專利名稱：高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓輸電線路的損傷檢測設備，特別涉及一種在掛網運行線路 上行走進行視頻巡檢的行走裝置。
背景技術：
近年來，隨著高壓線路主干網的建設，掛網運行的高壓輸電線路越來越多，同時運 行缺陷也逐步暴露出來，例如頻率高發的OPGW光纖復合架空地線的外層股線斷股，這種 外層斷股不僅對通信安全形成威脅，而且隨著其散股長度的增加，線路機械強度的降低，對 輸電線路的安全也會構成嚴重的威脅。根據對輸電線斷股情況調查統計，斷股一般是外層 單絲發生斷股，因此，對輸電線斷股情況的巡檢可以采用視頻圖像巡檢方式。目前，常用的巡檢方法是人工巡檢方法，該方法工作量大、條件艱苦、巡檢精度低， 特別是對山區和跨越大江大河線路的巡檢，存在很大的困難，甚至有一些巡檢項目靠常規 方法難以完成。為達到全面巡檢的目的，出現了直升飛機航測的巡檢方法，精度和效率均較 高，但由于受巡視區域地理、氣候等條件的影響，存在安全隱患，且巡線費用高。除此之外， 也出現了直接在輸電線路上行走進行檢測的巡檢設備，但普遍存在越障能力不強、續航能 力較差等缺點。因此，需研究和開發一種可在線路上行走對線路運行狀況進行巡檢、不存在盲區、 精度高、效率高、越障能力強、續航能力強、費用相對較低的行走裝置，及時發現輸電線路的 斷股損傷，有效避免輸電線路斷股損傷引起事故，保障電力系統通訊的安全運行。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，可在光纖復合 架空地線上行走實現對架空地線或輸電線路的視頻巡檢，跨越障礙能力強，可跨越塔架進 行連續作業，同時，其結構簡單合理、重量輕，續航能力強。本發明的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，包括行走機構和控制處理系統； 所述行走機構包括行走臂I、行走臂II、導軌、箱體組件、云臺攝像機和電源；所述行走
臂I和行走臂II均包括旋轉組件、升降組件和行走組件，所述旋轉組件包括旋轉電機和固 定設置于導軌上的行走臂安裝座，所述升降組件包括與行走臂安裝座轉動配合的轉動臂、 與轉動臂滑動配合的升降臂和與升降臂傳動配合的升降電機，所述旋轉電機傳動配合轉動 臂，所述行走組件包括輪架、前后并列設置于輪架上用于在線路上行走的驅動輪和輔助輪， 輪架固定連接于升降臂頂端，與驅動輪傳動配合設置有行走電機；所述箱體組件包括可沿 導軌往復滑動的箱體和設置于箱體上的驅動電機，所述云臺攝像機設置于箱體上；所述電 源設置于箱體內；
所述控制處理系統包括設置于箱體內的視頻信號發射器、無線數據收發器和設置于導 軌上的電機控制器，云臺攝像機的視頻數據輸入視頻信號發射器，無線數據收發器接收的 控制數據輸入電機控制器，電機控制器分別控制旋轉電機、升降電機、行走電機和箱體上的驅動電機。進一步，所述高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置還包括用于檢測行走機構重心 位置的姿態傳感器和用于檢測行走機構行走速度的速度傳感器，所述姿態傳感器和速度傳 感器的檢測信號均輸入無線數據收發器；
進一步，所述轉動臂為開口向上的套筒結構，升降臂向下伸入轉動臂內并與其滑動配 合，升降臂上沿軸向嵌入設置有齒條I，所述升降電機固定設置于轉動臂上，與升降電機的 輸出軸沿周向固定配合設置有與齒條I嚙合的齒輪；
進一步，所述升降臂上沿軸向嵌入設置有齒條II，所述轉動臂上設置有與升降臂上的 齒條II嚙合的安全鉤驅動齒輪，所述安全鉤驅動齒輪上固定設置安全鉤，安全鉤與驅動輪 形成用于包圍線路的封閉環；
進一步，所述行走臂I和行走臂II還包括用于加固的斜拉桿，所述轉動臂上以軸向固 定周向轉動的方式設置有卡座，斜拉桿一端固定連接導軌，另一端固定連接卡座； 進一步，所述卡座和導軌上均設置有電線扎帶； 進一步，所述驅動輪和輔助輪均為帶周向向外V形槽的V形輪； 進一步，所述姿態傳感器為設置于箱體和導軌上的霍爾傳感器，所述速度傳感器為設 置于驅動輪和輪架上的霍爾傳感器。發明的有益效果本發明的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，包括行走機構 和控制處理系統，該巡檢行走裝置基于自動控制技術，可在光纖復合架空地線上行走，通過 云臺攝像機對高壓線路進行視頻巡檢，可克服人工巡線精度低、效率低、勞動強度大、存在 盲區等缺點；行走機構的兩個行走臂可伸縮和旋轉，由雙輪支撐，并可通過箱體滑動調節重 心，跨越塔架時，其中一個行走臂作為支撐，另一個行走臂升降并旋轉避開障礙，依靠單臂 行走跨越障礙，越障能力強，同時，行走機構結構簡單合理，重量輕，續航能力強，攜帶方便， 其應用對保障輸電線路及通訊線路的安全運行具有重大意義。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖3為圖1中的I處局部放大圖； 圖4為圖1中的II處局部放大圖； 圖5為本發明的控制原理示意圖。
具體實施例方式圖1為本發明的結構原理示意圖，圖2為圖1的A-A剖視圖，圖3為圖1中的I處 局部放大圖，圖4為圖1中的II處局部放大圖，圖5為本發明的控制原理示意圖，如圖所示 本實施例的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，包括行走機構和控制處理系統；
所述行走機構包括行走臂I 1、行走臂II 2、導軌3、箱體組件、云臺攝像機4和電源；所 述行走臂I 1和行走臂II 2均包括旋轉組件、升降組件和行走組件，所述旋轉組件包括旋轉 電機5和通過螺栓連接固定設置于導軌3上的行走臂安裝座6，所述升降組件包括與行走臂
4安裝座6轉動配合的轉動臂7、與轉動臂7滑動配合的升降臂8和與升降臂8傳動配合的升 降電機9，所述旋轉電機5通過齒輪傳動傳動配合轉動臂7，所述行走組件包括輪架10、前后 并列設置于輪架10上用于在線路上行走的驅動輪11和輔助輪12，輪架10通過螺母壓緊固 定連接于升降臂8頂端，與驅動輪11傳動配合設置有行走電機13 ；所述箱體組件包括可沿 導軌3往復滑動的箱體14和設置于箱體14上的驅動電機15，所述云臺攝像機4設置于箱 體14上；所述電源設置于箱體14內；
所述控制處理系統包括設置于箱體14內的視頻信號發射器16、無線數據收發器17和 設置于導軌3上的電機控制器18，云臺攝像機4的視頻數據輸入視頻信號發射器16，無線 數據收發器17接收的控制數據輸入電機控制器18，電機控制器18分別控制旋轉電機5、升 降電機9、行走電機13和箱體14上的驅動電機15。使用時，操作者可通過電機控制器控制行走電機驅動懸掛于光纖復合架空地線上 的行走機構行走，假設行走機構的行走方向為行走臂II至行走臂I，跨越塔架時，首先控制 驅動電機驅動箱體后移，將重心移至行走臂II處，然后控制行走臂I的升降電機驅動升降 臂舉升行走組件，使驅動輪和輔助輪離開線路，再控制行走臂II的旋轉電機驅動行走臂II 的轉動臂旋轉，行走臂I繞行走臂II轉動，從而避開塔架上的障礙，然后控制行走臂II上的 行走電機帶動驅動輪轉動使行走機構前進，待行走臂I越過障礙后，反向執行上述流程，使 行走機構恢復起始狀態，同理，以同樣的方法可使行走臂II也越過障礙，使行走機構實現在 線路上的連續行走，開啟云臺攝像機獲取線路的視頻圖像，即可完成對線路的巡檢。本實施例中，所述行走機構還包括用于檢測行走機構重心位置的姿態傳感器19 和用于檢測行走機構行走速度的速度傳感器20，所述姿態傳感器19和速度傳感器20的檢 測信號均輸入無線數據收發器17，通過姿態傳感器可準確獲得行走機構的姿態信息，精確 調節其重心，以保證越障時行走機構保持平衡，速度傳感器可方便操作者隨時掌握巡檢裝 置的行走速度，便于根據需要進行調節和控制。本實施例中，所述轉動臂7為開口向上的套筒結構，升降臂8向下伸入轉動臂7內 并與其滑動配合，升降臂8上沿軸向嵌入設置有齒條I 21，采用嵌入方式以免齒條影響升 降臂在轉動臂內自由滑動，所述升降電機9固定設置于轉動臂7上，與升降電機9的輸出軸 沿周向固定配合設置有與齒條I 21嚙合的齒輪22，該結構簡單緊湊，為有效控制巡檢裝置 整體重量起到良好作用。本實施例中，所述升降臂8上沿軸向嵌入設置有齒條II 23，所述轉動臂7上設置有 與齒條II 23嚙合的安全鉤驅動齒輪24，所述安全鉤驅動齒輪24上固定設置安全鉤25，安 全鉤25與驅動輪11形成用于包圍線路的封閉環，以防止行走機構從線路上滑落造成安全 事故，同時，在行走機構跨越障礙時，齒條II隨升降臂運動即可帶動安全鉤旋轉，以解開封 閉環，從而使行走臂避開導線進行越障。本實施例中，所述行走臂I 1和行走臂II 2還包括用于加固的斜拉桿26，所述轉動 臂7上以軸向固定周向轉動的方式設置有卡座27，斜拉桿26 —端固定連接導軌3，另一端 固定連接卡座27，以增加行走臂I 1和行走臂II 2與導軌3的連接強度。本實施例中，所述卡座27和導軌3上均設置有電線扎帶28，通過電線扎帶對多條 線束進行捆扎，使線束有序，以防止線束影響行走機構的動作，或在動作過程中線束受到損 壞造成巡檢裝置發生故障。
本實施例中，所述驅動輪11和輔助輪12均為帶周向向外V形槽的V形輪，V形槽 槽底與線路配合，穩定性高，不易滑落，且行走時不易對線路造成損傷。本實施例中，所述姿態傳感器19為設置于箱體14和導軌3上的霍爾傳感器，所述 速度傳感器20為設置于驅動輪11和輪架10上的霍爾傳感器，成本低，易于實現。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于包括行走機構和控制處理 系統；所述行走機構包括行走臂I (1)、行走臂II (2)、導軌(3)、箱體組件、云臺攝像機(4)和 電源；所述行走臂I (1)和行走臂II (2)均包括旋轉組件、升降組件和行走組件，所述旋轉 組件包括旋轉電機(5)和固定設置于導軌(3)上的行走臂安裝座(6)，所述升降組件包括與 行走臂安裝座(6)轉動配合的轉動臂(7)、與轉動臂(7)滑動配合的升降臂(8)和與升降臂 (8)傳動配合的升降電機(9)，所述旋轉電機(5)傳動配合轉動臂(7)，所述行走組件包括輪 架(10)、前后并列設置于輪架(10)上用于在線路上行走的驅動輪(11)和輔助輪(12)，輪架 (10)固定連接于升降臂(8)頂端，與驅動輪(11)傳動配合設置有行走電機(13)；所述箱體 組件包括可沿導軌(3)往復滑動的箱體(14)和設置于箱體(14)上的驅動電機(15)，所述云 臺攝像機(4)設置于箱體(14)上；所述電源設置于箱體(14)內；所述控制處理系統包括設置于箱體(14)內的視頻信號發射器(16)、無線數據收發器 (17)和設置于導軌(3)上的電機控制器(18)，云臺攝像機(4)的視頻數據輸入視頻信號發 射器(16)，無線數據收發器(17)接收的控制數據輸入電機控制器(18)，電機控制器(18)分 別控制旋轉電機(5 )、升降電機(9 )、行走電機(13 )和箱體(14 )上的驅動電機(15 )。
2.根據權利要求1所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于還包括 用于檢測行走機構重心位置的姿態傳感器(19)和用于檢測行走機構行走速度的速度傳感 器(20 )，所述姿態傳感器(19 )和速度傳感器(20 )的檢測信號均輸入無線數據收發器(17)。
3.根據權利要求2所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述轉 動臂(7)為開口向上的套筒結構，升降臂(8)向下伸入轉動臂(7)內并與其滑動配合，升降 臂(8)上沿軸向嵌入設置有齒條I (21)，所述升降電機(9)固定設置于轉動臂(7)上，與升 降電機(9)的輸出軸沿周向固定配合設置有與齒條I (21)嚙合的齒輪(22)。
4.根據權利要求3所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述升 降臂(8)上沿軸向嵌入設置有齒條II (23)，所述轉動臂(7)上設置有與齒條II (23)嚙合的 安全鉤驅動齒輪(24)，所述安全鉤驅動齒輪(24)上固定設置安全鉤(25)，安全鉤(25)與驅 動輪(11)形成用于包圍線路的封閉環。
5.根據權利要求4所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述行 走臂I (1)和行走臂II (2)還包括用于加固的斜拉桿(26)，所述轉動臂(7)上以軸向固定周 向轉動的方式設置有卡座(27)，斜拉桿(26)—端固定連接導軌(3)，另一端固定連接卡座 (27)。
6.根據權利要求5所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述卡 座(27)和導軌(3)上均設置有電線扎帶(28)。
7.根據權利要求6所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述驅 動輪(11)和輔助輪(12)均為帶周向向外V形槽的V形輪。
8.根據權利要求7所述的高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，其特征在于所述姿 態傳感器(19)為設置于箱體(14)和導軌(3)上的霍爾傳感器，所述速度傳感器(20)為設 置于驅動輪(11)和輪架(10)上的霍爾傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種高壓線路運行狀態智能巡檢行走裝置，包括行走機構、地面控制處理系統和控制處理系統，該巡檢系統利用無線自動控制技術，通過地面控制處理系統遠程控制設置有云臺攝像機的行走機構在光纖復合架空地線上行走，對高壓線路進行視頻巡檢，可克服人工巡線精度低、效率低、勞動強度大、存在盲區等缺點；行走機構的兩個行走臂可伸縮和旋轉，由雙輪支撐，并可調節重心，跨越塔架時，其中一個行走臂作為支撐，另一個行走臂升降并旋轉避開障礙，依靠單臂行走跨越障礙，越障能力強，同時，行走機構結構簡單合理，重量輕，續航能力強，攜帶方便，其應用對保障輸電線路及通訊線路的安全運行具有重大意義。
文檔編號H02G1/02GK102110959SQ20101059634
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者周敬鷗, 康鴻飛, 李歷波, 李戎, 甘仁民, 田貴七, 鄧義林 申請人:重慶前衛儀表有限責任公司, 重慶市電力公司綦南供電局