CN114069466A - 感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，涉及输电线路交叉跨越距离测量技术领域，包括取电单元和接收检测单元，取电单元包括互感器，互感器固定设置在整流滤波模块的顶部，整流滤波模块的底部固定设置有云台，云台的活动部与激光发射器固定连接。接收检测单元包括固定横担，固定横担的两端分别固定设置有一台相机，固定横担的中部固定设置有激光接收单元。激光接收单元用于将激光发射器发出的激光转换成电能并为相机及相机控制电路提供电能。可以不用直接与高压输电线接触但仍然可以获得足够的电能为相机提供电能，解决了现有技术的不足。

Description

感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置

技术领域

本申请涉及输电线路交叉跨越距离测量技术领域，尤其涉及一种感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置。

背景技术

输电线路导线安全间距是线路正常安全运行的前提之一，为了保证输电线路的安全运行，对不同电压等级的线路的导线安全间距有不同的要求，高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障。因此对交叉跨越距离的测量就显得尤为重要。目前现有的输电线交叉跨越距离巡检基本依靠传统的人工巡检，工作强度大，效率低，且人工巡检容易出现误判或者漏判。针对这一问题，各地研发、试验了诸如利用激光测距定位、无人机检测、摄影测量技术等方面的解决方案，如CN104807449A公开了一种基于立体摄影测量的输电线路交叉跨越测量系统，所述系统包括相机控制模块、校验模块和数据处理模块；所述相机控制模块用于控制双目系统中两部立体相机同步拍摄图像，并将所拍摄图像导出到设定目录；所述校验模块完成标靶的量测、双目系统的校验并将校验获得的参数保存在文件中；数据处理模块用于量测拍摄的输电线之间或者是输电线和其他被交跨物体之间的距离。在使用时，双目系统以及控制、信号传输都需要电能，通常都使用太阳能作为能源供给，但是在光照比较少而且多雾的地区就会影响系统的正常供电。

发明内容

为解决上述问题，本申请采用如下技术方案实现：

一种感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，包括取电单元和接收检测单元；

所述取电单元包括互感器、整流滤波模块、云台以及激光发射器；

所述互感器固定设置在整流滤波模块的顶部，整流滤波模块的底部固定设置有所述云台，所述云台的活动部与所述激光发射器固定连接；云台能够带动激光发射器三维移动，从而可以方便地调节激光发射器和激光接收单元的角度。调节的方式采用无线电控制遥控，控制电路设置在整流滤波模块内部，这样就可以避免人员和高电压接触造成事故。遥控的电路和方法可以借鉴现有的成熟技术，比如遥控云台、遥控赛车的方式等等。

所述互感器为中空穿心结构，使用时挂设在输电线上，用于从输电线上感应获取电能并输送到整流滤波模块进行整流、滤波以及电源存储；

所述接收检测单元包括固定横担、相机以及激光接收单元；

所述固定横担的两端分别固定设置有一台所述相机，固定横担的中部固定设置有所述激光接收单元；

固定横担固定设置在杆塔上，激光接收单元与激光发射器相互对准，激光发射器发出的激光束能够照射到激光接收单元上；

所述激光接收单元用于将激光发射器发出的激光转换成电能并为相机及相机控制电路提供电能。使用时，首先将接收检测单元固定安装在高压输电线杆塔上面，通过固定横担与杆塔采用螺栓或者抱箍等方式连接实现固定。然后将取电单元通过绝缘杆挂到输电线上，并遥控调节激光发射器和激光接收单元的位置即可。这里需要说明的是，互感器是一个具有开口和锁紧结构的钳形电流表专用互感器，其内径略微小于输电线的线径就可以实现夹紧固定。取电单元得电后持续通过激光发射器将能量传递给接收检测单元，接收检测单元通过两台相机持续对需要检测的线缆进行图像获取然后经过处理发送给用户终端。这样的方式可以不用直接与高压输电线接触但仍然可以获得足够的电能为相机提供电能，解决了现有技术的不足。

优选地，所述整流滤波模块包括整流滤波电路及外壳，所述外壳为中空方体结构，其内固定设置有整流滤波电路以及云台控制电路；中空方体结构的外壳能够保护整流滤波电路以及云台控制电路，防止日晒雨淋而老化损坏。

所述整流滤波电路的输入端与所述互感器的输出端电连接；

所述整流滤波电路的输出端分别与云台电路、激光驱动单元、激光发生器电连接，用于为各个单元提供电能。

优选地，所述外壳内还设置有可充电电池，所述可充电电池与所述整流滤波电路的输出端连接，用于存储电能。可充电电池是作为应急备用电源使用，当线路故障没有电时，通过可充电电池进行工作，能够让工作人员快速判断线缆故障是不是当前检测的点引起的。

优选地，所述激光接收单元包括激光接收器和接收滤波电路，该激光接收器用于将光能转换成电能；

激光接收器的输出端与接收滤波电路的输入端电连接；

接收滤波电路的输出端分别与相机、蓄电池、接收端控制单元连接。

优选地，所述接收端控制单元包括微控制器、通讯模块，用于将所述相机获得的图片进行处理，然后发送给用户终端。用户终端可以是智能手机、中心控制室或能够实时观察、判断、预警的显示单元。

优选地，所述云台包括内套筒、左右旋转电机、云台固定法兰、上下旋转电机固定盘、上下旋转电机、蜗杆、转轴以及蜗轮；

所述内套筒的内部固定设置有左右旋转电机，所述左右旋转电机的输出转轴伸出所述内套筒的上端；

所述左右旋转电机的输出转轴与所述云台固定法兰固定连接；

所述云台固定法兰与所述整流滤波模块的底部固定连接；

所述内套筒内固定设置有所述上下旋转电机固定盘，该上下旋转电机固定盘位于左右旋转电机的下方；

所述上下旋转电机固定盘上固定设置有所述上下旋转电机；

所述上下旋转电机的输出转轴朝向，并与所述蜗杆固定连接；

所述内套筒的底部径向可转动设置有所述转轴；

所述转轴上固定设置有所述激光发射器和蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆相互啮合。工作时，左右旋转电机正转或者反转就可以带动内套筒、激光发射器沿着水平面转动，上下旋转电机正转或者反转时能够带动激光发射器沿着垂直面转动，这样就可以实现三维移动。这样的云台仅用一台套筒两个电机就可以实现，非常简单而且结构紧凑。在实际使用时，为了保证装置的安全，还可以设置有各个转动角度的检测传感器。当然，没有传感器通过目测控制也是可以实现的。

优选地，所述左右旋转电机和上下旋转电机均为直流减速电机。直流减速电机成本低，工作稳定，容易控制。

优选地，所述整流滤波模块的底部还固定设置有外套筒，所述外套筒套设在所述云台固定法兰及内套筒外；

所述外套筒的内壁与内套筒的外壁间距为1~5mm。外套筒的作用是防止雨水进入云台内。外套筒的内壁与内套筒的外壁设置间距是为了保证能够正常旋转不会相互干涉。

优选地，所述互感器为具有活动开口的钳形电流表用互感器。

优选地，所述固定横担采用方管支撑，其上还开设有固定孔，所述固定孔内穿设有抱箍，抱箍用于固定在杆塔上。

本申请包括取电单元和接收检测单元，取电单元包括互感器，互感器固定设置在整流滤波模块的顶部，整流滤波模块的底部固定设置有云台，云台的活动部与激光发射器固定连接。接收检测单元包括固定横担，固定横担的两端分别固定设置有一台相机，固定横担的中部固定设置有激光接收单元。激光接收单元用于将激光发射器发出的激光转换成电能并为相机及相机控制电路提供电能。取电单元得电后持续通过激光发射器将能量传递给接收检测单元，接收检测单元通过两台相机持续对需要检测的线缆进行图像获取然后经过处理发送给用户终端。这样的方式可以不用直接与高压输电线接触但仍然可以获得足够的电能为相机提供电能，解决了现有技术的不足。

附图说明

图1是本申请提供的实施例总体结构示意图；

图2是本申请提供的实施例中取电单元的局部剖视图；

图3是本申请提供的实施例中取电单元的主视图；

图4是本申请提供的实施例中取电单元的电路框图；

图5是本申请提供的实施例中接收检测单元的电路框图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~5，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~5所示，一种感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，包括取电单元1和接收检测单元2。取电单元1包括互感器10、整流滤波模块11、云台12以及激光发射器13。互感器10固定设置在整流滤波模块11的顶部，整流滤波模块11的底部固定设置有云台12，云台12的活动部与激光发射器13固定连接。云台12能够带动激光发射器13三维移动，从而可以方便地调节激光发射器13和激光接收单元22的角度。调节的方式采用无线电控制遥控，控制电路设置在整流滤波模块11内部，这样就可以避免人员和高电压接触造成事故。遥控的电路和方法可以借鉴现有的成熟技术，比如遥控云台、遥控赛车的方式等等。

互感器10为中空穿心结构，使用时挂设在输电线上，用于从输电线上感应获取电能并输送到整流滤波模块11进行整流、滤波以及电源存储。接收检测单元2包括固定横担20、相机21以及激光接收单元22。固定横担20采用方管支撑，其上还开设有固定孔，固定孔内穿设有抱箍，抱箍用于固定在杆塔上。固定横担20的两端分别固定设置有一台相机21，固定横担20的中部固定设置有激光接收单元22。固定横担20固定设置在杆塔上，激光接收单元22与激光发射器13相互对准，激光发射器13发出的激光束能够照射到激光接收单元22上。激光接收单元22用于将激光发射器13发出的激光转换成电能并为相机21及相机控制电路提供电能。

使用时，首先将接收检测单元2固定安装在高压输电线杆塔上面，通过固定横担20与杆塔采用螺栓或者抱箍等方式连接实现固定。然后将取电单元1通过绝缘杆挂到输电线上，并遥控调节激光发射器13和激光接收单元22的位置即可。这里需要说明的是，互感器10是一个具有开口和锁紧结构的钳形电流表专用互感器，其内径略微小于输电线的线径就可以实现夹紧固定。取电单元1得电后持续通过激光发射器13将能量传递给接收检测单元2，接收检测单元2通过两台相机持续对需要检测的线缆进行图像获取然后经过处理发送给用户终端。这样的方式可以不用直接与高压输电线接触但仍然可以获得足够的电能为相机提供电能，解决了现有技术的不足。

在一实施例中，整流滤波模块11包括整流滤波电路及外壳，外壳为中空方体结构，其内固定设置有整流滤波电路以及云台控制电路。中空方体结构的外壳能够保护整流滤波电路以及云台控制电路，防止日晒雨淋而老化损坏。整流滤波电路的输入端与互感器10的输出端电连接。整流滤波电路的输出端分别与云台电路、激光驱动单元、激光发生器电连接，用于为各个单元提供电能。

此外，外壳内还设置有可充电电池，可充电电池与整流滤波电路的输出端连接，用于存储电能。可充电电池是作为应急备用电源使用，当线路故障没有电时，通过可充电电池进行工作，能够让工作人员快速判断线缆故障是不是当前检测的点引起的。激光接收单元22包括激光接收器和接收滤波电路，该激光接收器用于将光能转换成电能。激光接收器的输出端与接收滤波电路的输入端电连接。接收滤波电路的输出端分别与相机21、蓄电池、接收端控制单元连接。接收端控制单元包括微控制器、通讯模块，用于将相机21获得的图片进行处理，然后发送给用户终端。用户终端可以是智能手机、中心控制室或能够实时观察、判断、预警的显示单元。

云台12包括内套筒120、左右旋转电机121、云台固定法兰122、上下旋转电机固定盘123、上下旋转电机124、蜗杆125、转轴126以及蜗轮127。内套筒120的内部固定设置有左右旋转电机121，左右旋转电机121的输出转轴伸出内套筒120的上端。左右旋转电机121的输出转轴与云台固定法兰122固定连接。云台固定法兰122与整流滤波模块11的底部固定连接。内套筒120内固定设置有上下旋转电机固定盘123，该上下旋转电机固定盘123位于左右旋转电机121的下方。上下旋转电机固定盘123上固定设置有上下旋转电机124。上下旋转电机124的输出转轴朝向，并与蜗杆125固定连接。内套筒120的底部径向可转动设置有转轴126。转轴126上固定设置有激光发射器13和蜗轮127，蜗轮127与蜗杆125相互啮合。工作时，左右旋转电机121正转或者反转就可以带动内套筒120、激光发射器13沿着水平面转动，上下旋转电机124正转或者反转时能够带动激光发射器13沿着垂直面转动，这样就可以实现三维移动。这样的云台仅用一台套筒两个电机就可以实现，非常简单而且结构紧凑。在实际使用时，为了保证装置的安全，还可以设置有各个转动角度的检测传感器。当然，没有传感器通过目测控制也是可以实现的。

上述的左右旋转电机121和上下旋转电机124均为直流减速电机。直流减速电机成本低，工作稳定，容易控制。

此外，整流滤波模块11的底部还固定设置有外套筒128，外套筒128套设在云台固定法兰122及内套筒120外。外套筒128的内壁与内套筒120的外壁间距为1~5mm。外套筒128的作用是防止雨水进入云台内。外套筒128的内壁与内套筒120的外壁设置间距是为了保证能够正常旋转不会相互干涉。

本申请包括取电单元1和接收检测单元2，取电单元1包括互感器10，互感器10固定设置在整流滤波模块11的顶部，整流滤波模块11的底部固定设置有云台12，云台12的活动部与激光发射器13固定连接。接收检测单元2包括固定横担20，固定横担20的两端分别固定设置有一台相机21，固定横担20的中部固定设置有激光接收单元22。激光接收单元22用于将激光发射器13发出的激光转换成电能并为相机21及相机控制电路提供电能。取电单元1得电后持续通过激光发射器13将能量传递给接收检测单元2，接收检测单元2通过两台相机持续对需要检测的线缆进行图像获取然后经过处理发送给用户终端。这样的方式可以不用直接与高压输电线接触但仍然可以获得足够的电能为相机提供电能，解决了现有技术的不足。

Claims (10)

1.一种感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于，包括取电单元（1）和接收检测单元（2）；

所述取电单元（1）包括互感器（10）、整流滤波模块（11）、云台（12）以及激光发射器（13）；

所述互感器（10）固定设置在整流滤波模块（11）的顶部，整流滤波模块（11）的底部固定设置有所述云台（12），所述云台（12）的活动部与所述激光发射器（13）固定连接；

所述互感器（10）为中空穿心结构，使用时挂设在输电线上，用于从输电线上感应获取电能并输送到整流滤波模块（11）进行整流、滤波以及电源存储；

所述接收检测单元（2）包括固定横担（20）、相机（21）以及激光接收单元（22）；

所述固定横担（20）的两端分别固定设置有一台所述相机（21），固定横担（20）的中部固定设置有所述激光接收单元（22）；

固定横担（20）固定设置在杆塔上，激光接收单元（22）与激光发射器（13）相互对准，激光发射器（13）发出的激光束能够照射到激光接收单元（22）上；

所述激光接收单元（22）用于将激光发射器（13）发出的激光转换成电能并为相机（21）及相机控制电路提供电能。

2.根据权利要求1所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述整流滤波模块（11）包括整流滤波电路及外壳，所述外壳为中空方体结构，其内固定设置有整流滤波电路以及云台控制电路；

所述整流滤波电路的输入端与所述互感器（10）的输出端电连接；

所述整流滤波电路的输出端分别与云台电路、激光驱动单元、激光发生器电连接，用于为各个单元提供电能。

3.根据权利要求2所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述外壳内还设置有可充电电池，所述可充电电池与所述整流滤波电路的输出端连接，用于存储电能。

4.根据权利要求1所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述激光接收单元（22）包括激光接收器和接收滤波电路，该激光接收器用于将光能转换成电能；

激光接收器的输出端与接收滤波电路的输入端电连接；

接收滤波电路的输出端分别与相机（21）、蓄电池、接收端控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述接收端控制单元包括微控制器、通讯模块，用于将所述相机（21）获得的图片进行处理，然后发送给用户终端。

6.根据权利要求1所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述云台（12）包括内套筒（120）、左右旋转电机（121）、云台固定法兰（122）、上下旋转电机固定盘（123）、上下旋转电机（124）、蜗杆（125）、转轴（126）以及蜗轮（127）；

所述内套筒（120）的内部固定设置有左右旋转电机（121），所述左右旋转电机（121）的输出转轴伸出所述内套筒（120）的上端；

所述左右旋转电机（121）的输出转轴与所述云台固定法兰（122）固定连接；

所述云台固定法兰（122）与所述整流滤波模块（11）的底部固定连接；

所述内套筒（120）内固定设置有所述上下旋转电机固定盘（123），该上下旋转电机固定盘（123）位于左右旋转电机（121）的下方；

所述上下旋转电机固定盘（123）上固定设置有所述上下旋转电机（124）；

所述上下旋转电机（124）的输出转轴朝向，并与所述蜗杆（125）固定连接；

所述内套筒（120）的底部径向可转动设置有所述转轴（126）；

所述转轴（126）上固定设置有所述激光发射器（13）和蜗轮（127），所述蜗轮（127）与所述蜗杆（125）相互啮合。

7.根据权利要求6所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述左右旋转电机（121）和上下旋转电机（124）均为直流减速电机。

8.根据权利要求6所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述整流滤波模块（11）的底部还固定设置有外套筒（128），所述外套筒（128）套设在所述云台固定法兰（122）及内套筒（120）外；

所述外套筒（128）的内壁与内套筒（120）的外壁间距为1~5mm。

9.根据权利要求6所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述互感器（10）为具有活动开口的钳形电流表用互感器。

10.根据权利要求6所述的感应取电式双目视觉输电线路交叉跨越点监测装置，其特征在于：

所述固定横担（20）采用方管支撑，其上还开设有固定孔，所述固定孔内穿设有抱箍，抱箍用于固定在杆塔上。

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