CN210744604U - 一种沿高压电网行走的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

一种沿高压电网行走的巡检机器人，属于高空作业机器人领域。该机器人可实现自动巡检。所述开合机构、传动机构和检测机构均设置在机身上，所述底座放置在高压电网的铁塔上，机身放置在底座上，所述开合机构带动传动机构的机械臂夹紧高压电缆，所述传动机构的行走轮带动机身前进，所述检测机构对高压线缆进行检测并定位。本实用新型中的机器人能够自动沿线缆进行检测、监控，对损坏部分进行定位标记备份，避免了人工巡检周期长，效率低的问题，也避免了无人机巡检容易受到一些环境因素影响的问题。

Description

一种沿高压电网行走的巡检机器人

技术领域

本实用新型属于高空作业机器人领域，特别是涉及一种沿高压电网行走的巡检机器人。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，它的安全性十分重要，但是大部分线路都处于环境复杂，人迹罕至的地区，给输电线路的维护带来了许多不变，而且输电线路暴露在野外，外部环境变化性大，长期经过风吹雨淋，输电线路表面的材料容易氧化老化以及磨损，导致输电线路发生故障，对人身安全和经济造成巨大损失，因此，国家电网会定期对输电线路进行巡检和维护，了解输电线路的情况，及时发现并解决问题，预防事故的发生。

目前，国内电路的巡检，维护主要有两种方法，一种是人工巡检，其缺陷有人工劳动强度大，工作效率低，可靠性差，存在检查盲区；另一种是无人机巡检，无人机巡检具有检测效率高和精度好等特点，但容易受到一些环境因素的影响，同时不仅增加了巡检技术难度，还大大增加了巡检的费用。

随着机器人技术的发展，使得越来越多的机器人应用到生活中。延线移动机器人技术的发展也为高压输电线的检查工作提供了新的手段。本实用新型主要针对高压线缆的定期巡检，设计一种线路巡检机器人，用于日常输电线路的检测。

实用新型内容

针对背景技术提及的现有人工巡检和无人机巡检工作量大，巡检周期长，效率低的问题，本实用新型设计了一种输电线路巡检机器人，该机器人可实现自动巡检。

本实用新型所采取的技术方案是：一种沿高压电网行走的巡检机器人，包括机身、底座、开合机构、传动机构及检测机构；所述开合机构、传动机构和检测机构均设置在机身上，所述底座放置在高压电网的铁塔上，机身放置在底座上，所述开合机构带动传动机构的机械臂夹紧高压电缆，所述传动机构的行走轮带动机身前进，所述检测机构对高压线缆进行检测并定位。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型中的机器人能够自动沿线缆进行检测、监控，对损坏部分进行定位标记备份，避免了人工巡检周期长，效率低的问题，也避免了无人机巡检容易受到一些环境因素影响的问题。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型机身示意图；

图3是本实用新型底座示意图；

图4是本实用新型开合机构示意图；

图5是本实用新型传动机构示意图；

图6是本实用新型检测机构示意图；

其中：100-机身；101-滑轮；102-机架；103-机箱；104-机盖；200-底座； 201-车轮；202-车轮支撑架；203-导轨；204-机身保护架；205-V型导入轨； 206-搬运把手；300-开合机构；301-微型处理器；302-减速装置；303-蜗杆； 304-蜗轮；305-第一级连接杆；306-L型杆；307-第二级连接杆；400-传动机构；401-机械臂；402-减速器；403-U型行走轮；500-检测机构；501-摄像头； 502-距离传感器；503-全球定位系统定位器；504-倾角传感器；505-远程控制系统；506-电池；507-压力传感器；508-存储器。

具体实施方式

如图1～图6所示，一种沿高压电网行走的巡检机器人，包括机身100、底座200、开合机构300、传动机构400及检测机构500；所述开合机构300、传动机构400和检测机构500均设置在机身100上，所述底座200放置在高压电网的铁塔上，机身100放置在底座200上，所述开合机构300带动传动机构400的机械臂401夹紧高压电缆，所述传动机构400的行走轮403带动机身100前进，所述检测机构500对高压线缆进行检测并定位。

如图2所示，所述机身100包括机架102、机箱103、机盖104及多个滑轮101，所述机架102两侧均匀分布安装有多个滑轮101，所述机架102后侧设有机箱103，机箱103上安装有机盖104。

如图3所示，所述底座200包括机身保护架204、两个车轮201、两个车轮支撑架202、两个导轨203、两个V型导入轨205及四个搬运把手206；所述两个车轮201转动安装在车轮支撑架202下端左右两侧，所述两个车轮支撑架202上端均通过螺栓固定于机身保护架204上，所述两个导轨203相对设置在机身保护架204左右两侧，优选为，导轨203设置于机身保护架204 下部内侧，所述每个滑轮101在对应的导轨203上滚动行走，每个导轨203 前端均设有V型导入轨205，所述机身保护架204上部前后两侧共设置有四个搬运把手206。

如图4所示，所述开合机构300包括微型处理器301、第二驱动电机、减速装置302、蜗杆303、蜗轮304及连杆机构；所述微型处理器301设置于机箱103内部，微型处理器301集成运动规划及控制算法和机器人本体控制系统和远程控制系统，微型处理器301控制第二驱动电机，所述第二驱动电机和减速装置302均设置于机架102上，第二驱动电机的输出轴与减速装置 302的输入轴连接，所述减速装置302的输出轴与蜗杆303连接，所述蜗杆 303与蜗轮304连接，所述蜗轮304转动安装在机身100底部，每个机械臂 401与蜗轮304之间均连接有一个连杆机构。

如图4所示，每个所述连杆机构均包括第一级连接杆305、L型杆306 和第二级连接杆307，所述第一级连接杆305一端与蜗轮304通过销轴铰接，所述第一级连接杆305两另一端与L型杆306一端通过销轴铰接，所述L型杆306另一端与第二级连接杆307一端通过销轴铰接，所述L型杆306的中部通过销轴转动安装在机身100底部，所述第二级连接杆307另一端机械臂 401下端通过销轴铰接。微型处理器301控制第二驱动电机启动，第二驱动电机通过减速装置302带动蜗杆303转动，并使蜗轮304转动，蜗轮304转动依次带动第一级连接杆305移动、L型杆306绕其销轴转动以及第二级连接杆307移动，第二级连接杆307移动带动机械臂401下端转动，使机械臂 401与机架102之间角度转变，从而实现机械臂401的开合。

如图5所示，每个所述传动机构400均包括机械臂401、第一驱动电机、减速器402及行走轮403；所述机械臂401的尾部通过销轴与第二级连接杆 307另一端铰接，机械臂401的下端与机架102通过销轴转动连接，机械臂 401在第二级连接杆307的带动下绕其销轴转动，所述第一驱动电机和减速器402均设置于机械臂401头部，所述第一驱动电机的输出轴与减速器402 的输入轴固定连接，所述减速器402的输出轴上固定套装有行走轮403。第一驱动电机和减速器402带动行走轮403转动。

每个所述行走轮403均为U型行走轮，每个所述行走轮403上均设有三个触手。

如图6所示，所述检测机构500包括摄像头501，距离传感器502，全球定位系统定位器503、倾角传感器504、远程控制系统505、电池506、压力传感器507及存储器508；所述摄像头501设置在机身100前部中间，所述摄像头501上表面上设置有倾角传感器504，摄像头501两侧面上均设有距离传感器502，通过摄像头501可以检测电线的损坏程度，同时摄像头501还集成针对输电线路导线断股、绝缘子劣化、线路金具损坏等各种故障的检测传感器，所述全球定位系统定位器503、和远程控制系统505、电池506 和存储器508均设置于机箱103内部，所述压力传感器507设置于行走轮403 内侧。

全球定位系统定位器503提供电线损坏的大体位置，在通过距离传感器502、倾角传感器504和微型处理器301准确的对损坏位置进行定位。通过压力传感器507和微型处理器301能够控制行走轮403内测对电线的压力，给高压电网行走的巡检机器人更好的跨越防振锤、线夹、间隔棒等障碍物。远程控制系统505主要是对在野外高压线路上进行巡检工作的机器人进行监视和远程控制和控制各种检测传感器采集导线、绝缘子、金具等各种检测数据, 并实时地传输给地面远程主机或者存储在存储器508中等待后续处理和评估。

工作时，将机器人提到高压电网线，开合机构300开始工作，使传动机构400的机械臂401夹紧高压电缆。第一驱动电机和减速器402上电转动，带动行走轮403工作使机器人的机身100前进，缓慢脱离底座200，脱离底座200后，机身100沿线缆前进检测。在前进过程中，检测机构500开始工作，当检测机构500发现高压电缆的绝缘层发生损坏时，全球定位系统定位器503、距离传感器502和倾角传感器504开始工作，记录破损的情况和具体位置，然后发送信息给地面工作站同时保持在存储器508中。当跨越间隔棒时，开合机构300通过微型处理器301和行走轮403内测的压力传感器507 的反馈计算精确控制行走轮403对线缆的压力，使动行走轮403在通过间隔棒使提供足够的压力，行走轮403上的三个触手能更好的保证机器人跨过间隔棒。

同理，当检测完成时，机器人通过V型导入轨205使机器人更好的滑入导轨203，完成后，开合机构300使机械臂401打开，从而取下机器人。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：包括机身(100)、底座(200)、开合机构(300)、传动机构(400)及检测机构(500)；所述开合机构(300)、传动机构(400)和检测机构(500)均设置在机身(100)上，所述底座(200)放置在高压电网的铁塔上，机身(100)放置在底座(200)上，所述开合机构(300)带动传动机构(400)的机械臂(401)夹紧高压电缆，所述传动机构(400)的行走轮(403)带动机身(100)前进，所述检测机构(500)对高压线缆进行检测并定位。

2.根据权利要求1所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：所述机身(100)包括机架(102)、机箱(103)、机盖(104)及多个滑轮(101)，所述机架(102)两侧均匀分布安装有多个滑轮(101)，所述机架(102)后侧设有机箱(103)，机箱(103)上安装有机盖(104)。

3.根据权利要求2所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：所述底座(200)包括机身保护架(204)、两个车轮(201)、两个车轮支撑架(202)、两个导轨(203)、两个V型导入轨(205)及四个搬运把手(206)；所述两个车轮(201)转动安装在车轮支撑架(202)下端左右两侧，所述两个车轮支撑架(202)上端均通过螺栓固定于机身保护架(204)上，所述两个导轨(203)相对设置在机身保护架(204)左右两侧，所述每个滑轮(101)在对应的导轨(203)上滚动行走，每个导轨(203)前端均设有V型导入轨(205)，所述机身保护架(204)上部前后两侧共设置有四个搬运把手(206)。

4.根据权利要求3所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：所述开合机构(300)包括微型处理器(301)、第二驱动电机、减速装置(302)、蜗杆(303)、蜗轮(304)及连杆机构；所述微型处理器(301)设置于机箱(103)内部，微型处理器(301)控制第二驱动电机，所述第二驱动电机和减速装置(302)均设置于机架(102)上，第二驱动电机的输出轴与减速装置(302)的输入轴连接，所述减速装置(302)的输出轴与蜗杆(303)连接，所述蜗杆(303)与蜗轮(304)连接，所述蜗轮(304)转动安装在机身(100)底部，每个机械臂(401)与蜗轮(304)之间均连接有一个连杆机构。

5.根据权利要求4所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：每个所述连杆机构均包括第一级连接杆(305)、L型杆(306)和第二级连接杆(307)，所述第一级连接杆(305)一端与蜗轮(304)通过销轴铰接，所述第一级连接杆(305)两另一端与L型杆(306)一端通过销轴铰接，所述L型杆(306)另一端与第二级连接杆(307)一端通过销轴铰接，所述L型杆(306)的中部通过销轴转动安装在机身(100)底部。

6.根据权利要求5所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：每个所述传动机构(400)均包括机械臂(401)、第一驱动电机、减速器(402)及行走轮(403)；所述机械臂(401)的尾部通过销轴与第二级连接杆(307)另一端铰接，机械臂(401)的下端与机架(102)通过销轴转动连接，所述第一驱动电机和减速器(402)均设置于机械臂(401)头部，所述第一驱动电机的输出轴与减速器(402)的输入轴固定连接，所述减速器(402)的输出轴上固定套装有行走轮(403)。

7.根据权利要求6所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：每个所述行走轮(403)均为U型行走轮，每个所述行走轮(403)上均设有三个触手。

8.根据权利要求1所述的一种沿高压电网行走的巡检机器人，其特征在于：所述检测机构(500)包括摄像头(501)，距离传感器(502)，全球定位系统定位器(503)、倾角传感器(504)、远程控制系统(505)、电池(506)、压力传感器(507)及存储器(508)；所述摄像头(501)设置在机身(100)前部中间，所述摄像头(501)上表面上设置有倾角传感器(504)，摄像头(501)两侧面上均设有距离传感器(502)，所述全球定位系统定位器(503)、和远程控制系统(505)、电池(506)和存储器(508)均设置于机箱(103)内部，所述压力传感器(507)设置于行走轮(403)内侧。

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