CN112382975A - 一种旋翼混合型线路巡视器 - Google Patents

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焦敏铭
郭建勋
孙伟
葛伟
王立生
张婧
阮利生
李云峰
薛飞
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Abstract

本发明公开了一种旋翼混合型线路巡视器，包括旋翼混合结构，包括提升机构、行走机构以及驱动两者的电机，提升机构用于实现巡视器的升降、空中移动，行走机构用于实现巡视器沿线路移动；检测部分，用于检测线路情况；控制部分，与电机、检测部分电连接，用于控制旋翼混合结构的移动、识别线路情况；供电模块，用于巡视器各部件供电。有益效果：本发明实现了自主线路巡视器总体设计与实现方案的研究；整体结构上实现了旋翼提升器设计开发并与行走器的结合；实现了面向长时间连续工作、微型化、轻量化的设计；内嵌自动化全线路、全设施巡视探查工作任务管理系统、人工智能地线、导线、绝缘子隐患自动识别系统。

Description

一种旋翼混合型线路巡视器
技术领域
本发明涉及线路探查技术领域，具体来说，涉及一种旋翼混合型线路巡视器。
背景技术
目前，高压线路故障是导致大面积停电的多发故障。
公知的线路巡视有人员巡视，巡视又分为正常巡视、特殊巡视、夜间巡视。人员巡视由于视力不佳或特殊地段、特殊天气影响有些缺陷不能发现。而且人员在特殊地段、特殊天气下进行巡视，也会增大工作风险，增加停电时间。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种旋翼混合型线路巡视器，实现无人机线路巡视，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种旋翼混合型线路巡视器，包括
旋翼混合结构，包括提升机构、行走机构以及驱动两者的电机，提升机构用于实现巡视器的升降、空中移动，行走机构用于实现巡视器沿线路移动；
检测部分，用于检测线路情况；
控制部分，与电机、检测部分电连接，用于控制旋翼混合结构的移动、识别线路情况；
供电模块，用于巡视器各部件供电。
优选的，线路情况包括防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和OPPC、OPGW接头内外部探伤以及线路导线与金具温度、异常破损情况。
优选的，检测部分包括探伤仪、热成像组件以及高清晰摄像机。
优选的，所述高清晰摄像机为带有激光校准标定的4k高清晰摄像机。
优选的，还包括遥控器部分，遥控器部分包含遥控器以及位于遥控器上的接收显示屏、遥控手柄和天线，控制部分内嵌可与天线通讯的通讯模块。
优选的，控制部分内设工作任务管理模块，用于巡视器自动化全线路、全设施巡视探查。
优选的，控制部分还包括自动识别模块，用于智能识别地线、导线、绝缘子隐患。
优选的，供电模块为感应供电系统模块，用于在输电线路送电的前提下实时通过电场感应原理对电池进行在线充电。
优选的，提升机构包括包括连接箱，连接箱两端均固接有提升箱，所述连接箱内设有双轴电机，所述双轴电机的输出端分别穿进连接箱固接有主动锥齿轮；
所述连接箱内设有安装板，安装板上开有凹槽，凹槽内转动连接有转动柱，转动柱的自由端固接有与主动锥齿轮啮合的第一锥齿轮板，第一锥齿轮板远离安装板的一端固接有连接柱，连接柱的自由端穿出连接箱固接有第一旋翼，所述第一旋翼上设有安装孔；
所述第一锥齿轮板上开有通孔，所述提升箱的底部固接有安装基座，所述安装基座的一端穿进提升箱转动连接有与主动锥齿轮啮合的第二锥齿轮板，所述第二锥齿轮板远离安装基座的一端固接有贯穿柱，所述贯穿柱依次穿过转动柱、通孔、连接柱、和第一旋翼上的安装孔固接有第二旋翼，所述贯穿柱与转动柱、通孔、连接柱和安装孔均不接触，所述第二锥齿轮板与第一锥齿轮板的齿数相同，所述凹槽与转动柱的连接处设有轴承。
优选的，行走机构包括陀螺仪、前置导向轮、后置行走轮以及用于连接后置行走轮、电机的行走传动件。
本发明的有益效果为：本发明实现了自主线路巡视器总体设计与实现方案的研究；整体结构上实现了旋翼提升器设计开发并与行走器的结合；实现了面向长时间连续工作、微型化、轻量化的设计；内嵌自动化全线路、全设施巡视探查工作任务管理系统、人工智能地线、导线、绝缘子隐患自动识别系统；利用热成像与金属探伤传感器进行绝缘子、金具、线夹、导线的内外部探查，发现以往任何手段均无法发现的运行隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提出的一种旋翼混合型线路巡视器的提升机构的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种旋翼混合型线路巡视器，包括
旋翼混合结构，包括提升机构、行走机构以及驱动两者的电机，提升机构用于实现巡视器的升降、空中移动，行走机构用于实现巡视器沿线路移动；检测部分，用于检测线路情况；控制部分，为CPU，与电机、检测部分电连接，用于控制旋翼混合结构的移动、识别线路情况；供电模块，用于巡视器各部件供电。
线路情况包括防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和OPPC、OPGW接头内外部探伤以及线路导线与金具温度、异常破损情况。检测部分包括探伤仪、热成像组件以及高清晰摄像机，优选的，高清晰摄像机为带有激光校准标定的4k高清晰摄像机；还包括遥控器部分，遥控器部分包含遥控器以及位于遥控器上的接收显示屏、遥控手柄和天线，控制部分内嵌可与天线通讯的通讯模块。控制部分内设工作任务管理模块，用于巡视器自动化全线路、全设施巡视探查。控制部分还包括自动识别模块，用于智能识别地线、导线、绝缘子隐患。供电模块为感应供电系统模块，用于在输电线路送电的前提下实时通过电场感应原理对电池进行在线充电。
在至少一个实施例中，如图1所示，提升机构包括连接箱1，连接箱1两端均固接有提升箱301，连接箱1内设有双轴电机2，双轴电机2外接控制器，控制器为单片机控制器。利用控制器实现双轴电机2转速可调，控制器采用单片机控制器是因为单片机控制器上手容易，成本较低，性价比高，如图1所示，双轴电机2的输出端分别穿进连接箱1固接有主动锥齿轮7。
连接箱1内设有安装板3，安装板3上开有凹槽，凹槽内转动连接有转动柱12，凹槽与转动柱12的连接处设有轴承4。利用保证转动柱12转动，并且防止转动柱12因转动破裂，轴承4采用角接触轴承4，角接触轴承4的外圈和内圈均涂抹有润滑油，角接触轴承4采用不锈钢材质。角接触轴承4性价比高，适用性强。利用润滑油保证转动柱12合理转动，转动柱12的自由端固接有与主动锥齿轮7啮合的第一锥齿轮板，第一锥齿轮板远离安装板3的上端固接有连接柱11，连接柱11的上端穿出连接箱1的上表面固接有第一旋翼10，第一旋翼10上设有安装孔。
第一锥齿轮板上开有通孔，提升箱301的底部固接有安装基座5，安装基座5的上端穿进提升箱301转动连接有与主动锥齿轮7啮合的第二锥齿轮板6，第二锥齿轮板6远离安装基座5的上端固接有贯穿柱8，贯穿柱8依次穿进转动柱12、通孔、连接柱11、和第一旋翼10上的安装孔固接有第二旋翼9，贯穿柱8与转动柱12、通孔、连接柱11和安装孔均不接触，第二锥齿轮板6与第一锥齿轮板的齿数相同，齿数相同是为了保证第一旋翼10和第二旋翼9的转速相同，避免出现因转速不同造成机体偏移的情况发生，第一旋翼10与第二旋翼9之间的夹角为75°。75°夹角为最佳双旋翼设计夹角，具体可以参照英国海上舰载机的双旋翼夹角设计。
工作时，第一步，按照图1所示安装设计好整个装置，主动锥齿轮7转动后，带动第一锥齿轮板转动，使得连接柱11跟着转动，最终第一旋翼10可以跟着转动，第二步，主动锥齿轮7转动后，带动第二锥齿轮板6转动，贯穿柱8跟着转动，由于贯穿柱8依次穿进转动柱12、通孔、连接柱11、和第一旋翼10上的安装孔固接有第二旋翼9，贯穿柱8与转动柱12、通孔、连接柱11和安装孔均不接触，因此第一旋翼10的转动和第二旋翼9的转动互不影响。
在至少一个实施例中，行走机构包括陀螺仪、前置导向轮、后置行走轮以及用于连接后置行走轮、电机的行走传动件，行走传动件可以为齿轮传动或者同步带传动等，本实施例中采用的是齿轮传动，前置导向轮为两个水平间隔设置的滚轮，即两滚轮的转轴竖向设置，用于卡紧线路，后置行走轮为两个转轴水平设置的滚轮，用于带动整个巡视器行走。
工作室，独特设计的旋翼混合式结构分为提升机构与行走机构两大部分，提升机构能带动巡视器在塔下起飞线下遥控上线并跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和OPPC、OPGW接头等障碍物，行走机构则带动巡视器沿着线路巡视，通过携带的热成像组件和带有激光校准标定的4k高清晰摄像机对线路实施导线与金具温度和异常破损检测；同时，在经过跨越障碍时，提升机构带动巡视器上升跨越障碍，同时使用探伤仪对防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和OPPC、OPGW接头进行内外部探伤检测。为降低使用要求，实现少维护、低维护，小型化旋翼混合型线路巡视器使用了感应供电系统模块，可以在输电线路送电的前提下实时通过电场感应原理对电池进行在线充电。通过感应供电系统模块应用比在需要大容量电池组，大大降低了整个巡视线路巡视器的重量与体积。
本发明的有益效果为：本发明实现了自主线路巡视器总体设计与实现方案的研究；整体结构上实现了旋翼提升器设计开发并与行走器的结合；实现了面向长时间连续工作、微型化、轻量化的设计；内嵌自动化全线路、全设施巡视探查工作任务管理系统、人工智能地线、导线、绝缘子隐患自动识别系统；利用热成像与金属探伤传感器进行绝缘子、金具、线夹、导线的内外部探查，发现以往任何手段均无法发现的运行隐患。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，包括
旋翼混合结构，包括提升机构、行走机构以及驱动两者的电机，提升机构用于实现巡视器的升降、空中移动，行走机构用于实现巡视器沿线路移动；
检测部分，用于检测线路情况；
控制部分，与电机、检测部分电连接，用于控制旋翼混合结构的移动、识别线路情况；
供电模块，用于巡视器各部件供电。
2.根据权利要求1所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，线路情况包括防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和OPPC、OPGW接头内外部探伤以及线路导线与金具温度、异常破损情况。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，检测部分包括探伤仪、热成像组件以及高清晰摄像机。
4.根据权利要求3所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，所述高清晰摄像机为带有激光校准标定的4k高清晰摄像机。
5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，还包括遥控器部分，遥控器部分包含遥控器以及位于遥控器上的接收显示屏、遥控手柄和天线，控制部分内嵌可与天线通讯的通讯模块。
6.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，控制部分内设工作任务管理模块，用于巡视器自动化全线路、全设施巡视探查。
7.根据权利要求6所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，控制部分还包括自动识别模块，用于智能识别地线、导线、绝缘子隐患。
8.根据权利要求1、2、4或7任一项所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，供电模块为感应供电系统模块，用于在输电线路送电的前提下实时通过电场感应原理对电池进行在线充电。
9.根据权利要求1、2、4或7任一项所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，提升机构包括包括连接箱，连接箱两端均固接有提升箱，所述连接箱内设有双轴电机，所述双轴电机的输出端分别穿进连接箱固接有主动锥齿轮；
所述连接箱内设有安装板，安装板上开有凹槽，凹槽内转动连接有转动柱，转动柱的自由端固接有与主动锥齿轮啮合的第一锥齿轮板，第一锥齿轮板远离安装板的一端固接有连接柱，连接柱的自由端穿出连接箱固接有第一旋翼，所述第一旋翼上设有安装孔；
所述第一锥齿轮板上开有通孔，所述提升箱的底部固接有安装基座，所述安装基座的一端穿进提升箱转动连接有与主动锥齿轮啮合的第二锥齿轮板，所述第二锥齿轮板远离安装基座的一端固接有贯穿柱，所述贯穿柱依次穿过转动柱、通孔、连接柱、和第一旋翼上的安装孔固接有第二旋翼，所述贯穿柱与转动柱、通孔、连接柱和安装孔均不接触，所述第二锥齿轮板与第一锥齿轮板的齿数相同，所述凹槽与转动柱的连接处设有轴承。
10.根据权利要求1、2、4或7任一项所述的一种旋翼混合型线路巡视器，其特征在于，行走机构包括陀螺仪、前置导向轮、后置行走轮以及用于连接后置行走轮、电机的行走传动件。
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