CN201732077U - 高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，包括行走机构、地面控制处理系统、机载控制处理系统和导线断股检测装置。该装置利用无线自动控制技术，控制设置有导线断股和损伤检测设备的行走机构对高压输电线路进行断股和损伤检测，可克服人工巡线精度低、效率低、劳动强度大、存在盲区等缺点，同时也能克服直升飞机航测法巡线存在安全隐患和巡线费用高等缺点，直接获得导线的图像信息和断股损伤信息，有效地提高了高压输电线路巡线作业的精度和效率，降低巡线作业的难度和成本，并提高巡线安全性，对保障高压输电线路安全稳定的运行具有重大意义。

Description

高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备，特别涉及一种高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置。

背景技术

输电线路是电网中电能传输的主要环节，输电线路正常、安全地运行是避免电网事故的重要保障，有关分析表明，导线、地线断股和损伤是导致线路非计划停运的重要原因之一，因此对输电线路进行巡视和修复，将事故消除在萌芽状态，对确保输电线路的安全和稳定运行具有十分重要的意义。

目前，对输电线路进行巡视主要有地面目测和直升飞机航测两种方法，地面目测通过人工巡线的方式进行，采用肉眼或望远镜对输电线路进行观测，由于输电线路所处地理位置等条件限制，人工巡线精度低、劳动强度大，且存在盲区；直升飞机可携带多种仪器设备对输电线路进行航测，精度和效率较高，但由于受巡视区域地理、气候等条件的影响，存在安全隐患，且巡线费用高。

针对上述不足，需研发一种可就近对输电线路进行巡查、不存在盲区、精度高、效率高、费用相对较低的巡线装置，辅助对导线进行自动断股检测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，该装置可通过远程控制使其在导线上行走并对导线进行自动断股检测，并可跨越如间隔棒等障碍，实现高效率、高精度、低成本的高压输电线路巡视。

本实用新型的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，包括行走机构、地面控制处理系统、机载控制处理系统和导线断股检测装置；

所述行走机构包括行走臂装置I、行走臂装置II和支架，所述行走臂装置I和行走臂装置II均包括行走驱动组件和越障驱动组件，所述行走驱动组件包括行走驱动电机和V形轮，所述行走驱动电机的动力输出轴与V形轮传动配合，所述越障驱动组件包括电动缸、导轨和顶杆，所述导轨上设置由竖直段和连接竖直段顶端并向外倾斜的倾斜段组成的导槽，顶杆下端铰接电动缸的往复动力输出端，顶杆上固定设置与导轨的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆上端固定连接行走驱动组件的非活动件，所述支架一端固定连接行走臂装置I的导轨下端和电动缸，另一端固定连接行走臂装置II的导轨下端和电动缸；

所述地面控制处理系统包括视频信号接收器、地面处理器和地面无线数据收发器，地面处理器和地面无线数据收发器双向数据连接，视频信号接收器的视频信号输入地面处理器；

所述机载控制处理系统包括视频信号发射器、机载处理器和机载无线数据收发器，机载处理器和机载无线数据收发器双向数据连接，机载处理器的视频信号输入视频信号发射器；

所述导线断股检测装置包括固定设置于支架上的云台摄像机、漏磁检测传感器和涡流检测传感器；所述云台摄像机的视频信号、漏磁检测传感器的磁信号、涡流检测传感器的电压信号均输入机载处理器，机载无线数据收发器与地面无线数据收发器之间进行双向数据通讯，视频信号发射器与视频信号接收器之间进行单向视频数据传输，机载处理器的指令输出端连接行走驱动电机、电动缸和云台摄像机的指令接收端。

进一步，还包括行程开关、速度传感器、拉力传感器和姿态传感器，所述行程开关设置于行走臂装置上位于V形轮前端的位置，速度传感器设置于行走驱动电机上，拉力传感器设置于顶杆和行走驱动电机之间，其两端分别固定连接顶杆上端和行走驱动电机下端，姿态传感器设置于机架上，所述行程开关的通断电信号、拉力传感器的力信号、速度传感器的速度信号和姿态传感器的姿态信号均输入机载处理器；

进一步，所述行走机构还包括至少一个辅助臂装置，所述辅助臂装置包括被动行走V形轮组件和越障驱动组件，所述越障驱动组件包括电动缸、导轨和顶杆，所述导轨上设置由竖直段和连接竖直段顶端并向外倾斜的倾斜段组成的导槽，顶杆下端铰接电动缸的往复动力输出端，顶杆上固定设置与导轨的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆上端固定连接被动行走V形轮组件的非活动件，其下端与支架中部固定连接，所述辅助臂装置上拉力传感器的力信号输入机载处理器，所述机载处理器的指令输出端连接辅助臂装置上电动缸的指令接收端；

进一步，所述支架上沿行走机构的行走方向固定设置箱体导轨和齿条平行于箱体导轨的箱体齿轮齿条副，所述箱体导轨上设置可沿其自身往复滑动的滑动箱体，滑动箱体上固定设置箱体驱动电机，箱体驱动电机的动力输出轴与箱体齿轮齿条副的齿轮传动配合，所述机载处理器的指令输出端连接箱体驱动电机的指令接收端，所述机载处理器置于滑动箱体内；

进一步，所述行走臂装置I和行走臂装置II还包括安全钩和安全钩齿轮齿条副，所述安全钩齿轮齿条副的齿轮与导轨转动配合，其齿条下端铰接顶杆下端，安全钩固定连接齿轮并与V形轮构成封闭环，形成顶杆上升可驱动安全钩翻转使封闭环打开的结构；

进一步，所述云台摄像机上设置动态姿态稳定性补偿控制器；

进一步，所述速度传感器为霍尔传感器，所述拉力传感器为S拉力传感器；

进一步，所述V形轮由绝缘材料制成；

进一步，所述地面处理器为运行控处理制程序的PC机。

实用新型的有益效果：本实用新型的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，利用无线自动控制技术，控制设置有导线断股和损伤检测设备的行走机构对高压输电线路进行断股和损伤检测，可克服人工巡线精度低、效率低、劳动强度大、存在盲区等缺点，同时也能克服直升飞机航测法巡线存在安全隐患和巡线费用高等缺点，直接获得导线的图像信息和断股损伤信息，有效地提高了高压输电线路巡线作业的精度和效率，降低巡线作业的难度和成本，并提高巡线安全性，对保障高压输电线路安全稳定的运行具有重大意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型机器人的左视图；

图3为本实用新型的控制和检测原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型机器人的左视图；图3为本实用新型的控制和检测原理图，如图所示：本实施例的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，包括行走机构、地面控制处理系统、机载控制处理系统和导线断股检测装置；

所述行走机构包括行走臂装置I 1a、行走臂装置II 1b和支架2，所述行走臂装置I 1a和行走臂装置II 1b均包括行走驱动组件和越障驱动组件，所述行走驱动组件包括行走驱动电机4和V形轮5，所述行走驱动电机4的动力输出轴与V形轮5传动配合，所述越障驱动组件包括电动缸6、导轨7和顶杆8，所述导轨7上设置由竖直段7a和连接竖直段7a顶端并向外倾斜的倾斜段7b组成的导槽，顶杆8下端铰接电动缸6的往复动力输出端，顶杆8上固定设置与导轨7的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆8上端固定连接行走驱动组件的驱动电机4的机壳，所述支架2一端固定连接行走臂装置I 1a的导轨下端和电动缸，另一端固定连接行走臂装置II 1b的导轨下端和电动缸；

所述地面控制处理系统包括视频信号接收器28、地面处理器19和地面无线数据收发器18，地面处理器19和地面无线数据收发器18双向数据连接，视频信号接收器28的视频信号输入地面处理器19；

所述机载控制处理系统包括视频信号发射器27、机载处理器16和机载无线数据收发器17，机载处理器16和机载无线数据收发器17双向数据连接，机载处理器16的视频信号输入视频信号发射器27；

所述导线断股检测装置包括固定设置于支架2上的云台摄像机24、漏磁检测传感器25和涡流检测传感器26；所述云台摄像机24的视频信号、漏磁检测传感器25的磁信号、涡流检测传感器26的电压信号均输入机载处理器16，机载无线数据收发器17与地面无线数据收发器18之间进行双向数据通讯，视频信号发射器27与视频信号接收器28之间进行单向视频数据传输，机载处理器16的指令输出端连接行走驱动电机4、电动缸6和云台摄像机24的指令接收端。

本实施例中，所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置还包括行程开关20、速度传感器21、拉力传感器22和姿态传感器23，所述行程开关20设置于行走臂装置上位于V形轮5前端的位置，速度传感器21设置于行走驱动电机4上，拉力传感器22设置于顶杆8和行走驱动电机4之间，其两端分别固定连接顶杆8上端和行走驱动电机4下端，姿态传感器23设置于机架2上，所述行程开关20的通断电信号、拉力传感器22的力信号、速度传感器21的速度信号和姿态传感器23的姿态信号均输入机载处理器16，以随时收集机器人的状态信息。

使用时，操作者通过地面处理器发出指令，指令通过地面无线数据收发器和机载无线数据收发器传输至机载处理器，机载处理器将指令传输至对应的驱动组件，驱动机器人进行相应动作，当行走臂装置行至间隔棒时，触发行程开关发出通断电信号，该信号输入处理器并经机载无线数据收发器传输至地面处理器显示输出，等待操作者发出下一步指令，机载处理器随时采集拉力传感器和速度传感器的信号，并通过机载无线数据收发器和地面无线数据收发器传输至地面处理器，处理器通过对各拉力传感器的拉力信息进行比较可得出机器人质心数据，质心数据和速度数据为处理器处理和分析提供数据，同时，通过地面处理器控制云台摄像机对导线进行拍摄，并将视频数据经机载处理器编码后通过视频信号发射器和视频信号接收器输入地面处理器进行解码和输出，漏磁检测传感器和涡流检测传感器检测到的漏磁信号和涡流信号输入机载处理器，经机载无线数据收发器和地面无线数据收发器传输至地面处理器输出，获得导线断股和损伤信息。

本实施例中，所述行走机构还包括一个辅助臂装置1c，所述辅助臂装置1c包括被动行走V形轮组件和越障驱动组件，所述越障驱动组件包括电动缸6、导轨7和顶杆8，所述导轨7上设置由竖直段7a和连接竖直段7a顶端并向外倾斜的倾斜段7b组成的导槽，顶杆8下端铰接电动缸6的往复动力输出端，顶杆8上固定设置与导轨7的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆8上端固定连接被动行走V形轮组件上用于支承V形轮的支撑架，其下端与支架2中部固定连接，所述辅助臂装置1c上拉力传感器的力信号输入机载处理器16，所述机载处理器16的指令输出端连接辅助臂装置1c上电动缸6的指令接收端，辅助臂装置用于增加行走机构在行走和越障时的稳定性，同时地面处理器和机载处理器也可控制辅助臂装置进行越障动作。

本实施例中，所述支架2上沿行走机构的行走方向固定设置箱体导轨12和齿条11b平行于箱体导轨12的箱体齿轮齿条副，所述箱体导轨12上设置可沿其自身往复滑动的滑动箱体13，滑动箱体13上固定设置箱体驱动电机9，箱体驱动电机9的动力输出轴与箱体齿轮齿条副的齿轮11a传动配合，所述机载处理器16的指令输出端连接箱体驱动电机9的指令接收端，所述机载处理器16置于滑动箱体13内，在机器人的行走臂装置进行越障动作之前，地面处理器和机载处理器可控制驱动电机驱动滑动箱体在导轨上滑动，以调整机器人的质心，保证机器人在进行越障动作时的稳定性。

本实施例中，所述行走臂装置I 1a和行走臂装置II 1b还包括安全钩14和安全钩齿轮齿条副，所述安全钩齿轮齿条副的齿轮15a与导轨7转动配合，其齿条15b下端铰接顶杆8下端，安全钩14固定连接齿轮15a并与V形轮5构成封闭环，形成顶杆8上升可驱动安全钩14翻转使封闭环打开的结构，当行走臂装置进行跨越障碍动作时，顶杆上升带动安全钩翻转使封闭环打开，以保证行走机构可顺利跨越间隔棒。

本实施例中，所述云台摄像机24上设置动态姿态稳定性补偿控制器，可增加云台摄像机的镜头稳定性，提高所拍摄的视频的质量。

本实施例中，所述速度传感器21为霍尔传感器，所述拉力传感器22为S拉力传感器，价格便宜，易于获得。

本实施例中，所述V形轮5由绝缘材料制成，采用绝缘材料可使机器人在导线带电情况下进行作业，同时采用摩擦系数大的绝缘材料可有效防止行走机构在爬坡时V形轮在导线上打滑。

本实施例中，所述地面处理器19为运行控处理制程序的PC机，通用性强，易于实现。

本实用新型在使用过程中，由于行走臂装置的行走驱动电机可驱动机器人行走，电动缸可帮助机器人越过间隔棒等障碍，极大的增强了机器人在导线断股巡检作业中的应用性，通过检测传感器和摄像机，可实现对导线多方面的检测，获得其断股和损伤的数据。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：包括行走机构、地面控制处理系统、机载控制处理系统和导线断股检测装置；

所述行走机构包括行走臂装置I(1a)、行走臂装置II(1b)和支架(2)，所述行走臂装置I(1a)和行走臂装置II(1b)均包括行走驱动组件和越障驱动组件，所述行走驱动组件包括行走驱动电机(4)和V形轮(5)，所述行走驱动电机(4)的动力输出轴与V形轮(5)传动配合，所述越障驱动组件包括电动缸(6)、导轨(7)和顶杆(8)，所述导轨(7)上设置由竖直段(7a)和连接竖直段(7a)顶端并向外倾斜的倾斜段(7b)组成的导槽，顶杆(8)下端铰接电动缸(6)的往复动力输出端，顶杆(8)上固定设置与导轨(7)的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆(8)上端固定连接行走驱动组件的非活动件，所述支架(2)一端固定连接行走臂装置I(1a)的导轨下端和电动缸，另一端固定连接行走臂装置II(1b)的导轨下端和电动缸；

所述地面控制处理系统包括视频信号接收器(28)、地面处理器(19)和地面无线数据收发器(18)，地面处理器(19)和地面无线数据收发器(18)双向数据连接，视频信号接收器(28)的视频信号输入地面处理器(19)；

所述机载控制处理系统包括视频信号发射器(27)、机载处理器(16)和机载无线数据收发器(17)，机载处理器(16)和机载无线数据收发器(17)双向数据连接，机载处理器(16)的视频信号输入视频信号发射器(27)；

所述导线断股检测装置包括固定设置于支架(2)上的云台摄像机(24)、漏磁检测传感器(25)和涡流检测传感器(26)；所述云台摄像机(24)的视频信号、漏磁检测传感器(25)的磁信号、涡流检测传感器(26)的电压信号均输入机载处理器(16)，机载无线数据收发器(17)与地面无线数据收发器(18)之间进行双向数据通讯，视频信号发射器(27)与视频信号接收器(28)之间进行单向视频数据传输，机载处理器(16)的指令输出端连接行走驱动电机(4)、电动缸(6)和云台摄像机(24)的指令接收端。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：还包括行程开关(20)、速度传感器(21)、拉力传感器(22)和姿态传感器(23)，所述行程开关(20)设置于行走臂装置上位于V形轮(5)前端的位置，速度传感器(21)设置于行走驱动电机(4)上，拉力传感器(22)设置于顶杆(8)和行走驱动电机(4)之间，其两端分别固定连接顶杆(8)上端和行走驱动电机(4)下端，姿态传感器(23)设置于机架(2)上，所述行程开关(20)的通断电信号、拉力传感器(22)的力信号、速度传感器(21)的速度信号和姿态传感器(23)的姿态信号均输入机载处理器(16)。

3.根据权利要求2所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述行走机构还包括至少一个辅助臂装置(1c)，所述辅助臂装置(1c)包括被动行走V形轮组件和越障驱动组件，所述越障驱动组件包括电动缸(6)、导轨(7)和顶杆(8)，所述导轨(7)上设置由竖直段(7a)和连接竖直段(7a)顶端并向外倾斜的倾斜段(7b)组成的导槽，顶杆(8)下端铰接电动缸(6)的往复动力输出端，顶杆(8)上固定设置与导轨(7)的导槽滑动配合的导向滑销，顶杆(8)上端固定连接被动行走V形轮组件的非活动件，其下端与支架(2)中部固定连接，所述辅助臂装置(1c)上拉力传感器的力信号输入机载处理器(16)，所述机载处理器(16)的指令输出端连接辅助臂装置(1c)上电动缸(6)的指令接收端。

4.根据权利要求3所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述支架(2)上沿行走机构的行走方向固定设置箱体导轨(12)和齿条(11b)平行于箱体导轨(12)的箱体齿轮齿条副，所述箱体导轨(12)上设置可沿其自身往复滑动的滑动箱体(13)，滑动箱体(13)上固定设置箱体驱动电机(9)，箱体驱动电机(9)的动力输出轴与箱体齿轮齿条副的齿轮(11a)传动配合，所述机载处理器(16)的指令输出端连接箱体驱动电机(9)的指令接收端，所述机载处理器(16)置于滑动箱体(13)内。

5.根据权利要求4所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述行走臂装置I(1a)和行走臂装置II(1b)还包括安全钩(14)和安全钩齿轮齿条副，所述安全钩齿轮齿条副的齿轮(15a)与导轨(7)转动配合，其齿条(15b)下端铰接顶杆(8)下端，安全钩(14)固定连接齿轮(15a)并与V形轮(5)构成封闭环。

6.根据权利要求5所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述云台摄像机(24)上设置动态姿态稳定性补偿控制器。

7.根据权利要求6所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述速度传感器(21)为霍尔传感器，所述拉力传感器(22)为S拉力传感器。

8.根据权利要求7所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述V形轮(5)由绝缘材料制成。

9.根据权利要求8所述的高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，其特征在于：所述地面处理器(19)为运行控处理制程序的PC机。

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