CN114162340B - 一种杆塔挂点绝对坐标采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，包括巡检无人机、用于巡检无人机搭载的自动清障装置以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器，所述巡检无人机上固定设有采集摄影机，所述自动清障装置可拆卸地设置于无人机底部，所述自动清障装置包括连接板、机械臂杆、驱动装置以及清障机构，所述机械臂杆的一端与连接板固定连接，另一端与清障机构固定连接，所述驱动装置固定设置于机械臂杆上并同时与机械臂杆以及清障机构连接，所述辅助定位器包括固定装置和定位装置，所述固定装置包括一U形支撑杆和一支撑板，所述U形支撑杆一端的周面上设有螺纹，所述螺纹的下方设有一限位圈，所述U形支撑杆的另一端与支撑板固定连接，所述固定装置与杆塔固定连接，所述定位装置固定设置于支撑板上。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种杆塔挂点绝对坐标采集系统。
背景技术
近年来电力系统的巡护工作中加入了无人机，例如专门用于高压电网巡检的巡检无人机，在高压电网的巡检任务中，包括多电网的安全和健康性能的评估，还包括了对杆塔的定期巡检，现有的巡检方案中，对杆塔挂点的巡检是其中较为重要的一环，但由于技术力的问题，在各种气候以及环境下对杆塔挂点的定位、无人机在巡检过程中自身的定位等无法得到精确安全的解决方案，这就使巡检工作的效率以及准确度受到影响；此外，由于杆塔所处的环境为露天环境，因此挂点以及电网上经常会悬挂或缠绕着一些废弃垃圾或是植物残枝等，进一步加大了对挂点的绝对坐标的采集难度。
发明内容
本发明为了解决上述技术的不足，提供了一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，包括巡检无人机、用于巡检无人机搭载的自动清障装置以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器，所述巡检无人机上固定设有采集摄影机，所述自动清障装置可拆卸地设置于无人机底部，所述自动清障装置包括连接板、机械臂杆、驱动装置以及清障机构，所述机械臂杆的一端与连接板固定连接，另一端与清障机构固定连接，所述驱动装置固定设置于机械臂杆上并同时与机械臂杆以及清障机构连接，所述辅助定位器包括包括固定装置和定位装置，所述固定装置包括一U形支撑杆和一支撑板，所述U形支撑杆一端的周面上设有螺纹，所述螺纹的下方设有一限位圈，所述U形支撑杆的另一端与支撑板固定连接，所述固定装置与杆塔固定连接，所述定位装置固定设置于支撑板上。
采用上述技术方案，通过设置巡检无人机、用于巡检无人机搭载的自动清障装置以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器，使得可以实现对杆塔挂点的快速定位与拍摄，进而迅速完成对其绝对坐标的采集，同时通过自动清障装置对杆塔挂点及其附近的电网上的异物或遮挡物进行拍摄前的自动清理，使得进一步方便了对挂点真实情况的拍摄采集，避免拍摄到标的物被遮挡或是模糊不清的采集影像从而影响采集效率。
本发明的进一步设置：所述定位装置包括机箱、电源、微型无线定位基站以及与基站配套连接的线路，所述微型无线定位基站以及电源均设置于机箱内，所述电源为蓄电池电源，所述机箱外侧还固定设有一太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池电源连接。
采用上述技术方案，由于所述定位装置包括机箱、电源、微型无线定位基站以及与基站配套连接的线路，所述微型无线定位基站以及电源均设置于机箱内，所述电源为蓄电池电源，所述机箱外侧还固定设有一太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池电源连接，使得可以帮助巡检无人机迅速以及准确地完成对杆塔上各个挂点位置的定位以及拍照巡检工作，通过在定位装置上设置机箱，并在机箱内设置微型无线定位基站，使得可以通过基站与地面站以及巡检无人机三者之间形成位置信息交换从而准确定位巡检无人机的位置，同时让巡检无人机获取杆塔上各个挂点的位置以便其按顺序巡检，通过在机箱外侧设置与电源连通的太阳能电池板，使得整个辅助定位装置实现能源上的独立，在安装后可以长时间独立运作在杆塔上。
本发明的进一步设置：所述机箱包括箱体和箱盖，所述箱体上三个相邻的侧面上沿水平方向开有一相互连通的观察口，所述机箱内还设有一追踪定位摄像头，所述追踪定位摄像头的镜头与观察口齐平且与电源连接，所述机箱外侧还设有一对辅助LED灯，包括流水灯和照明灯，所述流水灯和照明灯均与电源连接并通过PLC与遥控终端连接。
采用上述技术方案，由于所述机箱包括箱体和箱盖，所述箱体上三个相邻的侧面上沿水平方向开有一相互连通的观察口，所述机箱内还设有一追踪定位摄像头，所述追踪定位摄像头的镜头与观察口齐平且与电源连接，所述机箱外侧还设有一对辅助LED灯，包括流水灯和照明灯，所述流水灯和照明灯均与电源连接并通过PLC与遥控终端连接，使得可以通过追踪定位摄像头来辅助无线定位基站判断确认巡检无人机的实时位置，同时方便判断无人机的挂点拍摄死角有无异常，同时在大雾或者夜间的情况下，可以通过流水灯的闪烁来项巡检无人机示意杆塔挂点所在的大致位置，在巡检无人机接近后，在切换至照明灯来照亮挂点，方便巡检无人机进行挂点的各角度拍摄。
本发明的进一步设置：所述支撑板上还设有一透明遮雨罩，所述透明遮雨罩周身上开有一用于太阳能电池板穿透的缺口，所述缺口的上方设有一遮盖缺口的导水板。
采用上述技术方案，由于所述支撑板上还设有一透明遮雨罩，所述透明遮雨罩周身上开有一用于太阳能电池板穿透的缺口，所述缺口的上方设有一遮盖缺口的导水板，使得可以保护辅助定位装置不受雨水影响，进而保护其机箱内的设备安全，同时导水板还可以防止缺口处由于风雨交加的情况而导致雨水飘进机箱内的情况。
本发明的进一步设置：所述支撑板以及透明遮雨罩均采用绝缘材料。
采用上述技术方案，由于所述支撑板以及透明遮雨罩均采用绝缘材料，使得电网杆塔在较易受到雷电干扰的情况下，通过在机箱与固定装置之间设置一绝缘的支撑板，再通过透明遮雨罩的双重绝缘效果来达保障机箱内的设备的安全，大大提高了设备的安全性。
本发明的进一步设置：所述采集摄影机的下方还固定设有一用于与微型无线定位基站感应的感应器。
采用上述技术方案，由于所述采集摄影机的下方还固定设有一用于与微型无线定位基站感应的感应器，使得巡检无人机可以通过感应器使其与微型无线定位基站以及底面之间的位置可以实时掌握，降低了地面对无人机的控制难度，同时节省了挂点的采集时间，进一步提升了采集的效率。
本发明的进一步设置：所述清障机构包括一半圆弧形的引导板、若干切割刀片、旋转切割刀以及电动机，所述圆弧引导板的形状与电网导电线相匹配，所述引导板的一端与机械臂杆固定连接，所述若干切割刀片沿引导板的轴向分布并沿周向排列设置于引导板上，所述若干切割刀片与引导板和机械臂杆的连接点之间设有一引导块，所述引导块中部沿引导板的轴向开有一切割槽，所述旋转切割刀片固定设于引导板与机械臂杆的连接点处并位于切割槽内，所述旋转切割刀片上设有一转轴，所述电动机设于机械臂杆上且与转轴固定连接并作旋转配合，所述驱动装置以及电动机均通过PLC受遥控终端控制。
采用上述技术方案，由于所述清障机构包括一半圆弧形的引导板、若干切割刀片、旋转切割刀以及电动机，所述圆弧引导板的形状与电网导电线相匹配，所述引导板的一端与机械臂杆固定连接，所述若干切割刀片沿引导板的轴向分布并沿周向排列设置于引导板上，所述若干切割刀片与引导板和机械臂杆的连接点之间设有一引导块，所述引导块中部沿引导板的轴向开有一切割槽，所述旋转切割刀片固定设于引导板与机械臂杆的连接点处并位于切割槽内，所述旋转切割刀片上设有一转轴，所述电动机设于机械臂杆上且与转轴固定连接并作旋转配合，所述驱动装置以及电动机均通过PLC受遥控终端控制，使得巡检无人机在进行杆塔挂点绝对坐标采集时，可以同时对发现挂在电网或是挂点附近的电缆上的异物进行清理，排除了对挂点拍摄造成的干扰的同时，还避免了后续专门进行的清理工作，节省了大量的人力物力资源以及时间。
本发明的进一步设置：所述机械臂杆的一端设有一球形万向节，所述机械臂杆通过万向节与连接板固定连接并作旋转配合。
采用上述技术方案，由于所述机械臂杆的一端设有一球形万向节，所述机械臂杆通过万向节与连接板固定连接并作旋转配合，使得机械臂杆的可调节范围增大，可控性增强，可以更加灵活地控制引导板与电网导线的对准以及完成后续的与异物接触的工作。
本发明的进一步设置：所述引导板上远离切割刀片的一端上设有一对扩张板，所述一对扩张板对称设置于引导板两侧的边缘处，所述一对扩张板之间互呈120度角，所述其中一扩张板上设有一回收装置，包括回收屉以及L形连杆，所述L形连杆的一端与回收屉固定连接，另一端通过螺母与扩张板可拆卸地连接，所述回收屉位于旋转切割刀的正下方。
采用上述技术方案，由于所述引导板上远离切割刀片的一端上设有一对扩张板，所述一对扩张板对称设置于引导板两侧的边缘处，所述一对扩张板之间互呈120度角，所述其中一扩张板上设有一回收装置，包括回收屉以及L形连杆，所述L形连杆的一端与回收屉固定连接，另一端通过螺母与扩张板可拆卸地连接，所述回收屉位于旋转切割刀的正下方，使得在清障机构与电网导线对准时，通过扩张板快速与导线接触同通过120度角的引导，使得引导板快速与导线对准，节省了大量的对准操作的时间，同时降低了人工操控对准的难度，将挂在电网导线上的异物通过切割处理与导线分离后，可以自然落入扩张板上设置的回收屉中，避免了对环境造成二次污染，同时极大提升了工作效率。
附图说明
附图1为本发明具体实施例的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统的平面结构示意图。
附图2为本发明具体实施例的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统中自动清障装置的结构示意图。
附图3为本发明具体实施例的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统中自动清障装置的爆炸结构示意图。
附图4为本发明具体实施例的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统中辅助定位器的结构示意图。
附图5为本发明具体实施例的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统中辅助定位器的爆炸结构示意图。
1a-巡检无人机，2a-自动清障装置，3a-辅助定位器，4a-采集摄影机，5a-感应器，1b-连接板，2b-机械臂杆，3b-驱动装置，4b-清障机构，5b-引导板，6b-切割刀片，7b-旋转切割刀，71b-转轴，8b-电动机，9b-引导块，10b-切割槽，11b-球形万向节，12b-扩张板，13b-回收装置，131b-回收屉，132b-L形连杆，14b-螺母，1c-固定装置，2c-定位装置，3c-U形支撑杆，31c-螺纹，32c-限位圈，4c-支撑板，5c-机箱，51c-箱体，52c-箱盖，6c-电源，7c-微型无线定位基站，8c-线路，9c-太阳能电池板，10c-观察口，11c-追踪定位摄像头，12c-透明遮雨罩，13c-缺口，14c-导水板，15c-流水灯，16c-照明灯。
具体实施方式
如图1-5所示，一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，包括巡检无人机1a、用于巡检无人机搭载的自动清障装置2a以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器3a，所述巡检无人机上固定设有采集摄影机4a，所述自动清障装置可拆卸地设置于无人机底部，所述自动清障装置包括连接板1b、机械臂杆2b、驱动装置3b以及清障机构4b，所述机械臂杆的一端与连接板固定连接，另一端与清障机构固定连接，所述驱动装置固定设置于机械臂杆上并同时与机械臂杆以及清障机构连接，所述辅助定位器包括固定装置1c和定位装置2c，所述固定装置包括一U形支撑杆3c和一支撑板4c，所述U形支撑杆一端的周面上设有螺纹31c，所述螺纹的下方设有一限位圈32c，所述U形支撑杆的另一端与支撑板固定连接，所述固定装置与杆塔固定连接，所述定位装置固定设置于支撑板上。
通过设置巡检无人机、用于巡检无人机搭载的自动清障装置以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器，使得可以实现对杆塔挂点的快速定位与拍摄，进而迅速完成对其绝对坐标的采集，同时通过自动清障装置对杆塔挂点及其附近的电网上的异物或遮挡物进行拍摄前的自动清理，使得进一步方便了对挂点真实情况的拍摄采集，避免拍摄到标的物被遮挡或是模糊不清的采集影像从而影响采集效率。
所述定位装置包括机箱5c、电源6c、微型无线定位基站7c以及与基站配套连接的线路8c，所述微型无线定位基站以及电源均设置于机箱内，所述电源为蓄电池电源，所述机箱外侧还固定设有一太阳能电池板9c，所述太阳能电池板与蓄电池电源连接。
由于所述定位装置包括机箱、电源、微型无线定位基站以及与基站配套连接的线路，所述微型无线定位基站以及电源均设置于机箱内，所述电源为蓄电池电源，所述机箱外侧还固定设有一太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池电源连接，使得可以帮助巡检无人机迅速以及准确地完成对杆塔上各个挂点位置的定位以及拍照巡检工作，通过在定位装置上设置机箱，并在机箱内设置微型无线定位基站，使得可以通过基站与地面站以及巡检无人机三者之间形成位置信息交换从而准确定位巡检无人机的位置，同时让巡检无人机获取杆塔上各个挂点的位置以便其按顺序巡检，通过在机箱外侧设置与电源连通的太阳能电池板，使得整个辅助定位装置实现能源上的独立，在安装后可以长时间独立运作在杆塔上。
所述机箱包括箱体51c和箱盖52c，所述箱体上三个相邻的侧面上沿水平方向开有一相互连通的观察口10c，所述机箱内还设有一追踪定位摄像头11c，所述追踪定位摄像头的镜头与观察口齐平且与电源连接，所述机箱外侧还设有一对辅助LED灯，包括流水灯15c和照明灯16c，所述流水灯和照明灯均与电源连接并通过PLC与遥控终端连接。
由于所述机箱包括箱体和箱盖，所述箱体上三个相邻的侧面上沿水平方向开有一相互连通的观察口，所述机箱内还设有一追踪定位摄像头，所述追踪定位摄像头的镜头与观察口齐平且与电源连接，所述机箱外侧还设有一对辅助LED灯，包括流水灯和照明灯，所述流水灯和照明灯均与电源连接并通过PLC与遥控终端连接，使得可以通过追踪定位摄像头来辅助无线定位基站判断确认巡检无人机的实时位置，同时方便判断无人机的挂点拍摄死角有无异常，同时在大雾或者夜间的情况下，可以通过流水灯的闪烁来项巡检无人机示意杆塔挂点所在的大致位置，在巡检无人机接近后，在切换至照明灯来照亮挂点，方便巡检无人机进行挂点的各角度拍摄。
所述支撑板上还设有一透明遮雨罩12c，所述透明遮雨罩周身上开有一用于太阳能电池板穿透的缺口13c，所述缺口的上方设有一遮盖缺口的导水板14c。
由于所述支撑板上还设有一透明遮雨罩，所述透明遮雨罩周身上开有一用于太阳能电池板穿透的缺口，所述缺口的上方设有一遮盖缺口的导水板，使得可以保护辅助定位装置不受雨水影响，进而保护其机箱内的设备安全，同时导水板还可以防止缺口处由于风雨交加的情况而导致雨水飘进机箱内的情况。
所述支撑板以及透明遮雨罩均采用绝缘材料。
由于所述支撑板以及透明遮雨罩均采用绝缘材料，使得电网杆塔在较易受到雷电干扰的情况下，通过在机箱与固定装置之间设置一绝缘的支撑板，再通过透明遮雨罩的双重绝缘效果来达保障机箱内的设备的安全，大大提高了设备的安全性。
所述采集摄影机的下方还固定设有一用于与微型无线定位基站感应的感应器5a。
由于所述采集摄影机的下方还固定设有一用于与微型无线定位基站感应的感应器，使得巡检无人机可以通过感应器使其与微型无线定位基站以及底面之间的位置可以实时掌握，降低了地面对无人机的控制难度，同时节省了挂点的采集时间，进一步提升了采集的效率。
所述清障机构包括一半圆弧形的引导板5b、若干切割刀片6b、旋转切割刀7b以及电动机8b，所述圆弧引导板的形状与电网导电线相匹配，所述引导板的一端与机械臂杆固定连接，所述若干切割刀片沿引导板的轴向分布并沿周向排列设置于引导板上，所述若干切割刀片与引导板和机械臂杆的连接点之间设有一引导块9b，所述引导块中部沿引导板的轴向开有一切割槽10b，所述旋转切割刀片固定设于引导板与机械臂杆的连接点处并位于切割槽内，所述旋转切割刀片上设有一转轴71b，所述电动机设于机械臂杆上且与转轴固定连接并作旋转配合，所述驱动装置以及电动机均通过PLC受遥控终端控制。
由于所述清障机构包括一半圆弧形的引导板、若干切割刀片、旋转切割刀以及电动机，所述圆弧引导板的形状与电网导电线相匹配，所述引导板的一端与机械臂杆固定连接，所述若干切割刀片沿引导板的轴向分布并沿周向排列设置于引导板上，所述若干切割刀片与引导板和机械臂杆的连接点之间设有一引导块，所述引导块中部沿引导板的轴向开有一切割槽，所述旋转切割刀片固定设于引导板与机械臂杆的连接点处并位于切割槽内，所述旋转切割刀片上设有一转轴，所述电动机设于机械臂杆上且与转轴固定连接并作旋转配合，所述驱动装置以及电动机均通过PLC受遥控终端控制，使得巡检无人机在进行杆塔挂点绝对坐标采集时，可以同时对发现挂在电网或是挂点附近的电缆上的异物进行清理，排除了对挂点拍摄造成的干扰的同时，还避免了后续专门进行的清理工作，节省了大量的人力物力资源以及时间。
所述机械臂杆的一端设有一球形万向节11b，所述机械臂杆通过万向节与连接板固定连接并作旋转配合。
由于所述机械臂杆的一端设有一球形万向节，所述机械臂杆通过万向节与连接板固定连接并作旋转配合，使得机械臂杆的可调节范围增大，可控性增强，可以更加灵活地控制引导板与电网导线的对准以及完成后续的与异物接触的工作。
所述引导板上远离切割刀片的一端上设有一对扩张板12b，所述一对扩张板对称设置于引导板两侧的边缘处，所述一对扩张板之间互呈120度角，所述其中一扩张板上设有一回收装置13b，包括回收屉131b以及L形连杆132b，所述L形连杆的一端与回收屉固定连接，另一端通过螺母14b与扩张板可拆卸地连接，所述回收屉位于旋转切割刀的正下方。
由于所述引导板上远离切割刀片的一端上设有一对扩张板，所述一对扩张板对称设置于引导板两侧的边缘处，所述一对扩张板之间互呈120度角，所述其中一扩张板上设有一回收装置，包括回收屉以及L形连杆，所述L形连杆的一端与回收屉固定连接，另一端通过螺母与扩张板可拆卸地连接，所述回收屉位于旋转切割刀的正下方，使得在清障机构与电网导线对准时，通过扩张板快速与导线接触同通过120度角的引导，使得引导板快速与导线对准，节省了大量的对准操作的时间，同时降低了人工操控对准的难度，将挂在电网导线上的异物通过切割处理与导线分离后，可以自然落入扩张板上设置的回收屉中，避免了对环境造成二次污染，同时极大提升了工作效率。
Claims (5)
1.一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，其特征在于：包括巡检无人机、用于巡检无人机搭载的自动清障装置以及设置于杆塔挂点上的辅助定位器，所述巡检无人机上固定设有采集摄影机，所述自动清障装置可拆卸地设置于无人机底部，所述自动清障装置包括连接板、机械臂杆、驱动装置以及清障机构，所述机械臂杆的一端与连接板固定连接，另一端与清障机构固定连接，所述驱动装置固定设置于机械臂杆上并同时与机械臂杆以及清障机构连接，所述辅助定位器包括固定装置和定位装置，所述固定装置包括一U形支撑杆和一支撑板，所述U形支撑杆一端的周面上设有螺纹，所述螺纹的下方设有一限位圈，所述U形支撑杆的另一端与支撑板固定连接，所述固定装置与杆塔固定连接，所述定位装置固定设置于支撑板上，所述定位装置包括机箱、电源、微型无线定位基站以及与基站配套连接的线路，所述微型无线定位基站以及电源均设置于机箱内，所述电源为蓄电池电源，所述机箱外侧还固定设有一太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池电源连接，所述机箱包括箱体和箱盖，所述箱体上三个相邻的侧面上沿水平方向开有一相互连通的观察口，所述机箱内还设有一追踪定位摄像头，所述追踪定位摄像头的镜头与观察口齐平且与电源连接，所述机箱外侧还设有一对辅助LED灯，包括流水灯和照明灯，所述流水灯和照明灯均与电源连接并通过PLC与遥控终端连接，所述清障机构包括一半圆弧形的引导板、若干切割刀片、旋转切割刀以及电动机，所述引导板的形状与电网导电线相匹配，所述引导板的一端与机械臂杆固定连接，所述若干切割刀片沿引导板的轴向分布并沿周向排列设置于引导板上，所述若干切割刀片与引导板和机械臂杆的连接点之间设有一引导块，所述引导块中部沿引导板的轴向开有一切割槽，所述旋转切割刀固定设于引导板与机械臂杆的连接点处并位于切割槽内，所述旋转切割刀上设有一转轴，所述电动机设于机械臂杆上且与转轴固定连接并作旋转配合，所述驱动装置以及电动机均通过PLC受遥控终端控制，所述引导板上远离切割刀片的一端上设有一对扩张板，所述一对扩张板对称设置于引导板两侧的边缘处，所述一对扩张板之间互呈120度角，其中一扩张板上设有一回收装置，包括回收屉以及L形连杆，所述L形连杆的一端与回收屉固定连接，另一端通过螺母与扩张板可拆卸地连接，所述回收屉位于旋转切割刀的正下方。
2.按照权利要求1所述的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，其特征在于：所述支撑板上还设有一透明遮雨罩，所述透明遮雨罩周身上开有一用于太阳能电池板穿透的缺口，所述缺口的上方设有一遮盖缺口的导水板。
3.按照权利要求1所述的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，其特征在于：所述支撑板以及透明遮雨罩均采用绝缘材料。
4.按照权利要求1所述的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，其特征在于：所述采集摄影机的下方还固定设有一用于与微型无线定位基站感应的感应器。
5.按照权利要求1所述的一种杆塔挂点绝对坐标采集系统，其特征在于：所述机械臂杆的一端设有一球形万向节，所述机械臂杆通过万向节与连接板固定连接并作旋转配合。
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