CN112715193A - 一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法 - Google Patents

一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，该方法为：步骤S1、在需要修剪树枝的林区两头分别设置一电动推杆，两个电动推杆上架设一导轨；步骤S2、在导轨上设置一小型轨道车，在小型轨道车上设置一摄像头；步骤S3、在小型轨道车下方设置一树枝切割机构，其中树枝切割机构中有多个的切割刀，且切割刀从上之下进行分布设置，这样多个的切割刀能将高大的树木的树枝进行切断；步骤S4、在小型轨道车上设置一升降驱动机构，且升降驱动机构上设置有一受电弓，升降驱动机构能带动受电弓进行上下高度的调节，且受电弓与电力高压线接触，从而受电弓为小型轨道车和树枝切割机构进行供电。本发明能对林区中的高大树木进行快速切枝，提高了修剪的效率。

Description

一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法
技术领域
本发明涉及电力通信及电力安全防护技术领域，特别是一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法。
背景技术
生长着成片树木的地区即为林区，现有的林区中树木都比较高大，且林区的面积也很大，因此，经常会出现电力传输线从这些林区穿过，虽然在电力施工过程中，都有对周边的树木进行处理，但是树木的成长很快，对于高压线缆来说，要是树枝延伸到高压线缆上，很容易造成线路短路或者森林火灾等，因此，电力维护中每年要不定时判工人去现场考察，并对树木进行修剪，以防止树木的树枝长得过长而造成电力安全事故；然而现有的修剪方式都是通过人工采用升降梯和切割机进行切割，这样不仅效率低，而且耗时耗人工；且人工切割的时候要是不小心，还存在树枝砸人的情况，即存在操作风险。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，确保了电力传输线路的安全，且提高了修剪效率。
本发明采用以下方案实现：一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1、在需要修剪树枝的林区两头分别设置一电动推杆，两个电动推杆上架设一导轨；
步骤S2、在导轨上设置一小型轨道车，该小型轨道车能在导轨上进行前后移动，且在小型轨道车上设置一摄像头；
步骤S3、在小型轨道车下方设置一树枝切割机构，其中树枝切割机构中有多个的切割刀，且切割刀从上之下进行分布设置，这样多个的切割刀能将高大的树木的树枝进行切断；
步骤S4、在小型轨道车上设置一升降驱动机构，且升降驱动机构上设置有一受电弓，升降驱动机构能带动受电弓进行上下高度的调节，且受电弓与电力高压线接触，从而受电弓为小型轨道车和树枝切割机构进行供电。
进一步的，所述树枝切割机构设置于所述小型轨道车的底部，所述树枝切割机构还包括一第一电机和一竖直杆，所述竖直杆设置于所述小型轨道车的底部，且所述第一电机固定于所述竖直杆的顶部；所述第一电机的转动轴上套设有第一齿轮，所述第一电机的转动轴端部固定有所述切割刀，所述竖直杆上设置有多个的转动机构，所述转动机构包括转轴和轴承，所述轴承设置于所述竖直杆内，所述转轴一端设置于所述轴承内，所述转轴另一端固定所述切割刀，所述转轴上设置有第二齿轮和第三齿轮，第一转动机构的第二齿轮与第一电机转动轴上的第一齿轮通过链条连接，第一转动机构的第三齿轮与第二转动机构的第三齿轮通过链条连接，第二转动机构的第二齿轮与第三转动机构的第二齿轮通过链条连接，第三转动机构的第三齿轮与第四转动机构的第三齿轮通过链条连接，依次类推，多个转动机构之间的第二齿轮和第三齿轮通过链条相互连接。
进一步的，所述方法在远程控制端还设置有一远程服务器，所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作；所述小型轨道车内设置有电路板，所述电路板上设置有MCU、无线通讯模块、GPS定位模块，所述第一电机、摄像头、无线通讯模块、GPS定位模块均与所述MCU连接，所述MCU经过所述无线通讯模块与远程服务器进行通讯。
进一步的，所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作，进一步具体为：控制人员在远程服务器端通过小型轨道车上的摄像头能观察林区的树木树枝的情况，然后在远程服务器进行无线控制小型轨道车进行行驶或者制停，通过摄像头观察需要修剪的树枝在树木的高度位置，然后远程服务器控制电动推杆的升降高度，升降到需要的位置后，运行第一电机和小型轨道车，第一电机带动多个的切割刀一起进行转动，则小型轨道车移动到需要切割的位置，进行来回移动切割操作，摄像头能观察树枝切割的情况，在电动推杆进行升降操作的时候，升降驱动机构也要进行对应的带动受电弓进行上下升降操作，这样受电弓的滑板才能与高压电线进行接触。
进一步的，当小型轨道车或者树枝切割机构中某一个出现故障，或者切割的时候需要人工到现场操作，则远程服务器能通过GPS定位模块进行定位得知树枝切割机构在林区哪个位置，从而能快速到达现场进行指导操作。
进一步的，所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构进行操作的模式如下：
模式1：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车从导轨的头部一直移动到导轨的尾部，进行重复操作2到3次，在小型轨道车移动的过程中树枝切割机构的第一电机始终保持运转，多个的切割刀保持切割操作；
模式2：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车移动到需要切割的树木旁，通过摄像头采集需要切割的树木的位置，然后再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；在切割好树枝后，关闭第一电机，摄像头再采集下一处需要切割的树木，再控制小型轨道车移动到下一处的树木，再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；这样进行选择性的修剪操作。
本发明的有益效果在于：本发明只要在两个电动推杆之间设置一导轨，导轨上设置有一小型轨道车，小型轨道车上设置有树枝切割机构，这样通过小型轨道车带动树枝切割机构进行来回移动切割，另外，电动推杆能进行上下升降操作，这样能适合不同高度的树木进行切割操作，不仅效率高，而且无需人为操作，降低了操作风险。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
图2是本发明方法中涉及的结构的示意图。
图3是本发明图2中A-A的剖面图。
图4是本发明涉及的电路结构示意图。
图5是本发明进行切割树枝的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1所示，本发明提供了一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1、在需要修剪树枝的林区两头分别设置一电动推杆1，两个电动推杆上架设一导轨2；
步骤S2、在导轨2上设置一小型轨道车3，该小型轨道车3能在导轨2上进行前后移动，且在小型轨道车上设置一摄像头35；
步骤S3、在小型轨道车3下方设置一树枝切割机构4，其中树枝切割机构4中有多个的切割刀41，且切割刀41从上之下进行分布设置，这样多个的切割刀41能将高大的树木的树枝进行切断；
步骤S4、在小型轨道车3上设置一升降驱动机构5，且升降驱动机构5上设置有一受电弓6，升降驱动机构5能带动受电弓6进行上下高度的调节，且受电弓6与电力高压线7接触，从而受电弓为小型轨道车和树枝切割机构进行供电。
如图2和图3所示，本发明的所述树枝切割机构4设置于所述小型轨道车3的底部，所述树枝切割机构还包括一竖直杆43，所述树枝切割机构4设置于所述小型轨道车3的底部时，所述竖直杆43设置于所述小型轨道车3的底部，且所述第一电机42固定于所述竖直杆43的顶部；所述第一电机42的转动轴上套设有第一齿轮44，所述第一电机42的转动轴端部固定有所述切割刀41，所述竖直杆43上设置有多个的转动机构8，所述转动机构8包括转轴81和轴承，所述轴承设置于所述竖直杆43内，所述转轴81一端设置于所述轴承内，所述转轴81另一端固定所述切割刀41，所述转轴81上设置有第二齿轮82和第三齿轮83，第一转动机构的第二齿轮82与第一电机转动轴上的第一齿轮44通过链条84连接，第一转动机构的第三齿轮83与第二转动机构的第三齿轮83通过链条连接，第二转动机构的第二齿轮82与第三转动机构的第二齿轮通过链条连接，第三转动机构的第三齿轮83与第四转动机构的第三齿轮通过链条连接，依次类推，多个转动机构之间的第二齿轮82和第三齿轮82通过链条84相互连接。即每个转动机构中的第二齿轮和第三齿轮进行互相带动相邻两个转轴进行转动，从而实现每个切割刀进行切割操作，即一个电机42能带动多个带有切割刀的转动机构进行转动切割操作。
所述方法在远程控制端还设置有一远程服务器200，所述远程服务器200通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作；请参阅图4所示，所述小型轨道车内设置有电路板，所述电路板上设置有MCU31、无线通讯模块32、GPS定位模块33，所述第一电机42、摄像头35、无线通讯模块32、GPS定位模块33均与所述MCU31连接，所述MCU31经过所述无线通讯模块32与远程服务器200进行通讯；这样MCU能将第一电机、摄像头、GPS定位模块操作的信息通过无线通讯模块远程发送给远程服务器，这样远程服务器能进行实时监控；所述小型轨道车3背面设置有一升降驱动机构5，所述升降驱动机构5能带动受电弓6进行上下升降，所述升降驱动机构5包括筒体51和第二电机52，所述第二电机52设置于所述筒体51的顶部，所述筒体51内设置有一螺杆53，所述第二电机52能驱动螺杆53进行转动，所述螺杆53上设置有一套筒54，所述套筒54能在螺杆53的驱动下进行上下移动，所述筒体51壁上开设有一条形开口（未图示），所述受电弓6的尾部穿过条形开口与套筒54的外壁连接，第二电机52驱动螺杆53带动套筒54上下移动，从而带动受电弓6进行上下移动；所述受电弓6的滑板61与电力高压线7接触；所述第二电机52与所述MCU31连接，所述受电弓6的电源输出端为所述电路板供电。其中，要是分布林区不同地方的多个的树枝切割机构中某一个出现故障，或者切割的时候需要人工到现场操作，则可以通过GPS定位模块进行定位得知林区哪一个地方的树枝切割机构出现故障。
所述树枝切割机构4的供电都是通过受电工6直接在高压电力传输线上取电，受电弓将电流传递到树枝切割机构4，经过变流器将单项交流电变换成适合的电压为树枝切割机构4供电，该供电方式解决了林区装置供电问题，且应用在电力传输线路的自身维护，是本申请首次提出，至于涉及的相关电路均是现有技术，这里就不进行详细说明。除此外，该树枝切割机构4也可以采用太阳能供电，较佳的，可以通过在竖直杆43上设置太阳能板以及太阳能充电电池（图中未示意），通过太阳能蓄电为树枝切割机构4供电。
其中，所述小型轨道车3包括一移动座体34，所述移动座体34中部贯穿有通孔36，所述移动座体34内设置有双输出轴电机37，且双输出轴电机37位于通孔内，所述双输出轴电机37的输出轴上设置有辊轮38，所述辊轮38位于所述导轨上；所述双输出轴电机通过辊轮在导轨2上移动，使得移动座体34在导轨2上移动，所述双输出轴电机与所述MCU电连接。在实际应用中该小型轨道车也可以参见3D打印机中的轨道车，该小型轨道车实现自由移动的技术也是现有很成熟的技术在此不进行详细说明。该小型轨道车也可以采用agv小车。
请参阅图5所示，所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作，进一步具体为：控制人员在远程服务器端通过小型轨道车上的摄像头能观察林区的树木树枝的情况，然后在远程服务器进行无线控制小型轨道车进行行驶或者制停，通过摄像头观察需要修剪的树枝在树木的高度位置，然后远程服务器控制电动推杆的升降高度，升降到需要的位置后，运行第一电机和小型轨道车，第一电机带动多个的切割刀一起进行转动，则小型轨道车移动到需要切割的位置，进行来回移动切割操作，摄像头能观察树枝切割的情况，在电动推杆进行升降操作的时候，升降驱动机构也要进行对应的带动受电弓进行上下升降操作，这样受电弓的滑板才能与高压电线进行接触。
当小型轨道车或者树枝切割机构中某一个出现故障，或者切割的时候需要人工到现场操作，则远程服务器能通过GPS定位模块进行定位得知树枝切割机构在林区哪个位置，从而能快速到达现场进行指导操作。
所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构进行操作的模式如下：
模式1：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车从导轨的头部一直移动到导轨的尾部，进行重复操作2到3次，在小型轨道车移动的过程中树枝切割机构的第一电机始终保持运转，多个的切割刀保持切割操作；
模式2：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车移动到需要切割的树木旁，通过摄像头采集需要切割的树木的位置，然后再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；在切割好树枝后，关闭第一电机，摄像头再采集下一处需要切割的树木，再控制小型轨道车移动到下一处的树木，再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；这样进行选择性的修剪操作。
本专利的工作模式，具体的，可以有以下几种工作模式：1、自动模式，该自动模式是人员远程设定启动时间，到设定时间后，小型轨道车和树枝切割机构通电，所述摄像头先对现场进行视频采集，并将采集的视频信息回传到远程服务器进行分析，判断现场是否有人存在，若没有人，则小型轨道车进行语音播报“电力线维护，请远离”，并控制所述小型轨道车行走，播报一分钟后；启动所述第一电机，控制所述小型轨道车来回行走一趟，停止。所述小型轨道车和树枝切割机构把工作状态信息上传至远程服务器进行报备。2、远程控制模式，该远程控制模式是工作人员通过远程服务器端的PC机进行人员验证登录，在验证成功后，启动所述摄像头，对现场进行人工视频勘察，若发现没有干扰物体存在，启动小型轨道车进行语音播报，该语音播报可以人为语音说话，并控制所述小型轨道车行走；在工作人员停止语音播报后，启动所述第一电机，并人为控制所述小型轨道车的行程。在操作完毕，所述小型轨道车和树枝切割机构把工作状态信息上传至服务器进行报备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤S1、在需要修剪树枝的林区两头分别设置一电动推杆，两个电动推杆上架设一导轨；
步骤S2、在导轨上设置一小型轨道车，该小型轨道车能在导轨上进行前后移动，且在小型轨道车上设置一摄像头；
步骤S3、在小型轨道车下方设置一树枝切割机构，其中树枝切割机构中有多个的切割刀，且切割刀从上之下进行分布设置，这样多个的切割刀能将高大的树木的树枝进行切断；
步骤S4、在小型轨道车上设置一升降驱动机构，且升降驱动机构上设置有一受电弓，升降驱动机构能带动受电弓进行上下高度的调节，且受电弓与电力高压线接触，从而受电弓为小型轨道车和树枝切割机构进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：所述树枝切割机构设置于所述小型轨道车的底部，所述树枝切割机构还包括一第一电机和一竖直杆，所述竖直杆设置于所述小型轨道车的底部，且所述第一电机固定于所述竖直杆的顶部；所述第一电机的转动轴上套设有第一齿轮，所述第一电机的转动轴端部固定有所述切割刀，所述竖直杆上设置有多个的转动机构，所述转动机构包括转轴和轴承，所述轴承设置于所述竖直杆内，所述转轴一端设置于所述轴承内，所述转轴另一端固定所述切割刀，所述转轴上设置有第二齿轮和第三齿轮，第一转动机构的第二齿轮与第一电机转动轴上的第一齿轮通过链条连接，第一转动机构的第三齿轮与第二转动机构的第三齿轮通过链条连接，第二转动机构的第二齿轮与第三转动机构的第二齿轮通过链条连接，第三转动机构的第三齿轮与第四转动机构的第三齿轮通过链条连接，依次类推，多个转动机构之间的第二齿轮和第三齿轮通过链条相互连接。
3.根据权利要求2所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：所述方法在远程控制端还设置有一远程服务器，所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作；所述小型轨道车内设置有电路板，所述电路板上设置有MCU、无线通讯模块、GPS定位模块，所述第一电机、摄像头、无线通讯模块、GPS定位模块均与所述MCU连接，所述MCU经过所述无线通讯模块与远程服务器进行通讯。
4.根据权利要求3所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构的操作，进一步具体为：控制人员在远程服务器端通过小型轨道车上的摄像头能观察林区的树木树枝的情况，然后在远程服务器进行无线控制小型轨道车进行行驶或者制停，通过摄像头观察需要修剪的树枝在树木的高度位置，然后远程服务器控制电动推杆的升降高度，升降到需要的位置后，运行第一电机和小型轨道车，第一电机带动多个的切割刀一起进行转动，则小型轨道车移动到需要切割的位置，进行来回移动切割操作，摄像头能观察树枝切割的情况，在电动推杆进行升降操作的时候，升降驱动机构也要进行对应的带动受电弓进行上下升降操作，这样受电弓的滑板才能与高压电线进行接触。
5.根据权利要求3所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：当小型轨道车或者树枝切割机构中某一个出现故障，或者切割的时候需要人工到现场操作，则远程服务器能通过GPS定位模块进行定位得知树枝切割机构在林区哪个位置，从而能快速到达现场进行指导操作。
6.根据权利要求3所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：所述远程服务器通过无线通讯模块进行控制小型轨道车和树枝切割机构进行操作的模式如下：
模式1：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车从导轨的头部一直移动到导轨的尾部，进行重复操作2到3次，在小型轨道车移动的过程中树枝切割机构的第一电机始终保持运转，多个的切割刀保持切割操作；
模式2：远程服务器通过无线通讯模块控制小型轨道车移动到需要切割的树木旁，通过摄像头采集需要切割的树木的位置，然后再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；在切割好树枝后，关闭第一电机，摄像头再采集下一处需要切割的树木，再控制小型轨道车移动到下一处的树木，再开启树枝切割机构的第一电机，多个的切割刀保持切割操作；这样进行选择性的修剪操作。
7.根据权利要求3所述的一种林区高压电力传输线路智能安全防护的方法，其特征在于：该方法的工作模式，具体的，有以下几种工作模式：1、自动模式，该自动模式是人员远程设定启动时间，到设定时间后，小型轨道车和树枝切割机构通电，所述摄像头先对现场进行视频采集，并将采集的视频信息回传到远程服务器进行分析，判断现场是否有人存在，若没有人，则小型轨道车进行语音播报“电力线维护，请远离”，并控制所述小型轨道车行走，播报一分钟后；启动所述第一电机，控制所述小型轨道车来回行走一趟，停止；所述小型轨道车和树枝切割机构把工作状态信息上传至远程服务器进行报备；2、远程控制模式，该远程控制模式是工作人员通过远程服务器端的PC机进行人员验证登录，在验证成功后，启动所述摄像头，对现场进行人工视频勘察，若发现没有干扰物体存在，启动小型轨道车进行语音播报，该语音播报可以人为语音说话，并控制所述小型轨道车行走；在工作人员停止语音播报后，启动所述第一电机，并人为控制所述小型轨道车的行程；在操作完毕，所述小型轨道车和树枝切割机构把工作状态信息上传至服务器进行报备。
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