[发明专利]使用巡检机器人的倾斜度实时监测平台

摘要

本发明涉及一种输电线路铁塔倾斜度实时监测平台，包括液体摆式倾斜传感器、接触式开关传感器和巡检机器人，液体摆式倾斜传感器用于检测铁塔的实时倾斜度，接触式开关传感器位于防倾斜结构上，用于检测输电线路前方障碍物，巡检机器人搭载在输电线路上，用于根据液体摆式倾斜传感器和接触式开关传感器的输出确定是否向远端的供电管理服务器发送相应的报警信号。通过本发明，能够对输电线路周围环境进行准确的安全检测，避免电网事故发生。

主权项

一种使用巡检机器人的倾斜度实时监测平台，所述平台包括液体摆式倾斜传感器、接触式开关传感器和巡检机器人，液体摆式倾斜传感器用于检测铁塔的实时倾斜度，接触式开关传感器位于防倾斜结构上，用于检测输电线路前方障碍物，巡检机器人搭载在输电线路上，用于根据液体摆式倾斜传感器和接触式开关传感器的输出确定是否向远端的供电管理服务器发送相应的报警信号；其特征在于，所述平台包括：液体摆式倾斜传感器，设置在输电线路附近的铁塔上，内部包括传感器壳体、倾斜度识别设备、电解泡、作为电导体的液体和三个电极，液体摆式倾斜传感器利用液体摆原理进行检测，用于测量铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度；传感器壳体为U型结构，用于容纳电解泡、作为电导体的液体和三个电极；电解泡位于液体内部；三个电极中，两个电极均匀分布在U型结构外侧轮廓的两端，剩下的电极设置在U型结构内侧轮廓的中心点处；倾斜度识别设备与三个电极连接，当电解泡位于液体内部移动时，倾斜度识别设备基于三个电极之间的电容变化计算铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度，并基于铁塔在顺线方向的倾斜角度和横线方向的倾斜角度计算铁塔的整体倾斜度；其中，倾斜度识别设备采用FPGA芯片来实现；巡检机器人，包括防倾斜结构、控制箱、无刷直流电机、吊装环、行走机构、锁紧机构和压紧机构，防倾斜结构位于前方输电线路上，控制箱和无刷直流电机都位于输电线路的下方，吊装环用于将巡检机器人吊装到输电线路上，行走机构和锁紧机构都位于输电线路上，压紧机构位于输电线路的下方；防倾斜结构包括防倾斜轮、固定螺栓和连接板，连接板分别与防倾斜轮和固定螺栓连接，防止巡检机器人向后倾斜；控制箱内设有主控板和电池，主控板上集成了AVR32芯片、频分双工通信接口和静态存储器，频分双工通信接口用于与远端的供电运营服务器建立双向无线通信链路；无刷直流电机通过减速器与行走机构的驱动轮和压紧机构的压紧轮分别连接；行走机构包括同步带、同步带张紧机构、驱动轮和水平放置的三个V型轮，驱动轮为三个V型轮在输电线路上的行走提供动力，同步带依次经过驱动轮、同步带张紧机构和三个V型轮以保持三个V型轮的同步行走；锁紧机构包括顺序连接的活动扳手、中间支撑件、底部销件和U型螺栓，用于防止巡检机器人从输电线路处坠落；压紧机构与无刷直流电机连接，包括压紧轮、棘轮、棘爪、复位弹簧和压紧弹簧，压紧轮为V型结构，用于在压紧弹簧的作用下压紧输电线路的架空地线，棘轮与棘爪用于锁住或放开压紧轮，复位弹簧用于在压紧轮被放开时将压紧轮复位；接触式开关传感器，位于防倾斜结构上，与AVR32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；其中，AVR32芯片还与倾斜度识别设备通过ZIGBEE通信链路连接，以接收铁塔的整体倾斜度，并在铁塔的整体倾斜度大于等于预设倾斜度阈值时，通过频分双工通信接口向远端的供电管理服务器发送铁塔倾斜报警信号，向行走机构发送停止行进信号，在铁塔的整体倾斜度小于预设倾斜度阈值时，通过频分双工通信接口向远端的供电管理服务器发送铁塔倾斜正常信号，向行走机构发送继续前进信号；其中，预设倾斜度阈值被预先存储在静态存储器中；高清摄像设备，与AVR32芯片电性连接；高清摄像设备位于防倾斜结构上。