[发明专利]智能化输电线路冰层削减系统

权利要求书

1.一种智能化输电线路冰层削减系统，所述系统包括模拟导线、电 容感应式冰层传感器和机器人行走机构，模拟导线位于输电线路所在铁塔 的位置上，电容感应式冰层传感器设置在模拟导线上，用于检测模拟导线 的实时冰层厚度，机器人行走机构搭载在输电线路上，接收实时冰层厚度， 并基于实时冰层厚度进行削冰操作。

2.如权利要求1所述的智能化输电线路冰层削减系统，其特征在于， 所述系统包括：

模拟导线，安装在输电线路所在铁塔的位置上；

电容感应式冰层传感器，设置在模拟导线上，包括13个与模拟导线 平行的电极，13个电极宽为2毫米且13个电极均匀设置在同一平面上， 编号为偶数的电极即6个电极同时接地；

AC电源，安装在输电线路所在铁塔的位置上，一端接地；

电阻，一端与AC电源的另一端连接；

多路选通开关，一端与13个电极连接，另一端与电阻的另一端连接， 用于同时将编号为奇数的电极即7个电极同时与电阻的另一端连通，以接 收AC电源的激励；

检波滤波器，一端与电阻的另一端连接，对电容感应式冰层传感器通 过多路选通开关传送的电容信号进行检波滤波操作；

电容数字转换器，与检波滤波器和微控制器分别连接，将检波滤波后 的电容信号进行数字转换后并发送给微控制器；

微控制器，与电容数字转换器通过串口连接，基于检波滤波后的电容 信号确定模拟导线的冰层厚度并作为实时冰层厚度输出；

GPRS通信接口，安装在输电线路所在铁塔的位置上，与微控制器连 接，用于无线发送实时冰层厚度；

机器人行走机构，搭载在输电线路上，包括前轮子机构、中轮子机构、 后轮子机构、前方刹车子机构、后方刹车子机构、前方气动伸缩子机构、 后方气动伸缩子机构、中部气动伸缩子机构、基座、重心调节子机构和控 制盒；

前轮子机构处于基座上方，包括前方切削刀片、前方防切削板、前方 驱动电机和前方行走轮，前方切削刀片用于切除前方输电线路处的冰层， 前方防切削板与前方切削刀片连接，用于在前方切削刀片进行切削操作时 卡在输电线路上，实现前方切削刀片与输电线路的隔离，前方行走轮采用 塑料材料，具有与输电线路相适应的圆槽，前方驱动电机与前方切削刀片 和前方行走轮分别连接，用于为前方切削刀片提供切削动力的同时，为前 方行走轮提供行走动力；

中轮子机构位于前轮子机构和中轮子机构中间，处于基座上方，包括 中部驱动电机和中部行走轮组成，中部行走轮采用塑料材料，具有与输电 线路相适应的圆槽，中部驱动电机与中部行走轮连接，用于为中部行走轮 提供行走动力；

后轮子机构处于基座上方，包括后方切削刀片、后方防切削板、后方 驱动电机和后方行走轮，后方切削刀片用于切除后方输电线路处的冰层， 后方防切削板与后方切削刀片连接，用于在后方切削刀片进行切削操作时 卡在输电线路上，实现后方切削刀片与输电线路的隔离，后方行走轮采用 塑料材料，具有与输电线路相适应的圆槽，后方驱动电机与后方切削刀片 和后方行走轮分别连接，用于为后方切削刀片提供切削动力的同时，为后 方行走轮提供行走动力；

前方气动伸缩子机构位于前轮子机构和基座之间，用于将前轮子机构 连接到基座上，包括前方腕关节、前方垂直伸缩臂、前方肘关节、前方水 平伸缩臂和前方肩关节，前方腕关节将前轮子机构和前方垂直伸缩臂连 接，前方垂直伸缩臂与前方肘关节连接，前方水平伸缩臂将前方肘关节与 前方肩关节连接，前方肩关节与基座连接，前方垂直伸缩臂还与凌阳 SPCE061A芯片电性连接以接收前方垂直伸缩控制信号，前方水平伸缩臂 还与凌阳SPCE061A芯片电性连接以接收前方水平伸缩控制信号；

中部气动伸缩子机构位于中轮子机构和基座之间，用于将中轮子机构 连接到基座上，包括中部腕关节、中部垂直伸缩臂、中部肘关节、中部水 平伸缩臂和中部肩关节，中部腕关节将中轮子机构和中部垂直伸缩臂连 接，中部垂直伸缩臂与中部肘关节连接，中部水平伸缩臂将中部肘关节与 中部肩关节连接，中部肩关节与基座连接，中部垂直伸缩臂还与凌阳 SPCE061A芯片电性连接以接收中部垂直伸缩控制信号，中部水平伸缩臂 还与凌阳SPCE061A芯片电性连接以接收中部水平伸缩控制信号；

后方气动伸缩子机构位于后轮子机构和基座之间，用于将后轮子机构 连接到基座上，包括后方腕关节、后方垂直伸缩臂、后方肘关节、后方水 平伸缩臂和后方肩关节，后方腕关节将后轮子机构和后方垂直伸缩臂连 接，后方垂直伸缩臂与后方肘关节连接，后方水平伸缩臂将后方肘关节与 后方肩关节连接，后方肩关节与基座连接，后方垂直伸缩臂还与凌阳 SPCE061A芯片电性连接以接收后方垂直伸缩控制信号，后方水平伸缩臂 还与凌阳SPCE061A芯片电性连接以接收后方水平伸缩控制信号；

前方刹车子机构包括前方刹车块、前方刹车导向结构和前方刹车气 缸，前方刹车块位于前方输电线路位置，前方刹车导向结构与前方刹车块 和前方刹车气缸分别连接，用于为前方刹车块的刹车制动操作提供动力；

后方刹车子机构包括后方刹车块、后方刹车导向结构和后方刹车气 缸，后方刹车块位于后方输电线路位置，后方刹车导向结构与后方刹车块 和后方刹车气缸分别连接，用于为后方刹车块的刹车制动操作提供动力；

重心调节子机构位于基座下方，采用控制盒为重心调节的配重设备， 包括重心调节气缸和三位电磁阀，重心调节气缸为重心调节提供动力，三 位电磁阀通过调节控制箱和基座之间的相对距离来调节机器人行走机构 的重心位置；

控制盒位于基座下方，包括外壳和控制板，所述控制板集成了凌阳 SPCE061A芯片和无线通信接口，无线通信接口与远端的供电管理服务器 连接，用于接收供电管理服务器无线发送的无线控制指令，凌阳SPCE061A 芯片与无线通信接口、前方驱动电机、中部驱动电机和后方驱动电机分别 连接，用于解析无线控制指令以确定并输出前方垂直伸缩控制信号、前方 水平伸缩控制信号、中部垂直伸缩控制信号、中部水平伸缩控制信号、后 方垂直伸缩控制信号或后方水平伸缩控制信号，还用于解析无线控制指令 以确定前方驱动电机、中部驱动电机或后方驱动电机的驱动控制信号；

凌阳SPCE061A芯片还通过无线通信接口接收GPRS通信接口发送的 实时冰层厚度，以向前方驱动电机发送前方切冰控制指令，控制前方切削 刀片的切削力度，向后方驱动电机发送后方切冰控制指令，控制后方切削 刀片的切削力度；

其中，无线通信接口集成了GPRS通信器件和移动通信器件；

接触式开关传感器，位于前轮子机构上，与凌阳SPCE061A芯片电性 连接，用于在接触到输电线路障碍时，发送接触障碍信号；

红外传感器，位于前轮子机构上，与凌阳SPCE061A芯片电性连接， 用于在距离前方输电线路障碍200毫米时，发出障碍预警信号。