CN114336977B - 一种基于ai图像识别的智慧巡检应用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统巡检设备技术领域，具体涉及一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法，通过调节机构的设置，能够在操作装置连接到电路进行巡检时，更加方便快捷的对所有连接机构进行调整，快速调配以提高巡检效率，无需过多复杂的操作；通过连接机构的设置，能够在对电缆进行检查时，通过自走的方式快速采集电缆的图像信息，并且根据电缆的状况可方便灵活的调节；而通过清洁器的设置，能够在采集电缆的过程中，对电缆的外表面进行进行快速有效的清理，更加满足于后期图像识别的需求，提高识别精度。

Description

一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统巡检设备技术领域，具体涉及一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法。

背景技术

使用机器来进行电路巡检就是近年电力巡检的热门技术之一。而目前通过机器巡检大多是以机器图像识别技术来进行的，即通过机器对电缆的外观进行图像采集，然后通过计算机配合人工进行分析，快速判断电缆是否出现破损等情况，虽然使用机器能够提高巡检的便利性，但目前一般的机器在巡检使用时，特别是在野外环境下，使用操作不仅非常不便，安装操作难度高，不利于野外和高空使用，而且野外的电缆表面容易附着更多如鸟粪、灰尘杂物等影响机器识别的因素，一般的机器又无法对电缆进行有效清理，从而造成后期识别的不精确。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法，能够更加高效、方便、快捷的对电路进行巡检，同时提高后期AI图像识别的精度，提高电路的巡检维保效果。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，包括控制器和机体，所述机体内置有蓄电池，所述机体设有调节机构和若干组连接机构，所述机体外侧设有保护壳；

所述调节机构包括驱动器和若干组推动组件，所述驱动器设于所述机体，若干组所述推动组件呈环形均匀设于所述机体，所述推动组件包括推动杆和卡环，所述卡环与所述机体连接，所述推动杆与所述驱动器连接并滑动贯穿所述卡环；

所述连接机构的数量与所述推动组件相同并一一对应，所述连接机构包括转杆、升降支架和挂线器，所述转杆弹性铰接于所述机体，所述升降支架设于所述转杆端部，所述挂线器设于所述升降支架端部，所述挂线器包括勾形架、走线轮、采集器、第一电机和清洁器，所述勾形架与所述升降支架连接且弯折部朝向所述机体，所述走线轮转动设于所述勾形架的U形开口内，所述采集器设于所述勾形架并与所述走线轮相匹配，所述第一电机设于所述勾形架并与所述走线轮传动连接，所述清洁器设于所述勾形架。

所述驱动器包括转把、转轴、转盘和若干推块，所述转轴阻尼转动于所述机体内且贯穿所述机体两端，所述转把设于所述转轴远离所述连接机构一端，所述转盘设于所述转轴另一端，所述转盘表面均匀设有若干个与若干所述调节机构一一对应的弧形滑槽，若干所述推块分别设于若干所述推动杆另一端连接，且所述推块滑动设于对应的所述弧形滑槽内；这样能够方便快捷的调整所有连接机构的状态，使得操作更加方便快捷。

所述推块与所述推动杆转动连接。

所述升降支架包括第二电机、螺杆、方形限位板和伸缩杆，所述转杆开有台阶腔，所述第二电机嵌设于所述转杆内，所述螺杆转动设于所述台阶腔内并与所述第二电机的输出轴传动连接，所述方形限位板滑动设于所述台阶腔内并与所述螺杆螺纹连接，所述伸缩杆与所述方形限位板连接并伸出所述台阶腔，所述伸缩杆与所述螺杆螺纹连接，所述勾形架与所述伸缩杆的另一端连接；这样能够方便有效的调节挂线器的伸出长度，更加匹配电路中电缆的位置。

所述伸缩杆上端设有与所述走线轮相匹配的压线器，所述压线器包括伸缩缸、U形架和压线轮，所述伸缩缸与所述伸缩杆端部固定连接，所述U形架与所述伸缩缸的输出轴连接且其开口朝向所述走线轮，所述压线轮转动设于所述U形架的开口内；这样能够进一步提高电缆连接后的稳定性，避免电缆脱离连接。

所述勾形架设有与所述清洁器相匹配的摆动器，所述摆动器包括圆盘、施力柱、连接条和方形框，所述圆盘转动设于所述勾形架远离所述电机一侧并与所述走线轮的转轴传动连接，所述施力柱偏心设于所述圆盘，所述连接条与所述方形框的长度边滑动连接，所述连接条开有与所述施力柱相匹配的活动槽，所述清洁器与所述连接条可拆卸固定连接；这样在装置爬行巡检的同时，还能够主动对清洁器施加往复推拉动作，提高对电缆表面的清洁效果。

所述施力柱与所述圆盘转动连接。

所述保护壳呈桶装并滑动设于所述机体，所述机体远离所述调节机构一端设有边板，所述保护壳的两端和所述边板侧面均设有转动环；这样在提供部件的保护同时，还更加便于携带。

本装置的具体使用方法为：

步骤一：首先取消保护壳对连接机构的遮挡；

步骤二：通过驱动器控制推动组件运动，使得若干组连接机构同步开启，并将装置通过挂线器悬挂于水平高度最高的电缆；

步骤三：通过控制器调整升降支架，然后使得所有连接机构的挂线器均与对应位置的电缆连接，连接完成后回收一部分升降支架；

步骤四：通过控制器控制挂线器行走，进而带动整个装置移动对电缆进行图像采集；

步骤五：图像采集巡检完成后，即可通过上述同样的方式进行装置的拆卸和复原。

相较于现有技术本发明至少具有以下优点：

1.通过调节机构的设置以及配合连接机构的弹性铰接设计，在整个装置不使用时，能够使得装置自动收缩，避免装置展开造成难以携带的问题，同时通过调节机构能够方便快速的对所有连接机构的状态进行调整，操作更加方便快捷；

2.连接机构内的升降支架能够根据电路中电缆的位置状态，进行灵活的调整，从而使得挂线器能够更加方便的与电缆进行勾挂连接；

3.挂线器的勾形架能够更加便于勾挂电缆，同时走线轮能够提高与电缆连接后的稳定性，配合清洁器，在整个装置爬行巡检的过程中，能够对电缆的外表面进行清理，从而提高采集器采集的图像清晰度，进一步提高后续机器识别的效果；

4.摆动器的设置，在随着整个装置爬行移动的同时，能够对清洁器施加主动的往复摆动动作，从而提高对电缆的清理效果，相较于通过装置自身移动带来的摩擦力清理动作，能够更加有效的清理附着物；

5.保护壳的设计配合边板和转动环，能够在装置不使用时更加有效的对装置进行保护，同时也更加便于携带。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法实施例的结构示意图一。

图2为本发明一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统及方法实施例的结构示意图二。

图3为本发明的整体结构剖视图。

图4为图3中A处的放大示意图。

图5为图3中B处的放大示意图。

图6为图3中C处的放大示意图。

图7为本发明连接机构的结构示意图。

机体1、保护壳11、边板12、转动环13、推动杆2、卡环21、转杆3、勾形架31、走线轮32、采集器33、第一电机34、清洁器35、转把4、转轴41、转盘42、推块43、弧形滑槽44、第二电机5、螺杆51、方形限位板52、伸缩杆53、台阶腔54、伸缩缸6、U形架61、压线轮62、圆盘7、施力柱71、连接条72、方形框73、活动槽74。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-7所示，一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，包括控制器和机体1，机体1内置有蓄电池，机体1设有调节机构和若干组连接机构，机体1外侧设有保护壳11。所述调节机构包括驱动器和若干组推动组件，驱动器设于机体1，若干组推动组件呈环形均匀设于机体1，推动组件包括推动杆2和卡环21，卡环21与机体1连接，推动杆2与驱动器连接并滑动贯穿卡环21。所述连接机构的数量与推动组件相同并一一对应，连接机构包括转杆3、升降支架和挂线器，转杆3弹性铰接于机体1，升降支架设于转杆3端部，挂线器设于升降支架端部，挂线器包括勾形架31、走线轮32、采集器33、第一电机34和清洁器35，勾形架31与升降支架连接且弯折部朝向机体1，走线轮32转动设于勾形架31的U形开口内，采集器33设于勾形架31并与走线轮32相匹配，第一电机34设于勾形架31并与走线轮32传动连接，清洁器35设于勾形架31。

在静止状态下，由于转杆3弹性铰接于机体1，因此转杆3在不受外力推动的情况下会向机体1的轴线翻转，使得自身与机体1的长度方形平行，进而使得整个装置呈圆筒状，更加便于携带，而在使用本装置对电路线缆进行巡检时，先去除保护壳11对连接机构的遮挡防护，然后通过驱动器对推动组件进行驱动，此时所有推动杆2受到驱动器的驱动将同步沿着卡环21移动，进而对转杆3进行推动，使得转杆3逐渐翻转直至翻转90°与机体1的长度方向垂直。

当连接机构调整完成后，由于挂线器的勾形架31呈弯钩状，因此可先将一个挂线器勾挂于整个电路线缆中水平高度最高的一个，使得整个装置能够初步悬挂于电路，然后根据电路中其他电缆的位置，调整升降支架的伸缩长度，直至所有线缆能够与每个连接机构的挂线器连接即可，最后微调收回部分升降支架，使得线缆受到主动的拉力减小线缆之间的可活动程度，提高稳定性。

当装置与电路线缆连接完成后，即可通过控制器控制整个装置进行巡检，而控制器包括地面控制终端、通讯模块和控制模块，通讯模块和控制模块均设于机体1，地面控制终端位于地面工作人员，这样通过地面工作人员的控制即可方便操控装置的巡检使用，在装置爬行时，每个连接机构的第一电机34将启动带动走线轮32移动，为了提高走线轮32与电缆之间的稳定性，走线轮32的中部开有环形凹槽，这样能够使得电缆卡入走线轮32中，不易脱落，随着走线轮32带动整个装置的爬行，清洁器35会对线缆的外表面进行清理，避免电缆表面附着如灰尘杂质、鸟粪污物等会影响图像识别的物质，从而提高后续图像识别的精度，而采集器33能够对电缆的外观图像进行采集，为识别机器提供清晰的图像材料。

在装置巡检使用完成后，即可再次通过驱动器同步复位所有连接机构，然后通过保护壳11进行保护，这样使用操作方便快捷，能够有效提高巡检效率，同时能够更加便于装置的携带，无过多零散部件的存在，更加适应于野外巡检使用。

所述驱动器包括转把4、转轴41、转盘42和若干推块43，转轴41阻尼转动于机体1内且贯穿机体1两端，转把4设于转轴41远离连接机构一端，转盘42设于转轴41另一端，转盘42表面均匀设有若干个与若干调节机构一一对应的弧形滑槽44，若干推块43分别设于若干推动杆2另一端连接，且推块43滑动设于对应的弧形滑槽44内；在需要控制连接机构状态改变时，只需要通过转动转把4，带动转轴41转动，从而带动整个转盘42转动，由于转盘42表面均匀开设有若干个与若干调节机构一一对应的弧形滑槽44，且推动杆2连接的推块43滑动位于弧形滑槽44内，而推动杆2又受到卡环21的限位，因此随着转盘42的转动方向，弧形滑槽44内的推块43将受到推动，进而迫使推动杆2伸缩移动，从而使得转杆3受到推动杆2的推动而翻转移动，同时由于转轴41与机体1之间为阻尼转动，因此转轴41在停止转动后会自动停止，不会随意自动转动，提高了稳定性。

所述推块43与推动杆2转动连接；这样能够降低推块43与转盘42之间的摩擦力，提高部件寿命。

所述升降支架包括第二电机5、螺杆51、方形限位板52和伸缩杆53，转杆3开有台阶腔54，第二电机5嵌设于转杆3内，螺杆51转动设于台阶腔54内并与第二电机5的输出轴传动连接，方形限位板52滑动设于台阶腔54内并与螺杆51螺纹连接，伸缩杆53与方形限位板52连接并伸出台阶腔54，伸缩杆53与螺杆51螺纹连接，勾形架31与伸缩杆53的另一端连接；当需要调整挂线器的伸出位置时，通过第二电机5的转动带动螺杆51转动，由于方形限位板52受到台阶腔54限制，且伸缩杆53与螺杆51螺纹连接，因此第二电机5的转动将使得伸缩杆53伸出或收回台阶腔54，进而使得挂线器的位置得到改变。

所述伸缩杆53上端设有与走线轮32相匹配的压线器，压线器包括伸缩缸6、U形架61和压线轮62，伸缩缸6与伸缩杆53端部固定连接，U形架61与伸缩缸6的输出轴连接且其开口朝向走线轮32，压线轮62转动设于U形架61的开口内；当电缆线进入勾形架31内并与走线轮32连接后，伸缩缸6伸出带动U形架61移动，随着U形架61的移动将使得压线轮62逐渐靠近线缆直至压紧，这样能够进一步避免线缆脱离连接，提高稳定性，并且通过压线轮62对线缆的压紧，使得线缆能够始终受到走线轮32的驱动，特别是整个装置下侧的线缆，依然能够起到驱动效果，提高稳定性。

所述勾形架31设有与清洁器35相匹配的摆动器，摆动器包括圆盘7、施力柱71、连接条72和方形框73，圆盘7转动设于勾形架31远离电机一侧并与走线轮32的转轴41传动连接，施力柱71偏心设于圆盘7，连接条72与方形框73的长度边滑动连接，连接条72开有与施力柱71相匹配的活动槽74，清洁器35与连接条72可拆卸固定连接；当装置行走时，第一电机34的动力将传递给圆盘7，此时圆盘7会随着走线轮32同步转动，由于施力柱71偏心设于圆盘7，且施力柱71与连接条72的活动槽74滑动连接，而连接条72又滑动设于方形框73并受到方形框73的限制，因此连接条72将随着圆盘7转动而产生往复移动，从而带动挂线器主动对线缆表面进行杂质刮除，进一步提高了线缆清洁的效果，为采集器33的图像采集提供更好的条件，更加利于后续机器进行图像识别分析。

所述施力柱71与圆盘7转动连接；这样能够减少部件之间的摩擦损耗，提高部件寿命。

所述保护壳11呈桶装并滑动设于机体1，机体1远离调节机构一端设有边板12，保护壳11的两端和边板12侧面均设有转动环13；当连接机构处于收缩状态时，可推动保护壳11将连接机构遮蔽，从而对连接机构进行防护，为了更加便于装置的携带，还可在保护壳11表面设置拖拉手，配合转动环13的设置，便可实现整个装置在平整地面的拖行或提拿，更加适应野外环境下的携带使用，提高便携性。

本装置的具体使用方法为：

步骤一：首先取消保护壳对连接机构的遮挡；

步骤二：通过驱动器控制推动组件运动，使得若干组连接机构同步开启，并将装置通过挂线器悬挂于水平高度最高的电缆；

步骤三：通过控制器调整升降支架，然后使得所有连接机构的挂线器均与对应位置的电缆连接，连接完成后回收一部分升降支架；

步骤四：通过控制器控制挂线器行走，进而带动整个装置移动对电缆进行图像采集；

步骤五：图像采集巡检完成后，即可通过上述同样的方式进行装置的拆卸和复原。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，包括控制器和机体，所述机体内置有蓄电池，其特征在于：所述机体设有调节机构和若干组连接机构，所述机体外侧设有保护壳；

所述调节机构包括驱动器和若干组推动组件，所述驱动器设于所述机体，若干组所述推动组件呈环形均匀设于所述机体，所述推动组件包括推动杆和卡环，所述卡环与所述机体连接，所述推动杆与所述驱动器连接并滑动贯穿所述卡环；

所述连接机构的数量与所述推动组件相同并一一对应，所述连接机构包括转杆、升降支架和挂线器，所述转杆弹性铰接于所述机体，所述升降支架设于所述转杆端部，所述挂线器设于所述升降支架端部，所述挂线器包括勾形架、走线轮、采集器、第一电机和清洁器，所述勾形架与所述升降支架连接且弯折部朝向所述机体，所述走线轮转动设于所述勾形架的U形开口内，所述采集器设于所述勾形架并与所述走线轮相匹配，所述第一电机设于所述勾形架并与所述走线轮传动连接，所述清洁器设于所述勾形架；

所述驱动器包括转把、转轴、转盘和若干推块，所述转轴阻尼转动于所述机体内且贯穿所述机体两端，所述转把设于所述转轴远离所述连接机构一端，所述转盘设于所述转轴另一端，所述转盘表面均匀设有若干个与若干所述调节机构一一对应的弧形滑槽，若干所述推块分别设于若干所述推动杆另一端连接，且所述推块滑动设于对应的所述弧形滑槽内；

所述推块与所述推动杆转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，其特征在于：所述升降支架包括第二电机、螺杆、方形限位板和伸缩杆，所述转杆开有台阶腔，所述第二电机嵌设于所述转杆内，所述螺杆转动设于所述台阶腔内并与所述第二电机的输出轴传动连接，所述方形限位板滑动设于所述台阶腔内并与所述螺杆螺纹连接，所述伸缩杆与所述方形限位板连接并伸出所述台阶腔，所述伸缩杆与所述螺杆螺纹连接，所述勾形架与所述伸缩杆的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，其特征在于：所述伸缩杆上端设有与所述走线轮相匹配的压线器，所述压线器包括伸缩缸、U形架和压线轮，所述伸缩缸与所述伸缩杆端部固定连接，所述U形架与所述伸缩缸的输出轴连接且其开口朝向所述走线轮，所述压线轮转动设于所述U形架的开口内。

4.根据权利要求1所述的一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，其特征在于：所述勾形架设有与所述清洁器相匹配的摆动器，所述摆动器包括圆盘、施力柱、连接条和方形框，所述圆盘转动设于所述勾形架远离所述电机一侧并与所述走线轮的转轴传动连接，所述施力柱偏心设于所述圆盘，所述连接条与所述方形框的长度边滑动连接，所述连接条开有与所述施力柱相匹配的活动槽，所述清洁器与所述连接条可拆卸固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，其特征在于：所述施力柱与所述圆盘转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于AI图像识别的智慧巡检应用系统，其特征在于：所述保护壳呈桶装并滑动设于所述机体，所述机体远离所述调节机构一端设有边板，所述保护壳的两端和所述边板侧面均设有转动环。

7.一种基于AI图像识别的智慧巡检方法，其特征在于：利用权利要求1-6任意一项所述的应用系统进行巡检，其中巡检方法的步骤如下：

步骤一：首先取消保护壳对连接机构的遮挡；

步骤二：通过驱动器控制推动组件运动，使得若干组连接机构同步开启，并将装置通过挂线器悬挂于水平高度最高的电缆；

步骤三：通过控制器调整升降支架，然后使得所有连接机构的挂线器均与对应位置的电缆连接，连接完成后回收一部分升降支架；

步骤四：通过控制器控制挂线器行走，进而带动整个装置移动对电缆进行图像采集；

步骤五：图像采集巡检完成后，即可通过驱动器、升降支架同样的控制方式进行反向操作实现装置的拆卸和复原。