[发明专利]一种基于仿生学飞走蛇形高压输电线路变构态检修机器人

说明书

本发明提出一种基于仿生学飞走蛇形高压输电线路变构态检修机器人，包括行走模块、飞行模块、维修装备搭载平台以及前后摄像头，机器人仿爬虫类蛇与飞禽，具有飞行和行走两种工作模式，能够快速飞行挂线后沿高压输电线路行走。机器人冗余自由度多，在空中及线上均具有变构态，不仅可变换“之”字飞行姿态以穿越狭窄空间，也可变换“O”型飞行姿态以稳定飞行；在线上也能够以缠绕、伸缩、弯蜒等姿态进行翻越各类障碍；此外，机器人前端安装摄像头，末端也安装摄像头并预留维修装备搭载平台，可搭载不同维修装备，辅以机器人变构态特性，不仅可完成巡检工作，也可完成在线维修工作。本发明为高压输电线路智能化巡检提供一定参考。

技术领域

本发明涉及一种基于仿生学飞走蛇形高压输电线路变构态检修机器人，属于高压输电线路检修装置技术领域。

背景技术

高压输电线路是电力输送的中间媒介，其稳定性关系到国计民生。高压输电线路经常架设在高山、大河、森林等野外恶劣环境，由于长期暴露在室外，遭受风吹、雨淋等恶劣环境影响，因此需要定期进行巡检工作，巡检的对象主要是线路金具、杆塔、导线。巡检的手段多采用人工巡视，或者使用无人飞行设备进行巡视。随着机器人技术研究的深入，高压输电线路机器人开始在巡检作业中发挥起重要作用。

高压输电线路环境复杂多变，线路上金具的发展日新月异，杆塔结构也是多种多样，作为巡检的机器人应当完成杆塔之间的移动，因此需要其具备越障的能力。高压输电线路环境复杂，本身存在大量种类的金具，加上人工维修以及更换，而且有时缺乏相应的后期维护文档，导致高压输电线路的越障工作存在很大难度。像传统的巡线机器人大多采用2臂或3臂的刚性结构，该种类型的机器人适合工作在特定结构的金具和杆塔环境。而蛇形机器人具有冗余多自由度的特点可使得机器人能够适应各类线路环境。另外，蛇形机器人的研究大多集中在地面、水下、管道等工作环境，将蛇形机器人应用在高压输电线路为巡线机器人研究领域提供了一个新的发展空间，也是蛇形机器人应用领域的全新探索。

蛇形机器人冗余自由度多，灵活性强，在越障方面适应度高，特别是高压输电线路上存在多种障碍物，如防震锤、悬垂线夹、接续管等，蛇形机器人在高压输电线路上越障具有很大的优势，但目前蛇形机器人在高压输电线路上的研究相对较少，同时大多数巡线机器人存在：（1）需要人工辅助才能上下线，不方便快捷，同时存在事故风险；（2）不具备检修能力，即只巡不修。（3）不具备三维变形能力，特别是在悬垂线夹处，线缆在垂直水平面上成一定角度，机器人越障存在风险；（4）在线上工作时受风载、弧垂等工况影响较大。

为同时解决上述瓶颈问题，本发明提出了一种基于仿生学飞走蛇形高压输电线路变构态检修机器人，机器人仿爬虫类蛇与飞禽，具有飞行和行走两种工作模式，能够在空中盘旋，穿梭，也能够在线缆上行走，可自行飞行挂线进行巡检工作，从而脱离人工辅助上线的限制；机器人在空中及线上均具有变构态，不仅可变换“之”字飞行姿态以穿越狭窄空间，或变换“O”型飞行姿态以稳定飞行；在线上也能够以缠绕、伸缩、弯蜒等姿态进行翻越各类障碍；此外，机器人前端安装摄像头，末端也安装摄像头并预留维修装备搭载平台，可搭载不同维修装备，辅以机器人变构态特性，不仅可完成巡检工作，也可完成在线维修工作。本发明为高压输电线路的智能化巡检，自动化巡检提供一定参考。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对严峻的输电线路巡检形势和巡检技术瓶颈，提出了一种基于仿生学飞走蛇形高压输电线路变构态检修机器人，实现快速上下线，线上快速行走、线上越障、检修等功能。