CN111786468A - 一种输电线路智能监拍机器人的充电方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种输电线路智能监拍机器人的充电方法及设备，用以解决现有的智能监拍机器人在电量不足时，利用现有的充电方法不能及时充电的技术问题。方法包括：智能监拍机器人以第一预设时间间隔，接收采集设备采集的输电线路的电流值；其中，采集设备固定安装于输电线路上；智能监拍机器人具有沿着输电线路运动的功能；根据输电线路的电流值，计算智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数；投切线圈用于智能监拍机器人的电磁感应取电；智能监拍机器人基于取电磁芯的投切线圈匝数，通过输电线路进行感应取电。本申请通过上述方法保证了智能监拍机器人充电的及时性，也提高了机器人的取电能力。

Description

一种输电线路智能监拍机器人的充电方法及设备

技术领域

本申请涉及输电线路监测技术领域，尤其涉及一种输电线路智能监拍机器人的充电方法及设备。

背景技术

在电力工业中，为保证配电网系统安全、高效的运行，对输电线路安全性能的重视程度越来越高。现有技术中，通常采用故障指示器确定输电线路发生故障，以及进行输电线路的故障类型的判别。还有的故障指示器设置有智能监拍机器人，以便在输电线路发生故障时进行巡检。

但随着巡检任务的不断增加，智能监拍机器人通常会在巡检过程中出现电量不足的情况，造成无法对输电线路及时进行检查，延误了监拍图像上传的时机。且利用现有的智能监拍机器人的充电方法，还会出现智能监拍机器人不能及时进行充电，且机器人的取电能力较弱的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种输电线路智能监拍机器人的取电方法及设备，用以解决现有的输电线路上的智能监拍机器人在电量不足时，不能及时充电，且智能监拍机器人的取电能力较弱的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，方法包括：智能监拍机器人以第一预设时间间隔，接收采集设备采集的输电线路的电流值；其中，采集设备固定安装于输电线路上；智能监拍机器人具有沿着输电线路运动的功能；根据输电线路的电流值，计算智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数；其中，投切线圈用于智能监拍机器人的电磁感应取电；智能监拍机器人基于取电磁芯的投切线圈匝数，通过输电线路进行感应取电。通过智能监拍机器人接收采集设备采集到的输电线路中的电流值，计算得出最优的投切线圈匝数，然后利用投切线圈与输电线路进行感应取电，充分提高了智能监拍机器人在不同输电线路中的取电能力，而且相较于传统的去电方式，智能监拍机器人在巡检过程中就可以通过输电线路完成感应取电过程，提高了智能监拍机器人充电的及时性。

在本申请的一种实现方式中，根据输电线路的电流值，计算智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数，具体包括；基于输电线路的电流值，智能监拍机器人通过以下公式，确定取电磁芯的投切线圈匝数：

其中，N₂为取电磁芯的投切线圈匝数；I₁为输电线路中的电流值；R为输出负载；f为输电线路电流的频率；B为输电线路磁场强度；S为取电磁芯的横截面积。

在本申请的一种实现方式中，智能监拍机器人基于取电磁芯的投切线圈匝数，通过输电线路进行感应取电，具体包括：智能监拍机器人的投切线圈与输电线路构成变压器，进而在投切线圈上产生感应电流；其中，感应电流的电流值由以下公式确定：

其中，I₂为感应电流的电流值；I₁为输电线路中的电流值；N₂为取电磁芯的投切线圈匝数；智能监拍机器人通过感应电流进行充电。智能监拍机器人利用投切线圈与输电线路构成的变压器进行感应取电，使得机器人在巡检过程中可随时随地的进行充电，提高了机器人充电的及时性。

在本申请的一种实现方式中，在智能监拍机器人通过感应电流进行充电之前，方法还包括：将感应电流输入整流电路中进行整流处理；以及将整流处理后的感应电流输入稳压电路中进行稳压处理；其中，整流电路的输入端连接取电磁芯的投切线圈，整流电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端与智能监拍机器人的电池充电电路相连接。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：智能监拍机器人确定其电池电量低于第一预设阈值；向采集设备发出获取输电线路电流值的请求；基于请求，接收输电线路的电流值。智能监拍机器人在电池电量较低时，主动获取输电线路的电流值，并基于电流值重新确定投切线圈匝数，进而完成感应取电。使得智能监拍机器人在巡检过程中也可以进行充电，进一步提高了充电的及时性。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：智能监拍机器人以第二预设时间间隔，对输电线路进行图像采集；并对采集的图像数据进行智能分析，以确定图像数据中是否存在安全隐患信息；智能监拍机器人在图像数据中存在安全隐患信息的情况下，向服务器上传存在安全隐患信息的图像数据，并发出报警信息。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：智能监拍机器人接收服务器发送的巡检指令，并基于巡检指令对输电线路进行图像采集；其中，巡检指令由服务器基于输电线路的故障信息发送；故障信息由汇集设备上报服务器；汇集设备安装于输电线路的杆塔上，用于接收采集设备采集到的电流值及电压值，并基于电流值及所述电压值确定输电线路发生故障。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：在智能监拍机器人与汇集设备之间的距离小于第二预设阈值的情况下，智能监拍机器人通过电能无线接收模块接收来自汇集设备内置的电能无线发送模块发送的电能。

在本申请的一种实现方式中，智能监拍机器人内置太阳能电池板组件，用于在光照强度大于第三预设阈值的情况下，利用太阳能电池板组件进行充电。

本申请实施例提供的智能监拍机器人还可以在光照强度较大时，通过太阳能电池板组进行充电；在与汇集设备之间的距离较小时，通过汇集电源内置的电能无线发送模块发送电能给智能监拍机器人。本申请实施例提出的智能监拍机器人不同的充电方式，进一步提高了机器人的取电能力，也保证了智能监拍机器人在任何情况下都能够进行及时的充电。

另一方面，本申请实施例还提供了一种输电线路智能监拍机器人的充电设备，设备包括：处理器；及存储器，其上存储有可执行代码，当可执行代码被执行时，使得处理器执行如上述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法。

附图说明

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

图1为本申请实施例提供的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种输电线路智能监拍机器人的充电设备内部结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

监测输电线路是否出现故障的方法通常通过故障指示器完成。故障指示器包括安装在各相输电线路上的采集单元以及安装在杆塔上的汇集单元。通过故障指示器能够准确的确定输电线路发生故障及判定故障类型。还可以通过监拍机器人与故障指示器相互配合，在出现故障时及时采集输电线路周围的图像。但现有的对监拍机器人的充电方法很难对机器人实现随时随地的充电，容易出现充电不及时的问题，且现有的监拍机器人本身也存在取电能力较弱的问题。

本申请实施例提供了一种输电线路智能监拍机器人的充电方法及设备，通过利用安装在输电线路上的采集设备采集的电流值，确定智能监拍机器人最佳的投切线圈匝数，不仅提高了智能监拍机器人的取电能力，还实现了可以随时随地的为机器人进行充电，保证了充电的及时性，以此解决了上述技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法流程图。如图1所示，本申请实施例提出的对智能监拍机器人的充电方法，其实现过程包括以下步骤：

步骤101、智能监拍机器人接收输电线路电流值。

智能监拍机器人以第一预设时间间隔，通过无线通信模块，例如433模块，接收采集设备采集到的输电线路的电流值。

例如，采集设备每10分钟采集一次其所安装的输电线路的电流值，并将采集到的电流值通过433无线通信模块发送至智能监拍机器人。在本申请的一个实施例中，三相输电线路上各安装有多个采集设备。同时，在位置最高的一相输电线路上，每两个采集设备之间设置一个智能监拍机器人，由智能监拍机器人负责采集其安装相及另外两相，对应的两个采集设备之间的图像数据。

在本申请的另一实施例中，在两个杆塔之间的三相输电线路上各安装一个采集设备，且在位置最高的一相输电线路上安装一个智能监拍机器人，用于采集两个杆塔之间输电线路对应的图像数据。

在本申请的一个实施例中，采集设备安装于一相输电线路上，用于采集安装相的电流值及电压值，并将采集到的电流值及电压值发送至汇集设备，以确定输电线路是否发生故障。其中，汇集设备安装于输电线路的杆塔上。智能监拍机器人具有在输电线路上运动的功能，用于在确定输电线路发生故障时，第一时间在输电线路上运动，采集输电线路故障周围的图像信息。而且，智能监拍机器人还具有图像分析功能。

在本申请的另一实施例中，智能监拍机器人在确定电池电量值第一预设阈值时，向采集设备发出获取输电线路电流值的请求。采集设备基于智能监拍机器人发出的请求，采集输电线路的电流值并及时发送给智能监拍机器人。

例如，在智能监拍机器人进行巡检采集图像的过程中，确定电池电量低于20％时，通过433无线通信模块向采集设备发送获取电流值的请求指令。采集设备接收到请求指令后，第一时间将采集的电流值通过无线方式发送至智能监拍机器人。

步骤102、智能监拍机器人根据输电线路电流值，计算取电磁芯的投切线圈匝数。

智能监拍机器人在获取到输电线路的电流值之后，基于电流值确定取电磁芯的投切线圈匝数。

在本申请的一个实施例中，智能监拍机器人的取电磁芯由传统的一段线圈增加至三段线圈，以便智能监拍机器人在不同的输电线路中，都能够与电流值进行匹配，进而保持较强的取电能力。

取电磁芯的投切线圈匝数是根据输电线路电流值确定的与输电线路进行感应取电时的最优匝数。在该匝数条件下，感应取电能够使智能监拍机器人得到最大的感应电流。并根据该最优匝数，将取电磁芯上的三段线圈进行投切，构成投切线圈，进而完成与输电线路之间的电磁感应取电。

在本申请的一个实施例中，确定取电磁芯的投切线圈匝数，具体通过以下过程实现：

智能监拍机器人在感应取电时，投切线圈与输电线路之间的构成的变压器具有以下电流关系：

其中，I₁为输电线路电流值，I₂为感应电流值；N₁为输电线路匝数，N₂为投切线圈匝数。

感应电压有效值：

其中，U₂为二次侧电压有效值；Φ_m为磁通量幅值；B为输电线路磁场强度；f为输电线路电流频率；S为取电磁芯的横截面积。

由电压有效值U₂，可以得出投切线圈连接的输出负载上的有功功率为：

忽略此励电流，根据I₂可得：

P＝I₂ ²R＝I₁ ²RN₁ ²/N₂2＝I₁ ²R/N₂2

根据上述输出负载上有功功率两个不同的计算公式，即可得出：

其中，N₂即为取电磁芯的投切线圈匝数；I₁为输电线路中的电流值；R为输出负载；f为输电线路电流的频率；B为输电线路磁场强度；S为取电磁芯的横截面积。

步骤103、基于投切线圈匝数，智能监拍机器人通过输电线路进行感应取电。

在确定智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数之后，基于投切线圈的匝数，通过输电线路进行感应取电，进而完成对智能监拍机器人的充电过程。

在本申请的一个实施例中，智能监拍机器人在输电线路上运动，带动投切线圈在输电线路磁场中运动，通过投切线圈与输电线路构成的变压器，在投切线圈上产生感应电流。感应电流值的大小通过以下公式确定：

其中，N₁为输电线路匝数，这里为1；I₁为输电线路中的电流值；N₂为取电磁芯的投切线圈匝数；I₂为感应电流值。

感应电流通过整流电路进行整流，然后通过稳压电路进行稳压，最后经过电池充电电路对智能监拍机器人的电池进行充电。其中，整流电压的输入端连接取电磁芯的投切线圈，输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端连接智能监拍机器人的电池充电电路。

通过将投切线圈上产生的感应电流进行整流、稳压处理之后，转换成智能监拍机器人的充电电流，以完成对智能监拍机器人的充电过程。

在本申请的一个实施例中，汇集设备安装于输电线路的杆塔上，在智能监拍机器人靠近输电线路杆塔，且与汇集设备之间的距离小于第二预设阈值时，通过汇集设备内置的电能无线发送模块发送电能为智能监拍机器人进行充电。

在本申请的一个实施例中，智能监拍机器人内置有太阳能电池板组件，在光照强度大于第三预设阈值的情况下，通过太阳能进行充电。

本申请实施例中的智能监拍机器人既可以通过输电线路进行电磁感应产生的感应电流进行充电；还可以在太阳能充足的情况下，通过太阳能进行充电；还可以通过汇集设备的电能无线发送模块进行充电。通过上述三种充电方式，保证了智能监拍机器人无论在何种情况下，都能够及时的进行充电过程，进而保证了智能监拍机器人的有效工作。而且在通过输电线路感应取电过程中，还可以根据不同的输电线路电流值，确定不同的投切线圈匝数，进一步提高了智能监拍机器人的充电能力，实现了机器人无论在何种电路上运动时，都能高效率的进行充电。

在本申请的一个实施例中，智能监拍机器人对输电线路进行巡检工作，具体包括以下两种工作模式：

工作模式1：正常工作模式；智能监拍机器人按照预设的时间点，例如9点；9点30分；10点；对输电线路进行巡检，采集输电线路周围的图像数据，并对图像数据进行智能分析，确定图像数据中存在的安全隐患信息。

工作模式2：故障工作模式；汇集设备根据采集设备上传的输电线路电流值或者电压值，确定输电线路发生故障时，向智能监拍机器人发送巡检指令；智能监拍机器人基于巡检指令，对输电线路进行巡检，采集图像数据并进行智能分析，确定图像数据中存在的安全隐患信息。

需要说明的是，无论智能监拍机器人在正常工作模式还是故障工作模式下采集的图像数据都会进行智能分析，确定图像数据中存在的安全隐患信息，并将存在安全隐患信息的图像数据上传至服务器，供维修巡检人员查看。

在本申请的一个实施例中，智能监拍机器人在确定图像数据存在安全隐患信息的同时，发出警报信息。

在本申请的一个实施例中，如果智能监拍机器人确定图像数据中不存在安全隐患信息，则删除不存在安全隐患信息的图像数据，并且上传服务器无隐患信息数据。

在本申请的另一实施例中，智能监拍机器人上传服务器图像数据或者无安全隐患信息数据时，通过移动通信网络如4G网络进行传输。

并且，在移动通信网络传输速度低于预设阈值时，通过北斗短报文上传安全隐患信息或者无安全隐患信息数据，等到移动通信网络恢复正常时，再补传含有安全隐患信息的图像数据。

以上为本申请实施例提出的方法实施例，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种输电线路智能监拍机器人的充电设备，其内部结构如图2所示。

图2为本申请实施例提供的一种智能监拍机器人的充电设备内部结构示意图，如图2所示，设备包括处理器201；及存储器202，其上存储有可执行代码，当可执行代码被执行时，使得处理器201执行如上述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法。

在本申请的一个实施例中，处理器201用于以第一预设时间间隔，接收采集设备采集的输电线路的电流值；其中，采集设备固定安装于输电线路上；还用于根据输电线路的电流值，计算智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数；其中，投切线圈用于智能监拍机器人的电磁感应取电；还用于使智能监拍机器人基于取电磁芯的投切线圈匝数，通过输电线路进行感应取电。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述方法包括：

智能监拍机器人以第一预设时间间隔，接收采集设备采集的输电线路的电流值；其中，所述采集设备固定安装于输电线路上；所述智能监拍机器人具有沿着所述输电线路运动的功能；

根据所述输电线路的电流值，计算所述智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数；其中，所述投切线圈用于所述智能监拍机器人的电磁感应取电；

所述智能监拍机器人基于所述取电磁芯的投切线圈匝数，通过所述输电线路进行感应取电。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述根据所述输电线路的电流值，计算所述智能监拍机器人的取电磁芯的投切线圈匝数，具体包括；

基于所述输电线路的电流值，智能监拍机器人通过以下公式，确定所述取电磁芯的投切线圈匝数：

其中，N₂为取电磁芯的投切线圈匝数；I₁为输电线路中的电流值；R为输出负载；f为输电线路电流的频率；B为输电线路磁场强度；S为取电磁芯的横截面积。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述智能监拍机器人基于所述取电磁芯的投切线圈匝数，通过所述输电线路进行感应取电，具体包括：

所述智能监拍机器人的投切线圈与所述输电线路构成变压器，进而在所述投切线圈上产生感应电流；其中，所述感应电流的电流值由以下公式确定：

其中，I₂为感应电流的电流值；I₁为输电线路中的电流值；N₂为取电磁芯的投切线圈匝数；

所述智能监拍机器人通过所述感应电流进行充电。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，在所述智能监拍机器人通过所述感应电流进行充电之前，所述方法还包括：

将所述感应电流输入整流电路中进行整流处理；以及将整流处理后的感应电流输入稳压电路中进行稳压处理；

其中，所述整流电路的输入端连接所述取电磁芯的投切线圈，所述整流电路的输出端连接所述稳压电路的输入端，所述稳压电路的输出端与所述智能监拍机器人的电池充电电路相连接。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述智能监拍机器人确定其电池电量低于第一预设阈值；

向所述采集设备发出获取所述输电线路电流值的请求；

基于所述请求，接收所述输电线路的电流值。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述智能监拍机器人以第二预设时间间隔，对所述输电线路进行图像采集；

并对采集的图像数据进行智能分析，以确定所述图像数据中是否存在安全隐患信息；

所述智能监拍机器人在所述图像数据中存在安全隐患信息的情况下，向服务器上传存在所述安全隐患信息的图像数据，并发出报警信息。

7.根据权利要求6所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述智能监拍机器人接收服务器发送的巡检指令，并基于所述巡检指令对输电线路进行图像采集；

其中，所述巡检指令由服务器基于所述输电线路的故障信息发送；所述故障信息由汇集设备上报服务器；所述汇集设备安装于所述输电线路的杆塔上，用于接收所述采集设备采集到的电流值及电压值，并基于所述电流值及所述电压值确定所述输电线路发生故障。

8.根据权利要求7所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述智能监拍机器人与所述汇集设备之间的距离小于第二预设阈值的情况下，所述智能监拍机器人通过电能无线接收模块接收来自所述汇集设备内置的电能无线发送模块发送的电能。

9.根据权利要求1所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法，其特征在于，所述智能监拍机器人内置太阳能电池板组件，用于在光照强度大于第三预设阈值的情况下，利用太阳能电池板组件进行充电。

10.一种输电线路智能监拍机器人的充电设备，其特征在于，所述设备包括：

处理器；

及存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-9任一项所述的一种输电线路智能监拍机器人的充电方法。

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