP控制单元第二输出端通过光耦隔离单元和输出控制功率单元连接行走驱动电机；
DSP控制单元用于接收控制器发出的移动控制指令，并形成PWM信号以及SVPWM信号，对行走驱动电机进行控制；
DSP控制单元发出PWM控制信号，通过光耦隔离单元信号处理后，发送到输出控制功率单元；输出控制功率单元接收到PWM控制信号后，通过功率开关对行走驱动电机进行控制，还实时检测行走驱动电机的状态信息，并将行走驱动电机的状态信息反馈给DSP控制单元；
DSP控制单元还用于实时接收光电编码单元检测的行走驱动电机转子数据信息，并DSP控制单元将行走驱动电机的状态信息以及转子数据信息发送到控制器；
测距模块包括：测距发射器，测距接收器，多频发射源，相位计，运放器，前置放大器，滤波器以及比较器；
控制器通过多频发射源连接测距发射器；多频发射源根据控制器的测距控制指令向测距发射器发送测距信号，执行测距；
多频发射源还将发射频率发送至相位计；
测距接收器通过运放器和相位计连接控制器；
测距接收器还通过前置放大器，滤波器以及比较器连接控制器；控制器接收测距接收器反馈的测距信号，反馈的测距信号依次通过前置放大器，滤波器以及比较器传输至控制器，控制器基于测距发射信号和反馈的测距信号得出输电线路与周围物体的距离信息；
测距模块采用超声波测距，或者采用红外线测距；
第一行走轮和第二行走轮分别设有凹槽；
输电线路卡持在第一行走轮和第二行走轮的凹槽内；
测距仪还设有云台，云台上设有摄像头，云台和摄像头分别与控制器连接；控制器通过摄像头获取输电线路的环境信息，并通过无线通信模块传输至监控端；
控制器通过云台控制摄像头的摄像位置信息；
无线通信模块采用蓝牙方式通信、或WiFi方式通信、或GSM方式通信。
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