一種高壓線巡檢機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓輸電線路的無損探傷檢測設(shè)備，特別是一種不需跨越線塔、可以掛在電網(wǎng)線上行走、進(jìn)行視覺導(dǎo)航的高壓線巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著高壓線路主干網(wǎng)的建設(shè)，掛網(wǎng)運(yùn)行的高壓輸電線路越來越多，同時運(yùn)行缺陷也逐步暴露出來，例如:頻率高發(fā)的0PGW光纖復(fù)合架空地線的外層股線斷股，這種外層股線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(jī)械強(qiáng)度的降低，對輸電線路的安全也會構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。根據(jù)對輸電線斷股情況調(diào)查統(tǒng)計，斷股一般是外層單絲發(fā)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。
[0003]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(qū)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依靠常規(guī)方法難以完成。為達(dá)到全面巡檢的目的，出現(xiàn)了直升飛機(jī)航測的巡檢方法，精度和效率均較高，但由于受巡視區(qū)域地理、氣候等條件的影響，存在安全隱患，且巡線費(fèi)用高。除此之夕卜，也出現(xiàn)了直接在輸電線路上行走進(jìn)行檢測的巡檢設(shè)備，但普遍存在越障能力不強(qiáng)、續(xù)航能力較差等缺點(diǎn)。因此，需研究和開發(fā)一種可在線路上行走對線路運(yùn)行狀況進(jìn)行巡檢、不存在盲區(qū)、精度高、效率高、越障能力強(qiáng)、續(xù)航能力強(qiáng)、費(fèi)用相對較低的行走裝置，及時發(fā)現(xiàn)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(tǒng)通訊的安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，在于提供一種高壓線巡檢機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是:一種高壓線巡檢機(jī)器人，其包括整體支撐架，所述整體支撐架的下端面設(shè)置有主控制器和電源，所述整體支撐架的上端面設(shè)置有圖像采集機(jī)構(gòu)和兩個滑動機(jī)構(gòu)，所述滑動機(jī)構(gòu)的上端設(shè)置有驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述滑動機(jī)構(gòu)的下端設(shè)置有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間形成高壓線通道，所述滑動機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動作均由主控制器控制。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述滑動機(jī)構(gòu)的上端通過第二升降機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述滑動機(jī)構(gòu)的下端通過第一升降機(jī)構(gòu)連接夾持機(jī)構(gòu)，所述滑動機(jī)構(gòu)可以驅(qū)使第一升降機(jī)構(gòu)和第二升降機(jī)構(gòu)往復(fù)旋轉(zhuǎn)，所述第一升降機(jī)構(gòu)可以帶動夾持機(jī)構(gòu)沿直線運(yùn)動，所述第二升降機(jī)構(gòu)可以帶動驅(qū)動機(jī)構(gòu)沿直線運(yùn)動，所述滑動機(jī)構(gòu)固定在整體支撐架上的支撐架、滑軌支架、編碼器支架以及電動機(jī)支架，所述支撐架上固接有滑軌支架，所述滑軌支架內(nèi)滑動連接有弧形的滑軌，所述滑軌的一側(cè)固定連接于弧形的大齒輪，所述大齒輪上嚙合有小齒輪，所述小齒輪的兩端分別通過第一軸承滾動連接于編碼器支架和電動機(jī)支架，所述小齒輪的一端通過聯(lián)軸器與電動機(jī)支架上的滑動機(jī)構(gòu)步進(jìn)電動機(jī)連接，所述小齒輪的另一端通過聯(lián)軸器與編碼器支架的編碼器連接，所述第一升降機(jī)構(gòu)和第二升降機(jī)構(gòu)分別固定在滑軌的兩端。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括固定于第一升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平臺上的夾持立板，所述夾持立板通過夾持連接板連接兩塊夾持橫板，兩塊所述夾持橫板之間通過滾動軸承安裝有第一夾緊軸和第二夾緊軸，所述第一夾緊軸和第二夾緊軸上分別固接有第一夾緊輪和第二夾緊輪。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動連接架固接于第二升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平臺，所述驅(qū)動連接架還固接于驅(qū)動橫板，所述驅(qū)動橫板的兩端設(shè)置有驅(qū)動連接板，所述驅(qū)動連接板的下端設(shè)置有軸承托板，所述軸承托板上安裝有驅(qū)動機(jī)構(gòu)軸承，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)軸承的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動機(jī)構(gòu)軸，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)軸上設(shè)置有驅(qū)動輪，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)軸的一端通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器連接驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動電機(jī)軸，所述驅(qū)動電機(jī)通過驅(qū)動電機(jī)支架和電機(jī)支架固定板設(shè)定于驅(qū)動連接板。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一升降機(jī)構(gòu)包括固定在滑動機(jī)構(gòu)上的第一升降機(jī)構(gòu)支架，所述第一升降機(jī)構(gòu)支架的一端設(shè)置有第一升降機(jī)構(gòu)電機(jī)，所述第一升降機(jī)構(gòu)支架的另一端設(shè)置有第一紅外測距傳感器，所述第一升降機(jī)構(gòu)支架的內(nèi)部設(shè)置有第一支撐框架，所述第一支撐框架的兩側(cè)設(shè)置有第一滑動弧，所述第一支撐框架的內(nèi)部設(shè)置有第一絲杠以及套裝在第一絲桿上的第一運(yùn)動平臺，所述第一升降機(jī)構(gòu)支架上還設(shè)置有用于檢測第一運(yùn)動平臺移動距離的第一光柵尺位移傳感器，所述第一運(yùn)動平臺上設(shè)置有用于感應(yīng)第一運(yùn)動平臺上的壓緊力的第一壓力應(yīng)變片；所述第二升降機(jī)構(gòu)包括固定在滑動機(jī)構(gòu)上的第二升降機(jī)構(gòu)支架，所述第二升降機(jī)構(gòu)支架的一端設(shè)置有第二升降機(jī)構(gòu)電機(jī)，所述第二升降機(jī)構(gòu)支架的內(nèi)部設(shè)置有第二支撐框架，所述第二支撐框架的兩側(cè)設(shè)置有第二滑動弧，所述第二支撐框架的內(nèi)部設(shè)置有第二絲杠以及套裝在第二絲桿上的第二運(yùn)動平臺，所述第二升降機(jī)構(gòu)支架上還設(shè)置有用于檢測第二運(yùn)動平臺移動距離的第二光柵尺位移傳感器，所述第二運(yùn)動平臺上設(shè)置有用于感應(yīng)第二運(yùn)動平臺上的壓緊力的第二壓力應(yīng)變片。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括固定在第二升降機(jī)構(gòu)上的第一連接架，所述第一連接架包括連接架板，所述連接架板上端固接于第二升降機(jī)構(gòu)，所述連接架板下端設(shè)置有連接架立板，所述連接架立板上設(shè)置有連接架通孔。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述整體支撐架上還設(shè)置有中間支撐機(jī)構(gòu)，所述中間支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置于兩個滑動機(jī)構(gòu)之間，所述中間支撐機(jī)構(gòu)包括輔助滑動機(jī)構(gòu)，所述輔助滑動機(jī)構(gòu)的上端設(shè)置有輪支架，所述輪支架通過輔助連接架固接于輔助滑動機(jī)構(gòu)，所述輪支架內(nèi)安裝有支撐軸，所述支撐軸的兩端通過第二軸承滾動連接于輪支架，所述支撐軸上設(shè)置有支撐輪，所述輔助滑動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和滑動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，所述滑動機(jī)構(gòu)和輔助滑動機(jī)構(gòu)能沿整體支撐架方向移動。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像采集機(jī)構(gòu)包括相機(jī)以及可以使相機(jī)360°轉(zhuǎn)動的相機(jī)云臺，所述相機(jī)云臺通過支撐板固接于整體支撐架。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源和主控制器安裝在控制箱內(nèi)，所述電源采用塊狀分割形式安裝，所述控制箱內(nèi)還設(shè)置有用于檢測該機(jī)器人位置狀態(tài)的加速度計和陀螺儀傳感器。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述整體支撐架是由鋁型材制作而成的。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
1、本發(fā)明采用的結(jié)構(gòu)簡易，質(zhì)量比較輕，當(dāng)該裝置掛附在高壓線路時，不會對高壓線路產(chǎn)生很大的影響，在一定程度上增加了高壓線及其拉緊金具的使用壽命；
2、本發(fā)明無需跨越線塔，控制簡單，提高了該裝置在工作過程中的穩(wěn)定性和可控性；
3、本裝置的主控制器通過控制滑動機(jī)構(gòu)來控制夾持機(jī)構(gòu)的夾緊輪和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪，當(dāng)需要跨越障礙時，可以通過滑動機(jī)構(gòu)帶動驅(qū)動輪和夾緊輪的旋轉(zhuǎn)，減少了越障時的控制難度；
4、本裝置的夾緊機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別通過第一升降機(jī)構(gòu)和第二升降機(jī)構(gòu)連接，可以有效調(diào)節(jié)該裝置與高壓輸電線的夾緊力，進(jìn)而可以攀爬一定的坡度，另外當(dāng)需要跨越障礙時，該裝置的驅(qū)動輪離開高壓輸電線的一端可能會有一端高度的下降，通過升降機(jī)構(gòu)可以使得該驅(qū)動輪重新攀附到高壓輸電線上；
5、第一升降機(jī)構(gòu)和第二升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有壓力傳感器，可以有效測定夾緊輪和高壓輸電線之間的壓力，減少該裝置的能量損失；
6、該裝置設(shè)置有加速度計和陀螺儀傳感器可以感知該機(jī)器人的位置形態(tài)和運(yùn)動情況，可以通過電源塊狀分割形式安裝的設(shè)置來使得該機(jī)器人處于理想的初始運(yùn)行狀態(tài)；
7、該機(jī)器人采用PC104主控制板，采用機(jī)器視覺和專家系統(tǒng)相結(jié)合的控制方式，可以實現(xiàn)該機(jī)器人的自主導(dǎo)航運(yùn)動；
8、該機(jī)器人的滑動機(jī)構(gòu)和輔助滑動機(jī)構(gòu)的相對位置可以沿整體支撐架方向調(diào)整，可以適應(yīng)不同高壓線的固定金具，以便在安裝機(jī)器人時，可以使得機(jī)器人在長度最小的情況下跨越不同型號的金具，使該機(jī)器人達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)動狀態(tài)。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例中夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例中第一升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例中第一連接