CN111262179B - 一种电力工程多轴定位电力设备检修云台及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检修技术领域，具体是涉及一种电力工程多轴定位电力设备检修云台及其实施方法，包括有安装座、爬升杆、自爬升机构、回转机构、俯仰机构、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器；电源安装在云台活动部，爬升杆垂直固定在安装座上，自爬升机构可沿爬升杆轴线方向直线运动地安装在爬升杆上，回转机构固定安装在自爬升机构上且中间留有供爬升杆通过的过孔，俯仰机构固定安装在回转机构活动端，摄像机固定安装在俯仰机构工作端上，直线位移传感器两端分别安装在安装座上端面和自爬升机构下端面且相向对齐；该方案巡查范围广，减少工作人员工作强度，安全程度高，便于组装，一套设备可应用于多处，节省成本。

Description

一种电力工程多轴定位电力设备检修云台及其实施方法

技术领域

本发明涉及电力检修技术领域，具体是涉及一种电力工程多轴定位电力设备检修云台及其实施方法。

背景技术

在10kV及以下配电线路和设备的运行维护工作中，运维人员需要对配电架空设备进行巡视检查工作，重点检查线路导线、杆塔和杆上设备的运行状况，便于掌握设备的运行状况，及时发现缺陷和威胁线路安全运行的隐患，根据危急程度进行检修或加强监控，保证线路处于良好的运行状态，防止事故的发生；而现有的技术中，一般采用地面巡视、带电登杆检查、停电登杆检查或利用无人机巡线检查，而地面巡视、带电登杆检查和停电登杆检查容易造成检查不完全、带电登杆危险和影响供电的可靠性等缺点，而利用无人机巡线检查对操作人员技能水平要求高，并且国家对无人机的使用监管也日趋严格，城市部分区域不允许无人机升空，并且在面对密集的树木与同杆多回线路的现状，受城市房屋密布各种侧风的影响，以及众多无线电信号干扰的影响，从而导致无人机巡线工作无法在配网巡线中进行广泛的推广与应用；为了克服上述问题，可利用绝缘伸缩杆固定摄像装置并通过控制绝缘伸缩杆的长度进而控制摄像装置对线路进行检查，而将摄像装置稳定且快速的固定于绝缘伸缩杆是亟需解决的问题，进而提高工作效率和检查的准确性。

因此，为解决以上问题，需要一种高压线路检修专用云台，能够快速而稳定的将用于检查高压线路的摄像装置安装于伸缩式绝缘杆，保证摄像装置拍摄画面清晰，并且结构简单，操作方便。

中国专利CN201620032595.3公开了一种高压线路检修专用云台，包括水平支撑板、竖直支撑板和可固定于伸缩式绝缘杆顶端的固定座，竖直支撑板的上端固定于水平支撑板的下表面，竖直支撑板下端与固定座以可被限位的方式转动连接，所述水平支撑板上设置有用于固定放置在水平支撑板上表面的摄像装置的固定件；通过水平支撑板的上表面直接支撑于摄像装置的底面并通过固定件将摄像装置稳定固定于水平支撑板，保证摄像装置的稳定性，避免摄像装置易脱落或晃动，并且竖直支撑板可相对于固定座转动后并固定，保证摄像装置的拍摄角度可调，利于增大摄像装置的拍摄范围，保证设备、高压线监测无盲点，并且结构简单，操作方便，成本低廉。但该结构适用范围有限，巡检范围小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电力工程多轴定位电力设备检修云台及其实施方法，该技术方案解决了上述问题，巡查范围广，减少工作人员工作强度，安全程度高，避免工作人员巡检过程中受到不必要的人身伤害，便于组装，一套设备可应用于多处，节省成本。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，包括有安装座、爬升杆、自爬升机构、回转机构、俯仰机构、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器；

电源安装在云台活动部，爬升杆垂直固定在安装座上，自爬升机构可沿爬升杆轴线方向直线运动地安装在爬升杆上，回转机构固定安装在自爬升机构上且中间留有供爬升杆通过的过孔，回转机构包括环形固定架，以及设置在环形固定架侧边的第三旋转驱动组件，该第三旋转驱动组件沿环形固定架的侧边做齿合旋转运动，俯仰机构固定安装在第三旋转驱动组件上，摄像机固定安装在俯仰机构工作端上，直线位移传感器两端分别安装在安装座上端面和自爬升机构下端面且相向对齐，自爬升机构、回转机构、俯仰机构、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器电连接，远程通讯模块与远程控制端通讯连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述爬升杆上设有导向槽和齿条；导向槽沿爬升杆轴向设置在爬升杆的外壁上，齿条设置在导向槽内，导向槽和齿条共同为一组，爬升杆上至少设置两组导向槽和齿条且围绕爬升杆轴线均匀分布，导向槽与自爬升机构的一端滑动连接，齿条与自爬升机构啮合。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述自爬升机构包括有升降滑环、固定箱、驱动轴、爬升齿轮、第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件；升降滑环套设在爬升杆上与爬升杆滑动连接，固定箱固定安装在升降滑环两侧，一对驱动轴垂直贯穿固定箱,爬升齿轮固定套设在驱动轴中央位置且与爬升杆啮合，第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件分别固定安装在一对固定箱上，第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件结构相同但设置方向相反，第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件的输出端分别套接在两个驱动轴上使两个驱动轴反向转动，第一旋转驱动组件、第二旋转驱动组件与控制器电连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述升降滑环上设有卡接口；卡接口与爬升杆滑动配合。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述第一旋转驱动组件包括有第一旋转驱动器、蜗杆和蜗轮；第一旋转驱动器固定安装在固定箱外壁上，第一旋转驱动器输出轴垂直贯穿固定箱伸入固定箱内，蜗杆一端与第一旋转驱动器输出端固定连接，蜗杆另一端可旋转地安装在固定箱上，蜗轮固定套设在驱动轴上并位于固定箱内，蜗杆和蜗轮啮合，第一旋转驱动器与控制器电连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述回转机构还包括有齿圈、第一环形导向槽、第二环形导向槽和扇形回转座；环形固定架固定安装在自爬升机构上且中间留有供爬升杆通过的过孔，齿圈环绕在环形固定架周壁上，若干第一环形导向槽开设在环形固定架上端面上，若干第二环形导向槽开设在环形固定架下端面上，第一环形导向槽和第二环形导向槽与扇形回转座滑动连接，扇形回转座开设有供第三旋转驱动组件端部伸入的槽，齿圈与第三旋转驱动组件输出端啮合，第三旋转驱动组件固定安装在扇形回转座底部，第三旋转驱动组件与控制器电连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述第三旋转驱动组件包括有驱动器托板、第二旋转驱动器和回转齿轮；驱动器托板固定安装在扇形回转座底部，第二旋转驱动器固定安装在驱动器托板底部，第二旋转驱动器输出端垂直贯穿驱动器托板，回转齿轮套设在第二旋转驱动器输出端上与第二旋转驱动器输出端同轴旋转，回转齿轮与齿圈啮合，第二旋转驱动器与控制器电连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述俯仰机构包括有水平支撑板、凸台、直线驱动器、摄像头安装座、滑槽、滑块、铰接头和倾角传感器；水平支撑板固定安装在回转机构工作端上，凸台固定安装在水平支撑板上，直线驱动器固定安装在水平支撑板上并位于凸台和爬升杆之间位置，摄像头安装座可旋转地铰接在凸台远离爬升杆方向的一端上，滑槽开设在直线驱动器底部伸出凸台处且沿爬升杆径向设置，滑块与滑槽滑动连接，铰接头与直线驱动器输出端固定连接，铰接头与滑块底部铰接，倾角传感器和摄像机固定安装在摄像头安装座上，直线驱动器、倾角传感器与控制器电连接。

作为一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的一种优选方案，所述滑槽和滑块滑动配合处皆为燕尾结构。

一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的实施方法包括有以下步骤：

步骤一、工作人员通过控制器发送信号给自爬升机构,自爬升机构收到信号后驱动自爬升机构沿着爬升杆轴线方向爬升；

步骤二、爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构的升降速度和距离进行精确调控；

步骤三、在自爬升机构升降过程中，控制器还发送信号给回转机构,回转机构收到信号后其工作端围绕爬升杆轴线做旋转运动，回转机构工作端带动俯仰机构一同旋转，回转机构工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构,俯仰机构收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度；

步骤四、摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

电源为云台提供整体供电。安装座采用密度与质量均相对较大的结构，用于固定爬升杆同时不占用过大的空间。工作人员将安装座放置在需要进行巡检的电力设备附近，然后将自爬升机构以及安装于其上的回转机构和俯仰机构一并套到爬升杆上并将爬升杆底部安装到安装座上，摄像机安装在俯仰机构工作端上。然后通过控制器发送信号给自爬升机构,自爬升机构收到信号后驱动自爬升机构沿着爬升杆轴线方向爬升，爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构的升降速度和距离进行精确调控。在自爬升机构升降过程中，控制器还发送信号给回转机构,回转机构收到信号后其工作端围绕爬升杆轴线做旋转运动。回转机构工作端带动俯仰机构一同旋转。回转机构工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构,俯仰机构收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度。通过自爬升机构、回转机构和俯仰机构运动的结合可以使摄像机同时具有升降、旋转和俯仰的多轴定位调节功能，视野范围广。摄像机将拍摄到的画面通过远程通讯模块将画面传递给远程控制端。云台工作模式分为自动模式和人工控制模式。自动模式下控制器根据预设的数据控制自爬升机构、回转机构、俯仰机构的行动轨迹和运动频率，摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。手动模式下，工作人员通过远程通讯模块发送信号给控制器，利用控制器手动对自爬升机构、回转机构和俯仰机构的运动进行操作。两种操作模式满足不同的需要。通过在升降滑环上设置卡接口使爬升杆对升降滑环进一步提供导向作用避免升降滑环围绕爬升杆发生周向旋转影响结构的稳定性。通过燕尾结构使滑槽和滑块的滑动配合结构更加稳定，滑块不会从滑槽内掉落，进一步提高结构的可靠性。

1、巡查范围广，减少工作人员工作强度；

2、安全程度高，避免工作人员巡检过程中受到不必要的人身伤害；

3、便于组装，一套设备可应用于多处，节省成本。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的正视图；

图4为图3中A-A方向的剖视图；

图5为图4中B处局部放大视图；

图6为本发明的自爬升机构立体图；

图7为本发明的自爬升机构俯视图；

图8为图7中C-C方向剖视图；

图9为本发明的回转机构立体图；

图10为本发明的俯仰机构立体图；

图11为本发明的滑块和铰接头铰接立体示意图。

图中标号为：

1、安装座；

2、爬升杆；2a、导向槽；2b、齿条；

3、自爬升机构；3a、升降滑环；3a1、卡接口；3b、固定箱；3c、驱动轴；3d、爬升齿轮；3e、第一旋转驱动组件；3e1、第一旋转驱动器；3e2、蜗杆；3e3、蜗轮；3f、第二旋转驱动组件；

4、回转机构；4a、环形固定架；4b、齿圈；4c、第一环形导向槽；4d、第二环形导向槽；4e、扇形回转座；4f、第三旋转驱动组件；4f1、驱动器托板；4f2、第二旋转驱动器；4f3、回转齿轮；

5、俯仰机构；5a、水平支撑板；5b、凸台；5c、直线驱动器；5d、摄像头安装座；5e、滑槽；5f、滑块；5g、铰接头；5h、倾角传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至11所示，一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，包括有安装座1、爬升杆2、自爬升机构3、回转机构4、俯仰机构5、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器；

电源安装在云台活动部，爬升杆2垂直固定在安装座1上，自爬升机构3可沿爬升杆2轴线方向直线运动地安装在爬升杆2上，回转机构4固定安装在自爬升机构3上且中间留有供爬升杆2通过的过孔，俯仰机构5固定安装在回转机构4活动端，摄像机固定安装在俯仰机构5工作端上，直线位移传感器两端分别安装在安装座1上端面和自爬升机构3下端面且相向对齐，自爬升机构3、回转机构4、俯仰机构5、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器电连接，远程通讯模块与远程控制端通讯连接。

电源为云台提供整体供电。安装座1采用密度与质量均相对较大的结构，用于固定爬升杆2同时不占用过大的空间。工作人员将安装座1放置在需要进行巡检的电力设备附近，然后将自爬升机构3以及安装于其上的回转机构4和俯仰机构5一并套到爬升杆2上并将爬升杆2底部安装到安装座1上，摄像机安装在俯仰机构5工作端上。然后通过控制器发送信号给自爬升机构3,自爬升机构3收到信号后驱动自爬升机构3沿着爬升杆2轴线方向爬升，爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构3的升降速度和距离进行精确调控。在自爬升机构3升降过程中，控制器还发送信号给回转机构4,回转机构4收到信号后其工作端围绕爬升杆2轴线做旋转运动。回转机构4工作端带动俯仰机构5一同旋转。回转机构4工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构5,俯仰机构5收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度。通过自爬升机构3、回转机构4和俯仰机构5运动的结合可以使摄像机同时具有升降、旋转和俯仰的多轴定位调节功能，视野范围广。摄像机将拍摄到的画面通过远程通讯模块将画面传递给远程控制端。云台工作模式分为自动模式和人工控制模式。自动模式下控制器根据预设的数据控制自爬升机构3、回转机构4、俯仰机构5的行动轨迹和运动频率，摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。手动模式下，工作人员通过远程通讯模块发送信号给控制器，利用控制器手动对自爬升机构3、回转机构4和俯仰机构5的运动进行操作。两种操作模式满足不同的需要。

所述爬升杆2上设有导向槽2a和齿条2b；导向槽2a沿爬升杆2轴向设置在导向槽2a外壁上，齿条2b设置在导向槽2a内，导向槽2a和齿条2b共同为一组，爬升杆2上至少设置两组导向槽2a和齿条2b且围绕爬升杆2轴线均匀分布，导向槽2a与自爬升机构3的一端滑动连接，齿条2b与自爬升机构3啮合。

导向槽2a对自爬升机构3提供导向，避免其围绕爬升杆2发生不可控的周向旋转，使结构更加稳定。齿条2b通过与自爬升机构3的啮合传动所产生的反向作用力帮助自爬升机构3进行升降。

所述自爬升机构3包括有升降滑环3a、固定箱3b、驱动轴3c、爬升齿轮3d、第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f；升降滑环3a套设在爬升杆2上与爬升杆2滑动连接，固定箱3b固定安装在升降滑环3a两侧，一对驱动轴3c垂直贯穿固定箱3b,爬升齿轮3d固定套设在驱动轴3c中央位置且与爬升杆2啮合，第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f分别固定安装在一对固定箱3b上，第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f结构相同但设置方向相反，第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f的输出端分别套接在两个驱动轴3c上使两个驱动轴3c反向转动，第一旋转驱动组件3e、第二旋转驱动组件3f与控制器电连接。

升降滑环3a为自爬升机构3整体提供固定。控制器通过发送信号给第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f分别驱动两根驱动轴3c相对进行反向旋转从而驱动驱动轴3c上的两个爬升齿轮3d反向转动，爬升齿轮3d通过与爬升杆2的啮合传动在反作用力的推动下带动自爬升机构3整体沿爬升杆2做直线运动，采用一对爬升齿轮3d使结构更加稳定。第一旋转驱动组件3e和第二旋转驱动组件3f具有自锁能力，避免爬升齿轮3d在重力作用下反向旋转导致自爬升机构3、回转机构4和俯仰机构5一并从爬升杆2上滑落。驱动轴3c与固定箱3b的连接处均设有轴承以提高结构的稳定性。

所述升降滑环3a上设有卡接口3a1；卡接口3a1与爬升杆2滑动配合。

通过在升降滑环3a上设置卡接口3a1使爬升杆2对升降滑环3a进一步提供导向作用避免升降滑环3a围绕爬升杆2发生周向旋转影响结构的稳定性。

所述第一旋转驱动组件3e包括有第一旋转驱动器3e1、蜗杆3e2和蜗轮3e3；第一旋转驱动器3e1固定安装在固定箱3b外壁上，第一旋转驱动器3e1输出轴垂直贯穿固定箱3b伸入固定箱3b内，蜗杆3e2一端与第一旋转驱动器3e1输出端固定连接，蜗杆3e2另一端可旋转地安装在固定箱3b上，蜗轮3e3固定套设在驱动轴3c上并位于固定箱3b内，蜗杆3e2和蜗轮3e3啮合，第一旋转驱动器3e1与控制器电连接。

所述第一旋转驱动器3e1为安装有减速机的伺服电机，通过减速机进一步提高第一旋转驱动器3e1输出端的扭力并进一步提高自爬升机构3整体的自锁能力。

所述回转机构4包括有环形固定架4a、齿圈4b、第一环形导向槽4c、第二环形导向槽4d、扇形回转座4e和第三旋转驱动组件4f；环形固定架4a固定安装在自爬升机构3上且中间留有供爬升杆2通过的过孔，齿圈4b环绕在环形固定架4a周壁上，若干第一环形导向槽4c开设在环形固定架4a上端面上，若干第二环形导向槽4d开设在环形固定架4a下端面上，第一环形导向槽4c和第二环形导向槽4d与扇形回转座4e滑动连接，扇形回转座4e开设有供第三旋转驱动组件4f端部伸入的槽，齿圈4b与第三旋转驱动组件4f输出端啮合，第三旋转驱动组件4f固定安装在扇形回转座4e底部，第三旋转驱动组件4f与控制器电连接。

环形固定架4a为扇形回转座4e和第三旋转驱动组件4f提供支撑，第一环形导向槽4c和第二环形导向槽4d为扇形回转座4e和第三旋转驱动组件4f提供进一步的固定和导向。控制器发送信号给第三旋转驱动组件4f,第三旋转驱动组件4f收到信号后其输出端转动并借助齿圈4b的推动力驱使扇形回转座4e和第三旋转驱动组件4f一同围绕环形固定架4a轴线做旋转运动。

所述第三旋转驱动组件4f包括有驱动器托板4f1、第二旋转驱动器4f2和回转齿轮4f3；驱动器托板4f1固定安装在扇形回转座4e底部，第二旋转驱动器4f2固定安装在驱动器托板4f1底部，第二旋转驱动器4f2输出端垂直贯穿驱动器托板4f1，回转齿轮4f3套设在第二旋转驱动器4f2输出端上与第二旋转驱动器4f2输出端同轴旋转，回转齿轮4f3与齿圈4b啮合，第二旋转驱动器4f2与控制器电连接。

所述第二旋转驱动器4f2为装有螺杆减速机的伺服电机，通过螺杆减速机为伺服电机提供自锁能力；控制器发送信号给第二旋转驱动器4f2,第二旋转驱动器4f2收到信号后其输出端带动回转齿轮4f3一同旋转，回转齿轮4f3通过与齿圈4b的啮合在反作用力作用下推动扇形回转座4e和第三旋转驱动组件4f一同围绕环形固定架4a周壁运动。第二旋转驱动器4f2上的反馈传感器可向控制器反馈旋转的频率，通过与齿圈4b的啮合传动可以很方便的计算出旋转的角度以供控制器实现精确定位。

所述俯仰机构5包括有水平支撑板5a、凸台5b、直线驱动器5c、摄像头安装座5d、滑槽5e、滑块5f、铰接头5g和倾角传感器5h；水平支撑板5a固定安装在回转机构4工作端上，凸台5b固定安装在水平支撑板5a上，直线驱动器5c固定安装在水平支撑板5a上并位于凸台5b和爬升杆2之间位置，摄像头安装座5d可旋转地铰接在凸台5b远离爬升杆2方向的一端上，滑槽5e开设在直线驱动器5c底部伸出凸台5b处且沿爬升杆2径向设置，滑块5f与滑槽5e滑动连接，铰接头5g与直线驱动器5c输出端固定连接，铰接头5g与滑块5f底部铰接，倾角传感器5h和摄像机固定安装在摄像头安装座5d上，直线驱动器5c、倾角传感器5h与控制器电连接。

所述直线驱动器5c为电动推杆。控制器发送信号给直线驱动器5c,直线驱动器5c输出端伸出推动与其铰接的滑块5f在滑槽5e内滑动从而将摄像头安装座5d顶起围绕凸台5b上的铰接处做旋转运动从而实现摄像机和倾角传感器5h的俯仰运动。倾角传感器5h用于向控制器反馈摄像头安装座5d的俯仰角度从而实现精确定位。当直线驱动器5c复位时摄像头安装座5d与凸台5b上表面平齐，共同处于水平状态。

所述滑槽5e和滑块5f滑动配合处皆为燕尾结构。

通过燕尾结构使滑槽5e和滑块5f的滑动配合结构更加稳定，滑块5f不会从滑槽5e内掉落，进一步提高结构的可靠性。

一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的实施方法，包括有以下步骤：

步骤一、工作人员通过控制器发送信号给自爬升机构3,自爬升机构3收到信号后驱动自爬升机构3沿着爬升杆2轴线方向爬升；

步骤二、爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构3的升降速度和距离进行精确调控；

步骤三、在自爬升机构3升降过程中，控制器还发送信号给回转机构4,回转机构4收到信号后其工作端围绕爬升杆2轴线做旋转运动，回转机构4工作端带动俯仰机构5一同旋转，回转机构4工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构5,俯仰机构5收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度；

步骤四、摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。

本发明的工作原理：

电源为云台提供整体供电。安装座1采用密度与质量均相对较大的结构，用于固定爬升杆2同时不占用过大的空间。工作人员将安装座1放置在需要进行巡检的电力设备附近，然后将自爬升机构3以及安装于其上的回转机构4和俯仰机构5一并套到爬升杆2上并将爬升杆2底部安装到安装座1上，摄像机安装在俯仰机构5工作端上。然后通过控制器发送信号给自爬升机构3,自爬升机构3收到信号后驱动自爬升机构3沿着爬升杆2轴线方向爬升，爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构3的升降速度和距离进行精确调控。在自爬升机构3升降过程中，控制器还发送信号给回转机构4,回转机构4收到信号后其工作端围绕爬升杆2轴线做旋转运动。回转机构4工作端带动俯仰机构5一同旋转。回转机构4工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构5,俯仰机构5收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度。通过自爬升机构3、回转机构4和俯仰机构5运动的结合可以使摄像机同时具有升降、旋转和俯仰的多轴定位调节功能，视野范围广。摄像机将拍摄到的画面通过远程通讯模块将画面传递给远程控制端。云台工作模式分为自动模式和人工控制模式。自动模式下控制器根据预设的数据控制自爬升机构3、回转机构4、俯仰机构5的行动轨迹和运动频率，摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。手动模式下，工作人员通过远程通讯模块发送信号给控制器，利用控制器手动对自爬升机构3、回转机构4和俯仰机构5的运动进行操作。两种操作模式满足不同的需要。通过在升降滑环3a上设置卡接口3a1使爬升杆2对升降滑环3a进一步提供导向作用避免升降滑环3a围绕爬升杆2发生周向旋转影响结构的稳定性。通过燕尾结构使滑槽5e和滑块5f的滑动配合结构更加稳定，滑块5f不会从滑槽5e内掉落，进一步提高结构的可靠性。

Claims (10)

1.一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，包括有安装座（1）、爬升杆（2）、自爬升机构（3）、回转机构（4）、俯仰机构（5）、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器；

电源安装在云台活动部，爬升杆（2）垂直固定在安装座（1）上，自爬升机构（3）可沿爬升杆（2）轴线方向直线运动地安装在爬升杆（2）上，回转机构（4）固定安装在自爬升机构（3）上且中间留有供爬升杆（2）通过的过孔，回转机构（4）包括环形固定架（4a），以及设置在环形固定架侧边的第三旋转驱动组件（4f），该第三旋转驱动组件沿环形固定架的侧边做齿合旋转运动，俯仰机构（5）固定安装在第三旋转驱动组件上，摄像机固定安装在俯仰机构（5）工作端上，直线位移传感器两端分别安装在安装座（1）上端面和自爬升机构（3）下端面且相向对齐，自爬升机构（3）、回转机构（4）、俯仰机构（5）、直线位移传感器、远程通讯模块、摄像机、电源和控制器电连接，远程通讯模块与远程控制端通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述爬升杆（2）上设有导向槽（2a）和齿条（2b）；导向槽（2a）沿爬升杆（2）轴向设置在爬升杆的外壁上，齿条（2b）设置在导向槽（2a）内，导向槽（2a）和齿条（2b）共同为一组，爬升杆（2）上至少设置两组导向槽（2a）和齿条（2b）且围绕爬升杆（2）轴线均匀分布，导向槽（2a）与自爬升机构（3）的一端滑动连接，齿条（2b）与自爬升机构（3）啮合。

3.根据权利要求1所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述自爬升机构（3）包括有升降滑环（3a）、固定箱（3b）、驱动轴（3c）、爬升齿轮（3d）、第一旋转驱动组件（3e）和第二旋转驱动组件（3f）；升降滑环（3a）套设在爬升杆（2）上与爬升杆（2）滑动连接，固定箱（3b）固定安装在升降滑环（3a）两侧，一对驱动轴（3c）垂直贯穿固定箱（3b）,爬升齿轮（3d）固定套设在驱动轴（3c）中央位置且与爬升杆（2）啮合，第一旋转驱动组件（3e）和第二旋转驱动组件（3f）分别固定安装在一对固定箱（3b）上，第一旋转驱动组件（3e）和第二旋转驱动组件（3f）结构相同但设置方向相反，第一旋转驱动组件（3e）和第二旋转驱动组件（3f）的输出端分别套接在两个驱动轴（3c）上使两个驱动轴（3c）反向转动，第一旋转驱动组件（3e）、第二旋转驱动组件（3f）与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述升降滑环（3a）上设有卡接口（3a1）；卡接口（3a1）与爬升杆（2）滑动配合。

5.根据权利要求3所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述第一旋转驱动组件（3e）包括有第一旋转驱动器（3e1）、蜗杆（3e2）和蜗轮（3e3）；第一旋转驱动器（3e1）固定安装在固定箱（3b）外壁上，第一旋转驱动器（3e1）输出轴垂直贯穿固定箱（3b）伸入固定箱（3b）内，蜗杆（3e2）一端与第一旋转驱动器（3e1）输出端固定连接，蜗杆（3e2）另一端可旋转地安装在固定箱（3b）上，蜗轮（3e3）固定套设在驱动轴（3c）上并位于固定箱（3b）内，蜗杆（3e2）和蜗轮（3e3）啮合，第一旋转驱动器（3e1）与控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述回转机构（4）还包括有齿圈（4b）、第一环形导向槽（4c）、第二环形导向槽（4d）和扇形回转座（4e）；齿圈（4b）环绕在环形固定架（4a）周壁上，若干第一环形导向槽（4c）开设在环形固定架（4a）上端面上，若干第二环形导向槽（4d）开设在环形固定架（4a）下端面上，第一环形导向槽（4c）和第二环形导向槽（4d）与扇形回转座（4e）滑动连接，扇形回转座（4e）开设有供第三旋转驱动组件（4f）端部伸入的槽，齿圈（4b）与第三旋转驱动组件（4f）输出端啮合，第三旋转驱动组件（4f）固定安装在扇形回转座（4e）底部，第三旋转驱动组件（4f）与控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述第三旋转驱动组件（4f）包括有驱动器托板（4f1）、第二旋转驱动器（4f2）和回转齿轮（4f3）；驱动器托板（4f1）固定安装在扇形回转座（4e）底部，第二旋转驱动器（4f2）固定安装在驱动器托板（4f1）底部，第二旋转驱动器（4f2）输出端垂直贯穿驱动器托板（4f1），回转齿轮（4f3）套设在第二旋转驱动器（4f2）输出端上与第二旋转驱动器（4f2）输出端同轴旋转，回转齿轮（4f3）与齿圈（4b）啮合，第二旋转驱动器（4f2）与控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述俯仰机构（5）包括有水平支撑板（5a）、凸台（5b）、直线驱动器（5c）、摄像头安装座（5d）、滑槽（5e）、滑块（5f）、铰接头（5g）和倾角传感器（5h）；水平支撑板（5a）固定安装在回转机构（4）工作端上，凸台（5b）固定安装在水平支撑板（5a）上，直线驱动器（5c）固定安装在水平支撑板（5a）上并位于凸台（5b）和爬升杆（2）之间位置，摄像头安装座（5d）可旋转地铰接在凸台（5b）远离爬升杆（2）方向的一端上，滑槽（5e）开设在直线驱动器（5c）底部伸出凸台（5b）处且沿爬升杆（2）径向设置，滑块（5f）与滑槽（5e）滑动连接，铰接头（5g）与直线驱动器（5c）输出端固定连接，铰接头（5g）与滑块（5f）底部铰接，倾角传感器（5h）和摄像机固定安装在摄像头安装座（5d）上，直线驱动器（5c）、倾角传感器（5h）与控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台，其特征在于，所述滑槽（5e）和滑块（5f）滑动配合处皆为燕尾结构。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种电力工程多轴定位电力设备检修云台的实施方法，其特征在于，包括有以下步骤：

步骤一、工作人员通过控制器发送信号给自爬升机构（3）,自爬升机构（3）收到信号后驱动自爬升机构（3）沿着爬升杆（2）轴线方向爬升；

步骤二、爬升过程中直线位移传感器将感应到的移动距离反馈给控制器，控制器根据收到的位移信号对自爬升机构（3）的升降速度和距离进行精确调控；

步骤三、在自爬升机构（3）升降过程中，控制器还发送信号给回转机构（4）,回转机构（4）收到信号后其工作端围绕爬升杆（2）轴线做旋转运动，回转机构（4）工作端带动俯仰机构（5）一同旋转，回转机构（4）工作端旋转过程中，控制器发送信号给俯仰机构（5）,俯仰机构（5）收到信号后其端部进行俯仰运动从而调节其上端的摄像机的俯仰角度；

步骤四、摄像机将拍摄到的画面通过5G信号发送给远程控制端，远程控制端通过AI识别判断设备是否存在故障和异常，当存在异常时自动向控制人员报警。

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