[发明专利]架空碳纤维导线检测机器人及多角度探伤方法

说明书

本发明公开了一种架空碳纤维导线检测机器人及多角度探伤方法，该机器人包括包裹式框架、探伤装置、直线定位装置、行走装置、夹紧装置、多角度探伤驱动装置以及控制器；其探伤装置包括X射线成像板与X射线机，用于检测碳纤维导线内部碳芯的状态；多角度探伤驱动装置与探伤装置固定连接，驱动探伤装置进行多角度探伤。本发明克服了现有检测机器人及巡线无人机对碳纤维复合芯导线在已挂网运行状态下探伤难度大的缺陷，有效实现了对已挂网运行的碳纤维导线的多角度探伤，准确度高，安装方法简单，安全可靠性高、越障能力强。

技术领域

本发明涉及电力特种机器人领域，尤其是一种用于架空碳纤维导线探伤的检测机器人及多角度探伤方法。

背景技术

碳纤维复合芯导线(下简称碳纤维导线)作为一种强度高、重量轻、导电率高的新型导线，已在我国许多地区得到应用。该导线的主要受力部件碳纤维复合芯具有重量轻、耐腐蚀并具有极强的抗拉性能，但不耐弯折，在非规范运输或施工过程中易受损。芯棒受损的导线若已挂网运行，在现有技术条件下无法被发现，继而在长期受拉应力与疲劳损伤后导致断裂事故的发生，影响电网的安全稳定。

传统对于架空高压输电线的巡检，主要以人工巡线为主，工作效率低，危险性高。随着机器人自动化技术的发展，巡线机器人与巡线无人机逐渐代替人力进行电力巡检，其中巡线机器人多采用可见光、红外(如中国专利CN108801340A，中国专利CN105305296A)或电涡流(加拿大魁北克水利水电研究院的LineScout)等方式进行巡检，能有效地对现有钢芯铝绞线的表面异物、表面散股以及内部钢芯受腐蚀状况进行探伤，但无法对碳纤维导线芯棒进行探伤；而巡线无人机的航线与碳纤维导线有一定距离，只可通过可见光方式对导线表面异物与周围植被等环境因素进行巡视，无法实现对导线内部芯棒结构的探伤。因此针对碳纤维复合芯导线的检测机器人尚属巡线机器人领域空白。并且架空碳纤维导线的损伤缺陷多存在于导线端部，距离压接金具30米的距离内，此区域存在的障碍物有防震锤以及部分压接管，无需考虑安装于多分裂导线各子导线间的间隔棒的干涉影响；且高压输电线路中，多分裂导线各子导线的距离多样，这又给多分裂导线的探伤机器人设计造成了困难。此外，现有探伤方式只能实现对导线单一角度的探伤检测，缺陷漏检率高，无法满足工程需要。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种架空碳纤维导线检测机器人及其线上安装方法，该机器人克服了现有检测机器人及巡线无人机对碳纤维复合芯导线在已挂网运行状态下探伤难度大、缺陷漏检率高的缺陷，有效实现了对已挂网运行的碳纤维导线的多角度探伤。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述的架空碳纤维导线检测机器人，包括包裹式框架、探伤装置、多角度探伤驱动装置；其特征在于：所述探伤装置包括X射线成像板与X射线机，用于检测碳纤维导线内部碳芯的状态；多角度探伤驱动装置与探伤装置固定连接，驱动探伤装置进行多角度探伤。

进一步地，所述多角度探伤驱动装置包括射线机支架、驱动电机、齿轮及圆弧齿条导轨；所述齿轮安装在射线机支架上，射线机支架与X射线机固定连接；所述驱动电机安装于射线机支架上，用于驱动齿轮转动；所述圆弧齿条导轨与包裹式框架固定连接，齿轮与圆弧齿条导轨啮合运动，实现X射线机的绕被测导线的运动。

进一步地，还包括视频采集装置，所述视频采集装置包括摄像头，用于机器人在运行过程中的可视化监控。

进一步地，包括直线定位装置，所述直线定位装置安装在包裹式框架上部的横梁上，包括支架、拉伸弹簧、定周长胶轮、摇臂和旋转编码器。

进一步地，包括行走装置，所述行走装置安装于所述包裹式框架上部的横梁，包括直流减速电机、弹性联轴器、鞍形胶轮以及附属滑轨，提供机器人在导线上行走爬坡的动力。

进一步地，所述鞍形胶轮与导线接触的部分为圆弧形，其两个渐扩面的侧边均匀刻有多条凹槽。