[发明专利]高压输电线路地线巡检机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体地说，本发明涉及一种架设在高压输电线路地线上的、用于检测高压架空线路中地线表皮是否存在损伤、断股及腐蚀等缺陷的实时可视化巡检机器人。

本发明属于光机电一体化领域。

背景技术

电力工业的发展关系到国民经济的发展和人民群众的正常生活，对电力系统经济的、有效的检测和维护以保证其供给消费者高质量和高可靠性的电力已经成为当今电力工业最需要的任务。

用于完成电力运输的高压架空输电线路可以说是现代社会的生命线，是保证人们正常生活、维护社会正常秩序的关键。由于高压架空输电线路处于野外环境中，长期风吹雨淋，常常会出现电线表皮损伤、电线散股、断股、金具松脱等现象，影响正常的电力输送，因此，必须保证高压架空线路的完好。

对于高压架空线路的地线来说，地线内部是光缆通信线，在光缆通信线的外层缚有钢管保护层，钢管外层包缚着缠绕钢丝，这些钢丝很容易断股，因此，需要对高压输电线路的地线进行定期巡视，以检查电力输送是否正常并排除故障，这种定期巡视检查是保证输电线路畅通无阻的重要手段之一。

目前，国内巡线的方法主要是依靠巡线人员通过望远镜目测。这种巡线方法很难达到理想的效果，特别是在地形复杂的山区，不仅巡线人员体力消耗大，而且效率也非常低；另外，人工望远镜检测存在极大的误差，由于距离较远，很难分辨真实的地线断股情况；而且巡检的人工成本相当高。据统计500kv高压线路，每公里巡检费用大约4000多元人民币，而全国仅500kv线路就约几万公里，巡检成本相当高。国外有些国家采用巡线工人乘坐悬挂在架空线上的吊篮的方式进行巡视，效率也非常低；而且，在一些特殊的工作场合中，如铁路电力机车供电系统，巡视人员在工作中的人身安全常常受到威胁。

近年来，人们提出了解决这一问题的两种途径：一种是采用直升机进行空中巡视，这种方法可以减少人力，效率比较高，但其成本也较高，且很难达到需要的巡视精度；另一种方法是用一种能够在架空输电线上稳定行走，可以实时观测线路情况的智能化的机器人来取代人工巡视，这样既可以提高巡线的精度，又可以提高工作效率，节省了大量的人力。

国外巡线机器人的研究始于20世纪80年代末，日本、美国、加拿大、泰国的一些研究机构先后开展了巡线机器人的研究。他们研制的巡线机器人可以分为两类：一类是具有跨越障碍物功能的机器人，但其结构尺寸大、质量大，因而使用性差，并仍处于实验室样机研制阶段；另一类机器人则只能在两杆塔间的直线段巡线，不具备跨越障碍物功能，此种机器人技术上较为成熟，但是由于现有的研究成果使得机器人结构尺寸大、质量大，不便于携带，不利于野外使用，所以仍未见实用化案例。国内巡线机器人的研究始于20世纪90年代末，如中科院自动化所等多家科研院所研制的手抓式巡线机器人，但此种机器人在越障设计的控制步法和传感器的系统使用中仍有很多问题需要解决，机器人仍处于实验室研究阶段，没有实用化。

发明内容

为了克服人工望远镜地下巡检的不确定性和工作量大等缺点，实现高压输电线路地线自动机器巡检的实用化，本发明的目的是提供一种结构尺寸小、便于携带、适于野外使用的、具有实时可视化巡检功能的高压输电线路地线巡检机器人。

为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：一种高压输电线路地线巡检机器人，其特征在于：它由线上爬车部分和线下图像接收控制部分组成；

所述线上爬车部分包括一个双轮双臂悬挂、单电机同步驱动的线上行走车体、安装在线上行车车体上的沿地线方向的左、右两个摄像头、与左、右摄像头信号输出端相连的两个图像发射机、无线双工通信控制电路、遥控收发机、电池；无线双工通信控制电路的信号输入/输出端与遥控收发机的信号输入/输出端相连，其控制信号输出端与线上行走车体的驱动电机控制端相连，控制驱动电机的旋转；该线上爬车部分悬挂在高压输电线路中的地线上；

所述线下图像接收控制部分由两路图像接收机、双路图像采集卡、工控机、遥控收发机构成；两路图像接收机的信号输出端与双路图像采集卡的信号输入端相连；双路图像采集卡的信号输出端与工控机的数据输入/输出口相连；工控机的信号输入/输出端与遥控收发机相连。

线上爬车部分悬挂在高压输电线路地线上，通过其上安装的双路摄像头对地线电缆表面情况进行实时拍摄，并将拍摄的图像通过无线图像发射机发射给线下图像接收控制部分。