CN114284938A - 一种输电线路微风振动监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路微风振动监测装置，包括监测机构和换电机器人，监测机构包括间隔座体，间隔座体上开有与输电线长度方向平行的电池通槽，电池通槽内设有可拆换电池；换电机器人的主架体设置在行走机构上，行走机构连接在输电线上，电池盒滑动设置在主架体上，电池盒包括出料道和进料道，换电机构设置在电池盒内，用于将进料道内的可拆换电池送入电池通槽内。本发明的优点是：通过设置换电机器人，利用行走机构可以在输电线上行走到间隔座体的位置，然后利用换电机构将电池盒内满电的可拆换电池推入间隔座体内，并且将间隔座体内已经没电的可拆换电池回收，从而大大降低了人工攀爬输电线进行换电操作的劳动强度，并且更换效率大大提高。

Description

一种输电线路微风振动监测装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种输电线路微风振动监测装置。

背景技术

输电线路导线的振动往往会造成线路断股、断线、金具脱落等危害，严重影响电网安全可靠运行，为避免上述事故出现，电网企业广泛部署了导线微风振动监测系统，用来检测导线的振动情况。目前的在线监测方法，为避免遗漏线路微风振动状态，多采用加速度传感器连续不间断的监测振动频率、加速度和幅度信息，从而进行综合诊断，但是在实际应用中，还需保障加速度传感器供电方面的连续不间断，目前采用的供电方法主要为电池或CT线圈供电，其中，电池寿命有限，需定期更换，维护成本高，也有采用太阳能电池供电，但是该方式受限于天气环境，当出现连续阴雨天气时，则无法保证正常供电，进而无法对到先进行振动检测；而CT取电方式又受线路负荷影响，难以实现稳定的电能供给，可靠性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路微风振动监测装置，能够有效解决现有输电线路微风振动监测装置更换电池维护成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种输电线路微风振动监测装置，包括监测机构和换电机器人，所述监测机构包括间隔座体，所述间隔座体上设有与输电线连接的连接臂，所述间隔座体上开有与输电线长度方向平行的电池通槽，所述电池通槽内设有可拆换电池，所述电池通槽靠近间隔座体的一竖直侧边，该竖直侧边旁设有所述换电机器人；

所述换电机器人包括主架体、电池盒、行走机构和换电机构，所述主架体设置在所述行走机构上，所述行走机构连接在所述输电线上，所述电池盒滑动设置在所述主架体上，所述电池盒包括用于存放替换下来可拆换电池的出料道和存储多个满电可拆换电池的进料道，所述换电机构设置在电池盒内，用于将进料道内的可拆换电池送入电池通槽内。

优选的，所述出料道和进料道平行设置且尾部通过进退段相连，所述进料道和出料道之间形成对接槽，所述对接槽的宽度与间隔座体厚度相等，所述出料道和进料道的前段均开有与电池通槽对接的开口；

所述主架体上设有至少一根插入进退段的导向杆，所述主架体上还设有进退齿轮，所述进退段上设有与进退齿轮啮合的进退齿条，以驱动电池盒靠近或者远离间隔座体。

优选的，所述换电机构设置在电池盒内的进料道旁，所述换电机构包括纵推传送带、纵推板、纵推电机、横推杆、横推齿轮和横推电机，所述进料道的内侧壁上开有推进槽，所述纵推板穿过推进槽伸入进料道内，以推动可拆换电池向进料道的开口方向移动，所述纵推板的尾端固定在纵推传送带上，所述纵推传送带由纵推电机驱动转动；

所述横推杆的运动方向与纵推板垂直，所述横推电机驱动横推齿轮带动横推杆移动，驱动横推杆的头部穿过推进槽将可拆换电池从进料道的开口推入电池通槽内。

优选的，每块可拆换电池上均设有磁铁，所述出料道的内侧壁上设有多块电磁铁，以便将从电池通槽内推出的旧可拆换电池吸入出料道内。

优选的，所述主架体上对应上下两条输电线分别设有上行走臂和下行走臂，所述上行走臂的中段和下行走臂的中段均与主架体铰链连接，所述主架体上分别设有驱动主架体相对上行走臂、下行走臂转动的偏转电机，所述上行走臂和下行走臂的两端均铰接有所述行走机构。

优选的，所述上行走臂和下行走臂的两端与所述行走机构的铰接处均设有驱动上行走臂和下行走臂相对行走机构转动驱动电机，同侧上行走臂与对应行走机构的转动轴线和下行走臂与对应行走机构的转动轴线同轴。

优选的，所述行走机构包括基座、一对夹爪、开合电机、一对行走轮、同步带、带齿轮、行走电机及距离传感器，所述基座朝向输电线的端面设有距离传感器，并沿输电线方向与一对行走轮铰链连接，该一对行走轮上设有与同步带套合的轮轴、与输电线适配的环形槽，所述同步带内周面与轮轴摩擦配合，外周面设有若干传动齿，该传动齿与带齿轮啮合，所述行走电机与基座固定并与带齿轮联动配合，驱动行走轮正反转，所述基座竖直方向的上下两端部，分别与一对夹爪做铰链连接，所述一对夹爪各自设有开合电机，该开合电机驱动一对夹爪合拢将输电线压入行走轮的环形槽内，所述输电线与夹爪做滑动配合，与行走轮做摩擦配合。

优选的，所述电池盒靠近间隔座体的端面、及侧面均设有接近开关，所述间隔座体的侧面设有止停机构，该止停机构包括止停翻板、止停电机及延时器，所述止停翻板呈L型，设有与间隔座体铰链配合的轴部、及朝向电池盒的导向板，该导向板上设有与出料道适配的插槽，所述导向板与电池盒相对的端面上设有接近开关。

优选的，所述监测机构还包括充电模块，所述间隔座体与输电线的连接臂，包括扣合杆、套管、复位弹簧、感应线圈及永磁体，该扣合杆一端与输电线可拆卸的固定连接，另一端插设于套管内，所述套管与间隔座体固定连接，该套管内孔底部设有永磁体，所述扣合杆插入端部设有线圈，所述复位弹簧两端分别与套管、扣合杆固定连接，所述线圈随输电线振动与永磁体之间产生相对运动，产生的电流通过充电模块为备用电源充电。

与现有技术相比，本发明的优点是：通过设置换电机器人，利用行走机构可以在输电线上行走到间隔座体的位置，然后利用换电机构将电池盒内满电的可拆换电池推入间隔座体内，并且将间隔座体内已经没电的可拆换电池回收，从而大大降低了人工攀爬输电线进行换电操作的劳动强度，并且更换效率大大提高。

附图说明

图1为本发明一种输电线路微风振动监测装置的立体图(一)；

图2为本发明一种输电线路微风振动监测装置的爆炸图(一)；

图3为本发明一种输电线路微风振动监测装置的立体图(二)；

图4为本发明一种输电线路微风振动监测装置的爆炸图(二)；

图5为本发明一种输电线路微风振动监测装置的剖视图；

图6为本发明一种输电线路微风振动监测装置中换电机器人的爆炸图；

图7为本发明一种输电线路微风振动监测装置中行走机构的立体图；

图8为本发明一种输电线路微风振动监测装置中充电模块的结构示意图。

附图标记为：

1-监测机构、11-间隔座体、12-连接臂、13-电池通槽、131-进口、132-出口、14-止停翻板；

2-换电机器人、21-主架体、211-伸展槽、212-导向杆、22-上行走臂、23-下行走臂；

3-可拆换电池、31-电机触头、32-磁性导块；

4-输电线；

5-电池盒、51-进料道、511-推进槽、512-开口、52-出料道、53-对接槽、54-进退段、541-进退齿条、55-接近开关；

6-行走机构、61-基座、62-夹爪、63-开合电机、64-行走轮、65-同步带、66-带齿轮、67-行走电机；

8-换电机构、81-纵推传送带、82-纵推板、83-纵推电机、84-横推杆、85-横推齿轮、86-横推电机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

参阅图1至图8为本发明一种输电线路微风振动监测装置的实施例，一种输电线路微风振动监测装置，包括监测机构1及换电机器人2，所述监测机构1包括间隔座体11、状态检测传感器、备用电源模块、可拆换电池3、无线通信模块及控制芯片，所述间隔座体11上设有与输电线4连接固定的连接臂12、沿输电线4方向开设的电池通槽13，电池通槽13一般位于间隔座体11的一竖直侧边旁，方便换电机器人2操作更换可拆换电池3，该电池通槽13包括进口131、出口132，槽内设有导电触头、定位磁铁，该进口131、出口132处均设有弹性定位珠；

所述可拆换电池3为与电池通槽13适配的矩形，对应导电触头位置设有电极触头31，对应电磁铁位置设有磁性导块32；

所述换电机器人2包括主架体21、电源模块、控制模块、电池盒5、行走机构6、对接机构及换电机构8，所述行走机构6与输电线4可拆卸的活动连接，并驱动机器人沿输电线4移动，所述主架体21设有与电池盒5滑动插接的伸展槽211，伸展槽211的高度与电池盒5的高度相等，该伸展槽211内设有导向杆212；

所述电池盒5呈“凹字型”，包括两侧平行朝向间隔座体11的进料道51、出料道52，及位于两道之间的对接槽53、进退段54，该对接槽53宽度与间隔座体11对应，所述进料道51内同列设置有若干个可拆换电池3，该进料道51内侧面设有推进槽511，所述进料道51、出料道52朝向对接槽53的一侧均设有供电池出入的开口512，该出料道52远离开口512的底部设有电磁铁，所述进退段54设有与导向杆212适配的导向孔，该进退段54表面沿导向孔方向设有进退齿条541；

所述对接机构包括距离传感器、进退齿轮及进退电机，该进退电机与主架体21固定连接，并与进退齿轮联动配合，所述进退齿轮与进退齿条541啮合，驱动电池盒5的开口512与间隔座体11的电池通槽13对接，所述距离传感器设置于电池盒5朝向间隔座体11的端部；

所述换电机构8包括纵推传送带81、纵推板82、纵推电机83、横推杆84、横推齿轮85及横推电机86，所述纵推传送带81沿推进槽511方向轮转设置，所述纵推板82设置于进料道51远离开口512的底部，并穿过推进槽511与纵推传送带81固定连接，所述纵推电机83与纵推传送带81联动配合，驱动纵推板82于开口512与进料道51底部直径往复移动；

所述横推杆84开口512平行，该横推杆84上设有传动齿，所述横推齿轮85与传动齿啮合，所述横推电机86与横推齿轮85联动配合，驱动横推杆84将新电池由进料道51挤入电池通槽13内，并将电池通槽13内的旧电池挤入出料道52，所述出料道52的电磁铁将旧电池吸至底部。

所述主架体21对应输电线4设有上行走臂22、下行走臂23，该上行走臂22的中段、下行走臂23的中段均与主架体21铰链连接，所述主架体21上设有分别与上行走臂22、下行走臂23联动配合偏转电机，该偏转电机驱动上行走臂22、下行走臂23各自围绕铰接点旋转，以便调整主架体21的角度，让主架体21上的电池盒5能对准间隔座体11插入；

所述上行走臂22、下行走臂23的两个端部均铰链连接有行走机构6，上行走臂和下行走臂的两端与所述行走机构的铰接处均设有驱动上行走臂和下行走臂相对行走机构转动驱动电机，同侧上行走臂与对应行走机构的转动轴线和下行走臂与对应行走机构的转动轴线同轴。以便在跨越间隔座体11时，可以让位于一端的行走机构6先脱离输电线，而另一端的行走机构6继续运行，等一端的行走机构6跨过间隔座体11后，驱动电机在驱动上行走臂和下行走臂相对行走机构转动，让一端的行走机构6重新与输电线对接。

行走机构6包括基座61、一对夹爪62、开合电机63、一对行走轮64、同步带65、带齿轮66、行走电机67及距离传感器，所述基座61朝向输电线4的端面设有距离传感器，并沿输电线4方向与一对行走轮64铰链连接，该一对行走轮64上设有与同步带65套合的轮轴、与输电线4适配的环形槽，所述同步带65内周面与轮轴摩擦配合，外周面设有若干传动齿，该传动齿与带齿轮66啮合，所述行走电机67与基座61固定并与带齿轮66联动配合，驱动行走轮64正反转，所述基座61竖直方向的上下两端部，分别与一对夹爪62做铰链连接，所述一对夹爪62各自设有开合电机63，该开合电机63驱动一对夹爪62合拢将输电线4压入行走轮64的环形槽内，所述输电线4与夹爪62做滑动配合，与行走轮64做摩擦配合。

所述电池盒5靠近间隔座体11的端面、及侧面均设有接近开关55，所述间隔座体11相对出口132的侧面设有止停机构，该止停机构包括止停翻板14、止停电机及延时器，所述止停翻板14呈L型，设有与间隔座体11铰链配合的轴部、及朝向电池盒5的导向板，该导向板上设有与出料道52适配的插槽，所述导向板与电池盒5相对的端面上设有接近开关55；

所述换电机器人2控制模块，根据电池盒5侧面接近开关55抵触导向板信号，停止行走电机67，并启动进退电机控制电池盒5与间隔座体11对接，根据电池盒5端面接近开关55抵触信号，启动换电机构8，待横推杆84、电磁铁运作完毕，进退电机反转退出电池盒5，上行走臂22、下行走臂23依次偏转，交换夹合输电线4的端部，绕过监测机构1，换电机器人2继续沿输电线4移动；

所述止停电机根据轴部接近开关55信号，翻转止停翻板14，让行换电机器人2通过，并通过延时器延时后恢复止停翻板14。

出料道52设有第一电磁锁及第二电磁锁，该第一电磁锁位于出料道52与出口132相对的侧壁，吸引旧电池进入出料道52，所述第二电磁锁位于出料道52远离出口132侧的底部，吸引旧电池至底部。

所述监测机构1还包括充电模块，所述间隔座体11与输电线4的连接臂12，包括扣合杆121、套管122、复位弹簧123、感应线圈124及永磁体125，该扣合杆121一端与输电线4可拆卸的固定连接，另一端插设于套管122内，所述套管122与间隔座体11固定连接，该套管122内孔底部设有永磁体125，所述扣合杆121插入端部设有线圈，所述复位弹簧123两端分别与套管122、扣合杆121固定连接，所述线圈随输电线4振动与永磁体125之间产生相对运动，产生的电流通过充电模块为备用电源充电。

通过电池盒5与间隔座体11对接机构的设计，实现可拆换电池3的拆装交换，新电池将旧电池挤出的同时，完成与弹性定位珠、限位磁铁的固定，是电极触头31与导电触头接触，完成导通。

电池盒5的凹字型结构，通过对接槽53与间隔座体11拼接，而设置的止停机构与换电机器人2的联动，即在对接阶段引导进料道51、出料道52与电池通槽13的准确对接，又在对接完成后，自动翻转让行，便于换电机器人2绕行，待一定时间后恢复姿态，以便下次对接。

设置的换电机构8进料道51侧保持同列电池补位至开口512，并依次将新电池推入电池通槽13。出料道52侧通过电磁铁的启停，吸引电池上的磁性导块32，带动旧电池落入出料道52。

同时也可以在出料道52侧镜像设置纵推传动带、纵推板82，并该侧纵推板82上设置电磁铁，逆向运转将旧电池吸引至底部。

设置的行走机构6，通过上行走臂22、主架体21、下行走臂23呈“工”字型的翘板结构，上输电线4时，首先是行走臂相对远离监测机构1的端部，与输电线4夹合行走，这样电池盒5对接时，行走臂另一端部率先越过监测机构1。然后对接过程中，上行走臂22或下行走臂23中的一个，先进行偏转，待先偏转的行走臂另一端完成与输电线4夹合稳定后，后一个行走臂再行进偏转，完成换电机器人2绕过监测机构1的动作，换电机器人2得以沿输电线4继续行走，对后续的监测机构1继续换电。

行走机构6设置一对间隔的行走轮64，配合一对夹爪62，于输电线4两侧形成稳定的三点固定结构，实现即使只有一个行走机构6与输电线4夹合时，也能稳定换电机器人2，以便换电机器人2绕过监测机构1后，恢复上下行走臂23的姿态，做下一次绕行。

监测机构1通过扣合杆121、套管122随输电线4振动产生相对运动，感应线圈124与永磁体125之间产生相对运动，使通过线圈回路内的磁通量改变，产生感应电动势，从而产生电流。在利用充电模块对备用电源进行充电，实现检测机构回收输电线4振动的微能量，进一步延长监测机构1的工作续航。

状态监测传感器为无线加速度传感器。换电机器人亦可由操作人员在地面遥控。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：包括监测机构和换电机器人，所述监测机构包括间隔座体，所述间隔座体上设有与输电线连接的连接臂，所述间隔座体上开有与输电线长度方向平行的电池通槽，所述电池通槽内设有可拆换电池，所述电池通槽靠近间隔座体的一竖直侧边，该竖直侧边旁设有所述换电机器人；

所述换电机器人包括主架体、电池盒、行走机构和换电机构，所述主架体设置在所述行走机构上，所述行走机构连接在所述输电线上，所述电池盒滑动设置在所述主架体上，所述电池盒包括用于存放替换下来可拆换电池的出料道和存储多个满电可拆换电池的进料道，所述换电机构设置在电池盒内，用于将进料道内的可拆换电池送入电池通槽内。

2.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述出料道和进料道平行设置且尾部通过进退段相连，所述进料道和出料道之间形成对接槽，所述对接槽的宽度与间隔座体厚度相等，所述出料道和进料道的前段均开有与电池通槽对接的开口；

所述主架体上设有至少一根插入进退段的导向杆，所述主架体上还设有进退齿轮，所述进退段上设有与进退齿轮啮合的进退齿条，以驱动电池盒靠近或者远离间隔座体。

3.如权利要求2所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述换电机构设置在电池盒内的进料道旁，所述换电机构包括纵推传送带、纵推板、纵推电机、横推杆、横推齿轮和横推电机，所述进料道的内侧壁上开有推进槽，所述纵推板穿过推进槽伸入进料道内，以推动可拆换电池向进料道的开口方向移动，所述纵推板的尾端固定在纵推传送带上，所述纵推传送带由纵推电机驱动转动；

所述横推杆的运动方向与纵推板垂直，所述横推电机驱动横推齿轮带动横推杆移动，驱动横推杆的头部穿过推进槽将可拆换电池从进料道的开口推入电池通槽内。

4.如权利要求2所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：每块可拆换电池上均设有磁铁，所述出料道的内侧壁上设有多块电磁铁，以便将从电池通槽内推出的旧可拆换电池吸入出料道内。

5.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述主架体上对应上下两条输电线分别设有上行走臂和下行走臂，所述上行走臂的中段和下行走臂的中段均与主架体铰链连接，所述主架体上分别设有驱动主架体相对上行走臂、下行走臂转动的偏转电机，所述上行走臂和下行走臂的两端均铰接有所述行走机构。

6.如权利要求5所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述上行走臂和下行走臂的两端与所述行走机构的铰接处均设有驱动上行走臂和下行走臂相对行走机构转动驱动电机，同侧上行走臂与对应行走机构的转动轴线和下行走臂与对应行走机构的转动轴线同轴。

7.如权利要求5或6所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述行走机构包括基座、一对夹爪、开合电机、一对行走轮、同步带、带齿轮、行走电机及距离传感器，所述基座朝向输电线的端面设有距离传感器，并沿输电线方向与一对行走轮铰链连接，该一对行走轮上设有与同步带套合的轮轴、与输电线适配的环形槽，所述同步带内周面与轮轴摩擦配合，外周面设有若干传动齿，该传动齿与带齿轮啮合，所述行走电机与基座固定并与带齿轮联动配合，驱动行走轮正反转，所述基座竖直方向的上下两端部，分别与一对夹爪做铰链连接，所述一对夹爪各自设有开合电机，该开合电机驱动一对夹爪合拢将输电线压入行走轮的环形槽内，所述输电线与夹爪做滑动配合，与行走轮做摩擦配合。

8.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述电池盒靠近间隔座体的端面、及侧面均设有接近开关，所述间隔座体的侧面设有止停机构，该止停机构包括止停翻板、止停电机及延时器，所述止停翻板呈L型，设有与间隔座体铰链配合的轴部、及朝向电池盒的导向板，该导向板上设有与出料道适配的插槽，所述导向板与电池盒相对的端面上设有接近开关。

9.如权利要求1所述的一种输电线路微风振动监测装置，其特征在于：所述监测机构还包括充电模块，所述间隔座体与输电线的连接臂，包括扣合杆、套管、复位弹簧、感应线圈及永磁体，该扣合杆一端与输电线可拆卸的固定连接，另一端插设于套管内，所述套管与间隔座体固定连接，该套管内孔底部设有永磁体，所述扣合杆插入端部设有线圈，所述复位弹簧两端分别与套管、扣合杆固定连接，所述线圈随输电线振动与永磁体之间产生相对运动，产生的电流通过充电模块为备用电源充电。

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