本發(fā)明涉及一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，本發(fā)明還涉及一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，屬于機器人領域。

背景技術：

接觸網(wǎng)是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎幾部分組成。

目前對接觸網(wǎng)的巡檢采取人工巡檢的方式，然而，人工巡檢線路具有以下缺點：

1人行走的速度約5.4Km/h，速度慢，效率低。

2巡檢時必須是天窗時間，保證巡檢人員的安全，對線路運營有影響。

3隨著人工費用的上漲，人工巡檢的成本不斷提高。

4.在偏遠山區(qū)和一些極端的地理條件下無法進行有效的人工巡檢，不能及時準確的采集數(shù)據(jù)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人、巡檢系統(tǒng)以及巡檢方法，來代替人工巡檢，以解決上述問題。

本發(fā)明采用了如下技術方案：

本發(fā)明提供一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，其特征在于，包括：行走機構，沿鐵路接觸網(wǎng)行走；視覺系統(tǒng)，對鐵路接觸網(wǎng)進行拍照；防掉機構，環(huán)繞鐵路接觸網(wǎng)，行走過程中關閉，越障時打開；電機，為行走機構提供動力。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，還可以具有這樣的特征：其中，行走機構具有行走輪。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，還可以具有這樣的特征：其中，防掉機構具有旋轉臂與復位彈簧，當遇到障礙物時，旋轉臂發(fā)生旋轉，讓障礙物通過，之后在復位彈簧的作用下恢復關閉狀態(tài)。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，還可以具有這樣的特征：其中，防掉機構為兩個，分別位于行走機構的兩端，在越過障礙物時，至少有一個防掉機構處于關閉狀態(tài)。

本發(fā)明還提供一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢系統(tǒng)，其特征在于，包括：

如上述任意一項的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人，以及：通信系統(tǒng)，將圖片傳輸給后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、報表和處理方案生成系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲視覺系統(tǒng)拍攝的圖片信息；大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)進行分析，分析接觸網(wǎng)是否出現(xiàn)異常情況，報表和處理方案生成系統(tǒng)，用于生成報表。

本發(fā)明還提供一種鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，包括如下步驟：

步驟一、啟動驅動電機，鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人在接觸網(wǎng)上行走；

步驟二、接觸網(wǎng)由多個支架進行支撐，每兩個支架之間為一個行走段，在一個行走段內(nèi)，鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人先加速運行，當運行到障礙附近時減速運行，

步驟三、在步驟二鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人運行的過程中，視覺系統(tǒng)進行拍照并將數(shù)據(jù)傳送給后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；

步驟四、后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常情況自動報警，并向遠程服務器傳送故障地點的位置信息；

步驟五、后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對巡檢機器人采集的數(shù)據(jù)進行存儲。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，還可以具有這樣的特征：其中，通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)找出故障發(fā)生的原因和頻次，并生成報告。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，還可以具有這樣的特征：步驟二中，當越過接觸網(wǎng)上的障礙物時，防掉機構的旋轉臂發(fā)生旋轉，讓障礙物通過，之后在復位彈簧的作用下恢復關閉狀態(tài)。

進一步，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法，還可以具有這樣的特征：步驟二中，防掉機構為兩個，分別是第一防掉機構和第二防掉機構，當越過障礙物時，第一防掉機構的旋轉臂先打開，讓障礙物通過；然后第一防掉機構的旋轉臂關閉，待第一防掉機構的旋轉臂關閉完全后，第二防掉機構的旋轉臂打開，通過障礙物后第二防掉機構的旋轉臂關閉。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人、巡檢系統(tǒng)以及巡檢方法，由于采用了行走機構在接觸網(wǎng)上自主行走，同時采用視覺系統(tǒng)對接觸網(wǎng)進行拍照采集接觸網(wǎng)的圖像數(shù)據(jù)，從而實時判斷接觸網(wǎng)上是否有異常情況。

另外，由于采用了防掉機構，因此能夠防止鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人在大風或者其它因素的作用下從接觸網(wǎng)上掉落，提高了鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人使用的安全性。

另外，本發(fā)明的鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢系統(tǒng)，由于采用大數(shù)據(jù)分析找出故障發(fā)生的原因，頻次等相關信息，為制定維護方案提供基礎的數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1是鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人的整體結構示意圖；

圖2是支架與動力結構的示意圖；

圖3是防掉裝裝置的示意圖以及旋轉臂的局部放大圖；

圖4是圖3中A區(qū)域的局部放大圖；

具體實施方式

以下結合附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1所示，鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人包括：固定架1、視覺系統(tǒng)2、行走機構、防掉機構4、電機5，電池6。

如圖3所示，固定架1用于安裝其它各結構。固定架1的上端具有彎形的保護罩。

視覺系統(tǒng)2，包括電腦、相機、光源。在鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人沿接觸網(wǎng)運行的時候，相機連續(xù)對接觸網(wǎng)進行拍照。

行走機構，具有行走輪3，如圖2所示，行走輪3具有兩個，分布在固定架1的兩側，沿鐵路接觸網(wǎng)行走。

如圖3和圖4所示，防掉機構4具有旋轉臂44、彎鉤結構43，彈簧42和轉軸41。驅動輪3設置在彎鉤結構43的轉彎處的空間中，旋轉臂44設置在彎鉤結構轉彎處的下面，與彎鉤結構43形成封閉環(huán)，從而套在接觸網(wǎng)上。機器人正常行走的情況下旋轉臂44處于關閉狀態(tài)，當受到外力作用時，或者在控制器的控制下才會打開，然后在彈簧42的作用下復位。接觸網(wǎng)上的主要障礙物是支撐接觸網(wǎng)7的支架8(如圖1所示)，防掉機構具有兩組，分別在固定架1的兩側，兩個防掉機構之間具有能夠容納支架的間距，使得當前一個防掉機構打開時，后面一個防掉機構處于關閉狀態(tài)；當前一個防掉機構通過障礙物后關閉，后一個防掉機構才會打開，通過障礙物，也就是說，當通過障礙物時，兩個防掉機構不 會同時打開，至少有一個處于關閉狀態(tài)，從而防止在通過障礙物時鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人意外掉落。防掉機構的打開可以采取兩種方式，一種是當遇到障礙物時，在前進的力量作用下沖開旋轉臂，然后在彈簧的作用下復位。另一種是設置一個傳感器，感應前方是否有障礙物，當距離障礙物較近時，例如5cm時，控制旋轉臂旋轉打開，通過障礙物后關閉，此種方法需要在旋轉臂處設置一個小型電機帶動旋轉臂旋轉。

電機5，帶動行走輪3轉動。電池6為電機5和其它用電設備提供動力。

鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢系統(tǒng)，在鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人的基礎上還包括通信系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：

通信系統(tǒng)，將視覺系統(tǒng)2拍攝到的圖片傳輸給后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、報表和處理方案生成系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲視覺系統(tǒng)拍攝的圖片信息；大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)進行分析，分析接觸網(wǎng)是否出現(xiàn)異常情況。報表和處理方案生成系統(tǒng)，用于匯總異常情況信息，生成報表。

鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢方法：

步驟一、啟動驅動電機，鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人在接觸網(wǎng)上行走；

步驟二、接觸網(wǎng)由多個支架進行支撐，每兩個支架之間為一個行走段，在一個行走段內(nèi)，鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人先加速運行，當運行到障礙物附近時減速運行，通過障礙物后再加速。

步驟三、在步驟二鐵路接觸網(wǎng)在線巡檢機器人運行的過程中，視覺系統(tǒng)進行拍照并將數(shù)據(jù)傳送給后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；步驟二中，當越過接觸網(wǎng)上的障礙物時，防掉機構的旋轉臂發(fā)生旋轉，讓障礙物通過，之后在復位彈簧的作用下恢復關閉狀態(tài)。

步驟四、后臺管理系統(tǒng)通過視覺系統(tǒng)判斷接觸線、吊索和承力索是否有斷裂、積冰和垃圾纏繞等異常情況，如果有異常情況自動報警，并向遠程服務器傳送故障地點的位置信息，操作人員在監(jiān)視器上對圖片進行人工確認是否存在異常情況。

步驟五、后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對巡檢機器人采集的數(shù)據(jù)進行存儲。

步驟六，通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)找出故障發(fā)生的原因和頻次，并生成報告。