CN117740840A - 一种用于输电金具x射线检测的机器人及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于输电金具X射线检测的机器人及方法，所述机器人包括爬线单元以及基于X射线实现无损检测的检测单元，还包括可挂线在导线上以及在导线上行走的挂线行走单元，所述挂线行走单元、检测单元均与爬线单元相连。所述方法为基于所述机器人实现输电金具X射线检测的方法。本方案基于X射线，可对输电线路上输电金具进行无损检测，同时具有效率高、适用性广、安全以及操作便捷的特点。

Description

一种用于输电金具X射线检测的机器人及方法

技术领域

本发明涉及射线检测技术领域，特别是涉及一种用于输电金具X射线检测的机器人及方法。

背景技术

传统的高压输电线路通常采用单根导线或双根导线的方式进行布置，但随着电力需求的增长，单根或双根导线已经不能满足高负荷输电的要求，涉及高压、大功率的输电线路时，为了增加传输能力和提高可靠性，往往会采用多分裂导线的方式。多分裂导线是将一根主导线分成多根子导线，通过平行排列在一起进行输电。对于交流1000kV输电线路，每相大多采用8根子导线，呈正八边形分布，对于直流±800kV输电线路，每相大多数采用6根子导线，呈正六边形分布，对于交流500kV输电线路，每相大多采用4根子导线，呈正四边形分布，对于交流220kV输电线路，每相大多采用2根子导线，水平或者竖直分布。

多分裂导线系统可以提供比传统导线系统更大的输电能力。由于导线被拆分成多段，并行排列，使得电流可以在多个导线间平均分配，从而降低了每根导线的电流负荷，减小了温升和线损，提高了整个输电线路的效率和稳定性。同时，多分裂导线系统还具有更好的抗风振性能和较低的故障概率。

耐张线夹作为线路上的一种输电金具，是一种用于固定和保护导线的装置，通常位于输电线路塔杆上。它的主要功能是确保导线在额定负荷下的耐张性能，即使在恶劣的环境条件下，也能保持线路的稳定运行。耐张线夹通常由金属制成，具有强度高、刚性好、耐腐蚀等特点。

输电线路作为电力传输的重要组成部分，其安全运行对于电网稳定运行至关重要。耐张线夹作为线路的重要连接器件，承载着电线的张力和负荷，其状态直接影响线路的稳定性和安全性。

对于线路上输电金具的巡检，传统的无人机输电线路巡检方案只能通过可见光检测到表面缺陷，例如连接螺栓缺失，表面裂纹等。耐张线夹在安装过程中大多数采用基于液压的压接方式，压接的质量通过传统的巡检的方式无法检测，如果在安装初压接质量不符合标准，运行一段时间后，可能会出现导线在压接处掉落等情况，造成安全事故，为尽早发现耐张线夹缺陷以避免发生事故，传统的耐张线夹射线检测通常需要人员携带射线检查设备登高上塔进行检测，存在以下问题：

1.人员登高操作风险：传统的耐张线夹无损检测通常需要工作人员登上输电塔或爬梯进行操作，这增加了高空作业的危险性。工作人员可能会面临坠落、电击等意外风险，对其人身安全构成威胁。

2.携带设备不方便：传统的无损检测设备通常体积较大、重量较重，不便于工作人员携带和操作。需要使用滑轮、绳索等辅助设备将设备运送至作业位置，增加了工作难度和时间成本。

3、工作效率低下：由于传统方法需要人员手动操作设备，工作速度相对较慢。同时，操作人员还需进行反复攀爬和调整位置，造成了时间的浪费。

4、安全与稳定性挑战：在高空作业过程中，受到风力、天气等因素的影响，容易造成设备晃动和操作困难。此外，设备维持平衡和稳定性也是一个挑战，如果不稳固地固定设备可能导致误差和不准确的检测结果。

现有技术中还出现了如下耐张线夹射线检测手段：如专利申请号为CN202211118941.6，发明创造名称为一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统及无损探伤方法的专利申请文件所提供的方案，通过在导线上固定夹线器、基于夹线器设置爬线绳(主绳、副绳)、基于爬线绳设置的绳索电动升降机、基于绳索电动升降机设置的射线检测设备等，可实现通过绳索将检测设备从地面带入高压电场开展射线检测作业、避免人工等高作业以及提高作业效率等目的。

为推进无损检测在电网缺陷检测上的运用，有必要对相关射线检测装置以及方法进行进一步优化。

发明内容

针对上述提出的对用于电网缺陷检测的无线检测装置以及方法进行进一步优化的技术问题，本发明提供了一种用于输电金具X射线检测的机器人及方法，本方案基于X射线，可对输电线路上输电金具进行无损检测，同时具有效率高、适用性广、安全以及操作便捷的特点。

针对上述问题，本发明提供的一种用于输电金具X射线检测的机器人及方法通过以下技术要点来解决问题：一种用于输电金具X射线检测的机器人，包括爬线单元以及基于X射线实现无损检测的检测单元，还包括可挂线在导线上以及在导线上行走的挂线行走单元，所述挂线行走单元、检测单元均与爬线单元相连。

现有技术中，为克服如耐张线夹这样的输电金具不能通过表面缺陷检查识别出对导线的压接情况变化的问题、人工登高并基于射线透射完成压接情况变化检查具有作业难度大、风险高的问题，出现了基于绳索电动升降机，以夹线器以及爬线绳为依托，携带射线检测设备完成相关检查的技术方案。然而，该方案的实施依赖于在导线位置固定的夹线器，在输电线上临时设置夹线器相对困难且存在一定的安全隐患；即使在具有夹线器的情况下，完成爬线绳与夹线器的连接也存在实施难度较大的问题；针对多分裂导线输电的运用，一般在一定的区域范围以内具有多个待检测的耐张线夹，在夹线器限制射线检测设备在导线上位置的情况下，如果要使得射线检测设备能够覆盖更多的耐张线夹，与射线检测设备配套的机械臂装置结构复杂、体积大，存在不利于检测系统便携性以及爬升能力等问题。

基于以上问题，本方案提供了如上所述的用于输电金具X射线检测的机器人。本方案中，所述爬线单元即为基于钩挂在导线上的爬线绳，可沿着爬线绳由地面上向导线所在位置进行爬升的装置，所述挂线行走单元即为可钩挂在导线上并沿着导线行走的装置，所述检测单元即为具体用于执行基于X射线对输电金具进行缺陷检测的装置，本方案的具体使用方法为：

S1、采用爬线单元，携带检测单元以及挂线行走单元沿钩挂在导线上的爬线绳上升，并上升至挂线行走单元可挂接在导线上的位置，所述爬线绳可以通过无人机直接抛投至挂设在导线上，抛投后爬线绳的两端悬垂到地面，一端用于牵拉，另一端作为挂线行走机构的爬线起始端，为降低无人机的载荷，也可以是钩挂在导线上的爬线绳采用无人机抛投挂绳，挂绳搭接在导线上并且挂绳的两端在重力的作用下回跌至地面，并在挂绳的一端上连接爬线绳，通过牵拉挂绳的另一端，使得爬线绳的上端被牵拉至导线所处位置附近，并且爬线绳上端的位置满足挂线行走机构钩挂在导线上的要求，所述挂绳可以是抛投的一次绳，即完成挂绳挂设后即采用挂线牵拉爬线绳就位，也可以是遵循挂绳逐次增粗的原则，通过在先挂设在导线上的挂绳牵拉到导线上的二次绳等；

S2、挂线行走单元动作，将挂线行走单元挂接在导线上，所述动作可以是挂线行走单元变形和/或相对于爬线单元移动；

S3、识别挂线行走单元相对于导线上待检输电金具的位置，根据检测单元检测待检输电金具时的位置要求，当该位置需要调整时，通过挂线行走单元携带检测单元沿着导线行走，以调整检测单元与待检输电金具的相对位置，所述识别可采用基于图像采集、图像处理或者其他位置检测方式以及自动判断的机器人自动识别，也可以采用基于图像或者其他位置检测方式的人工识别方式；

挂线行走单元沿着导线行走过程中爬线绳处于释放状态，所述释放状态用于实现：使得爬线绳能够随爬线单元移动；

S4、通过检测单元对待检输电金具进行无损检测。

区别于现有技术，由于本方案中设置有挂线行走单元，这样，通过无人机或者其他方式完成爬线绳设置后，爬线绳在导线上的搭接位置仅需要满足挂线行走单元通过沿着导线行走能够将检测单元携带至能够检测输电金具的位置即可，故本方案在实施时，选择爬线绳在导线上的搭接位置可相对随意，并不需要以设置在导线上的夹线器为依托，实施爬线绳搭接在导线上相对于实施爬线绳连接在夹线器上更为简单和安全，有利于检测过程中的安全性、检测效率、便捷性以及适用范围；对于多分裂导线输电运用场景的检测，为适应一定区域范围内的多个待检输电金具，可通过挂线行走单元沿着导线行走适配不同位置的待检金具，这样的对检测单元的位置调整方式高效，为满足单次爬线后进行的多个位置不同输电金具检测目的，由于本方案中设置有挂线行走单元，相对于仅通过机械臂变形调整射线发射装置以及成像板在空间中位置的方式，本方案对简化检测单元的结构设计以及重量设计有利。综上，本方案不仅为一种基于X射线，可对输电线路上输电金具进行无损检测的技术方案，同时具有效率高、适用性广、安全以及操作便捷的特点。

作为所述一种用于输电金具X射线检测的机器人更进一步的技术方案：

还包括控制机构，所述控制机构包括控制模块以及识别模块；

所述识别模块用于识别挂线行走单元相对于导线的位置，当识别为挂线行走单元随爬线单元运动至能够挂接在导线上的位置时，控制模块控制挂线行走单元动作，将挂线行走单元挂接在导线上；

所述识别模块用于识别挂线行走单元相对于导线上待检输电金具的位置，控制模块根据该位置识别结果，控制挂线行走单元沿着导线行走，以调整检测单元与待检输电金具的相对位置。本方案为一种基于控制机构实现相关动作自动执行的智能方案，旨在提供一种智能机器人，具体的，所述识别模块用于识别挂线行走单元在导线上的挂线位置以及挂线行走单元相对于待检输电金具的位置，识别方式可基于机械接触、光电开关、红外开关、激光测距、深度相机中的一种或几种，所述控制模块根据相关识别结果控制挂线行走单元执行相关动作，具体如：控制机构包括多个摄像头、边缘计算控制器、运动控制器、机器视觉单元以及地面站或远程监测站，所述摄像头用于采集图像数据，采集的数据与地面站或远程监测站数据连接，用于人工监测相关动作是否被正确执行，边缘计算控制器用于系统程序运行以及系统不同部件之间的协同控制，运动控制器用于控制相关执行机构，机器视觉单元用于对所述图像进行处理并判断相关位置。

具体可运用为：爬线过程中由摄像头采集的数据判断导线以及导线与爬线单元的相对位置，当接近挂线位置时降低爬线速度并在到达爬线绳上的挂线位置后爬线单元停止运动，在控制模块的控制下，挂线行走单元执行挂线动作完成挂线操作，挂线成功后，挂线行走单元根据摄像头采集的图像数据判断挂线行走单元与待检输电金具的相对位置，在需要执行行走调整相对位置时，控制挂线行走单元行走，并根据摄像头采集的数据判断行走过程中与输电金具的相对位置，到达合适位置后，行走停止，在透射检测过程中，通过摄像头采集的数据判定和改变射线发射装置、成像板相对于待检输电金具的位置，执行检测操作后，自主执行下线操作，机器人回到地面。

所述爬线单元包括摩擦绞盘，所述摩擦绞盘的数量大于或等于2，不同摩擦绞盘用于适配不同的爬线绳。本方案提供一种具体的爬线单元实现方式，具体是通过摩擦绞盘转动，利用摩擦绞盘与爬线绳之间的摩擦力实现爬线单元沿爬线绳爬升和下降，摩擦绞盘优选采用电动驱动，所述摩擦绞盘的数量限定用于保障本方案沿爬线绳运动过程中的稳定性，具体是：当各摩擦绞盘与不同的爬线绳相作用后，各爬线绳至少上侧被张紧，可利用两根及以上的爬线绳相互约束，提升爬线单元工作过程中本机器人在空中的稳定性。作为一种优选方式，采用挂绳牵拉爬线绳的方案，爬线绳以中段对折并在对折位置与挂绳相连，挂绳将爬线绳牵拉至所述对折位置位于导线的下端，这样，相当于形成了两根爬线绳，采用两个摩擦绞盘分别与不同的爬线绳配合，并为本机器人配置陀螺仪系统，陀螺仪系统用于监测机器人的姿态，以在爬线单元动作过程中，通过所述姿态调节不同摩擦绞盘的转速、转动方向等，以使得本机器人以稳定的姿态上升和下降。

还包括基座，所述挂线行走单元、检测单元、爬线单元均安装于基座上；

所述检测单元包括第一机械臂、第二机械臂、射线发射装置以及成像板；

所述第一机械臂以及第二机械臂均安装在基座上，射线发射装置安装在第一机械臂的动作端上，成像板安装在第二机械臂的动作端上。本方案中，利用所述基座作为本机器人上不同功能部件的安装座，并具体提供了一种检测单元的结构形式，旨在通过第一机械臂、第二机械臂，灵活调整射线发射装置、成像板相对于基座的位置以及姿态，以更好适应各位置上输电金具的检测需要并取得理想的检测效果。优选运用为：第一机械臂、第二机械臂连接在基座一对相对侧的不同侧上，挂线行走单元以及爬线单元在基座上的连接位置位于所述不同侧之间，并在基座上设置旋转单元，所述旋转单元用于实现：当通过挂线行走单元完成本机器人在导线上的挂线后或通过爬线单元完成本机器人在爬线绳上的悬挂后，根据检查需要，通过旋转单元旋转调换射线发射装置以及成像板的位置，如对于水平双分裂导线，检测完一侧导线上的耐张线夹后，对调射线发射装置以及成像板位置，保证射线发射装置处于导线外侧，并保证拍摄的图像不会重叠。

还包括基座，所述挂线行走单元、检测单元、爬线单元均安装于基座上；

所述挂线行走单元包括挂线模块，所述挂线模块包括连接座、连接在连接座上的第一驱动机构以及第二驱动机构、连接在第一驱动机构上的第一压线轮、连接在第二驱动机构上的第二压线轮；

所述第一驱动机构用于驱动第一压线轮升降运动，第二驱动机构用于驱动第二压线轮升降运动，第一压线轮与第二压线轮之间形成用于夹持导线的夹线槽；

所述挂线模块的数量大于或等于2，形成于各挂线模块上的不同夹线槽适配于同一导线的不同位置；

还包括用于驱动第一压线轮和/或第二压线轮旋转的第三驱动机构；

所述连接座通过第二平移机构安装于基座上，所述第二平移机构用于实现连接座相对于导线侧移。本方案提供了一种具体的挂线行走单元实现方式，所述挂线模块的工作方式为：当爬线单元运动至能够实现挂线的位置时，第一压线轮与第二压线轮均位于导线的同一侧，并分别在第一驱动机构以及第二驱动机构的作用下处于使得所述夹线槽张开的状态，而后在第二平移机构的作用下，使得导线由处于张开状态的夹线槽侧面嵌入到夹线槽中，而后通过第一驱动机构以及第二驱动机构动作，将导线夹持在所述夹线槽中，而后通过第三驱动机构工作，实现挂线行走单元在导线上行走，较优的运用是第二压线轮位于第一压线轮的正上方，这样，挂线行走单元通过第二压线轮挂设在导线上，并在第一压线轮的作用下可获得夹线槽与导线之间足够的正压力以避免行走打滑，各压线轮均配置驱动机构旨在使得夹线槽的位置能够动态调整，特别适用于：两个及以上的挂线模块共同夹持导线时，由于导线具有一定的曲率，各挂线模块可独立动态匹配其上夹线槽的具体高度。设置为挂线模块的数量大于或等于2，旨在实现如下目的：挂线行走单元与导线能够形成两个及以上的挂线点，对于机器人在导线上的姿态控制有利；为实现耐张线夹无损检测，导线上具有如防摆锤等其他部件，当挂线行走单元需要越过防摆锤以运动至检测位置时，不同的挂线模块上的夹线槽通过交替执行张开和合拢(前方的夹线槽张开使得防摆锤能够穿过该夹线槽，后方的夹线槽合拢以保持挂线行走单元在导线上的行走能力)，使得防摆锤能够从第一压线轮、第二压线轮之间穿过的同时，本机器人依然具有在导线上进行行走的能力。

所述第二平移机构包括安装于基座上的第二螺杆、用于驱动第二螺杆绕第二螺杆轴线转动的第四驱动机构、螺纹连接在第二螺杆上的第二螺套，第二螺套与基板之间还设置有第二防转约束件，所述第二防转约束件用于阻止第二螺套绕第二螺杆轴线转动；

所述连接座安装于第二螺套上。本方案提供了一种连接座在第二平移机构的作用下在基座上可线性平移，以调整挂线模块在基座上位置、相对于爬线单元位置以及导线位置的技术方案。具体的，在爬线过程中，挂线模块同步于爬线单元上升，当需要挂线时，挂线模块由导线的侧面向导线所在侧运动，当相应压线轮其中一个位于导线上方，另一个位于导线下方时，两个压线轮相互靠拢，将导线夹持在所述夹线槽中，在松开对爬线绳的牵拉后，即可实现本机器人在导线上行走。本方案中，当第四驱动机构驱动第二螺杆旋转时，由于第二防转约束件约束第二螺套，使得第二螺套只能够根据第二螺杆的旋转方向沿着第二螺杆前后运动，所述第二防转约束件可以为设置在基座上与第二螺杆平行的导槽或导杆，为降低本机器人的配重，优选为导槽，比如，第二螺套局部嵌于所述导槽中，通过导槽侧壁为第二螺套侧面提供的约束实现防转动约束，第四驱动机构优选为驱动电机。本方案结构简单，连接座在基座上的位置线性可调，同时可以利用相关螺纹实现驱动电机掉电后自锁。

还包括平衡单元，所述平衡单元用于调整本机器人重心在导线侧向方向上的位置。本方案旨在解决以下问题：当挂线模块沿着第二螺杆运动时以及检测单元动作时，本机器人重心在导线侧向方向上的位置发生改变，使得本机器人具有现对于导线偏转的趋势，为了防止该偏转，需要压线槽与导线之间具有较大的夹紧力，即使所述压线槽具有足够的对导线的夹紧力，因为导线偏转也可能造成本机器人偏转，这对检测单元相对于输电金具定位是不利的，以上偏转发生在本机器人与导线挂线的过程中时也对夹线槽相对于导线的定位精度不利，而采用本方案，如挂线行走单元在动作之前本机器人的重心位于导线的正下方，当挂线行走单元平移时，通过所述平衡单元动作，使得本机器人的重心始终位于导线的正下方，作为本领域技术人员，为实现所述偏转监测，可采用陀螺仪反馈系统进行监测，并在监测到偏转时即通过平衡单元进行偏转控制，也可是设置特定的平衡单元动作策略，该策略使得平衡单元同步于挂线行走单元、检测单元动作，使得本机器人的重心保持在导线的正下。

所述平衡单元包括配重结构以及第一平移机构，所述第一平移机构用于实现配重结构相对于导线侧移。本方案中，所述配重结构可以是仅提供配重作用的配重块，也可以利用本机器人的其他功能部件作为所述配重结构，如将控制机构、蓄电池、为第一驱动机构以及第二驱动机构配套的压缩机或液压机等。作为本领域技术人员，当所述平衡单元用于匹配挂线行走单元的挂线动作时，配重结构的侧移方向与挂线模块的侧移方向相反。

还包括基座，所述挂线行走单元、检测单元、爬线单元以及平衡单元均安装于基座上；

所述第一平移机构包括安装于基座上的第一螺杆、用于驱动第一螺杆绕第一螺杆轴线转动的第五驱动机构、螺纹连接在第一螺杆上的第一螺套，第一螺套与基板之间还设置有第一防转约束件，所述第一防转约束件用于阻止第一螺套绕第一螺杆轴线转动；

所述配重结构安装于第一螺套上。以上方案提供了一种具体的第一平移机构，该平移机构的具体设计构思与所述第二平移机构的设计构思相同，在具体实施时，所述第二平移机构位于基座的上方，所述第一平移机构位于基座的下方。

本方案还公开一种用于输电金具X射线检测的方法，该方法基于如上任意一项所述的机器人，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用爬线单元，携带检测单元以及挂线行走单元沿钩挂在导线上的爬线绳上升，并上升至挂线行走单元可挂接在导线上的位置；

S2、挂线行走单元动作，将挂线行走单元挂接在导线上；

S3、识别挂线行走单元相对于导线上待检输电金具的位置，根据检测单元检测待检输电金具时的位置要求，当该位置需要调整时，通过挂线行走单元携带检测单元沿着导线行走，以调整检测单元与待检输电金具的相对位置；

挂线行走单元沿着导线行走过程中爬线绳处于释放状态，所述释放状态用于实现：使得爬线绳能够随爬线单元移动；

S4、通过检测单元对待检输电金具进行无损检测。本方法为采用所述机器人执行输电金具X射线检测的使用方法以及基于所述机器人的输电金具X射线检测方法。

本发明具有以下有益效果：

本方案在具体实施时，选择爬线绳在导线上的搭接位置可相对随意，并不需要以设置在导线上的夹线器为依托，实施爬线绳搭接在导线上相对于实施爬线绳连接在夹线器上更为简单和安全，有利于检测过程中的安全性、检测效率、便捷性以及适用范围；对于多分裂导线输电运用场景的检测，为适应一定区域范围内的多个待检输电金具，可通过挂线行走单元沿着导线行走适配不同位置的待检金具，这样的对检测单元的位置调整方式高效，为满足单次爬线后进行的多个位置不同输电金具检测目的，由于本方案中设置有挂线行走单元，相对于仅通过机械臂变形调整射线发射装置以及成像板在空间中位置的方式，本方案对简化检测单元的结构设计以及重量设计有利。

附图说明

图1为本方案所述的用于输电金具X射线检测的机器人一个具体运用实施例在一个具体运用场景中的立体示意图；

图2为图1中A部的局部放大图；

图3为图2中B部的局部放大图；

图4为图2中C部的局部放大图；

图5为本方案所述的用于输电金具X射线检测的机器人一个具体运用实施例在一个具体运用场景中的俯视图。

附图中的附图标记分别为：1、导线，2、防摆锤，3、挂绳，4、耐张线夹，5、爬线绳，6、平衡单元，61、第一螺杆，62、第一螺套，63、配重结构，64、第五驱动机构，7、爬线单元，8、挂线行走单元，81、第二螺杆，82、第二螺套，83、连接座，84、第一驱动机构，85、第二驱动机构，86、第一压线轮，87、第二压线轮，88、第三驱动机构，89、第四驱动机构，9、检测单元，91、第一机械臂，92、射线发射装置，93、第二机械臂，94、成像板，10、基座，11、控制机构，12、旋转单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图5所示，一种用于输电金具X射线检测的机器人，包括爬线单元7以及基于X射线实现无损检测的检测单元9，还包括可挂线在导线1上以及在导线1上行走的挂线行走单元8，所述挂线行走单元8、检测单元9均与爬线单元7相连。

现有技术中，为克服如耐张线夹4这样的输电金具不能通过表面缺陷检查识别出对导线1的压接情况变化的问题、人工登高并基于射线透射完成压接情况变化检查具有作业难度大、风险高的问题，出现了基于绳索电动升降机，以夹线器以及爬线绳5为依托，携带射线检测设备完成相关检查的技术方案。然而，该方案的实施依赖于在导线1位置固定的夹线器，在输电线上临时设置夹线器相对困难且存在一定的安全隐患；即使在具有夹线器的情况下，完成爬线绳5与夹线器的连接也存在实施难度较大的问题；针对多分裂导线1输电的运用，一般在一定的区域范围以内具有多个待检测的耐张线夹4，在夹线器限制射线检测设备在导线1上位置的情况下，如果要使得射线检测设备能够覆盖更多的耐张线夹4，与射线检测设备配套的机械臂装置结构复杂、体积大，存在不利于检测系统便携性以及爬升能力等问题。

基于以上问题，本方案提供了如上所述的用于输电金具X射线检测的机器人。本方案中，所述爬线单元7即为基于钩挂在导线1上的爬线绳5，可沿着爬线绳5由地面上向导线1所在位置进行爬升的装置，所述挂线行走单元8即为可钩挂在导线1上并沿着导线1行走的装置，所述检测单元9即为具体用于执行基于X射线对输电金具进行缺陷检测的装置，本方案的具体使用方法为：

S1、采用爬线单元7，携带检测单元9以及挂线行走单元8沿钩挂在导线1上的爬线绳5上升，并上升至挂线行走单元8可挂接在导线1上的位置，所述爬线绳5可以通过无人机直接抛投至挂设在导线1上，抛投后爬线绳5的两端悬垂到地面，一端用于牵拉，另一端作为挂线行走机构的爬线起始端，为降低无人机的载荷，也可以是钩挂在导线1上的爬线绳5采用无人机抛投挂绳3，挂绳3搭接在导线1上并且挂绳3的两端在重力的作用下回跌至地面，并在挂绳3的一端上连接爬线绳5，通过牵拉挂绳3的另一端，使得爬线绳5的上端被牵拉至导线1所处位置附近，并且爬线绳5上端的位置满足挂线行走机构钩挂在导线1上的要求，所述挂绳3可以是抛投的一次绳，即完成挂绳3挂设后即采用挂线牵拉爬线绳5就位，也可以是遵循挂绳3逐次增粗的原则，通过在先挂设在导线1上的挂绳3牵拉到导线1上的二次绳等；

S2、挂线行走单元8动作，将挂线行走单元8挂接在导线1上，所述动作可以是挂线行走单元8变形和/或相对于爬线单元7移动；

S3、识别挂线行走单元8相对于导线1上待检输电金具的位置，根据检测单元9检测待检输电金具时的位置要求，当该位置需要调整时，通过挂线行走单元8携带检测单元9沿着导线1行走，以调整检测单元9与待检输电金具的相对位置，所述识别可采用基于图像采集、图像处理或者其他位置检测方式以及自动判断的机器人自动识别，也可以采用基于图像或者其他位置检测方式的人工识别方式；

挂线行走单元8沿着导线1行走过程中爬线绳5处于释放状态，所述释放状态用于实现：使得爬线绳5能够随爬线单元7移动；

S4、通过检测单元9对待检输电金具进行无损检测。

区别于现有技术，由于本方案中设置有挂线行走单元8，这样，通过无人机或者其他方式完成爬线绳5设置后，爬线绳5在导线1上的搭接位置仅需要满足挂线行走单元8通过沿着导线1行走能够将检测单元9携带至能够检测输电金具的位置即可，故本方案在实施时，选择爬线绳5在导线1上的搭接位置可相对随意，并不需要以设置在导线1上的夹线器为依托，实施爬线绳5搭接在导线1上相对于实施爬线绳5连接在夹线器上更为简单和安全，有利于检测过程中的安全性、检测效率、便捷性以及适用范围；对于多分裂导线1输电运用场景的检测，为适应一定区域范围内的多个待检输电金具，可通过挂线行走单元8沿着导线1行走适配不同位置的待检金具，这样的对检测单元9的位置调整方式高效，为满足单次爬线后进行的多个位置不同输电金具检测目的，由于本方案中设置有挂线行走单元8，相对于仅通过机械臂变形调整射线发射装置92以及成像板94在空间中位置的方式，本方案对简化检测单元9的结构设计以及重量设计有利。综上，本方案不仅为一种基于X射线，可对输电线路上输电金具进行无损检测的技术方案，同时具有效率高、适用性广、安全以及操作便捷的特点。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

还包括控制机构11，所述控制机构11包括控制模块以及识别模块；

所述识别模块用于识别挂线行走单元8相对于导线1的位置，当识别为挂线行走单元8随爬线单元7运动至能够挂接在导线1上的位置时，控制模块控制挂线行走单元8动作，将挂线行走单元8挂接在导线1上；

所述识别模块用于识别挂线行走单元8相对于导线1上待检输电金具的位置，控制模块根据该位置识别结果，控制挂线行走单元8沿着导线1行走，以调整检测单元9与待检输电金具的相对位置。本方案为一种基于控制机构11实现相关动作自动执行的智能方案，旨在提供一种智能机器人，具体的，所述识别模块用于识别挂线行走单元8在导线1上的挂线位置以及挂线行走单元8相对于待检输电金具的位置，识别方式可基于机械接触、光电开关、红外开关、激光测距、深度相机中的一种或几种，所述控制模块根据相关识别结果控制挂线行走单元8执行相关动作，具体如：控制机构11包括多个摄像头、边缘计算控制器、运动控制器、机器视觉单元以及地面站或远程监测站，所述摄像头用于采集图像数据，采集的数据与地面站或远程监测站数据连接，用于人工监测相关动作是否被正确执行，边缘计算控制器用于系统程序运行以及系统不同部件之间的协同控制，运动控制器用于控制相关执行机构，机器视觉单元用于对所述图像进行处理并判断相关位置。

具体可运用为：爬线过程中由摄像头采集的数据判断导线1以及导线1与爬线单元7的相对位置，当接近挂线位置时降低爬线速度并在到达爬线绳5上的挂线位置后爬线单元7停止运动，在控制模块的控制下，挂线行走单元8执行挂线动作完成挂线操作，挂线成功后，挂线行走单元8根据摄像头采集的图像数据判断挂线行走单元8与待检输电金具的相对位置，在需要执行行走调整相对位置时，控制挂线行走单元8行走，并根据摄像头采集的数据判断行走过程中与输电金具的相对位置，到达合适位置后，行走停止，在透射检测过程中，通过摄像头采集的数据判定和改变射线发射装置92、成像板94相对于待检输电金具的位置，执行检测操作后，自主执行下线操作，机器人回到地面。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述爬线单元7包括摩擦绞盘，所述摩擦绞盘的数量大于或等于2，不同摩擦绞盘用于适配不同的爬线绳5。本方案提供一种具体的爬线单元7实现方式，具体是通过摩擦绞盘转动，利用摩擦绞盘与爬线绳5之间的摩擦力实现爬线单元7沿爬线绳5爬升和下降，摩擦绞盘优选采用电动驱动，所述摩擦绞盘的数量限定用于保障本方案沿爬线绳5运动过程中的稳定性，具体是：当各摩擦绞盘与不同的爬线绳5相作用后，各爬线绳5至少上侧被张紧，可利用两根及以上的爬线绳5相互约束，提升爬线单元7工作过程中本机器人在空中的稳定性。作为一种优选方式，采用挂绳3牵拉爬线绳5的方案，爬线绳5以中段对折并在对折位置与挂绳3相连，挂绳3将爬线绳5牵拉至所述对折位置位于导线1的下端，这样，相当于形成了两根爬线绳5，采用两个摩擦绞盘分别与不同的爬线绳5配合，并为本机器人配置陀螺仪系统，陀螺仪系统用于监测机器人的姿态，以在爬线单元7动作过程中，通过所述姿态调节不同摩擦绞盘的转速、转动方向等，以使得本机器人以稳定的姿态上升和下降。当采用两根爬线绳5时，可以通过一根爬线绳5上端被对折形成用于匹配两个摩擦绞盘的爬线绳5，为使得本机器人在爬升过程中两根爬线绳5均被有效牵拉，优选的，爬线绳5的上端通过一个定滑轮实现对折，这样，通过定滑轮自适应两侧爬线绳5的长度，在调整简单的情况下即可使得本机器人稳定爬升。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

还包括基座10，所述挂线行走单元8、检测单元9、爬线单元7均安装于基座10上；

所述检测单元9包括第一机械臂91、第二机械臂93、射线发射装置92以及成像板94；

所述第一机械臂91以及第二机械臂93均安装在基座10上，射线发射装置92安装在第一机械臂91的动作端上，成像板94安装在第二机械臂93的动作端上。本方案中，利用所述基座10作为本机器人上不同功能部件的安装座，并具体提供了一种检测单元9的结构形式，旨在通过第一机械臂91、第二机械臂93，灵活调整射线发射装置92、成像板94相对于基座10的位置以及姿态，以更好适应各位置上输电金具的检测需要并取得理想的检测效果。优选运用为：第一机械臂91、第二机械臂93连接在基座10一对相对侧的不同侧上，挂线行走单元8以及爬线单元7在基座10上的连接位置位于所述不同侧之间，并在基座10上设置旋转单元12，所述旋转单元12用于实现：当通过挂线行走单元8完成本机器人在导线1上的挂线后，根据检查需要，通过旋转单元12旋转调换射线发射装置92以及成像板94的位置，如对于水平双分裂导线1，检测完一侧导线1上的耐张线夹4后，对调射线发射装置92以及成像板94位置，保证射线发射装置92处于导线1外侧，并保证拍摄的图像不会重叠。在具体实施时，可设置为第一机械臂91、第二机械臂93均具有多个运动自由度，比如，成像板94在第二机械臂93的作用下可被转动为与为被检输电金具的耐张线夹始终保持平行，以达到保障耐张线夹图像获取质量的目的。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

还包括基座10，所述挂线行走单元8、检测单元9、爬线单元7均安装于基座10上；

所述挂线行走单元8包括挂线模块，所述挂线模块包括连接座83、连接在连接座83上的第一驱动机构84以及第二驱动机构85、连接在第一驱动机构84上的第一压线轮86、连接在第二驱动机构85上的第二压线轮87；

所述第一驱动机构84用于驱动第一压线轮86升降运动，第二驱动机构85用于驱动第二压线轮87升降运动，第一压线轮86与第二压线轮87之间形成用于夹持导线1的夹线槽；

所述挂线模块的数量大于或等于2，形成于各挂线模块上的不同夹线槽适配于同一导线1的不同位置；

还包括用于驱动第一压线轮86和/或第二压线轮87旋转的第三驱动机构88；

所述连接座83通过第二平移机构安装于基座10上，所述第二平移机构用于实现连接座83相对于导线1侧移。本方案提供了一种具体的挂线行走单元8实现方式，所述挂线模块的工作方式为：当爬线单元7运动至能够实现挂线的位置时，第一压线轮86与第二压线轮87均位于导线1的同一侧，并分别在第一驱动机构84以及第二驱动机构85的作用下处于使得所述夹线槽张开的状态，而后在第二平移机构的作用下，使得导线1由处于张开状态的夹线槽侧面嵌入到夹线槽中，而后通过第一驱动机构84以及第二驱动机构85动作，将导线1夹持在所述夹线槽中，而后通过第三驱动机构88工作，实现挂线行走单元8在导线1上行走，较优的运用是第二压线轮87位于第一压线轮86的正上方，这样，挂线行走单元8通过第二压线轮87挂设在导线1上，并在第一压线轮86的作用下可获得夹线槽与导线1之间足够的正压力以避免行走打滑，各压线轮均配置驱动机构旨在使得夹线槽的位置能够动态调整，特别适用于：两个及以上的挂线模块共同夹持导线1时，由于导线1具有一定的曲率，各挂线模块可独立动态匹配其上夹线槽的具体高度。设置为挂线模块的数量大于或等于2，旨在实现如下目的：挂线行走单元8与导线1能够形成两个及以上的挂线点，对于机器人在导线1上的姿态控制有利；为实现耐张线夹4无损检测，导线1上具有如防摆锤2等其他部件，当挂线行走单元8需要越过防摆锤2以运动至检测位置时，不同的挂线模块上的夹线槽通过交替执行张开和合拢(前方的夹线槽张开使得防摆锤2能够穿过该夹线槽，后方的夹线槽合拢以保持挂线行走单元8在导线1上的行走能力)，使得防摆锤2能够从第一压线轮86、第二压线轮87之间穿过的同时，本机器人依然具有在导线1上进行行走的能力。另外，以上设置的第一驱动机构84以及第二驱动机构85，在实现所述升降运动的过程中还可用于机器人整体的质心、重力在空间中的位置调节，从而达到对减小夹线槽与导线1之间的相互作用力，以如降低运动时摩擦力的方式，达到对优化挂线行走单元8的行走能力有利的目的。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上进行进一步细化：

所述第二平移机构包括安装于基座10上的第二螺杆81、用于驱动第二螺杆81绕第二螺杆81轴线转动的第四驱动机构89、螺纹连接在第二螺杆81上的第二螺套82，第二螺套82与基板之间还设置有第二防转约束件，所述第二防转约束件用于阻止第二螺套82绕第二螺杆81轴线转动；

所述连接座83安装于第二螺套82上。本方案提供了一种连接座83在第二平移机构的作用下在基座10上可线性平移，以调整挂线模块在基座10上位置、相对于爬线单元7位置以及导线1位置的技术方案。具体的，在爬线过程中，挂线模块同步于爬线单元7上升，当需要挂线时，挂线模块由导线1的侧面向导线1所在侧运动，当相应压线轮其中一个位于导线1上方，另一个位于导线1下方时，两个压线轮相互靠拢，将导线1夹持在所述夹线槽中，在松开对爬线绳5的牵拉后，即可实现本机器人在导线1上行走。本方案中，当第四驱动机构89驱动第二螺杆81旋转时，由于第二防转约束件约束第二螺套82，使得第二螺套82只能够根据第二螺杆81的旋转方向沿着第二螺杆81前后运动，所述第二防转约束件可以为设置在基座10上与第二螺杆81平行的导槽或导杆，为降低本机器人的配重，优选为导槽，比如，第二螺套82局部嵌于所述导槽中，通过导槽侧壁为第二螺套82侧面提供的约束实现防转动约束，第四驱动机构89优选为驱动电机。本方案结构简单，连接座83在基座10上的位置线性可调，同时可以利用相关螺纹实现驱动电机掉电后自锁。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

还包括平衡单元6，所述平衡单元6用于调整本机器人重心在导线1侧向方向上的位置。本方案旨在解决以下问题：当挂线模块沿着第二螺杆81运动时以及检测单元动作时，本机器人重心在导线1侧向方向上的位置发生改变，使得本机器人具有现对于导线1偏转的趋势，为了防止该偏转，需要压线槽与导线1之间具有较大的夹紧力，即使所述压线槽具有足够的对导线1的夹紧力，因为导线1偏转也可能造成本机器人偏转，这对检测单元9相对于输电金具定位是不利的，而采用本方案，如挂线行走单元8在动作之前本机器人的重心位于导线1的正下方，当挂线行走单元8平移时，通过所述平衡单元6动作，使得本机器人的重心始终位于导线1的正下方，作为本领域技术人员，为实现所述偏转监测，可采用陀螺仪反馈系统进行监测，并在监测到偏转时即通过平衡单元6进行偏转控制，也可是设置特定的平衡单元6动作策略，该策略使得平衡单元6同步于挂线行走单元8、检测单元9动作，使得本机器人的重心保持在导线1的正下。

实施例8：

本实施例在实施例7的基础上进行进一步细化：

所述平衡单元6包括配重结构63以及第一平移机构，所述第一平移机构用于实现配重结构63相对于导线1侧移。本方案中，所述配重结构63可以是仅提供配重作用的配重块，也可以利用本机器人的其他功能部件作为所述配重结构63，如将控制机构11、蓄电池、为第一驱动机构84以及第二驱动机构85配套的压缩机或液压机等。作为本领域技术人员，当所述平衡单元6用于匹配挂线行走单元8的挂线动作时，配重结构63的侧移方向与挂线模块的侧移方向相反。

实施例9：

本实施例在实施例8的基础上进行进一步细化：

还包括基座10，所述挂线行走单元8、检测单元9、爬线单元7以及平衡单元6均安装于基座10上；

所述第一平移机构包括安装于基座10上的第一螺杆61、用于驱动第一螺杆61绕第一螺杆61轴线转动的第五驱动机构64、螺纹连接在第一螺杆61上的第一螺套62，第一螺套62与基板之间还设置有第一防转约束件，所述第一防转约束件用于阻止第一螺套62绕第一螺杆61轴线转动；

所述配重结构63安装于第一螺套62上。以上方案提供了一种具体的第一平移机构，该平移机构的具体设计构思与实施例6所述第二平移机构的设计构思相同，在具体实施时，所述第二平移机构位于基座10的上方，所述第一平移机构位于基座10的下方。

实施例10：

本实施例在实施例1的基础上，提供一种用于输电金具X射线检测的方法，该方法基于实施例1所述的机器人，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用爬线单元7，携带检测单元9以及挂线行走单元8沿钩挂在导线1上的爬线绳5上升，并上升至挂线行走单元8可挂接在导线1上的位置；

S2、挂线行走单元8动作，将挂线行走单元8挂接在导线1上；

S3、识别挂线行走单元8相对于导线1上待检输电金具的位置，根据检测单元9检测待检输电金具时的位置要求，当该位置需要调整时，通过挂线行走单元8携带检测单元9沿着导线1行走，以调整检测单元9与待检输电金具的相对位置；

挂线行走单元8沿着导线1行走过程中爬线绳5处于释放状态，所述释放状态用于实现：使得爬线绳5能够随爬线单元7移动；

S4、通过检测单元9对待检输电金具进行无损检测。本方法为采用所述机器人执行输电金具X射线检测的使用方法以及基于所述机器人的输电金具X射线检测方法。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于输电金具X射线检测的机器人，包括爬线单元(7)以及基于X射线实现无损检测的检测单元(9)，其特征在于，还包括可挂线在导线(1)上以及在导线(1)上行走的挂线行走单元(8)，所述挂线行走单元(8)、检测单元(9)均与爬线单元(7)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，还包括控制机构(11)，所述控制机构(11)包括控制模块以及识别模块；

所述识别模块用于识别挂线行走单元(8)相对于导线(1)的位置，当识别为挂线行走单元(8)随爬线单元(7)运动至能够挂接在导线(1)上的位置时，控制模块控制挂线行走单元(8)动作，将挂线行走单元(8)挂接在导线(1)上；

所述识别模块用于识别挂线行走单元(8)相对于导线(1)上待检输电金具的位置，控制模块根据该位置识别结果，控制挂线行走单元(8)沿着导线(1)行走，以调整检测单元(9)与待检输电金具的相对位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，所述爬线单元(7)包括摩擦绞盘，所述摩擦绞盘的数量大于或等于2，不同摩擦绞盘用于适配不同的爬线绳(5)。

4.根据权利要求1所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，还包括基座(10)，所述挂线行走单元(8)、检测单元(9)、爬线单元(7)均安装于基座(10)上；

所述检测单元(9)包括第一机械臂(91)、第二机械臂(93)、射线发射装置(92)以及成像板(94)；

所述第一机械臂(91)以及第二机械臂(93)均安装在基座(10)上，射线发射装置(92)安装在第一机械臂(91)的动作端上，成像板(94)安装在第二机械臂(93)的动作端上。

5.根据权利要求1所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，还包括基座(10)，所述挂线行走单元(8)、检测单元(9)、爬线单元(7)均安装于基座(10)上；

所述挂线行走单元(8)包括挂线模块，所述挂线模块包括连接座(83)、连接在连接座(83)上的第一驱动机构(84)以及第二驱动机构(85)、连接在第一驱动机构(84)上的第一压线轮(86)、连接在第二驱动机构(85)上的第二压线轮(87)；

所述第一驱动机构(84)用于驱动第一压线轮(86)升降运动，第二驱动机构(85)用于驱动第二压线轮(87)升降运动，第一压线轮(86)与第二压线轮(87)之间形成用于夹持导线(1)的夹线槽；

所述挂线模块的数量大于或等于2，形成于各挂线模块上的不同夹线槽适配于同一导线(1)的不同位置；

还包括用于驱动第一压线轮(86)和/或第二压线轮(87)旋转的第三驱动机构(88)；

所述连接座(83)通过第二平移机构安装于基座(10)上，所述第二平移机构用于实现连接座(83)相对于导线(1)侧移。

6.根据权利要求5所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，所述第二平移机构包括安装于基座(10)上的第二螺杆(81)、用于驱动第二螺杆(81)绕第二螺杆(81)轴线转动的第四驱动机构(89)、螺纹连接在第二螺杆(81)上的第二螺套(82)，第二螺套(82)与基板(10)之间还设置有第二防转约束件，所述第二防转约束件用于阻止第二螺套(82)绕第二螺杆(81)轴线转动；

所述连接座(83)安装于第二螺套(82)上。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，还包括平衡单元(6)，所述平衡单元(6)用于调整本机器人重心在导线(1)侧向方向上的位置。

8.根据权利要求7所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，所述平衡单元(6)包括配重结构(63)以及第一平移机构，所述第一平移机构用于实现配重结构(63)相对于导线(1)侧移。

9.根据权利要求8所述的一种用于输电金具X射线检测的机器人，其特征在于，还包括基座(10)，所述挂线行走单元(8)、检测单元(9)、爬线单元(7)以及平衡单元(6)均安装于基座(10)上；

所述第一平移机构包括安装于基座(10)上的第一螺杆(61)、用于驱动第一螺杆(61)绕第一螺杆(61)轴线转动的第五驱动机构(64)、螺纹连接在第一螺杆(61)上的第一螺套(62)，第一螺套(62)与基板(10)之间还设置有第一防转约束件，所述第一防转约束件用于阻止第一螺套(62)绕第一螺杆(61)轴线转动；

所述配重结构(63)安装于第一螺套(62)上。

10.一种用于输电金具X射线检测的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至9中任意一项所述的机器人，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、采用爬线单元(7)，携带检测单元(9)以及挂线行走单元(8)沿钩挂在导线(1)上的爬线绳(5)上升，并上升至挂线行走单元(8)可挂接在导线(1)上的位置；

S2、挂线行走单元(8)动作，将挂线行走单元(8)挂接在导线(1)上；

S3、识别挂线行走单元(8)相对于导线(1)上待检输电金具的位置，根据检测单元(9)检测待检输电金具时的位置要求，当该位置需要调整时，通过挂线行走单元(8)携带检测单元(9)沿着导线(1)行走，以调整检测单元(9)与待检输电金具的相对位置；

挂线行走单元(8)沿着导线(1)行走过程中爬线绳(5)处于释放状态，所述释放状态用于实现：使得爬线绳(5)能够随爬线单元(7)移动；

S4、通过检测单元(9)对待检输电金具进行无损检测。