CN206878381U - 一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，包括本体、伸缩臂和抓手，伸缩臂的顶端与抓手相连，伸缩臂的底端活动连接在本体上，本体上设有信号采集装置，信号采集装置与伸缩臂相连，信号采集装置上设有无线通信模块用于数据的传输，本体上还设有供电电源，本体上设有电磁感应充电系统，电磁感应充电系统包括设置在本体上的电能接收装置及置于杆塔上的电能发射装置；本实用新型的优点：通过电磁感应充电系统对供电电源实现充电，实现了本体能全天候稳定运行，且电磁感应充电系统设置成设置在本体上的电能接收装置及置于杆塔上的电能发射装置，有效的减少了本体的体积和重量，将会缩减线路巡视所需成本，提高线路运行的经济效益。

Description

一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人

技术领域

本实用新型涉及一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人。

背景技术

目前，巡线作业是输电线路工作中较为重要并且经常需要开展的工作，通过巡线能够及时了解线路的运行情况，若线路发生故障，也能够通过巡线找到缺陷的具体位置和缺陷情况，然而，对于一些需要经常巡视的重要线路，需要巡线的次数也相应增加，但是以人力计算，碰到山高路远时一个人一天也只能巡视一基杆塔，且效率较低，巡完一条线路就需花费数天时间，这种情况形成了目前输电线路运行的要求与运行人员数量之间极端的矛盾，现行的机器人大多配备太阳能电池板或者蓄电池对机器人供电，但是遇到阴雨天气或者阳光照射不足，太阳能电池板无法稳定工作，用蓄电池作为动力源不仅重量和体积过大，还有电量用完或电池坏掉时机器人成为导线异物的风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就是提供一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，解决现有巡线机器人整体重量和体积大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，包括本体、伸缩臂和自动行走在导线上的抓手，伸缩臂的顶端与抓手相连用于控制抓手的高度，伸缩臂的底端活动连接在本体上用于控制抓手大小的及抓手的位置，本体上设有采集输电线路基本信息的信号采集装置，信号采集装置与伸缩臂相连用于控制伸缩臂的工作，信号采集装置上设有无线通信模块用于数据的传输，本体上还设有供电电源，供电电源分别与信号采集装置、抓手、伸缩臂相连，本体上设有与供电电源相连的电磁感应充电系统，电磁感应充电系统包括设置在本体上的电能接收装置及置于杆塔上的电能发射装置。

优选的，电能接收装置包括电能接收模块及接收线圈，接收线圈通过电能接收模块与供电电源相连，电能发射装置包括发射线圈及电能发射模块，发射线圈设置在电能发射模块上，电能发射模块用于将低频交流电转换为高频交流电，地面发射线圈用于通过高频交变电流产生高频的交流磁场，接收线圈位于发射线圈产生的交流磁场时，产生相应的交变电流，并由电能接收模块转换为直流电并提供给供电电源存储，通过感应非接触式充电系统就能对供电电源完成充电，无需人工干预，大大避免了现有机器人充电的工作量，提高了充电效率，降低了生产成本，且提高了机器人的工作效率。

优选的，电能发射装置还包括设置在抱箍和设置在抱箍上的导向杆，导向杆上滑动连接有导向套，电能发射模块数字在导向套上，且导向套上设有控制发射线圈与接收线圈对准的激光传感器，能实现发射装置在导向杆上滑动，并通过激光传感器实现发射线圈与接收线圈的对准，使电磁感应充电系统在最佳的充电位置，提高充电效率。

优选的，抓手包括第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮之间形成夹紧导线的夹紧孔，第一滚轮和第二滚轮的底端均设有一伸缩臂，第一滚轮或第二滚轮上连接有行走电机，第一滚轮和第二滚轮之间设有传动带，通过第一滚轮和第二滚轮夹紧导线，并通过行走电机转动带动第一滚轮或第二滚轮转动，然后通过传动带实现第一滚轮和第二滚轮在导线上的自动行走，相对于人工巡线的方法，大大的降低了人工的工作量及人力成本，且大大提高了导线巡线的效率。

优选的，本体上还设有水平板，水平板上设有直线导轨，直线导轨上设有滑块，伸缩臂的底端设置在滑块上，伸缩臂依靠滑块在直线导轨上滑动来调节夹紧孔的大小，使其第一滚轮和第二滚轮的夹紧孔大小可调，能根据导线的环境来自动调节控制，当导线上出现障碍物或导线发生变化时，能自动实现跨越。

优选的，第一滚轮和第二滚轮均通过支架设置在伸缩臂上，行走电机设置在支架上，能保证第一滚轮和第二滚轮在高度调节时的平稳性。

优选的，支架包括竖直连接套、定位板和定位梁，定位板设置在竖直连接套的上部，定位梁设置在竖直连接套的中部，定位梁和定位板之间设有转动轴，竖直连接套与伸缩臂的顶端相连，结构简单，能保证第一滚轮和第二滚轮的竖直方向的直线度，且能根据第一滚轮和第二滚轮的型号来设定定位梁及转动轴的高度，适应不同的场合。

优选的，伸缩臂的底端通过转轴设置在滑块上，且转轴上连接有控制电机，控制电机与转轴之间通过相互啮合传动的齿轮组连接，能使抓手跨越导线上的不同方向的障碍物。

优选的，本体包括盒体和设置在盒体上的定位板，定位板与水平板相连，盒体设置在定位板的底端，信号采集装置设置在盒体上，供电电源设置在盒体内，能优化本体的整体结构，保证行走时本体的平稳性，降低整体的成本。

优选的，信号采集装置包括摄像机和红外线传感器，摄像机通过三角架倾斜设置在盒体上，红外线传感器通过螺栓组件设置在盒体上，红外线传感器与伸缩臂相连，通过摄像机对输电线路的基本信息进行采集，采集的范围广，有利于运维人员观看、分析，提高巡线的质量，并能根据不同的导线环境，设置倾斜板的倾斜角度，通过螺栓组件将红外线传感器设置在盒体上，能对导线上的障碍物进行有效检测，并控制伸缩臂的活动量，保证跨越障碍物时本体的平稳性。

综上所述，本实用新型的优点：1.通过电磁感应充电系统对供电电源实现充电，实现了本体能安全稳定运行，且电磁感应充电系统设置成设置在本体上的电能接收装置及置于杆塔上的电能发射装置，有效的减少了本体的体积和重量，将会缩减线路巡视所需成本，提高线路运行的经济效益；

2.通过抓手将本体设置在导线上，能使巡线机器人能全天候安全运行，无需将巡线机器人收回，只需故障时维护，提高了巡线的效率；

3.通过伸缩臂来控制抓手的高度，使巡线机器人适应不同环境下的导线安装巡检；

4.通过伸缩臂在本体上的活动连接来控制抓手的大小及抓手的位置，能实现抓手自动跨越导线上的障碍物，并通过信号采集装置控制伸缩臂的工作，能根据障碍物的大小来控制抓手的大小及抓手的位置，灵敏度高，跨越时的安全性能高；

5.信号采集装置的设置，能将导线所在的铁塔、导线、通道的线路基本信息全数记录，并通过无线通信模块反馈至作业人员，并能将缺陷情况及时、准确的反馈至作业人员上，能使作业人员第一时间进行检修，提高了供电的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人的结构示意图；

图2为本实用新型电磁感应充电系统的结构示意图；

图3为本实用新型电能发射装置的结构示意图；

图4为本实用新型支架的结构示意图；

图5为本实用新型信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，包括本体1、伸缩臂2和自动行走在导线上的抓手3，伸缩臂2的顶端与抓手3相连用于控制抓手3的高度，伸缩臂2的底端活动连接在本体1上用于控制抓手3大小的及抓手3的位置，本体1上设有采集输电线路基本信息的信号采集装置4，信号采集装置4与伸缩臂2相连用于控制伸缩臂2的工作，信号采集装置4上设有无线通信模块40用于数据的传输，本体1上还设有供电电源5，供电电源5分别与信号采集装置4、抓手3、伸缩臂2相连，本体1上设有与供电电源5相连的电磁感应充电系统6，电磁感应充电系统6包括设置在本体1上的电能接收装置7及置于杆塔上的电能发射装置8。

电能接收装置7包括电能接收模块71及接收线圈72，接收线圈72通过电能接收模块71与供电电源相连，电能发射装置8包括发射线圈81及电能发射模块82，发射线圈81设置在电能发射模块82上，本发明中，电能发射模块82将220V/380V、60HZ的家庭/工业用低频交流电转换为高频交流电，地面发射线圈81用于通过高频交变电流产生高频的交流磁场，接收线圈72位于发射线圈81产生的交流磁场时，产生相应的交变电流，并由电能接收模块71转换为直流电并提供给供电电源存储，通过感应非接触式充电系统就能对供电电源完成充电，无需人工干预，大大避免了现有机器人充电的工作量，提高了充电效率，降低了生产成本，且提高了机器人的工作效率。

电能发射装置8还包括设置在抱箍83和设置在抱箍83上的导向杆84，导轨84上滑动连接有导向套85，电能发射模块82设置在导向套85上，且导向套85上设有控制发射线圈81与接收线圈72对准的激光传感器86，能实现发射装置在导向杆上滑动，并通过激光传感器实现发射线圈与接收线圈的对准，使电磁感应充电系统在最佳的充电位置，提高充电效率，本发明中，当机器人行走在导线上行走一定距离时，此时供电电源的电量不足，不能满足后续的行走，而此时，发射线圈81与接收线圈72之间的距离比较远，不能实现供电电源的快速充电，需要通过导向套85在导向杆上滑动，并通过激光传感器实现发射线圈与接收线圈的对准，使电磁感应充电系统在最佳的充电位置。

抓手3包括第一滚轮31和第二滚轮32，第一滚轮31和第二滚轮32之间形成夹紧导线的夹紧孔30，第一滚轮31和第二滚轮32的底端均设有一伸缩臂2，第一滚轮31上连接有行走电机33，第一滚轮31和第二滚轮32之间设有传动带34，通过第一滚轮和第二滚轮夹紧导线，并通过行走电机转动带动第一滚轮或第二滚轮转动，然后通过传动带实现第一滚轮和第二滚轮在导线上的自动行走，相对于人工巡线的方法，大大的降低了人工的工作量及人力成本，且大大提高了导线巡线的效率。

本体1上还设有水平板11，水平板11上设有直线导轨12，直线导轨12上设有滑块13，伸缩臂2的底端设置在滑块13上，伸缩臂2依靠滑块13在直线导轨12上滑动来调节夹紧孔30的大小，使其第一滚轮和第二滚轮的夹紧孔大小可调，能根据导线的环境来自动调节控制，当导线上出现障碍物或导线发生变化时，能自动实现跨越，第一滚轮31和第二滚轮32均通过支架9设置在伸缩臂2上，行走电机33设置在支架9上，能保证第一滚轮和第二滚轮在高度调节时的平稳性，支架9包括竖直连接套91、定位板92和定位梁93，定位板92设置在竖直连接套91的上部，定位梁93设置在竖直连接套的中部，定位梁和定位板之间设有转动轴94，竖直连接套91与伸缩臂2的顶端相连，结构简单，能保证第一滚轮和第二滚轮的竖直方向的直线度，且能根据第一滚轮和第二滚轮的型号来设定定位梁及转动轴的高度，适应不同的场合，伸缩臂2的底端通过转轴21设置在滑块13上，且转轴上连接有控制电机22，控制电机22与转轴之间通过相互啮合传动的齿轮组连接，能使抓手跨越导线上的不同方向的障碍物。

本体1包括盒体14和设置在盒体上的定位板15，定位板与水平板相连，盒体14设置在定位板15的底端，信号采集装置4设置在盒体上，供电电源5设置在盒体内，能优化本体的整体结构，保证行走时本体的平稳性，降低整体的成本，信号采集装置4包括摄像机41和红外线传感器42，摄像机41通过三角架43倾斜设置在盒体上，红外线传感器42通过螺栓组件44设置在盒体上，红外线传感器42与伸缩臂2相连，通过摄像机对输电线路的基本信息进行采集，采集的范围广，有利于运维人员观看、分析，提高巡线的质量，并能根据不同的导线环境，设置三角架的倾斜角度，通过螺栓组件将红外线传感器设置在盒体上，能对导线上的障碍物进行有效检测，并控制伸缩臂的活动量，保证跨越障碍物时本体的平稳性。

使用时，将第一滚轮31和第二滚轮32夹紧导线，行走时，通过行走电机33带动第一滚轮31转动，第一滚轮31通过传动带34带动第二滚轮32转动，从而实现了第一滚轮31和第二滚轮32在导线上的自动行走，行走过程中，通过摄像机41对导线附近的基本信息进行拍摄，并通过无线通信模块40强采集的信息反馈至作业人员手上，且行走过程中并通过红外线传感器42对导线的周边环境因素进行采集，当红外线传感器42采集到导线上有障碍物或异物时，滑块13接收红外线传感器42的信号，使滑块13在直线导轨12上滑动，使第一滚轮31和第二滚轮32之间的夹紧孔30变大或变小，并通过伸缩臂2分别控制第一滚轮31和第二滚轮32的高度，使第一滚轮31和第二滚轮32推出或收回，或通过控制电机22使伸缩臂2在滑块13上转动，实现抓手在导线上摆动，使抓手能跨越安装在导线上的绝缘子或其他零件，依次进行操作，可以快速平稳的实现抓手对导线上的障碍物进行跨越，当供电电源5电量不足时，电能发射模块82将220V/380V、60HZ的家庭/工业用低频交流电转换为高频交流电，地面发射线圈81用于通过高频交变电流产生高频的交流磁场，接收线圈72位于发射线圈81产生的交流磁场时，产生相应的交变电流，并由电能接收模块71转换为直流电并提供给供电电源存储，通过感应非接触式充电系统就能对供电电源完成充电，实现巡线机器人的安全稳定运行。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：包括本体(1)、伸缩臂(2)和自动行走在导线上的抓手(3)，伸缩臂(2)的顶端与抓手(3)相连用于控制抓手(3)的高度，伸缩臂(2)的底端活动连接在本体(1)上用于控制抓手(3)大小的及抓手(3)的位置，本体(1)上设有采集输电线路基本信息的信号采集装置(4)，信号采集装置(4)与伸缩臂(2)相连用于控制伸缩臂(2)的工作，信号采集装置(4)上设有无线通信模块(40)用于数据的传输，本体(1)上还设有供电电源(5)，供电电源(5)分别与信号采集装置(4)、抓手(3)、伸缩臂(2)相连，本体(1)上设有与供电电源(5)相连的电磁感应充电系统(6)，电磁感应充电系统(6)包括设置在本体(1)上的电能接收装置(7)及置于杆塔上的电能发射装置(8)。

2.根据权利要求1所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：电能接收装置(7)包括电能接收模块(71)及接收线圈(72)，接收线圈(72)通过电能接收模块(71)与供电电源相连，电能发射装置(8)包括发射线圈(81)及电能发射模块(82)，发射线圈(81)设置在电能发射模块(82)上，电能发射模块(82)用于将低频交流电转换为高频交流电，地面发射线圈(81)用于通过高频交变电流产生高频的交流磁场，接收线圈(72)位于发射线圈(81)产生的交流磁场时，产生相应的交变电流，并由电能接收模块(71)转换为直流电并提供给供电电源存储。

3.根据权利要求2所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：电能发射装置(8)还包括设置在抱箍(83)和设置在抱箍(83)上的导向杆(84)，导轨(84)上滑动连接有导向套(85)，电能发射模块(82)设置在导向套(85)上，且导向套(85)上设有控制发射线圈(81)与接收线圈(72)对准的激光传感器(86)。

4.根据权利要求1所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：抓手(3)包括第一滚轮(31)和第二滚轮(32)，第一滚轮(31)和第二滚轮(32)之间形成夹紧导线的夹紧孔(30)，第一滚轮(31)和第二滚轮(32)的底端均设有一伸缩臂(2)，第一滚轮(31)或第二滚轮(32)上连接有行走电机(33)，第一滚轮(31)和第二滚轮(32)之间设有传动带(34)。

5.根据权利要求4所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：本体(1)上还设有水平板(11)，水平板(11)上设有直线导轨(12)，直线导轨(12)上设有滑块(13)，伸缩臂(2)的底端设置在滑块(13)上，伸缩臂(2)依靠滑块(13)在直线导轨(12)上滑动来调节夹紧孔(30)的大小。

6.根据权利要求4所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：第一滚轮(31)和第二滚轮(32)均通过支架(9)设置在伸缩臂(2)上，行走电机(33)设置在支架(9)上。

7.根据权利要求6所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：支架(9)包括竖直连接套(91)、定位板(92)和定位梁(93)，定位板(92)设置在竖直连接套(91)的上部，定位梁(93)设置在竖直连接套的中部，定位梁和定位板之间设有转动轴(94)，竖直连接套(91)与伸缩臂(2)的顶端相连。

8.根据权利要求5所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：伸缩臂(2)的底端通过转轴(21)设置在滑块(13)上，且转轴上连接有控制电机(22)，控制电机(22)与转轴之间通过相互啮合传动的齿轮组连接。

9.根据权利要求5所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：本体(1)包括盒体(14)和设置在盒体上的定位板(15)，定位板与水平板相连，盒体(14)设置在定位板(15)的底端，信号采集装置(4)设置在盒体上，供电电源(5)设置在盒体内。

10.根据权利要求9所述的一种以输电线路中导线为通道的巡线机器人，其特征在于：信号采集装置(4)包括摄像机(41)和红外线传感器(42)，摄像机(41)通过三角架(43)倾斜设置在盒体上，红外线传感器(42)通过螺栓组件(44)设置在盒体上，红外线传感器(42)与伸缩臂(2)相连。