CN110954167A - 一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，包括常规巡线机器人，所述常规巡线机器人设置有主控电路板和各种常规探测传感器，按常规方式连接，还设置有喷涂装置、清理装置、警示装置、标签装置；以及故障检修与自检数据采集软件，所述故障检修与自检数据采集软件包括故障检修模块和数据采集模块。本发明能够通过故障检修和自检的方法及时发现因蒙尘、老化、磨损、变形或环境干扰等原因导致传感器异常，实测数据与实际数据不一致，本发明自动补偿纠正错误的数据，并具有故障溯源能力，监测数据不可靠时，可避免大范围返工，操作简单、直观，方便与维护保养人员互动，及时处理突发事件、及时维养维护巡线机器人。

Description

一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法

技术领域

本发明涉及一种水果包装领域，尤其涉及一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法。

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。

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，提供一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，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：

一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，包括常规巡线机器人，所述常规巡线机器人设置有主控电路板和各种常规探测传感器，按常规方式连接，还设置有喷涂装置、清理装置、警示装置、标签装置；以及故障检修与自检数据采集软件，所述故障检修与自检数据采集软件包括故障检修模块和数据采集模块，采用以下方法采集数据，包括以下步骤：

a.维护保养人员安放巡线机器人，所述巡线机器人进入巡线模式，各种常规探测传感器检测、测量、记录当前输电线的实时数据；

b.当巡线机器人在当前周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数达到预先设定的标准数值时，触发故障检修与自检模式，喷涂装置朝输电线喷涂辅助检测用标准涂料，喷涂出标准形状和厚度的涂层，所述涂层静置5秒以上后，数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线，获取各种实时参数数据；

c.启动故障检修模块，所述故障检修模块内置有基准参数数据，故障检修模块调取基准参数数据和实时参数数据，进行比对，若数据误差小于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，可以正常执行任务；若数据误差大于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况NG，不能正常执行任务，需要进行维修，向维护保养人员示警，请求排除故障；若数据误差处于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，但各种常规探测传感器因工作环境影响的积累或磨损，已不再精确，实测数据与实际数据不相同，产生数据偏差漂移，所述故障检修模块将数据偏差漂移的平均值作为实测数据的校准系数，修正实测的数据值，使之更加逼近实际数据值，再进入正常巡线模式，但下个周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数为常规预设标准数值的一半以下，增加故障检修与自检的频率。

d.巡线机器人启动清理装置，清除输电线表面的涂层；

e.当前巡线任务结束，触发故障检修与自检模式，喷涂装置朝输电线喷涂辅助检测用标准涂料，喷涂出标准形状和厚度的涂层，所述涂层静置5秒以上后，数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线，获取各种实时参数数据；故障检修模块比对基准参数数据和实时参数数据，若数据误差小于或处于设定的允差值范围，视之前的检查结果ok，启动标签装置，在当前位置留下前端输电线检测ok标签，作为下次故障溯源的起始参考点；若数据误差大于设定的允差值范围，视为当前输电线片段检测结果NG，向维护保养人员示警，请求排除故障，所述标签装置为输电线施加故障点标识和上一周期溯源起始标识；

f.维护保养人员识别并记录巡线机器人施加的前端输电线检测ok标签、故障点标识和/或上一周期溯源起始标识，回收并保养巡线机器人，预备下次使用。

进一步的，所述常规探测传感器为摄像头、超声波探伤仪、X光机、定距电阻测量装置或光谱分析仪中的一种以上。

进一步的，所述巡线机器人正常工作过程中，工况出现NG时，启动警示装置和标签装置，所述警示装置提醒维护保养人员维修保养巡线机器人，所述标签装置为输电线标识故障点标识和上一周期溯源起始标识，维护保养人员修复校准巡线机器人后，寻找到上一周期溯源起始标识处，以此处为新的巡线起始点，放置巡线机器人，进行巡线。

进一步的，所述辅助检测用标准涂料为快干漆，所述喷涂装置为电动快干型自喷漆装置，包括电源、电机、储漆罐、漆泵、喷头和喷头形状规正孔，所述电源、电机与主控电路板连接，并接受主控电路板的控制，所述电机驱动漆泵，从储漆罐抽取快干漆，从喷头喷出，所述喷头对准输电线，喷头形状规正孔位于喷头口部，使喷在输电线上的漆呈现指定的形状。

进一步的，所述快干漆里面均匀设置有铝粉或碳粉，能够导电或抗静电。

进一步的，所述清理装置为电动的毛刷、铁刷、塑料刷或以上材质的复合刷，用于清理输电线表面的污渍或涂料。

进一步的，所述警示装置为声音警报器、灯光警报器、彩烟发生器或彩条标志中的一种以上。

进一步的，所述标签装置为激光打标机、彩条缠绕机，快干漆喷漆装置中的一种以上。

进一步的，所述电源为感应电源，所述感生电源设置有感应线圈，所述感应线圈从500KV输电线处非接触感应获取电流，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）本发明能够通过故障检修和自检的方法及时发现各种常规探测传感器的工作情况的异常；

（2）各种常规探测传感器因蒙尘、老化、磨损、变形或环境干扰等原因导致实测数据与实际数据不一致，发生误差漂移，本发明能够自动补偿纠正错误的数据；

（3）具有故障溯源能力，发现巡线机器人工况不正常，监测数据不可靠时，可以只重复检修最少的可疑部分，避免大范围返工。

（4）操作简单、直观，方便与维护保养人员互动，及时处理突发事件、及时维养维护巡线机器人。

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数据采集处理方法示意图；

图2为本发明涉及的一种巡线机器人结构布局示意图；

图3为本发明涉及的一种零部件连接关系示意图；

图4为本发明涉及的一种测量逻辑关系示意图；

图5为本发明涉及的一种判断逻辑表图。

图中标号说明：巡线机器人1，喷涂装置2、清理装置3、警示装置4、标签装置5，标准涂料6，涂层7，输电线8，主控电路板101，常规探测传感器102，故障检修与自检数据采集软件1011，故障检修模块1012，数据采集模块1013，实时数据1014，实时参数数据1015，基准参数数据1016。

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，一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，包括常规巡线机器人，所述常规巡线机器人设置有主控电路板和各种常规探测传感器，按常规方式连接，还设置有喷涂装置、清理装置、警示装置、标签装置；以及故障检修与自检数据采集软件，所述故障检修与自检数据采集软件包括故障检修模块和数据采集模块，采用以下方法采集数据，包括以下步骤：

a.维护保养人员安放巡线机器人，所述巡线机器人进入巡线模式，各种常规探测传感器检测、测量、记录当前输电线的实时数据；

b.当巡线机器人在当前周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数达到预先设定的标准数值时，触发故障检修与自检模式，喷涂装置朝输电线喷涂辅助检测用标准涂料，喷涂出标准形状和厚度的涂层，所述涂层静置5秒以上后，数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线，获取各种实时参数数据；

c.启动故障检修模块，所述故障检修模块内置有基准参数数据，故障检修模块调取基准参数数据和实时参数数据，进行比对，若数据误差小于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，可以正常执行任务；若数据误差大于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况NG，不能正常执行任务，需要进行维修，向维护保养人员示警，请求排除故障；若数据误差处于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，但各种常规探测传感器因工作环境影响的积累或磨损，已不再精确，实测数据与实际数据不相同，产生数据偏差漂移，所述故障检修模块将数据偏差漂移的平均值作为实测数据的校准系数，修正实测的数据值，使之更加逼近实际数据值，再进入正常巡线模式，但下个周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数为常规预设标准数值的一半以下，增加故障检修与自检的频率，例如：输电线附加涂层后标准单位长度的实际理论阻值为100 KΩ，测量阻值为150 KΩ，若允差值范围为15-30 KΩ，则视为NG，巡线机器人需要立即接受维修；若允差值范围为300-500 KΩ，则视为巡线机器人ok，视测量值为实际值，进行使用；若允差值范围为30-80 KΩ，则视为各种常规探测传感器已经有所损坏，测量值已发生漂移，数据已不准确，但不影响巡线机器人对输电线是否可用的判断和设备状态自检的判断，其测量数据进行处理后，还能使用，允差30-80的中值为155，用155减去100后数据的平方，再减去用150减去155后数据的平方，再开根号，采集3组以上数据，进行平均，得到的数值，即可作为校准系数使用。

d.巡线机器人启动清理装置，清除输电线表面的涂层；

e.当前巡线任务结束，触发故障检修与自检模式，喷涂装置朝输电线喷涂辅助检测用标准涂料，喷涂出标准形状和厚度的涂层，所述涂层静置5秒以上后，数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线，获取各种实时参数数据；故障检修模块比对基准参数数据和实时参数数据，若数据误差小于或处于设定的允差值范围，视之前的检查结果ok，启动标签装置，在当前位置留下前端输电线检测ok标签，作为下次故障溯源的起始参考点；若数据误差大于设定的允差值范围，视为当前输电线片段检测结果NG，向维护保养人员示警，请求排除故障，所述标签装置为输电线施加故障点标识和上一周期溯源起始标识；

f.维护保养人员识别并记录巡线机器人施加的前端输电线检测ok标签、故障点标识和/或上一周期溯源起始标识，回收并保养巡线机器人，预备下次使用。

进一步的，所述常规探测传感器为摄像头、超声波探伤仪、X光机、定距电阻测量装置或光谱分析仪中的一种以上。

进一步的，所述巡线机器人正常工作过程中，工况出现NG时，启动警示装置和标签装置，所述警示装置提醒维护保养人员维修保养巡线机器人，所述标签装置为输电线标识故障点标识和上一周期溯源起始标识，维护保养人员修复校准巡线机器人后，寻找到上一周期溯源起始标识处，以此处为新的巡线起始点，放置巡线机器人，进行巡线。

进一步的，所述辅助检测用标准涂料为快干漆，所述喷涂装置为电动快干型自喷漆装置，包括电源、电机、储漆罐、漆泵、喷头和喷头形状规正孔，所述电源、电机与主控电路板连接，并接受主控电路板的控制，所述电机驱动漆泵，从储漆罐抽取快干漆，从喷头喷出，所述喷头对准输电线，喷头形状规正孔位于喷头口部，使喷在输电线上的漆呈现指定的形状。

进一步的，所述快干漆里面均匀设置有铝粉或碳粉，能够导电或抗静电。

进一步的，所述清理装置为电动的毛刷、铁刷、塑料刷或以上材质的复合刷，用于清理输电线表面的污渍或涂料。

进一步的，所述警示装置为声音警报器、灯光警报器、彩烟发生器或彩条标志中的一种以上。

进一步的，所述标签装置为激光打标机、彩条缠绕机，快干漆喷漆装置中的一种以上。

进一步的，所述电源为感应电源，所述感生电源设置有感应线圈，所述感应线圈从500KV输电线处非接触感应获取电流，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。

具体实施例：

维护保养人员在需要检测的输电线区间安放本发明这种巡线机器人，让巡线机器人进入巡线模式，巡线机器人自带的各种常规探测传感器检测、测量、记录当前输电线的实时数据；同时也启动故障检修与自检数据采集软件，一边工作一边记录累积工作时间、检测行程的长度、累计开关机的次数等数据，当数据达到预先设定的标准数值时，自动触发故障检修与自检模式一次，主控电路板控制电机，驱动漆泵，从储漆罐抽取快干漆，对准输电线，从喷头喷出，经喷头形状规正孔控制外形，使喷在输电线上的漆呈现指定的形状和厚度，喷涂的辅助检测用标准涂料为快干漆，里面均匀设置有铝粉或碳粉，能够导电或抗静电，喷涂的涂层静置5秒以上后，启动数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线，获取各种实时参数数据；再启动故障检修模块，比对基准参数数据和实时参数数据，若数据误差小于或处于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，可以正常执行任务；随着不断的工作，各种常规探测传感器因工作环境影响的积累或磨损，已不再精确，实测数据与实际数据不相同，产生数据偏差漂移是在所难免，故障检修模块将数据偏差漂移的平均值作为实测数据的校准系数，修正实测的数据值，使之更加逼近实际数据值，但此时已存在数据准确性的隐患了，需要酌情增加故障检修与自检的频率，若数据误差大于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况NG，不能正常执行任务，需要进行维修，向维护保养人员示警，请求排除故障；涂层数据检测完毕，巡线机器人启动清理装置，用电动的毛刷、铁刷、塑料刷或以上材质的复合刷清理输电线表面的污渍或涂层，当前巡线任务结束，再次触发故障检修与自检模式，喷涂涂料，制作标准涂层，所述涂层静置5秒以上后，数据采集模块调用各种常规探测传感器检测、测量、记录覆盖有涂层的输电线复核实测数据和实际数据之间的差异，若数据误差小于或处于设定的允差值范围，视之前的检查结果ok，启动标签装置，在当前位置留下前端输电线检测ok标签，作为下次故障溯源的起始参考点；若数据误差大于设定的允差值范围，视为当前输电线片段检测结果NG，向维护保养人员示警，请求排除故障，所述标签装置为输电线施加故障点标识和上一周期溯源起始标识；维护保养人员识别并记录巡线机器人施加的前端输电线检测ok标签、故障点标识和/或上一周期溯源起始标识，回收并保养巡线机器人，预备下次使用。

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 (8)

1.一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，包括常规的巡线机器人（1），所述巡线机器人（1）设置有主控电路板（101）和各种常规探测传感器（102），按常规方式连接，其特征在于：还设置有喷涂装置（2）、清理装置（3）、警示装置（4）、标签装置（5）；以及所述主控电路板（101）额外安装有故障检修与自检数据采集软件（1011），所述故障检修与自检数据采集软件（1011）包括故障检修模块（1012）和数据采集模块（1013），采用以下方法采集数据，包括以下步骤：

a. 维护保养人员安放巡线机器人（1），所述巡线机器人进入巡线模式，各种常规探测传感器（102）检测、测量、记录当前输电线（8）的实时数据（1014）；

b. 当巡线机器人（1）在当前周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数达到预先设定的标准数值时，触发故障检修与自检模式，喷涂装置（2）朝输电线（8）喷涂辅助检测用标准涂料（6），喷涂出标准形状和厚度的涂层（7），所述涂层（7）静置5秒以上后，数据采集模块（1013）调用各种常规探测传感器（102）检测、测量、记录覆盖有涂层（7）的输电线（8），获取各种实时参数数据（1015），所述实时参数数据（1015）又称实测数据；

c. 启动故障检修模块（1012），所述故障检修模块（1012）内置有基准参数数据（1016），故障检修模块（1012）调取基准参数数据（1016）和实时参数数据（1015），进行比对，若数据误差小于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，可以正常执行任务；若数据误差大于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况NG，不能正常执行任务，需要进行维修，向维护保养人员示警，请求排除故障；若数据误差处于设定的允差值范围，视为巡线机器人工况ok，但各种常规探测传感器（102）因工作环境影响的积累或磨损，已不再精确，实测数据与实际数据不相同，产生数据偏差漂移，所述故障检修模块将数据偏差漂移的平均值作为实测数据的校准系数，修正实测的数据值，使之更加逼近实际数据值，再进入正常巡线模式，但下个周期累积工作时间或检测行程的长度或累计开关机的次数为常规预设标准数值的一半以下，增加故障检修与自检的频率;

d. 巡线机器人（1）启动清理装置（3），清除输电线表面的涂层（7）；

e. 当前巡线任务结束，触发故障检修与自检模式，喷涂装置（2）朝输电线喷涂辅助检测用标准涂料（6），喷涂出标准形状和厚度的涂层（7），所述涂层（7）静置5秒以上后，数据采集模块（1013）调用各种常规探测传感器（102）检测、测量、记录覆盖有涂层（7）的输电线，获取各种实时参数数据；故障检修模块（1012）比对基准参数数据（1016）和实时参数数据（1015），若数据误差小于或处于设定的允差值范围，视之前的检查结果ok，启动标签装置，在当前位置留下前端输电线检测ok标签，作为下次故障溯源的起始参考点；若数据误差大于设定的允差值范围，视为当前输电线片段检测结果NG，向维护保养人员示警，请求排除故障，所述标签装置（5）为输电线施加故障点标识和上一周期溯源起始标识；

f. 维护保养人员识别并记录巡线机器人施加的前端输电线检测ok标签、故障点标识和/或上一周期溯源起始标识，回收并保养巡线机器人，预备下次使用。

2.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述常规探测传感器（102）为摄像头、超声波探伤仪、X光机、定距电阻测量装置或光谱分析仪中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述巡线机器人（1）正常工作过程中，工况出现NG时，启动警示装置（4）和标签装置（5），所述警示装置（4）提醒维护保养人员维修保养巡线机器人，所述标签装置（5）为输电线标识故障点标识和上一周期溯源起始标识，维护保养人员修复校准巡线机器人后，寻找到上一周期溯源起始标识处，以此处为新的巡线起始点，放置巡线机器人，进行巡线。

4.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述辅助检测用标准涂料（6）为快干漆，所述喷涂装置（2）为电动快干型自喷漆装置，包括电源、电机、储漆罐、漆泵、喷头和喷头形状规正孔，所述电源、电机与主控电路板（101）连接，并接受主控电路板（101）的控制，所述电机驱动漆泵，从储漆罐抽取快干漆，从喷头喷出，所述喷头对准输电线，喷头形状规正孔位于喷头口部，使喷在输电线上的漆呈现指定的形状。

5.根据权利要求4所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述快干漆里面均匀设置有400目粒径以下的铝粉或碳粉，能够导电或抗静电。

6.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述清理装置（3）为电动的毛刷、铁刷、塑料刷或以上材质的复合刷，用于清理输电线表面的污渍或涂料。

7.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述警示装置（4）为声音警报器、灯光警报器、彩烟发生器或彩条标志中的一种以上。

8.根据权利要求1所述的一种巡线机器人故障检修与自检数据采集方法，其特征在于：所述标签装置（5）为激光打标机、彩条缠绕机，快干漆喷漆装置中的一种以上。

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