CN220974556U - 一种输电线路故障诊断带电作业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种输电线路故障诊断带电作业机器人，其包括六旋翼无人机飞行器；绝缘绳升降装置；射线源；骑跨式固定板；齿轮传动模块；连接臂，有三个自由度可进行旋转，有一个自由度可以平移；舵机；成像板；成像旋转板；锂电池；绝缘绳；夹持模块；其中成像板可从成像旋转板上拆卸，以及无人机和绝缘绳升降装置可通过拆卸挂钩与骑跨式固定板分离，从而实现模块化拆装以便于野外运输；夹持模块可以将该机器人固定在导线上，避免倾翻。本实用新型装置可实现输电线路上无损探伤故障诊断输电线以及输电线上多种典型金具的内部故障情况。

Description

一种输电线路故障诊断带电作业机器人

技术领域：

本实用新型涉及输电线自动化故障诊断带电作业领域，尤其涉及一种模块化的输电线路故障诊断机器人系统。

技术背景：

架空高压输电线路是电能传输的重要通道，其服役于野外复杂环境，长期风吹、日晒、雨淋导致线路出现断股、散股故障，线路上的典型金具出现锈蚀，内部压接质量出现问题会严重影响输电线路的正常稳定运行，因此，进行输电线路及其典型金具的故障诊断是电力系统的一项常规性作业任务，然而由于输电线及其线路金具的压接质量具有较强的隐藏特性，由于线路及其金具位于高空，地面人员无法通过观察发现线路故障，即便能够登塔近距离的接触导线与金具，一般人工肉眼难以发觉其故障，因此，亟需开发一款能够对输电线路故障进行智能检测的自动化装备。

目前，除了通过人工肉眼对输电线路进行远程故障诊断外，已有通过红外及X光对输电线路故障诊断的智能化装备，但是离实用化还有一段距离，具体表现在，其一，故障诊断装备从地面到达输电线路高空较为困难，其二，系统机构相对复杂，体积重量较大，对输电线路复杂作业环境适应性较差，为解决上述问题，提出了一种模块化的输电线路故障诊断机器人系统，包括机器人诊断本体系统和上下线系统，通过合理运动规划实现机器人上下线及输电线路的故障诊断作业，本实用新型对于故障诊断带电作业机器人实用化水平的提升具有重要理论意义与实际应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决故障诊断装备升空不便和带电作业适用性差的问题而提供一种既能在导线上进行巡检作业又能自动上下线的模块化的输电线路故障诊断机器人系统及其作业方法。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种输电线路故障诊断机器人系统，包括机器人诊断本体系统和机器人上下线系统，两者呈上下分布，通过将机器人上下线系统中的绝缘绳缠绕在机器人诊断本体系统的骑跨式固定板上，并通过绝缘绳轮的正转将绝缘绳收紧从而达到两者的连接效果。

本实用新型的输电线路故障诊断机器人所述的机器人诊断本体系统，其主要包括骑跨式固定板、连接臂、夹持模块、成像板、成像旋转板、锂电池、射线源模块、齿轮传动模块和舵机。

本实用新型的输电线路故障诊断机器人所述的机器人上下线系统，其主要包括无人机、绝缘绳升降装置。绝缘绳升降装置为电动绞磨装置，安装于无人机主体上方。四根绝缘绳分别固定在左右骑跨式固定板的的两端，从下到上缠绕于电动绞磨装置的绞盘上，绝缘绳升降装置中的四个绝缘绳轮通过驱动电机和同步轴同时实现正转和反转从而使绝缘绳达到上升和下降的效果。

本实用新型的输电线路故障诊断机器人中诊断本体系统所述的射线源模块，其通过两个连接臂固定于齿轮传动模块和骑跨式固定板上，舵机固定于骑跨式固定板上可控制齿轮齿条的旋转，成像板固定于成像旋转板上，成像旋转板的两端固定于齿轮齿条上，故成像板可通过齿轮齿条实现上下移动，并且射线源模块和成像板可通过舵机实现角度的改变，成像旋转板可调节成像板的角度。

本实用新型的模块化输电线路故障诊断机器人系统和方法为输电线路维护和故障排除提供了一种高效、安全的解决方案。该系统通过机器人诊断本体系统和机器人上下线系统的协同操作，实现了在高空导线上进行巡检作业并自动上下线的功能。

本实用新型的模块化输电线路故障诊断机器人与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型可实现机器人无损探伤检测输电线以及输电线金具的内部故障情况，而无需直接对带电体本身进行直接探测；

2、本实用新型可实现拆分为无人机、机器人诊断本体、激光射线源和成像板四个主要模块，该模块化设计使得系统更加灵活和便于现场操作，也减轻了机器人的重量，便于携带外出；

3、本实用新型的故障诊断机器人采用左右对称的结构设计，并设计机器人诊断本体作业期间的重心稳定在整机内部，提高了机器人在高空作业中的稳定性和安全性。

4、本实用新型的故障诊断机器人系统的应用范围广泛，可用于输电线路的巡检、故障排查和维护工作，为电力行业提供了一种高效、智能的解决方案。

附图说明

图1为本实用新型中故障诊断机器人结构示意图。

图2为本实用新型中无人机上下线系统结构示意图。

图3为无人机与机器人的复合系统示意图。

图4为故障诊断机器人的上线过程图。

图5为故障诊断机器人的故障诊断过程图。

图6为故障诊断机器人的下线过程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

本实用新型的一种模块化的输电线路故障诊断机器人结构如图1所示，包括：六旋翼无人机飞行器1，绝缘绳升降装置2，射线源模块3，齿轮传动模块4，连接臂5，舵机6，骑跨式固定板7，成像板8，锂电池9，成像旋转板10，绝缘绳11，夹持模块12。两端的连接臂5固定在骑跨式固定板7的左右两端，并通过齿轮传动模块4与线源模块3连接在一起，因此连接臂5可带动上面的射线源模块3和下面的成像板8、锂电池9、成像旋转板10进行上下移动，而连接臂5上的舵机6可带动前后旋转运动。

上述的绝缘绳升降装置2，其是一种电动绞磨装置，而绝缘绳11上方缠绕电动绞磨装置。下方固定在骑跨式固定板7的连接杆前后两端，进而将无人机和机器人诊断本体连接起来，并可实现上下收放机器人诊断本体。

上述的连接臂5：有三个自由度可进行旋转，有一个自由度可以平移；

上述的成像板8，其内嵌在成像旋转板10上，可以通过舵机实现水平竖直旋转，锂电池9内嵌在成像板8内部，起供电作用。

下面介绍本实用新型提供的作业方法，包括以下步骤：

一、模块化机器人上线

(1)将四根绝缘绳11上端缠绕于上端绝缘绳升降装置2，下端挂钩固定连接在骑跨式固定板7的两端；同时调整成像板8呈竖直状态。

(2)无人机1通过绝缘绳升降装置2搭载机器人诊断本体升空，飞行至导线上方；

(3)缓慢调整无人机1的位姿使呈竖直姿态的成像板8插入到两平行导线之间并且机器人诊断本体位于导线正上方；

(4)无人机缓慢下降使机器人诊断本体的骑跨式固定板7接触两平行导线，并且夹持块12夹紧输电导线；

(5)绝缘绳升降装置2的绝缘绳11松弛使无人机1与机器人诊断本体呈半脱离状态机器人诊断本体开始作业，并且在其作业过程中无人机1一直悬停在机器人诊断本体上方。

二、模块化机器人带电作业

(1)经无人机1将机器人诊断本体运送并固定至输电导线上后，机器人诊断本体中的成像板8初始姿态为竖直状态。

(2)先对下方的导线进行故障诊断作业，使竖直姿态的成像板8通过齿轮传动模块4的运动向下延伸至下方导线上；

(3)调整成像板8位置使其位于左下方的导线上，并同时调整射线源3的角度对准该导线，射线源3对其进行检测；

(4)再次调整成像板8和红外摄线机射线源3的角度用于检测右下方的导线上；

(5)在下方的两根导线故障诊断作业完成后，需再对上方的导线进行检测，为使成像板8与上方导线无碰撞作业，此时成像板8需通过旋转板10旋转至竖直姿态；

(6)向上传动齿轮使成像板8位置于上方导线中央，调整成像板8和射线源3的角度对左上方导线进行检测；

(7)再次调整射线源3和成像板8的角度使其位于右上方导线，并对其进行检测。

三、模块化机器人下线

在对所有导线故障诊断作业完成后，调整成像板8返回至初始竖直姿态，收紧绝缘绳升降装置2的绝缘绳11，夹持模块12放松，无人机1起飞上升至安全高度后，将机器人诊断本体送下线。

Claims (4)

1.一种输电线路故障诊断带电作业机器人，其特征在于，系统包括机器人诊断本体系统和机器人上下线系统，两者呈上下分布，通过将机器人上下线系统中的绝缘绳缠绕在机器人诊断本体系统的骑跨式固定板上，并通过绝缘绳轮的正转将绝缘绳收紧从而达到两者的连接效果。

2.根据权利要求1所述的输电线路故障诊断带电作业机器人，其特征在于，所述的机器人诊断本体系统，其主要包括骑跨式固定板、连接臂、夹持模块、成像板、成像旋转板、锂电池、射线源模块、齿轮传动模块和舵机。

3.根据权利要求1所述的输电线路故障诊断带电作业机器人，其特征在于，所述的机器人上下线系统，其主要包括无人机、绝缘绳升降装置，绝缘绳升降装置为电动绞磨装置，安装于无人机主体上方，四根绝缘绳分别固定在左右骑跨式固定板的两端，从下到上缠绕于电动绞磨装置的绞盘上，绝缘绳升降装置中的四个绝缘绳轮通过驱动电机和同步轴同时实现正转和反转从而使绝缘绳达到上升和下降的效果。

4.根据权利要求2所述的输电线路故障诊断带电作业机器人，其特征在于，所述的射线源模块，其通过两个连接臂固定于齿轮传动模块和骑跨式固定板上，舵机固定于骑跨式固定板上可控制齿轮齿条的旋转，成像板固定于成像旋转板上，成像旋转板的两端固定于齿轮齿条上，故成像板可通过齿轮齿条实现上下移动，并且射线源模块和成像板可通过舵机实现角度的改变，成像旋转板可调节成像板的角度。