多功能供電線路巡檢機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電線路領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]供電線路的結(jié)冰即導(dǎo)線覆冰與氣象條件有密切關(guān)系，通常當(dāng)線路周圍的氣溫在一2?一 10度之間，空氣相對(duì)濕度90%左右，大霧或毛毛雨，風(fēng)速在5?15m/s時(shí)，最易在導(dǎo)地線上形成。此外還與導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度、線路的走向、線路通過(guò)地區(qū)水源情況、地形地貌等有一定的關(guān)系。
[0003]想要提前探知線路的覆冰，就要掌握以上的有關(guān)資料，特別是多變的氣象資料。解決線路覆冰危害問(wèn)題，主要還是預(yù)防為主，從設(shè)計(jì)上著手。在線路通過(guò)覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，適當(dāng)提高線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；減小檔距以降低桿塔呼稱高，增加耐張段數(shù)量以減小耐張段長(zhǎng)度；在路徑選擇上盡可能避開(kāi)尚山風(fēng)口等，以提尚線路抗覆冰的能力和事故搶修的速度。
[0004]目前，對(duì)已形成嚴(yán)重覆冰的線路，目前沒(méi)有好的清除方法。曾有文章介紹用加熱法除冰，即在覆冰線路的導(dǎo)線中通以大電流，使導(dǎo)線發(fā)熱熔化覆冰。但此法使用設(shè)備復(fù)雜，對(duì)導(dǎo)線有損害。人工破冰作用甚微且極危險(xiǎn)。目前還存在一些機(jī)器人除冰方案，但設(shè)計(jì)尚不成熟，結(jié)構(gòu)不夠合理，尚不能適應(yīng)復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，無(wú)法推廣使用。
[0005]因此，本發(fā)明提出了一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人智能化供電線路冰層削減系統(tǒng)，改善機(jī)器人的主體架構(gòu)使其能夠適合供電線路現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，設(shè)計(jì)高精度的GPS行波檢測(cè)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線冰層進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，使得單個(gè)機(jī)器人除冰整條供電線路成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人，采用位于機(jī)器人主體上的冰層厚度計(jì)算設(shè)備對(duì)供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度進(jìn)行檢測(cè)，優(yōu)化現(xiàn)有的機(jī)器人結(jié)構(gòu)使得順利行駛在整條供電線路上成為可能，還引入了多種傳感器豐富了巡檢機(jī)器人的功能，從而能夠?yàn)檫h(yuǎn)端的監(jiān)控平臺(tái)提供更有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人，所述巡檢機(jī)器人包括冰層厚度計(jì)算設(shè)備、機(jī)器人主體和接觸式開(kāi)關(guān)傳感器，冰層厚度計(jì)算設(shè)備位于機(jī)器人主體上，用于計(jì)算巡檢機(jī)器人所巡檢的供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度，機(jī)器人主體與冰層厚度計(jì)算設(shè)備和接觸式開(kāi)關(guān)傳感器分別連接，基于供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度確定除冰策略，同時(shí)基于接觸式開(kāi)關(guān)傳感器所發(fā)送的接觸障礙信號(hào)進(jìn)行障礙物報(bào)警。
[0008]更具體地，在所述多功能供電線路巡檢機(jī)器人中，包括:線路參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)供電線路因?yàn)楹奢d所引起的線路長(zhǎng)度變化；溫度參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)供電線路所在環(huán)境的溫度變化；GPS行波檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，包括行波傳感器、行波定位器和GPS時(shí)鐘，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)在供電線路上產(chǎn)生的行波信號(hào)的傳輸時(shí)差，行波傳感器用于輸出行波信號(hào)，行波定位器與行波傳感器和GPS時(shí)鐘分別連接，基于行波信號(hào)和GPS時(shí)鐘輸出的時(shí)間信息確定行波信號(hào)的傳輸時(shí)差；冰層厚度計(jì)算設(shè)備，設(shè)置在控制箱內(nèi)，采用CPLD芯片實(shí)現(xiàn)，與線路參數(shù)檢測(cè)設(shè)備、溫度參數(shù)檢測(cè)設(shè)備和GPS行波檢測(cè)設(shè)備分別連接，基于線路長(zhǎng)度變化、溫度變化和行波信號(hào)的傳輸時(shí)差確定供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度；機(jī)器人主體，包括防傾斜結(jié)構(gòu)、控制箱、無(wú)刷直流電機(jī)、吊裝環(huán)、除冰刀具、行走機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)和壓緊機(jī)構(gòu)，防傾斜結(jié)構(gòu)位于前方供電線路上，控制箱和無(wú)刷直流電機(jī)都位于供電線路的下方，吊裝環(huán)用于將機(jī)器人主體吊裝到供電線路上，行走機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)都位于供電線路上，壓緊機(jī)構(gòu)位于供電線路的下方；防傾斜結(jié)構(gòu)包括防傾斜輪、固定螺栓和連接板，連接板分別與防傾斜輪、固定螺栓和除冰刀具連接，防止除冰刀具在除冰過(guò)程中因?yàn)楸鶎雍穸冗^(guò)高而導(dǎo)致機(jī)器人主體向后傾斜；控制箱內(nèi)設(shè)有主控板和電池，主控板上集成了 MSP430單片機(jī)、無(wú)線通信設(shè)備和靜態(tài)存儲(chǔ)器，無(wú)線通信設(shè)備用于與遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營(yíng)服務(wù)器建立雙向無(wú)線通信鏈路，MSP430單片機(jī)與冰層厚度計(jì)算設(shè)備和除冰刀具分別電性連接，用于接收供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度，并根據(jù)供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度控制除冰刀具的截面大??；無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)減速器與行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪和壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊輪分別連接；除冰刀具的截面為可伸縮的三角形，刀體為倒錐體形狀，刀體的兩側(cè)開(kāi)有通孔，以便于碎冰從兩側(cè)散落；行走機(jī)構(gòu)包括同步帶、同步帶張緊機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)輪和水平放置的三個(gè)V型輪，驅(qū)動(dòng)輪為三個(gè)V型輪在供電線路上的行走提供動(dòng)力，同步帶依次經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)輪、同步帶張緊機(jī)構(gòu)和三個(gè)V型輪以保持三個(gè)V型輪的同步行走；鎖緊機(jī)構(gòu)包括順序連接的活動(dòng)扳手、中間支撐件、底部銷件和U型螺栓，用于防止機(jī)器人主體從供電線路處墜落；壓緊機(jī)構(gòu)與無(wú)刷直流電機(jī)連接，包括壓緊輪、棘輪、棘爪、復(fù)位彈簧和壓緊彈簧，壓緊輪為V型結(jié)構(gòu)，用于在壓緊彈簧的作用下壓緊供電線路的架空地線，棘輪與棘爪用于鎖住或放開(kāi)壓緊輪，復(fù)位彈簧用于在壓緊輪被放開(kāi)時(shí)將壓緊輪復(fù)位；接觸式開(kāi)關(guān)傳感器，與MSP430單片機(jī)電性連接，用于在接觸到供電線路障礙時(shí)，發(fā)送接觸障礙信號(hào)；紅外傳感器，與MSP430單片機(jī)電性連接，用于在距離前方供電線路障礙400毫米時(shí)，發(fā)出障礙預(yù)警信號(hào)；其中，除冰刀具還包括刀具驅(qū)動(dòng)設(shè)備，與MSP430單片機(jī)和除冰刀具的截面分別連接，基于MSP430單片機(jī)發(fā)送的實(shí)時(shí)冰層厚度對(duì)除冰刀具的截面進(jìn)行伸縮控制，以改變除冰刀具的截面大?。黄渲?，MSP430單片機(jī)基于接觸障礙信號(hào)進(jìn)行障礙物報(bào)警，基于障礙預(yù)警信號(hào)進(jìn)行障礙物預(yù)警。
[0009]更具體地，在所述多功能供電線路巡檢機(jī)器人中:接觸式開(kāi)關(guān)傳感器位于防傾斜結(jié)構(gòu)上。
[0010]更具體地，在所述多功能供電線路巡檢機(jī)器人中，所述巡檢機(jī)器人還包括:紅外傳感器位于防傾斜結(jié)構(gòu)上。
[0011]更具體地，在所述多功能供電線路巡檢機(jī)器人中，所述巡檢機(jī)器人還包括:高清攝像設(shè)備，與MSP430單片機(jī)電性連接，用于采集除冰刀具前方供電線路的高清圖像并通過(guò)MSP430單片機(jī)壓縮編碼，以將壓縮后的圖像通過(guò)無(wú)線通信設(shè)備發(fā)送給遠(yuǎn)端的供電運(yùn)營(yíng)服務(wù)器。
[0012]更具體地，在所述多功能供電線路巡檢機(jī)器人中:高清攝像設(shè)備位于行走機(jī)構(gòu)上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多功能供電線路巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1冰層厚度計(jì)算設(shè)備；2機(jī)器人主體；3接觸式開(kāi)關(guān)傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的多功能供電線路巡檢機(jī)器人的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]當(dāng)前，供電線路覆冰會(huì)造成以下危害:(1)損壞桿塔，線路覆冰過(guò)厚，會(huì)使桿塔機(jī)械荷重越載而折斷；(2)線路跳閘，對(duì)于導(dǎo)線垂直排列的線路，當(dāng)下層導(dǎo)線上的覆冰先脫落時(shí)(導(dǎo)線上的覆冰不一定同時(shí)脫落)，導(dǎo)線就會(huì)迅速上升或上、下跳躍，造成相間短路，使線路開(kāi)關(guān)跳閘，供電中斷；(3)絕緣子串傾斜、導(dǎo)線嚴(yán)重下垂，線路各檔距內(nèi)的覆冰厚度不均勻時(shí)，導(dǎo)線弧垂將發(fā)生很大變化，造成懸垂絕緣子串傾斜，金具承受較大的水平方向作用力，在覆冰過(guò)厚的檔距內(nèi)，會(huì)造成導(dǎo)線嚴(yán)重下垂而發(fā)生接地事故；(4)絕緣子串覆冰后，會(huì)大大降低絕緣性能，當(dāng)懸垂絕緣子串覆冰溶化時(shí)，可能形成冰柱，使絕緣子串短路，造成接地事故。
[0018]當(dāng)前，供電線路除冰的技術(shù)方案仍主要依賴現(xiàn)場(chǎng)人工操作進(jìn)行，即安排當(dāng)?shù)毓╇姽芾聿块T的員工攜帶除冰工具對(duì)管轄區(qū)內(nèi)的供電線路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)除冰，這種方式雖然能達(dá)到除冰的效果，但人工除冰的模式天生帶有除冰效率低下、耗時(shí)耗力的缺點(diǎn)，同時(shí)，稍有不慎，除冰人員可能從高處墜落或者被供電線路高壓擊中，給除冰人員帶來(lái)嚴(yán)重的人身傷害，也會(huì)給供電設(shè)備造成一定損傷。
[0019]當(dāng)前，也出現(xiàn)了一些機(jī)器人除冰的遠(yuǎn)程控制方案，但由于輸電電網(wǎng)設(shè)備過(guò)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，供電線路所在環(huán)境一般比較惡劣，而且機(jī)器人本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人除冰方案難以大批量應(yīng)用，只能停留在實(shí)驗(yàn)室階段；更關(guān)鍵的是，現(xiàn)場(chǎng)電子冰層測(cè)量設(shè)備的缺失導(dǎo)致除冰效果不佳。
[0020]為此，本發(fā)明搭建了一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人，能夠使得機(jī)器人除冰模式適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并達(dá)到精確的除冰控制，同時(shí)輔助各種功能型傳感器為機(jī)器人的正常行走提供保障，從而完全替換繁瑣的人工除冰模式，使得巡檢機(jī)器人自動(dòng)除冰成為可能。
[0021]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種多功能供電線路巡檢機(jī)器人，轎廂上方光電開(kāi)關(guān)、轎廂下方光電開(kāi)關(guān)、轎門狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備和多個(gè)樓層插板用于聯(lián)合檢測(cè)電梯是否發(fā)生運(yùn)行開(kāi)門險(xiǎn)情，并在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警。
[0022]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多功能供電線路巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方框圖，所述巡檢機(jī)器人包括冰層厚度計(jì)算設(shè)備、機(jī)器人主體和接觸式開(kāi)關(guān)傳感器，冰層厚度計(jì)算設(shè)備位于機(jī)器人主體上，用于計(jì)算巡檢機(jī)器人所巡檢的供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度，機(jī)器人主體與冰層厚度計(jì)算設(shè)備和接觸式開(kāi)關(guān)傳感器分別連接，基于供電線路的實(shí)時(shí)冰層厚度確定除冰策略，同時(shí)基于接觸式開(kāi)關(guān)傳感器所發(fā)送的接觸障礙信號(hào)進(jìn)行障礙物報(bào)警。
[0023]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的多功能供電線路巡檢機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]所述巡檢機(jī)器人包括:線路參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)供電線路因?yàn)楹奢d所引起的線路長(zhǎng)度變化；溫度參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)供電線路所在環(huán)境的溫度變化。
[0025]所述巡檢機(jī)器人包括:GPS行波檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在防傾斜結(jié)構(gòu)上，包括行波傳感器、行波定位器和GPS時(shí)鐘，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)在供電線路上產(chǎn)生的行波信號(hào)的傳輸時(shí)差，行波傳感器用于輸出行波信號(hào)，行波定位器與行波傳感器和GPS時(shí)鐘分別連接，基于行波信號(hào)和GPS時(shí)鐘輸出的時(shí)間信息確定