CN110854743B - 一种500kv输电线高空巡线机器人防风抗滑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，设置有固定在罩壳组件内侧的力矩平衡组件、外侧的防风组件和设置在行走装置上的防滑组件，所述防风组件包括挡风板和防风罩，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，所述力矩平衡组件设置在挡风板上，包括平衡支点和平衡杆。本发明能够解决高空巡线机器人在巡线的时候遮风挡雨，抗晒抗环境杂物影响，能够有效保护活动组件和检测用的传感器，并且在狂风和冰冻的极易出现输电线损伤的恶劣环境下也能够全天候稳定可靠工作，为及时发现、定位和解决输电线故障、缺陷和隐患建立功勋。

Description

一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构

技术领域

本发明涉及一种巡线机器人领域，尤其涉及一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构。

背景技术

目前，输电所管辖着6000多公里架空输电线路，并且每年还有新建线路不断投产。架空输电线路覆盖区域广、穿越地区地形复杂。另外架空线路导地线部分距离地面高，线径相对小，存在的缺陷或隐患不易发现，为了准确掌握线路的运行状况和及时排除线路的潜在隐患，现阶段主要是通过人工定期巡线和人工走线进行验收，这种方法不仅劳动强度大，而且耗时长，效率低下，有些线路段受制于地形因素甚至无法进行巡检，即使无人机巡检时也存在巡视的死角。近年来，开展了部分架空导地线人工直接进入导地线近距离走线巡检，发现了大量锈蚀、磨损、断股的缺陷，有的缺陷等级为紧急缺陷，必须马上采取措施进行处理，然而，这样的人工走线安全风险大，工作量巨大、劳动强度高、工作效率低，并且不能带电进行，如要按定检计划走线巡检，是难于完成工作任务的。

针对目前存在的这一现状，我们开始研制输电线路全工况遥控走线机器人，设备原型机共计8套应用到实际工作中加以检验，确实能实现全工况(一个耐张段内即8-11公里)遥控走线工作。

CN105021924A公开了一种便于负载匹配的感应电源系统及方法，该系统包括感应电源、负载模块和匹配显示模块。感应电源，用于输出交流电至负载模块，并根据输出的交流电的负载参数计算负载模块与感应电源输出功率之间的匹配率；负载模块与感应电源连接，用于接收感应电源输出的交流电，产生感应磁场。根据该系统可以判断感应电源与负载模块之间是否匹配，若不匹配，可以调节负载模块的线圈使得负载模块与感应电源匹配，进而使得感应电源以最大功率输出。

CN101243591公开了用于对远程装置感应供电的系统，感应电源在没有直接物理连接的情况下向装置供电。在那些利用感应功率的装置中，通常将装置和感应电源设计成使得装置只在某一特定类型的感应电源下工作。这就需要每个装置具有唯一设计的感应电源，根据一个实施例，感应电源包括以某一频率工作的转换器(switch)、通过该转换器激励的初级线圈、用于从远程装置接收频率改变信息的初级收发器和用于响应频率改变信息改变频率的控制器。根据第二个实施例，能够通过感应电源激励的远程装置包括次级线圈、负载、用于确定负载两端的实际电压的次级控制器和用于将频率调节指令发送给感应电源的次级收发器。根据又一个实施例，操作感应电源的方法包括：以初始频率激励初级线圈；轮询远程装置；以及如果远程装置没有响应，则断开初级线圈。根据再一个实施例，一种远程装置具有用于从感应电源接收处于工作频率的功率并对负载供电的次级线圈，操作该远程装置的方法包括：将期望电压与实际电压进行比较；以及将校正实际电压的指令发送给感应电源。

CN205704212U公开了一种巡线机器人丝杆越障机构，CN109066464A公开了巡线机器人越障装置，CN102427209B公开了一种巡线机器人跨越障碍滑移机构及巡线机器人设备，事实上本领域技术人员已经在巡线机器人越障研究方面投入了大量的精力，也获得了较多阶段性技术成果，申请人虽然在具体细节有所改进，但改进的幅度较小，显然新颖性有余，创造性不足，本领域技术人员参照以上三种技术方案，或直接购买他们生产销售的越障模块即可，足以轻松实现越障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，本发明能够遮风挡雨，抗晒抗环境杂物影响，能够有效保护活动组件和检测用的传感器，并且在狂风和冰冻的极易出现输电线损伤的恶劣环境下也能够全天候稳定可靠工作，为及时发现、定位和解决输电线故障、缺陷和隐患建立功勋。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，包括行走装置、行走驱动装置、越障组件、传感器组件和主控电路板，分别安装固定在罩壳组件上，所述主控电路板连接并控制行走驱动装置、越障组件和传感器组件工作，所述越障组件用于翻越电杆支架和高空障碍物，所述传感器组件用于发现和监察电线的受损情况，所述行走驱动装置用于驱动行走装置顺着电线移动，还设置有固定在罩壳组件内侧的力矩平衡组件、外侧的防风组件和设置在行走装置上的防滑组件，所述防风组件包括挡风板和防风罩，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，所述力矩平衡组件设置在挡风板上，包括平衡支点和平衡杆，所述平衡杆的一端为补偿重物，另一端为可伸缩杆，所述传感器组件为探测头，均匀分布于可伸缩杆外侧的，所述探测头能够全部或部分包裹输电线。越障组件建议使用CN205704212U公开的一种巡线机器人丝杆越障机构、CN109066464A公开的巡线机器人越障装置或CN102427209B公开的一种巡线机器人跨越障碍滑移机构及巡线机器人设备。能够减少研发成本，并且小批量购买不需要制作成本高昂的模具，采购成本也低。

进一步的，所述平衡杆设置有旋转支架，通过旋转轴与挡风板旋转连接，所述平衡支点为偏心凸轮，所述偏心凸轮表面设置有变支点弧形凸起。

进一步的，所述行走驱动装置为连接感生电源或蓄电池的电机，所述行走装置为内凹圆盘，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机连接，实现通电行走。如果使用感应电源系统，建议优先借用，能够减少研发成本，小批量购买不需要制作成本高昂的模具，并不用开发配套的控制软件，采购成本也低。

进一步的，所述内凹圆盘设置有输电线容纳槽环，所述输电线容纳槽环的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条，360°均匀分布。

进一步的，所述防滑软肋条形状为双向锯齿状。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包。

进一步的，所述探测头为能够开合的环状或有缺口的环状、U型状、V型状。

进一步的，所述可伸缩杆与伸缩驱动电机连接，所述伸缩驱动电机连接并接受主控电路板控制。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板、传感器和电机供电，详情请参考CN105021924A公开的一种便于负载匹配的感应电源系统及方法和CN101243591公开的用于对远程装置感应供电的系统，物美价廉。

本发明的有益效果是：

(1)能够遮风挡雨，抗晒抗环境杂物影响，能够有效保护活动组件和检测用的传感器；

(2)在狂风和输电线遭遇冰冻，极易出现输电线损伤的恶劣环境下，也能够全天候稳定可靠工作，并且大幅降低风阻；

(3)自身结构形式不容易损坏，也能够显著改善输电线恶劣环境下的力学影响，为及时发现、定位和解决输电线故障、缺陷和隐患建立功勋。

(4)针对性强，能够无死角的准确发现输电线的锈蚀、磨损、断股等缺陷。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的一种高空巡线机器人防风抗滑结构示意图；

图2为本发明涉及的一种力矩平衡组件结构示意图；

图3为本发明涉及的一种防风结构侧向剖视示意图；

图4为本发明涉及的一种防风结构侧向受强风剖视示意图；

图5为本发明涉及的一种行走装置内凹圆盘结构示意图。

图中标号说明：行走装置1，行走驱动装置2，越障组件3，传感器组件4，主控电路板5，罩壳组件6上，力矩平衡组件7，防风组件8，防滑组件9，输电线10，内凹圆盘101，输电线容纳槽环1011，防滑软肋条1012，耐磨柔性凸条或鼓包1013，电机201，平衡支点701，平衡杆702，伸缩驱动电机703，补偿重物7021，可伸缩杆7022，旋转支架7023，旋转轴7024，探测头7025，挡风板801，防风罩802，两头大中间凹陷的规则曲面体803，球面体804。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1-5所示，一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，包括行走装置、行走驱动装置、越障组件、传感器组件和主控电路板，分别安装固定在罩壳组件上，所述主控电路板连接并控制行走驱动装置、越障组件和传感器组件工作，所述越障组件用于翻越电杆支架和高空障碍物，所述传感器组件用于发现和监察电线的受损情况，所述行走驱动装置用于驱动行走装置顺着电线移动，如图1所示，防风抗滑结构还设置有固定在罩壳组件内侧的力矩平衡组件、外侧的防风组件和设置在行走装置上的防滑组件，所述防风组件包括挡风板和防风罩，所述防风罩中部为截面是双曲线的(双曲线)中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，所述力矩平衡组件设置在挡风板上，包括平衡支点和平衡杆，所述平衡杆的一端为补偿重物，另一端为可伸缩杆，所述传感器组件为探测头。均匀分布于可伸缩杆外侧的，所述探测头能够全部或部分包裹输电线。

进一步的，如图2所示，所述平衡杆设置有旋转支架，通过旋转轴与挡风板旋转连接，所述平衡支点为偏心凸轮，所述偏心凸轮表面设置有变支点弧形凸起。

进一步的，所述行走驱动装置为连接感生电源或蓄电池的电机，所述行走装置为内凹圆盘，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机连接，实现通电行走。使用感应电源系统，成本较低，推荐优先选用。

进一步的，所述内凹圆盘设置有输电线容纳槽环，所述输电线容纳槽环的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落，如图4所示。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条，360°均匀分布。

进一步的，所述防滑软肋条形状为双向锯齿状，如图3和图5所示。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包，如图3和图5所示。

进一步的，所述探测头为能够开合的环状或有缺口的环状、U型状、V型状。

进一步的，所述可伸缩杆与伸缩驱动电机连接，所述伸缩驱动电机连接并接受主控电路板控制。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板、传感器和电机供电。

具体实施例：

输电线管理部门利用工具，在两个输电线支架之间的某一侧，将本发明放置到输电线上，放稳，启动巡线机器人工作，主控电路板通电(利用高压线圈直接从高压线无接触感应获取电能)，指挥行走驱动装置(电机)通过齿轮、皮带驱动行走装置(车轮)转动，向两个输电线支架之间的另一侧移动，同时驱动传感器组件(摄像头、电阻测量仪器、X光或超声波探伤仪器等)工作，及时发现输电线的各种缺陷(锈蚀、磨损、断股等)，当本发明到达两个输电线支架之间的另一侧时，或者在遇到输电线上的较大障碍物无法正常前进时，越障组件工作，用于翻越电杆支架和高空障碍物，如果越障组件损坏或未安装，则由输电线管理部门利用工具手动实现越障，进行下一个输电线路的区间巡线。

然而天有不测风云，500KV输电线位于高空，附近环境中并没有挡风遮雨的物体，输电线和巡线机器人只能暴露在外，经受日晒雨淋、风霜雨雪的考验，高空由于没有阻挡物，通常风速较高，巡线机器人受风力大时会给输电线施加较大的力，成为输电线损坏的一个重要来源，同时巡线机器人行走困难，或无法行走，不能及时正常巡线检测，严重时还会出现巡线机器人被吹脱轨，被吹跑脱落的灾难，本发明因设置有截面为双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，风阻特小，利用挡风板自动随风力调整受力面，用防风罩卸力，加上两侧的球面体球面，无论风从哪边吹来，都只能对巡线机器人施加微弱的外力，能够有效保护巡线机器人和与之接触的输电线，同时车轮上内凹圆盘设置的输电线容纳槽环，能够确保巡线机器人被风吹，即使侧向旋转90°，也不会松开脱落，处于正常工作状态，输电线容纳槽环内部设置的形状为双向锯齿状的防滑软肋条和耐磨柔性凸条或鼓包，能够起阻尼作用，可有效减少风吹后的巡线机器人的摇摆次数，并且确保输电线表面结冰或有霜层，或输电线局部弯曲坡度较大，常规车轮行进容易打滑时的无障碍继续正常行进，不影响巡线机器人的工作，本发明的巡线机器人能够真正全天候工作，包括大风大雨、结冰霜露、暴晒等复杂气象环境。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，包括行走装置(1)、行走驱动装置(2)、越障组件(3)、传感器组件(4)和主控电路板(5)，分别安装固定在罩壳组件(6)上，所述主控电路板(5)连接并控制行走驱动装置(2)、越障组件(3)和传感器组件(4)工作，所述越障组件(3)用于翻越电杆支架和高空障碍物，所述传感器组件(4)用于发现和监察电线的受损情况，所述行走驱动装置(2)用于驱动行走装置(1)顺着电线移动，其特征在于：还设置有固定在罩壳组件(6)内侧的力矩平衡组件(7)、外侧的防风组件(8)和设置在行走装置(1)上的防滑组件(9)，所述防风组件(8)包括挡风板(801)和防风罩(802)，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体(803)，两侧为球面体(804)，顺滑连接，所述力矩平衡组件(7)设置在挡风板(801)上，包括平衡支点(701)和平衡杆(702)，所述平衡杆的一端为补偿重物(7021)，另一端为可伸缩杆(7022)，所述传感器组件(4)为探测头(7025)，均匀分布于可伸缩杆(7022)外侧，所述探测头(7025)能够全部或部分包裹输电线，所述平衡杆(702)设置有旋转支架(7023)，通过旋转轴(7024)与挡风板(801)旋转连接，所述平衡支点(701)为偏心凸轮，所述偏心凸轮表面设置有变支点弧形凸起。

2.根据权利要求1所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述行走驱动装置(2)为连接感生电源或蓄电池的电机(201)，所述行走装置(1)为内凹圆盘(101)，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机(201)连接，实现通电行走。

3.根据权利要求2所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述内凹圆盘(101)设置有输电线容纳槽环(1011)，所述输电线容纳槽环(1011)的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落。

4.根据权利要求3所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述输电线容纳槽环(1011)的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条(1012)，360°均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述防滑软肋条(1012)形状为双向锯齿状。

6.根据权利要求3所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述输电线容纳槽环(1011)的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包(1013)。

7.根据权利要求1所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述探测头(7025)为能够开合或不能开合的环状或有缺口的环状、U型状、V型状。

8.根据权利要求1所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述可伸缩杆(7022 )与伸缩驱动电机(703)连接，所述伸缩驱动电机(703)连接并接受主控电路板(5)控制。

9.根据权利要求2所述的一种500KV输电线高空巡线机器人防风抗滑结构，其特征在于：所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板(5)、传感器组件(4)和电机供电。

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