CN111755982B - 一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法，机器人包括移动单元、垂直旋转关节、射线发射器和射线成像器；任意两个移动单元通过一个垂直旋转关节连接；移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱，行走机构通过水平旋转关节与控制箱连接；控制箱能控制行走机构沿着输电线行走，还能控制水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，带动行走机构抬起或下落；垂直旋转关节的一端与机器人前端的移动单元连接，第二连接件与机器人后端的移动单元连接，垂直旋转关节的一端能被驱动绕水平方向转动，带动机器人前端的移动单元转动；射线发射器和射线成像器均与机器人末端的控制箱固接。本发明能方便检测输电线的金具压接质量，确保线路安全运行。

Description

一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法。

背景技术

目前架空输电线路导线、地线的连接大量采用的是压接型电力金具，目前主要采用液压压接型电力金具，这种电力金具既要承受导线或地线的全部张力，同时又是通流导体，一旦安装，就不再拆卸，所以当电力金具出现问题时，运维人员很难及时发现，这为线路安全运行埋下重大隐患。当线路处于大负荷运行情况下，压接不符合要求的耐张线夹和接续管易引发局部发热温度过高而损伤导线，导致连接强度的降低，或因压接握力不足导致掉线，尤其是在导线覆冰或舞动的情况下，极可能因压接质量问题引发掉线事故。因此需要一种电力设备，能够对金具压接质量进行快速检测。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法，能快速方便地检测输电线路的金具压接质量，确保线路安全运行。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种输电线路射线检测机器人，包括至少两个移动单元、至少一个垂直旋转关节、一个射线发射器和一个射线成像器；其中，任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接；所述移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱，所述行走机构通过所述水平旋转关节与所述控制箱连接；所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接，另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接；所述控制箱能控制所述行走机构沿着输电线行走；所述控制箱还能控制所述水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，带动所述行走机构脱离所述输电线或落放在所述输电线上；所述控制箱还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动；所述射线发射器和所述射线成像器均与位于所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接。

优选地，所述移动单元的数量为至少三个，且包括第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元；所述垂直旋转关节的数量为至少两个，且包括第一垂直旋转关节和第二垂直旋转关节；所述第一移动单元通过所述第一垂直旋转关节与所述第二移动单元连接，所述第二移动单元通过所述第二垂直旋转关节与所述第三移动单元连接。

优选地，在一个所述移动单元中，所述行走机构的数量为至少两个，且包括第一行走机构和第二行走机构；所述水平旋转关节的数量为至少两个，且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节；

所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱连接，所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱连接，所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上，且行走方向在同一直线上。

优选地，所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件；所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接，还与所述第一连接件的一端传动连接，能驱动所述第一连接件绕水平方向转动；所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接，所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。

优选地，所述行走机构包括传动轴、轴承、支撑架、行走轮和第二驱动电机；其中，所述第二驱动电机的输出轴与所述传动轴连接，所述行走轮通过键与所述传动轴连接，所述传动轴的两端分别通过所述轴承与所述支撑架的两端对应连接。

优选地，所述水平旋转关节包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件；其中，所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接，还与所述第四连接件的一端传动连接，能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动；所述第三连接件的另一端与所述控制箱连接；所述第四连接件的另一端与所述行走机构连接。

优选地，所述射线发射器包括第三垂直旋转关节和射线发射端；其中，所述第三垂直旋转关节的一端与所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接，另一端与所述射线发射端传动连接，能驱动所述射线发射端绕水平方向转动。

优选地，所述射线成像器包括第四垂直旋转关节、第三水平旋转关节和射线成像端板；其中，所述第四垂直旋转关节的一端与所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接，另一端与所述第三水平旋转关节的一端传动连接，能驱动所述第三水平旋转关节绕水平方向转动；所述第三水平旋转关节的另一端与所述射线成像端板传动连接，能驱动所述射线成像端板绕竖直方向转动。

本发明另一实施例提供一种输电线路射线检测机器人的作业控制方法，包括：

当接收到检测金具的指令时，将机器人放置在待作业的输电线上，以使所有移动单元的行走机构落放在所述输电线上，并通过控制箱控制所述行走机构沿着所述输电线行走；

当所述机器人行走至与前方的待检测的金具的距离在预设的第一阈值内时，调整射线成像器以接收透过所述金具的射线，控制射线发射器向所述金具发出射线，得到透射影像；

当所述机器人在行走过程中遇到防振锤障碍时，控制所述机器人执行以下步骤：

S1、当所述机器人的第一移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

S2、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构脱离所述输电线；

S3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元的第二行走机构行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第三阈值内；

S4、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构落放在所述输电线上；

S5、控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构脱离所述输电线；

S6、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的第一移动单元的第二行走机构跨越所述防振锤，控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构落放在所述输电线上；

S7、当下一个移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在所述第二阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤S1至步骤S6，直至所述机器人完全跨越所述防振锤。

优选地，所述方法，还包括：

T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中，当所述机器人的第一移动单元的前端行走至与所述输电线前方的线夹的距离在预设的第四阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

T2、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线；

T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元跨越所述输电线的线夹；

T4、控制与所述第一移动单元的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动所述第一移动单元的转动，以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度，以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上；

T5、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上；

T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹的距离在所述第四阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤T2至步骤T5，直至所述机器人完全跨越所述线夹。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法，结构简单，易于操作，可代替人工作业完成对线路金具的射线检测，确保线路的安全运行。同时该机器人通过行走机构和旋转关节的协调运动，能够在沿着输电线的行走过程中，跨越输电线的障碍。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种行走机构的剖视图；

图3是本发明一实施例提供的一种射线发射器的剖视图；

图4是本发明一实施例提供的一种射线成像器的剖视图；

图5是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人跨越防振锤的流程示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构脱离输电线的机构构型示意图；

图7是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元的第二行走机构靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构落放在输电线上以及第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图；

图8是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元完全跨越输电线的防振锤时对应的第一行走机构和第二行走机构均落放在输电线上的机构构型示意图；

图9是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人跨越线夹的流程示意图；

图10是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元的前端靠近输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图；

图11是本发明一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元完全跨越输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上的机构构型示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人的结构示意图，所述机器人包括至少两个移动单元、至少一个垂直旋转关节、一个射线发射器7和一个射线成像器6；其中，任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接；所述移动单元包括行走机构1-1、水平旋转关节1-3和控制箱1-2，所述行走机构1-1通过所述水平旋转关节1-3与所述控制箱1-2连接；所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接，另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接；所述控制箱1-2能控制所述行走机构1-1沿着输电线行走；所述控制箱1-2还能控制所述水平旋转关节1-3的一端绕竖直方向转动，带动所述行走机构1-1脱离所述输电线或落放在所述输电线上；所述控制箱1-2还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动；所述射线发射器7和所述射线成像器6均与位于所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱1-2固定连接。

需要说明的是，该机器人在检测输电线路的金具时，会遇到输电线路上的障碍物，所以机器人的设计还需要可以跨越输电线上的障碍物，在输电线上主要的障碍物为防振锤、单线夹、双线夹等障碍。

具体地，输电线路射线检测机器人包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节。移动单元是为了跨越直线方向上的障碍，垂直旋转关节是为了改变行走方向，从而跨越障碍。其中，任意两个移动单元通过对应的一个垂直旋转关节连接；移动单元包括行走机构1-1、水平旋转关节1-3和控制箱1-2，行走机构1-1通过水平旋转关节1-3与控制箱1-2连接，即水平旋转关节1-3的一端与行走机构1-1连接，另一端与控制箱1-2连接；垂直旋转关节的一端与位于机器人前端的一个移动单元连接，另一端与位于机器人后端的另一个移动单元连接；控制箱1-2能控制行走机构1-1沿着输电线行走；控制箱1-2还能控制水平旋转关节1-3的一端绕竖直方向转动，带动行走机构1-1脱离输电线或落放在输电线上；控制箱1-2还能控制垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动位于机器人前端的移动单元绕水平方向转动；射线发射器7和射线成像器6均与位于机器人的末端的移动单元的控制箱1-2固定连接。

需要说明的是，垂直旋转关节和水平旋转关节1-3的结构类似，可以形象地看作为人体的肘关节，不同在于垂直旋转关节的驱动电机的输出轴竖直设置，水平旋转关节1-3的驱动电机的输出轴水平设置。机器人可以看作是由多个移动单元依次连接而成，首端和末端均为一个移动单元。射线发射器7和射线成像器6均与位于机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，从而在机器人的行走过程中实现对线路金具的检测。

本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人，结构简单，易于操作，可代替人工作业完成对线路金具的射线检测，确保线路的安全运行。同时该机器人通过行走机构和旋转关节的协调运动，能够在沿着输电线的行走过程中，跨越输电线的障碍。

作为上述方案的改进，所述移动单元的数量为至少三个，且包括第一移动单元1、第二移动单元2和第三移动单元3；所述垂直旋转关节的数量为至少两个，且包括第一垂直旋转关节4和第二垂直旋转关节5；所述第一移动单元1通过所述第一垂直旋转关节4与所述第二移动单元2连接，所述第二移动单元2通过所述第二垂直旋转关节5与所述第三移动单元3连接。

具体地，移动单元的数量为至少三个，且包括第一移动单元1、第二移动单元2和第三移动单元3；垂直旋转关节的数量为至少两个，且包括第一垂直旋转关节4和第二垂直旋转关节5；第一移动单元1通过第一垂直旋转关节4与第二移动单元2连接，第二移动单元2通过第二垂直旋转关节5与第三移动单元3连接。在本发明的优选实施例中，移动单元的数量为三个，垂直旋转关节的数量为两个，第一垂直旋转关节4被驱动旋转，可以带动第一移动单元1绕水平方向转动，第二垂直旋转关节5被驱动旋转，可以带动第二移动单元2绕水平方向转动，从而实现机器人改变行走方向，跨越线夹等障碍物。

作为上述方案的改进，在一个所述移动单元中，所述行走机构1-1的数量为至少两个，且包括第一行走机构和第二行走机构；所述水平旋转关节1-3的数量为至少两个，且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节；

所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱1-2连接，所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱1-2连接，所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上，且行走方向在同一直线上。

具体地，在一个移动单元中，行走机构1-1的数量为至少两个，且包括第一行走机构和第二行走机构；水平旋转关节1-3的数量为至少两个，且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节；在本发明的优选实施例中，在一个移动单元中，行走机构1-1的数量为两个，水平旋转关节1-3的数量为两个，行走机构1-1与水平旋转关节1-3的数量是一一对应的，因为每一个行走机构1-1都要通过对应的一个水平旋转关节1-3与控制箱1-2连接。一个移动单元中有两个行走机构1-1，即可实现跨越直线行走方向上的障碍，且不易发生移动单元掉落的风险，有利于延长机器人的使用寿命。

第一行走机构通过第一水平旋转关节与控制箱1-2连接，第二行走机构通过第二水平旋转关节与控制箱1-2连接，一般地，第一行走机构和第二行走机构的结构是一致的，第一水平旋转关节与第二水平旋转关节的结构是一致的。更详细地，第一水平旋转关节的固定端与控制箱1-2固定连接，第一水平旋转关节的转动端与第一行走机构传动连接，以使第一行走机构脱离输电线或落放在输电线上。第一行走机构和第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上，且行走方向在同一直线上，这样才能确保机器人稳固地行走在输电线上。也就是说，第一行走机构和第二行走机构在结构上是呈镜像对称的，但在安装位置上有错位，第一行走机构和第二行走机构按照行走方向前后布置，最终的行走方向在同一直线上。一般地，第一行走机构和第二行走机构的最小距离大于一个防振锤的占距。

作为上述方案的改进，所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件；所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接，还与所述第一连接件的一端传动连接，能驱动所述第一连接件绕水平方向转动；所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接，所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。

具体地，垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件；第一驱动电机与第二连接件的一端固定连接，还与第一连接件的一端传动连接，能驱动第一连接件绕水平方向转动；第一连接件的另一端与位于机器人前端的一个移动单元的控制箱连接，第二连接件的另一端与位于机器人后端的另一个移动单元连接。更详细地，第一驱动电机安装在第二连接件上，并通过D型孔与第一连接件连接。通过第一驱动电机的驱动，能转动第一连接件，从而带动位于机器人前端的移动单元绕水平方向转动，从而改变机器人的行走方向。

作为上述方案的改进，所述行走机构1-1包括传动轴1-1-1、轴承1-1-2、支撑架1-1-5、行走轮1-1-6和第二驱动电机1-1-7；其中，所述第二驱动电机1-1-7的输出轴与所述传动轴1-1-1连接，所述行走轮1-1-6通过键与所述传动轴1-1-1连接，所述传动轴1-1-1的两端分别通过轴承与支撑架1-1-5的两端对应连接。

具体地，参见图2，是本发明该实施例提供的一种行走机构的剖视图，由图2可知，行走机构1-1包括传动轴1-1-1、轴承1-1-2、支撑架1-1-5、行走轮1-1-6和第二驱动电机1-1-7；其中，第二驱动电机1-1-7的输出轴通过D型孔与传动轴1-1-1连接，行走轮1-1-6通过键与传动轴1-1-1连接，传动轴1-1-1的两端分别通过轴承1-1-2和轴承1-1-3与支撑架1-1-5的两端对应连接。支撑架1-1-5呈U型，倒扣在行走轮1-1-6上，能支撑行走轮1-1-6。行走机构1-1还包括轴承端盖1-1-4，轴承端盖1-1-4设置在传动轴1-1-1远离第二驱动电机1-1-7的一端上，对该端的轴承1-1-2起到限位作用。第二驱动电机1-1-7通过传动轴1-1-1带动行走轮1-1-6运动，实现行走轮1-1-6的前进和后退。

作为上述方案的改进，所述水平旋转关节1-3包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件；其中，所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接，还与所述第四连接件的一端传动连接，能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动；所述第三连接件的另一端与所述控制箱1-2连接；所述第四连接件的另一端与所述行走机构1-1连接。

具体地，水平旋转关节1-3包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件；其中，第三驱动电机与第三连接件的一端固定连接，还与第四连接件的一端传动连接，能驱动第四连接件绕竖直方向转动。更详细地，第三驱动电机安装在第三连接件上，并通过D型孔与第四连接件连接。通过第三驱动电机的驱动，能转动第四连接件，从而实现行走机构1-1的抬起和落下。第三连接件的另一端与控制箱1-2连接，优选地，第三连接件的另一端与控制箱1-2固定连接。第四连接件的另一端与行走机构1-1连接，优选地，第四连接件的另一端与行走机构1-1固定连接。

作为上述方案的改进，所述射线发射器7包括第三垂直旋转关节和射线发射端7-2；其中，所述第三垂直旋转关节的一端与所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接，另一端与所述射线发射端7-2传动连接，能驱动所述射线发射端7-2绕水平方向转动。

具体地，参见图3，是本发明该实施例提供的一种射线发射器的剖视图，由图3可知，射线发射器7包括第三垂直旋转关节和射线发射端7-2；其中，第三垂直旋转关节的一端与机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，即第三垂直旋转关节固定设置在机器人最后一个控制箱上，第三垂直旋转关节的另一端与射线发射端7-2传动连接，能驱动射线发射端7-2绕水平方向转动。另外，第三垂直旋转关节包括第五连接件7-1-1、第四驱动电机7-1-2和第六连接件7-1-3，其中，第五连接件7-1-1为空心圆筒结构，其一端与机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，第四驱动电机7-1-2安装在第五连接件7-1-1的另一端的内部，第四驱动电机7-1-2的输出轴与第六连接件7-1-3的一端连接，第六连接件7-1-3的另一端与射线发射端7-2固定连接。射线发射端7-2水平设置，即射线发射端7-2的发射口水平布置，方便射线水平射出。

作为上述方案的改进，所述射线成像器6包括第四垂直旋转关节、第三水平旋转关节和射线成像端板；其中，所述第四垂直旋转关节的一端与所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接，另一端与所述第三水平旋转关节的一端传动连接，能驱动所述第三水平旋转关节绕水平方向转动；所述第三水平旋转关节的另一端与所述射线成像端板传动连接，能驱动所述射线成像端板绕竖直方向转动。

具体地，参见图4，是本发明该实施例提供的一种射线成像器的剖视图，由图4可知，射线成像器6包括第四垂直旋转关节、第三水平旋转关节和射线成像端板；其中，第四垂直旋转关节的一端与机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，另一端与第三水平旋转关节的一端传动连接，能驱动第三水平旋转关节绕水平方向转动；第三水平旋转关节的另一端与射线成像端板传动连接，能驱动射线成像端板绕竖直方向转动，所以射线成像端板能被驱动绕水平方向转动和绕竖直方向转动，从而方便射线检测。另外，第四垂直旋转关节包括第七连接件6-1-1和第五驱动电机6-1-2，第三水平旋转关节包括第八连接件6-2-1、第六驱动电机6-2-2、第九连接件6-2-3和第十连接件6-2-4，第七连接件6-1-1为空心圆筒结构，其一端与机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，第五驱动电机6-1-2安装在第七连接件6-1-1的另一端的内部，第五驱动电机6-1-2的输出轴与第八连接件6-2-1的一端连接，第六驱动电机6-2-2水平设置在第八连接件6-2-1上，第六驱动电机6-2-2的输出轴与第九连接件6-2-3连接，第十连接件6-2-4固定设置在第九连接件6-2-3的侧面，第十连接件6-2-4还与射线成像端板固定连接。

在另一实施例中，机器人还包括一个安装箱；其中，安装箱与机器人的末端的移动单元的控制箱沿着行走方向拼接成一个整体，即两个箱子拼接成一个箱子，射线发射器7和射线成像器6设置在安装箱上。当然，在其他实施例中，也可以省去安装箱，将机器人的末端的移动单元的控制箱做得比其他控制箱大，以使射线发射器7和射线成像器6能直立地设置在机器人的末端的移动单元的控制箱上。

需要说明的是，控制箱1-2的控制系统采用分布式控制方式。每一个移动单元都包括第二驱动电机1-1-7和第三驱动电机，第二驱动电机1-1-7用于驱动行走轮1-1-6的前进和后退，第三驱动电机用于驱动行走轮1-1-6的抬起和落下，这些驱动电机均采用伺服电机，且它们的控制系统均设置在控制箱1-2内，因为控制箱1-2内的控制系统有多个，所以要采用分布式控制方式，方便灵活地控制机器人不同的驱动电机的启停，以实现机器人的协调运动。另外，值得注意的是，射线发射器7和射线成像器6的控制系统安装在机器人的末端的移动单元的控制箱内，以远程遥控实现对金具的射线检测。

本发明另一实施例提供的一种输电线路射线检测机器人的作业控制方法，所述方法包括：

当接收到检测金具的指令时，将机器人放置在待作业的输电线上，以使所有移动单元的行走机构落放在所述输电线上，并通过控制箱控制所述行走机构沿着所述输电线行走；

当所述机器人行走至与前方的待检测的金具的距离在预设的第一阈值内时，调整射线成像器6以接收透过所述金具的射线，控制射线发射器7向所述金具发出射线，得到透射影像；

当所述机器人在行走过程中遇到防振锤障碍时，控制所述机器人执行以下步骤：

S1、当所述机器人的第一移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

S2、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构脱离所述输电线；

S3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元的第二行走机构行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第三阈值内；

S4、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构落放在所述输电线上；

S5、控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构脱离所述输电线；

S6、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的第一移动单元的第二行走机构跨越所述防振锤，控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构落放在所述输电线上；

S7、当下一个移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在所述第二阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤S1至步骤S6，直至所述机器人完全跨越所述防振锤。

具体地，一种输电线路射线检测机器人的作业控制方法，包括：

当接收到检测金具的指令时，将机器人放置在待作业的输电线上，以使所有移动单元的行走机构1-1落放在输电线上，并通过控制箱1-2控制行走机构1-1沿着输电线行走。

当机器人行走至与前方的待检测的金具的距离在预设的第一阈值内时，调整射线成像器6以接收透过金具的射线，控制射线发射器7向金具发出射线，得到透射影像，从而可以根据透射影像判断金具有无破损，进而做好输电线路的维修工作。

当机器人在行走过程中遇到防振锤障碍时，控制机器人执行以下步骤：

S1、当机器人的第一移动单元1行走至与输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内时，控制箱1-2控制行走机构1-1停止行走，这时候是整个机器人全部停止行走。一般地，最开始靠近输电线的防振锤的是第一移动单元1的第一行走机构。

S2、当机器人停止行走时，就需要调整自身的旋转关节和行走机构1-1，首先，控制第三驱动电机驱动第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向转动，以带动第一移动单元1的第一行走机构脱离输电线，也就是使第一移动单元1的第一行走机构的行走轮1-1-6抬起。具体可以参见图6，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构脱离输电线的机构构型示意图。

S3、控制落放在输电线上的其他行走机构1-1沿着输电线继续行走，带动整个机器人往前移动，使第一移动单元1的第一行走机构越过防振锤，直至机器人的第一移动单元1的第二行走机构行走至与输电线的防振锤的距离在预设的第三阈值内时。

S4、当机器人行走至第一移动单元1的第二行走机构靠近输电线的防振锤时，控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向反向转动，以带动第一移动单元1的第一行走机构落放在输电线上。

S5、控制第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向转动，以带动第一移动单元1的第二行走机构脱离输电线，也就是使第一移动单元1的第二行走机构的行走轮1-1-6抬起。具体可以参见图7，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元的第二行走机构靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构落放在输电线上以及第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图。

S6、控制落放在输电线上的其他行走机构1-1被控制沿着输电线继续行走，直至机器人的第一移动单元1的第二行走机构跨越防振锤，控制第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向反向转动，以带动第一移动单元1的第二行走机构落放在输电线上。具体可以参见图8，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元完全跨越输电线的防振锤时对应的第一行走机构和第二行走机构均落放在输电线上的机构构型示意图。

S7、当下一个移动单元行走至与输电线的防振锤的距离在第二阈值内时，以下一个移动单元代替第一移动单元1，重复上述步骤S1至步骤S6，直至机器人完全跨越防振锤。参见图5，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人跨越防振锤的流程示意图。

作为上述方案的改进，参见图9，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人跨越线夹的流程示意图，所述方法还包括步骤T1至T6：

T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中，当所述机器人的第一移动单元的前端行走至与所述输电线前方的线夹的距离在预设的第四阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

T2、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线；

T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元跨越所述输电线的线夹；

T4、控制与所述第一移动单元的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动所述第一移动单元的转动，以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度，以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上；

T5、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上；

T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹的距离在所述第四阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤T2至步骤T5，直至所述机器人完全跨越所述线夹。

具体地，一种输电线路射线检测机器人的作业控制方法，还包括以下步骤：

T1、在机器人沿着输电线行走过程中，当机器人的第一移动单元1的前端行走至与输电线前方的线夹的距离在预设的第四阈值内时，控制箱1-2控制行走机构1-1停止行走，这时候是整个机器人全部停止行走。一般地，最开始靠近输电线的线夹的是第一移动单元1的第一行走机构。

T2、因为线夹的占距较宽，且线夹两端的输电线的夹角可能不是180°，也就是说，机器人的行走方向要发生改变，此时的调整需要通过垂直旋转关节来改变方向。首先，分别控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端即第四连接件和第二水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向转动，以带动第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线。具体可以参见图10，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元的前端靠近输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图。

T3、控制落放在输电线上的其他行走机构1-1被控制沿着输电线继续行走，带动整个机器人往前移动，使第一移动单元1逐渐越过线夹，直至机器人的第一移动单元1跨越输电线的线夹。

T4、在机器人的第一移动单元1完全跨越输电线的线夹后，控制与第一移动单元1的后端连接的垂直旋转关节的一端即第一连接件绕水平方向转动，带动第一移动单元1的转动，以调节第一行走机构和第二行走机构相对于输电线的角度，以使第一行走机构和第二行走机构方便落放在输电线上；

T5、分别控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端即第四连接件和第二水平旋转关节的一端即第四连接件绕竖直方向转动，以带动第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上；具体可以参见图11，是本发明该实施例提供的一种输电线路射线检测机器人在第一移动单元完全跨越输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上的机构构型示意图。

T6、当下一个移动单元的前端行走至与输电线的线夹的距离在第四阈值内时，以下一个移动单元代替第一移动单元1，重复上述步骤T2至步骤T5，直至机器人完全跨越线夹。

综上，本发明实施例所提供的一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法，通过携带射线成像器和射线发射器对线路的金具进行射线检测，可代替人工作业完成对线路金具的射线检测，有利于提高检测效率，确保线路的安全运行。同时该机器人通过依次抬起和落下的行走轮实现对输电线路上障碍的跨越，不仅结构简单，而且控制机器人越障的方法易于操作、作业过程安全性好，对输电线路的适应性好，可以大幅度提升了机器人对线路的巡检和作业效率，保证了工作人员的人身安全，实用性较高，自动化程度高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种输电线路射线检测机器人，其特征在于，包括至少两个移动单元、至少一个垂直旋转关节、一个射线发射器和一个射线成像器；其中，任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接；所述移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱，所述行走机构通过所述水平旋转关节与所述控制箱连接；所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接，另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接；所述控制箱能控制所述行走机构沿着输电线行走；所述控制箱还能控制所述水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，带动所述行走机构脱离所述输电线或落放在所述输电线上；所述控制箱还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动；

在一个所述移动单元中，所述行走机构的数量为至少两个，且包括第一行走机构和第二行走机构；所述水平旋转关节的数量为至少两个，且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节；

所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱连接，所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱连接，所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上，且行走方向在同一直线上；

所述射线发射器和所述射线成像器均与位于所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接；

所述射线成像器包括第四垂直旋转关节、第三水平旋转关节和射线成像端板；其中，第四垂直旋转关节包括第七连接件和第五驱动电机，第三水平旋转关节包括第八连接件、第六驱动电机、第九连接件和第十连接件，第七连接件一端与机器人的末端的移动单元的控制箱固定连接，第五驱动电机安装在第七连接件的另一端的内部，第五驱动电机的输出轴与第八连接件的一端连接，第六驱动电机水平设置在第八连接件上，第六驱动电机的输出轴与第九连接件连接，第十连接件固定设置在第九连接件的侧面，第十连接件还与射线成像端板固定连接。

2.如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人，其特征在于，所述移动单元的数量为至少三个，且包括第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元；所述垂直旋转关节的数量为至少两个，且包括第一垂直旋转关节和第二垂直旋转关节；所述第一移动单元通过所述第一垂直旋转关节与所述第二移动单元连接，所述第二移动单元通过所述第二垂直旋转关节与所述第三移动单元连接。

3.如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人，其特征在于，所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件；所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接，还与所述第一连接件的一端传动连接，能驱动所述第一连接件绕水平方向转动；所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接，所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。

4.如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人，其特征在于，所述行走机构包括传动轴、轴承、支撑架、行走轮和第二驱动电机；其中，所述第二驱动电机的输出轴与所述传动轴连接，所述行走轮通过键与所述传动轴连接，所述传动轴的两端分别通过所述轴承与所述支撑架的两端对应连接。

5.如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人，其特征在于，所述水平旋转关节包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件；其中，所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接，还与所述第四连接件的一端传动连接，能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动；所述第三连接件的另一端与所述控制箱连接；所述第四连接件的另一端与所述行走机构连接。

6.如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人，其特征在于，所述射线发射器包括第三垂直旋转关节和射线发射端；其中，所述第三垂直旋转关节的一端与所述机器人的末端的所述移动单元的所述控制箱固定连接，另一端与所述射线发射端传动连接，能驱动所述射线发射端绕水平方向转动。

7.一种如权利要求1所述的输电线路射线检测机器人的作业控制方法，其特征在于，包括：

当接收到检测金具的指令时，将机器人放置在待作业的输电线上，以使所有移动单元的行走机构落放在所述输电线上，并通过控制箱控制所述行走机构沿着所述输电线行走；

当所述机器人行走至与前方的待检测的金具的距离在预设的第一阈值内时，调整射线成像器以接收透过所述金具的射线，控制射线发射器向所述金具发出射线，得到透射影像；

当所述机器人在行走过程中遇到防振锤障碍时，控制所述机器人执行以下步骤：

S1、当所述至少两个移动单元中的第一移动单元行走至与所述防振锤的距离在预设的第二阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

S2、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构脱离所述输电线；

S3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元的第二行走机构行走至与所述防振锤的距离在预设的第三阈值内；

S4、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构落放在所述输电线上；

S5、控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构脱离所述输电线；

S6、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的第一移动单元的第二行走机构跨越所述防振锤，控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动，以带动所述第一移动单元的第二行走机构落放在所述输电线上；

S7、当下一个移动单元行走至与所述防振锤的距离在所述第二阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤S1至步骤S6，直至所述机器人完全跨越所述防振锤。

8.一种如权利要求7所述的输电线路射线检测机器人的作业控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中，当所述第一移动单元的前端行走至与所述输电线前方的线夹的距离在预设的第四阈值内时，所述控制箱控制所述行走机构停止行走；

T2、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线；

T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走，直至所述机器人的所述第一移动单元跨越所述输电线的线夹；

T4、控制与所述第一移动单元的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动，带动所述第一移动单元的转动，以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度，以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上；

T5、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动，以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上；

T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹的距离在所述第四阈值内时，以下一个移动单元代替所述第一移动单元，重复上述步骤T2至步骤T5，直至所述机器人完全跨越所述线夹。

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