CN201590618U - 输电线路巡检装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路巡检装置，用于电线上的行走检测装置包括悬挂架、控制箱、行走检测装置的质心调整装置，控制箱通过行走检测装置的质心调整装置可移动的安装在悬挂架下端，悬挂架的上端一边安装三个向上的悬挂手臂组合，三个悬挂手臂组合沿电线延伸方向排列，悬挂架相对的另一边安装摄像头，所述三个悬挂手臂组合均包括导向支架、行走轮、滑动支撑架、防脱机构、电动缸、障碍触发机构，且至少有两个悬挂手臂组合的行走轮设有行走驱动电机。它既能够在逾越输电设备的障碍时调整装置重心，又能够防止装置从高空掉落，使巡检装置平稳、安全的在输电线路上工作。

Description

输电线路巡检装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力设备的检查装置，特别涉及一种可逾越障碍的输电线路巡检装置。

背景技术

随着我国经济快速发展，对能源的需求越来越大，超高压大容量电力线路大幅扩建，线路走廊需要穿越各种复杂的地理环境，如经过大面积达水库、湖泊和崇山峻岭等，这些都给电力线路的检测带来了很多困难。特别是对于电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区以及沿线存在频繁多滑坡、泥石流等地质灾害，大部分地区山高坡陡，交通和通讯极不发达时，如何解决电力线路的日常检测成为困扰电力行业的一个重大难题。

目前，通常采用的对输电线路进行巡检的方法主要是观测法，即在地面用肉眼或望远镜对辖区内的电力线进行观测，或驾驶直升飞机沿输电线路飞行，工作人员用肉眼或机载摄像设备观测和记录沿线异常点的情况。采用地面观测方式的巡检精度低，劳动强度大，且存在巡检盲区；采用直升飞机观测则存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵。随着机器人技术的发展，巡线机器人可以克服上述缺陷，因此，巡线机器人已成为特种机器领域的一个研究热点。公开号为CN201075610Y的《架空线路越障巡检机器人》公开了一种越障巡检的机器人技术，它通过在车架上设置至少三条悬挂臂，在每条悬挂臂的上端分别设有滚动轮，每条悬挂臂与车架之间分别设有纵向移动装置和横向移动装置和升降装置，纵向移动装置包括移动架，移动架上设有两个齿轮，两个齿轮分别与车架上设置的两个齿条啮合，齿轮连接纵向驱动电机，移动架与车架之间设有纵向导向装置；横向移动装置包括横向滑块，横向滑块与移动架之间通过横向导向装置活动连接，横向滑块上设有横向驱动轮，横向驱动轮连接横向驱动电机，横向驱动轮与固定在移动架上的横向同步带啮合；升降装置包括升降滑块，升降滑块与横向滑块固定连接，悬挂臂与升降滑块之间通过升降导向装置活动连接；悬挂臂上设置升降驱动轮，升降驱动轮连接升降驱动电机，升降滑块上固定有升降同步带，升降同步带与升降驱动轮啮合；悬挂臂上设有光电传感器或接触传感器。这种结构的越障巡检的机器人虽然能够代替人工观察巡检，并且也能越过输电线路上的支撑电线的障碍物，但是由于它是通过三条悬挂臂在车架上分别单独的做相对于车架的纵向移动、横向移动或升降，使三条悬挂臂依次越过障碍，实现在输电线路上的巡检工作。但是这种结构的越障巡检的机器人的每个悬挂臂都需用三个驱动电机来分别驱动悬挂臂向不同方向的运动，而且还需分别设置控制不同方向运动的同步带、导向装置、传动机构等，因此结构复杂，造价高，尤其是这种依靠三条悬挂臂分别在车架上纵向、横向和升降移动的结构，在首端悬挂臂或尾端悬挂臂脱离输电线后失去对车架的支撑，车架的重心会出现偏移，导致相对的另一端悬挂臂上翘与输电线脱离，造成机器人无法正常巡检工作，甚至使机器人从高空掉落。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种输电线路巡检装置，它既能够在逾越输电设备的障碍时调整装置重心，又能够防止装置从高空掉落，使巡检装置平稳、安全的在输电线路上工作。

本实用新型的目的是这样实现的：包括用于电线上的行走检测装置，所述用于电线上的行走检测装置包括悬挂架、控制箱、行走检测装置的质心调整装置，控制箱通过行走检测装置的质心调整装置可移动的安装在悬挂架下端，悬挂架的上端一边安装三个向上的悬挂手臂组合，三个悬挂手臂组合沿电线延伸方向排列，悬挂架相对的另一边安装摄像头；

所述三个悬挂手臂组合均包括导向支架、行走轮、滑动支撑架、防脱机构、电动缸、障碍触发机构，且至少有两个悬挂手臂组合的行走轮设有行走驱动电机，所述导向支架向上竖立固定在悬挂架上，导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲，导向支架上沿轴心线设置导向槽，滑动支撑架的下半段设有两个导向轮，两个导向轮沿滑动支撑架的轴向分布，位于导向支架的导向槽中，与导向支架的导向槽滚动配合，电动缸与悬挂架固定连接，电动缸的推杆铰接在滑动支撑架下端，滑动支撑架上端设置行走轮安装支架，行走轮可转动的安装在行走轮安装支架上，行走驱动电机的轴与行走轮连接，在行走轮安装支架前端设置障碍触发机构，所述防脱机构包括齿轮、齿条、防脱钩，齿轮可转动的安装在导向支架上设置的导向座上，防脱钩位于行走轮下方与齿轮固定连接，齿条滑动配合在导向座的滑槽中与齿轮啮合且与滑动支撑架平行，齿条下端横向折转与滑动支撑架铰接；

所述控制箱设有天线。

所述悬挂架由两个纵向滑轨和多个横向连接板固定连接组成，其中有三个横向连接板的一端同向延伸出一滑轨的外侧，分别安装悬挂手臂组合，一摄像头云台安装板固定连接在另一滑轨上，且延伸出该滑轨的一外侧，安装摄像头。

所述行走检测装置的质心调整装置包括调质齿条、调质齿轮、质心调节电机和滚轮，调质齿条固定在悬挂架的下端面，质心调节电机安装在控制箱上端，质心调节电机的轴上安装调质齿轮，调质齿轮与调质齿条啮合，滚轮为四个，四个滚轮呈矩阵布置安装在控制箱上端，分别滚动配合在悬挂架滑轨的凹槽中。

所述滚轮通过支架安装在控制箱的上端。

所述导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲的偏出角度为25～45°。

所述障碍触发机构包括挡块、行程开关，所述挡块铰接在行走轮安装支架前端，且用扭转弹簧支撑，行程开关安装在行走轮安装支架上对应挡块。

所述防脱钩具有用于容纳行走轮的开口，其开口容纳行走轮后，行走轮两侧壁与防脱钩之间的间隙小于输电线的直径。

所述两个行走轮设有行走驱动电机的悬挂手臂组合，分别位于沿电线延伸方向排列的三个悬挂手臂组合的首尾位置。

所述控制箱上设置的天线为两个，其中一个为用于传输数据的天线，另一个为用于传输图像的天线。

采用上述方案使本实用新型输电线路巡检装置具有以下优点：

将用于电线上的行走检测装置悬挂在高空的输电线上，通过用于电线上的行走检测装置发回检测到的图像及数据信息，工作人员在地面通过地面监测遥控装置观看监测图像，收集数据，并进行操作控制，解决了地面用望远镜巡检劳动强度大，又存在检测盲区的问题，和驾驶直升飞机摄像巡检费用昂贵，又存在安全隐患的问题。

所述用于电线上的行走检测装置包括悬挂架、控制箱、行走检测装置的质心调整机构，控制箱通过行走检测装置的质心调整机构可移动的安装在悬挂架下端，悬挂架的上端一边安装三个向上的悬挂手臂组合，三个悬挂手臂组合沿电线延伸方向排列，悬挂架相对的另一边安装摄像头。可以通过行走检测装置的质心调整机构在行走检测装置跨越输电线上的障碍时，移动控制箱位置，调整行走检测装置悬挂在输电线上的重心，保持行走检测装置的纵向悬挂平衡，使行走检测装置不会发生纵向一头翘起的现象，避免行走检测装置在输电线上行走或跨越障碍时出现行走故障和发生安全事故。

所述三个悬挂手臂组合均包括导向支架、行走轮、滑动支撑架、防脱机构、电动缸、障碍触发机构，且至少有两个悬挂手臂组合的行走轮设有行走驱动电机。由于导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲，导向支架上沿轴心线设置导向槽，滑动支撑架的下半段设有两个导向轮与导向支架的导向槽滚动配合，通过电动缸带动滑动支撑架向上运动，就能够使滑动支撑架的上端沿导向支架向外侧倾斜，带动滑动支撑架上的行走轮与输电线脱离，且偏离固定电线的防震锤、耐张线夹、悬垂线夹或杆塔等障碍物，使行走轮跨越这些障碍物后，再悬挂在输电线上。而且，防脱机构的防脱钩在行走轮挂在输电线上后，能够将输电线和行走轮护在钩内，使行走轮不能从输电线上脱落；并且防脱机构能够在滑动支撑架的带动下做同步运动，使防脱钩转动，锁定行走轮悬挂在输电线上或解除锁定。在行走轮安装支架前端设置障碍触发机构，能够通过该障碍触发机构与输电设施上的防震锤、耐张线夹、悬垂线夹和杆塔等障碍物接触，传出障碍指示，使电动缸驱动滑动支撑架工作，做出跨越障碍运动。

所述导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲的偏出角度为25～45°，既能够使滑动支架沿导向支架倾斜后，行走轮避开障碍物，又能够避免因偏出倾斜过大而造成悬挂架侧倾。

所述两个行走轮设有行走驱动电机的悬挂手臂组合，分别位于沿电线延伸方向排列的三个悬挂手臂组合的首尾位置，这样可以保证三个悬挂手臂组合中无论哪两个行走轮与输电线接触，至少有一个行走轮是驱动轮，使行走检测装置能够在输电线上行走，同时又可以省去一个电机，降低成本。

所述悬挂架由两个纵向滑轨和多个横向连接板固定连接组成，使悬挂架的重量能够减轻。而且有三个横向连接板的一端延伸出，有利于悬挂手臂组合的安装、布置和做出跨越动作。

本实用新型采用导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲，滑动支撑架通过导向轮与导向支架的导向槽滚动配合，并由电动缸带动滑动支撑架向上运动的结构，比现有的越障巡检的机器人的结构都要简单，而且在电线上的跨越障碍动作更为简洁、快速、安全。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A向示意图；

图3为本实用新型的悬挂架结构图；

图4为本实用新型的障碍触发机构的放大图；

图5为悬挂手臂组合受障碍阻挡的示意图；

图6为悬挂手臂组合跨越障碍的示意图；

图7为本实用新型的工作实施例图。

附图中，1a、1b、1c为悬挂手臂组合，2为悬挂架，3为天线，4为控制箱，5为行走轮安装支架，6为行走轮，7为防脱钩，8为齿轮，9为齿条，9a为连接块，10为电动缸，11为行走检测装置的质心调整装置，12为摄像头，13为输电线，14为行走驱动电机，15为滚轮，16为滑轨，17为调质齿条，18为质心调节电机，19为调质齿轮，20为滑动支撑架，21为导向支架，21a为导向槽，21b为导向座，22、22a为连接板，23为云台安装板，24为挡块，25为扭转弹簧，26为行程开关，27为导向轮，28为悬垂线夹，29为用于电线上的行走检测装置，30为杆塔，31为地面监测遥控装置。

具体实施方式

参见图1至图6，输电线路巡检装置的一种实施例，包括用于电线上的行走检测装置，所述用于电线上的行走检测装置包括悬挂架2、控制箱4、行走检测装置的质心调整装置11，控制箱4通过行走检测装置的质心调整装置11可移动的安装在悬挂架2下端，悬挂架2的上端一边安装三个向上的悬挂手臂组合1a、1b、1c，三个悬挂手臂组合1a、1b、1c沿电线延伸方向排列，悬挂架相对的另一边安装摄像头12。

所述三个悬挂手臂组合1a、1b、1c均包括导向支架21、行走轮6、滑动支撑架20、防脱机构、电动缸10、障碍触发机构，且至少有两个悬挂手臂组合的行走轮设有行走驱动电机14，两个设有行走驱动电机的行走轮作为驱动轮。本实施例的所述两个行走轮设有行走驱动电机14的悬挂手臂组合1a、1c，分别位于沿电线延伸方向排列的三个悬挂手臂组合的首尾位置，悬挂手臂组合1a位于向前行走方向的首位，悬挂手臂组合1c位于向前行走方向的尾位，位于中间位置的悬挂手臂组合1b可不设行走驱动电机，作为辅助悬挂手臂，这样在节省电机的情况下，既能够保证行走检测装置在电线上行走，行走轮依次跨越障碍时，至少有一个作为驱动的行走轮与电线接触，驱动行走装置行走，同时又能够保证行走检测装置在跨越障碍时，始终保持至少有两个悬挂支点，使行走检测装置能够得到平稳支撑。所述导向支架21向上竖立固定在悬挂架2上，导向支架2的上部向悬挂架2外侧倾斜弯曲，导向支架2的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲的偏出角度为25～45°，导向支架2上沿轴心线设置导向槽21a，使导向槽的上段也随导向支架2弯曲，滑动支撑架20的下半段设有两个导向轮27，两个导向轮27沿滑动支撑架20的轴向间隔一定距离分布，位于导向支架21的导向槽21a中，与导向支架的导向槽滚动配合。电动缸10与悬挂架2用螺栓或铆钉固定连接，电动缸10的推杆铰接在滑动支撑架20下端，滑动支撑架20上端设置行走轮安装支架5，行走轮6可转动的安装在行走轮安装支架5上，行走驱动电机14的轴与行走轮6连接；或者行走轮6可键连接在一个轴上，轴可转动的支撑于行走轮安装支架5，该轴与行走驱动电机14的轴连接。在行走轮安装支架5前端设置障碍触发机构，所述障碍触发机构包括挡块24、行程开关26，所述挡块24通过销轴铰接在行走轮安装支架5前端，且用扭转弹簧25支撑，行程开关26安装在行走轮安装支架5上对应挡块24，使挡块24接触障碍后，触动行程开关26，控制电动缸10工作。所述防脱机构包括齿轮8、齿条9、防脱钩7，所述防脱钩7具有用于容纳行走轮6的开口，其开口容纳行走轮后，行走轮6两侧壁与防脱钩7之间的间隙小于输电线13的直径，使行走轮6挂在输电线13上后，通过防脱钩7将输电线13围在行走轮6下面形成防脱锁定，在没有解除锁定的状态下，行走轮6不能脱离输电线13；齿轮8可转动的安装在导向支架21上设置的导向座21b上，防脱钩7位于行走轮6下方与齿轮8固定连接，随齿轮8转动，齿条9滑动配合在导向座21b的滑槽中与齿轮8啮合，齿条9的轴向且与滑动支撑架20的轴向平行，齿条9下端横向折转与滑动支撑架20铰接，也可以通过一固接的连接块9a与滑动支撑架20铰接，使滑动支撑架20在电动缸10带动下做运动时，滑动支撑架20能同时带动齿条9移动，齿条9移动又带动齿轮8转动，由此带动与齿轮8连接在一起的防脱钩7转动，实现防脱钩7将行走轮6锁在输电线13上或解除锁定。所述悬挂架2由两个纵向滑轨16和多个横向连接板22固定连接组成，其固定连接采用螺钉固定，或铆接固定，或焊接固定均可以。其中有三个横向连接板22a的一端同向延伸出一滑轨16的外侧，分别安装悬挂手臂组合，一摄像头云台安装板23用螺钉固定，或铆接固定，或焊接固定连接在另一滑轨上，且延伸出该滑轨的一外侧，安装摄像头12。所述行走检测装置的质心调整装置11包括调质齿条17、调质齿轮19、质心调节电机18和滚轮15，调质齿条17固定在悬挂架2的下端面，质心调节电机18安装在控制箱4上端，固定在控制箱4上端设置的支座上，质心调节电机18的轴上安装调质齿轮19，调质齿轮19与调质齿条17啮合；滚轮15为四个，四个滚轮15呈矩阵布置，通过支架安装在控制箱4上端，分别滚动配合在悬挂架滑轨16的凹槽中。所述控制箱4设有天线3。所述控制箱4上设置的天线3为两个，其中一个为用于传输数据的天线，另一个为用于传输图像的天线。

参见图5至图7，使用本输电线路巡检装置检测架设在杆塔30上的高空输电线13时，通过工作人员将用于电线上的行走检测装置29挂设在需检测的一条输电线的检测起点，使防脱机构的防脱钩将行走轮锁定在输电线上，然后工作人员通过地面监测遥控装置31遥控用于电线上的行走检测装置29沿电线行走，同时通过摄像头对经过的电线进行近距离摄像检测，摄像获得的图像信息通过控制箱的用于传输图像的天线发给地面监测遥控装置31，供工作人员通过视屏观察输电线路的情况，并将图像信息储存。当用于电线上的行走检测装置29行走到输电设施上的防震锤、耐张线夹、悬垂线夹28或杆塔30等障碍物处时，其行走轮安装支架前端设置障碍触发机构与输电设施上的防震锤、耐张线夹、悬垂线夹或杆塔等障碍物接触，传出障碍指示，使电动缸驱动滑动支撑架工作，做出跨越障碍运动。与此同时，用于传输数据的天线将信息发给地面监测遥控装置31，地面工作人员通过获得的信息，用地面监测遥控装置依次遥控用于电线上的行走检测装置29的三个悬挂手臂组合做跨越动作，使电线上的行走检测装置29逐步跨越障碍物；在跨越过程中，同时遥控行走检测装置的质心调整装置工作，对行走检测装置的质心进行调整，使行走检测装置在高空保持平衡，不会在跨越障碍时发生一头翘起的现象，使行走检测装置能够始终保持正常工作状态，避免发生故障或安全事故。

Claims (9)

1.一种输电线路巡检装置，包括用于电线上的行走检测装置，其特征在于：所述用于电线上的行走检测装置包括悬挂架、控制箱、行走检测装置的质心调整装置，控制箱通过行走检测装置的质心调整装置可移动的安装在悬挂架下端，悬挂架的上端一边安装三个向上的悬挂手臂组合，三个悬挂手臂组合沿电线延伸方向排列，悬挂架相对的另一边安装摄像头；

所述三个悬挂手臂组合均包括导向支架、行走轮、滑动支撑架、防脱机构、电动缸、障碍触发机构，且至少有两个悬挂手臂组合的行走轮设有行走驱动电机，所述导向支架向上竖立固定在悬挂架上，导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲，导向支架上沿轴心线设置导向槽，滑动支撑架的下半段设有两个导向轮，两个导向轮沿滑动支撑架的轴向分布，位于导向支架的导向槽中，与导向支架的导向槽滚动配合，电动缸与悬挂架固定连接，电动缸的推杆铰接在滑动支撑架下端，滑动支撑架上端设置行走轮安装支架，行走轮可转动的安装在行走轮安装支架上，行走驱动电机的轴与行走轮连接，在行走轮安装支架前端设置障碍触发机构，所述防脱机构包括齿轮、齿条、防脱钩，齿轮可转动的安装在导向支架上设置的导向座上，防脱钩位于行走轮下方与齿轮固定连接，齿条滑动配合在导向座的滑槽中与齿轮啮合且与滑动支撑架平行，齿条下端横向折转与滑动支撑架铰接；

所述控制箱设有天线。

2.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述悬挂架由两个纵向滑轨和多个横向连接板固定连接组成，其中有三个横向连接板的一端同向延伸出一滑轨的外侧，分别安装悬挂手臂组合，一摄像头云台安装板固定连接在另一滑轨上，且延伸出该滑轨的一外侧，安装摄像头。

3.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述行走检测装置的质心调整装置包括调质齿条、调质齿轮、质心调节电机和滚轮，调质齿条固定在悬挂架的下端面，质心调节电机安装在控制箱上端，质心调节电机的轴上安装调质齿轮，调质齿轮与调质齿条啮合，滚轮为四个，四个滚轮呈矩阵布置安装在控制箱上端，分别滚动配合在悬挂架滑轨的凹槽中。

4.根据权利要求3所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述滚轮通过支架安装在控制箱的上端。

5.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述导向支架的上部向悬挂架外侧倾斜弯曲的偏出角度为25～45°。

6.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述障碍触发机构包括挡块、行程开关，所述挡块铰接在行走轮安装支架前端，且用扭转弹簧支撑，行程开关安装在行走轮安装支架上对应挡块。

7.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述防脱钩具有用于容纳行走轮的开口，其开口容纳行走轮后，行走轮两侧壁与防脱钩之间的间隙小于输电线的直径。

8.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述两个行走轮设有行走驱动电机的悬挂手臂组合，分别位于沿电线延伸方向排列的三个悬挂手臂组合的首尾位置。

9.根据权利要求1所述的输电线路巡检装置，其特征在于：所述控制箱上设置的天线为两个，其中一个为用于传输数据的天线，另一个为用于传输图像的天线。

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