电力巡检行走机构、电力巡检机器人及其电力巡检系统的制作方法

1.本发明涉及电力检测技术领域，具体是电力巡检行走机构、电力巡检机器人及其电力巡检系统。


背景技术：

2.输配电线路是电力系统的重要组成部分，由于长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷，还要经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外界因素的危害。这些因素会使线路逐渐老化、疲劳，如不及时发现和消除这些潜在隐患，则可能由量变发展到质变，并最终发展成各种严重故障，对电力系统的安全运行构成严重威胁。
3.线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作。其中对于高空高架线缆的日常巡检内容通常包含观察线缆表皮是否破损、检测线缆是否漏电等内容。
4.在先技术中，对于高空线缆的巡检通常是采用人工爬上线缆塔并通过固定设备沿线行走巡检。该工作巡检工人一直处于高空作业状态，且很多高空架空的输电线路设置在山区等环境情况复杂的地区。长时间持续的高空作业为巡检人员的工作带来了许多的不确定性，山风的变化、临时的降雨、上时间作业的疲劳均有可能导致悲剧的发生。
5.在先技术中也存在一些能够自动实现巡线的检测设备，但这些设备多存在以下不足：1、仅能以此实现单线巡检，同时设备需要通过巡检人员人工安装在线缆上，巡检人员需要频繁的攀爬各个线缆塔；2、无法自动确定巡检设备的位置，需要人工将设备安装固定在线缆上，操作繁琐；3、无法自行判断线缆外表皮情况、线缆外皮漏电情况，仅能做到图像的摄录，巡检设备巡线过程中需要巡检人员全程关注图像。
6.因此，本发明提供一种电力巡检行走机构、电力巡检机器人及其电力巡检系统来解决上述问题。


技术实现要素：

7.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种电力巡检行走机构、电力巡检机器人及其电力巡检系统，有效的解决了在先技术中高空高架线缆巡检工作风险高、巡检设备需人工安装并定位、无法自动发现故障的问题。
8.本发明包括检测基座和检测上半环；检测下半环：所述的检测下半环转动连接在所述检测上半环下端，所述的检测上半环和检测下半环能拼合成为完整的检测环；广角镜头：所述的广角镜头均匀的设置在所述检测环的内壁上；定位上半环：所述的定位上半环固定连接在所述基座两端；定位下半环：所述的定位下半环转动连接在所述定位上半环下端，所述的定位下
半环和相连的所述定位上半环能拼合成完整的定位环，所述定位环的内径大于所述检测环的内径；定位缸：所述的定位缸设置在所述定位环的外侧壁；定位轮：所述的定位轮转动连接在所述定位缸一端且位于所述定位环内；漏电检测缸：所述的漏电检测缸设置在所述检测基座内，所述的漏电检测缸下端转动连接有漏电检测轮，所述漏电检测轮及其转轴均为导电材质；行走缸：所述的行走缸设置在所述检测基座内，所述的行走缸下端转动连接有行走轮，所述行走轮为绝缘材质。
9.优选的，所述的检测下半环和所述检测上半环铰接处设置有检测回转缸，所述的检测下半环另一端设置有检测锁止孔，所述的检测上半环一端设置有检测锁止缸。
10.优选的，所述定位下半环和所述定位上半环铰接处设置有定位回转缸，所述的定位下半环另一端设置有定位锁止孔，所述的定位上半环一端设置有定位锁止缸。
11.优选的，所述的漏电检测缸和行走缸均为液压缸，所述的检测基座内设置有液压泵，所述的液压泵同时和所述漏电检测缸、所述行走缸相连通。
12.优选的，包括无人机，所述的无人机下端设置有两组导向机构，两组所述导向机构之间设置有一个所述的电力巡检行走机构；两组所述的导向螺杆均包括若干导向螺杆，每个所述的导向螺杆均穿过一个滑动连接在所述无人机下端的电力巡检行走机构的检测基座；若干所述的导向螺杆均为大螺距螺杆，每个所述的导向螺杆一端均连接有设置在所述无人机下端的导向电机。
13.优选的，所述的导向机构还包括设置在所述无人机下端的导向轴，每个所述的导向轴均穿过一个相应的所述检测基座。
14.优选的，所述的遥控系统包括显示器、无人机操控子系统、定位子系统、对中子系统、行走子系统、完好度检测子系统、漏电检测子系统；所述定位子系统包括设置在所述检测上半环内的定位镜头、设置在所述无人机内的陀螺仪和定位控制单元，所述定位控制单元内集成有以下控制步骤：中央定位步骤：通过陀螺仪确定无人机的稳定，之后通过中央的定位镜头确定中央的检测基座位置；两侧定位步骤：通过剩余的定位镜头确定各个检测基座的位置，通过导向电机调节各个检测基座的位置并完成所有检测基座的定位；所述的对中子系统包括对中控制单元，所述的对中控制单元内集成有以下步骤：下落步骤：无人机下落并使各个检测基座和相对应的线缆接触，通过定位上半环内的定位缸和定位轮实现对无人机的支撑；定位步骤：控制所有定位下半环扣合，并控制每个定位环上的所有定位缸同步伸出；所述的行走子系统用于控制所述行走缸的升降和所述行走轮的转动；所述的完好度检测子系统包括完好度检测单元，所述的完好度检测单元和各个所述的广角镜头、所述的显示器均相连，所述的完好度检测单元接受各个广角镜头的图像并将接受的图像进行合成，形成线缆外皮的完整图像并在所述显示器上显示；
所述的漏电检测子系统包括设置在所述检测基座内的漏电检测仪和漏电检测单元，所述的漏电检测仪的触点和所述漏电检测轮的转轴接触；所述无人机操控子系统用于控制无人机的运动状态。
15.优选的，所述的定位控制单元内预设有定位镜头的中央轴线位置，所述的定位控制单元内集成有定位确定算法，所述的定位确定算法用于在中央定位步骤中调节无人机的位置、在两侧定位步骤中调节检测基座的位置；所述的定位确定算法为：在定位镜头拍摄的线缆图像中合成进入中央轴线的位置，计算中央轴线均线缆两侧边线的距离，并根据距离差作出微调直至距离差小于5mm。
16.优选的，在所述的完好度检测子系统中，所述的完整图像为线缆外皮展开的平面图；所述的完好度检测子系统中还包括标准图像确定步骤：当一个检测环内的若干广角镜头采集线缆图像并合成出第一张所述完整图像时，完好度检测单元将第一张完整图像发送至所述显示器并等待被确认为标准图像，当标准图像被确认后，后续采集的所有完整图像均和标准图像对比。
17.本发明针对在先技术中高空高架线缆巡检工作风险高、巡检设备需人工安装并定位、无法自动发现故障的问题做出改进，具有以下有益效果：1、设置无人机搭载多个巡检设备，从而实现多线巡检的同时，节省了人力攀爬线缆塔的步骤，大大降低了巡检工作的难度和风险；2、设置定位环和定位缸、定位轮，并利用定位镜头和定位确定算法，配合大螺距螺杆实现对各个巡检设备的准确定位，保证各个巡检设备均能扣合在相应的线缆外，节省了人工安装的过程，同时保证了后续巡检的准确性；3、设置多个广角镜头，并通过图像合成技术将线缆外皮的图像完整连续的呈现在显示屏上，便于巡检工人观察；4、设置标准图像确定程序，在巡检设备架设固定后，通过先确定广角镜头采集的第一组图像内的线缆外皮是否正常，确认正常后将该组图像作为标准，后续采集的图像均与该组向对比，仅在出现差异时示警，实现了自动故障发现的功能，进一步减少了巡检工人的工作量；5、设置行走轮和漏电轮，并配合设置定位轮，保证了巡检设备能在线缆外稳定行走，同时还能检测线缆漏电情况；本发明结构简洁，便于操作，有效的实现了巡检设备的自动定位、自动架设和自动行走，同时还具备自动确定故障并示警的功能，大大降低了巡检工人的任务量，实用性强。
附图说明
18.图1为本发明立体示意图一。
19.图2为本发明主视示意图。
20.图3为本发明立体示意图二。
21.图4为本发明巡检行走机构立体示意图。
22.图5为本发明巡检行走机构主视示意图。
23.图6为本发明巡检行走机构剖视示意图。
24.图7为本发明巡检基座及其相关结构局部立体示意图。
25.图8为本发明定位下半环及其相关结构立体示意图。
26.图9为本发明检测下半环及其相关结构立体示意图。
具体实施方式
27.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图9对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
30.下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
31.实施例一，本发明为电力巡检行走机构，其特征在于，参考图3，包括检测基座1和检测上半环2，检测基座1用于为后续结构提供固定基础，检测上半环2固定连接在检测基座1下端，检测上半环2为半环状；检测下半环3：所述的检测下半环3转动连接在所述检测上半环2下端，检测下半环3为半环状，检测下半环3一端铰接在检测上半环2一端，所述的检测上半环2和检测下半环3能拼合成为完整的检测环， 所述检测换环绕在对应的需检测线缆外；所述的检测下半环3和所述检测上半环2铰接处设置有检测回转缸13，所述的检测回转缸13用于控制检测下半环3的转动，所述的检测下半环3另一端设置有检测锁止孔14，所述的检测上半环2一端设置有检测锁止缸15，检测锁止缸15为伸缩缸，检测锁止缸15伸出时其活塞杆可进入检测锁止孔14内，从而将检测下半环3定位，检测回转缸13和检测锁止缸15均为电动缸，其也可以是气动缸，最好不选用液压缸，以减轻装置整体的重量；广角镜头：所述的广角镜头均匀的设置在所述检测环的内壁上，参考图5，广角镜头用于拍摄线缆外表皮的完整情况，其数量应能保证360
°
完整拍摄到整个线缆，广角镜头数量可以为四个，也可以为更多，但不能少于四个；定位上半环5：所述的定位上半环5固定连接在所述基座两端，定位上半环5为半环状结构；定位下半环6：所述的定位下半环6转动连接在所述定位上半环5下端，定位下半环6为半环状，定位下半环6一端铰接在定位上半环5一端，所述的定位下半环6和相连的所述定位上半环5能拼合成完整的定位环，定位环和检测环同轴，所述的定位环环绕在相应的线缆外，所述定位环的内径大于所述检测环的内径，该设置便于定位环上的后续结构辅助检测基座1实现定位；
所述定位下半环6和所述定位上半环5铰接处设置有定位回转缸16，所述定位回转缸16用于控制定位下半环6的转动，所述的定位下半环6另一端设置有定位锁止孔17，所述的定位上半环5一端设置有定位锁止缸18，定位锁止缸18为伸缩缸，定位锁止缸18伸出时其活塞杆可进入定位锁止孔17内，从而将定位下半环6定位，定位回转缸16和定位锁止缸18均为电动缸，其可可以是气动缸，最好不选用液压缸，以减轻装置整体的重量；定位缸7：所述的定位缸7设置在所述定位环的外侧壁，所述的定位缸7有多个，且多个定位缸7均匀的分布在定位环上，所述定位缸7可以是电动缸也可以是气动缸，定位缸7最好不使用液压缸，以防止装置整体重量过重，多个定位缸7同步伸缩，当定位缸7伸出至无法伸出时，此时线缆和定位环同轴，从而实现了检测基座1的定位，同时当定位缸7伸出至无法伸出时，在定位缸7内部电机的过载保护作用下，定位缸7自动停机；定位轮8：所述的定位轮8转动连接在所述定位缸7一端且位于所述定位环内，定位轮8的作用用于防止本装置在行走时定位缸7对线缆摩擦过大导致线缆外皮损坏；漏电检测缸9：参考图6，所述的漏电检测缸9设置在所述检测基座1内，所述的漏电检测缸9下端转动连接有漏电检测轮10，漏电检测缸9为伸缩缸，当漏电检测缸9收起时，漏电检测轮10外圈隐藏内检测基座1内，所述漏电检测轮10及其转轴均为导电材质，本装置行走时漏电检测轮10和线缆接触，漏电检测缸9的转轴和设置在检测基座1内的漏电检测仪的触点接触，从而判断线缆的漏电情况，同时还可以在检测上半环2和检测下半环3内均固定相互铰接的漏电检测半环，并将两个漏电检测半环和漏电检测仪相连，从而实现对线缆的漏电检测；行走缸11：所述的行走缸11设置在所述检测基座1内，所述的行走缸11下端转动连接有行走轮12，所述的行走轮12转轴和设置在检测基座1内的行走电机相连，所述的行走缸11为伸缩缸，当行走缸11收起时，行走轮12完全隐藏在检测基座1内，所述行走轮12为绝缘材质，以防止线缆漏电对行走电机造成损害。
32.实施例二，在实施例一的基础上，一种包括实施例一中所述电力巡检行走机构的电力巡检机器人，其特征在于，包括无人机21，所述无人机21为常见的无人机21，用于搭在电力巡检行走机构，以便于对线缆进行检测，为便于巡检工人操作，无人机21下端还搭在有飞行摄像头，所述的无人机21下端设置有两组导向机构，两组所述导向机构之间设置有一个所述的电力巡检行走机构，为便于描述，将其称为中央巡检机构，所述的中央巡检机构两侧均设置有导向机构且数量相同；两组所述的导向螺杆22均包括若干导向螺杆22，每个所述的导向螺杆22均穿过一个滑动连接在所述无人机21下端的电力巡检行走机构的检测基座1，导向螺杆22和相应的检测基座1螺纹配合，具体的， 每个检测基座1内均设置有导向螺纹套，导向螺杆22穿过导向螺纹套并和其螺纹配合；所述的导向机构还包括设置在所述无人机21下端的导向轴23，每个所述的导向轴23均穿过一个相应的所述检测基座1，导向轴23的设置除了用于保证检测基座1的稳定，还能限制检测基座1的位移，从而保证导向螺杆22转动可带动检测基座1沿着导向螺杆22运动；若干所述的导向螺杆22均为大螺距螺杆，每个所述的导向螺杆22一端均连接有设置在所述无人机21下端的导向电机，导向电机转动可带动导向螺杆22转动，导向电机为不
具备输出轴抱死的电机，同时大螺距螺杆的设置保证了导向螺杆22不具备锁死功能，该设置用于保证多个定位缸7在伸出并确定检测基座1的位置时检测基座1能在定位缸7的作用下具备微调的能力。
33.实施例三，在实施例二的基础上，一种包括实施例二中所述的电力巡检机器人的遥控系统，其特征在于，所述的遥控系统包括遥控台、显示器、无人机21操控子系统、定位子系统、对中子系统、行走子系统、完好度检测子系统、漏电检测子系统，显示器设置在遥控台上，其中：定位子系统所述定位子系统包括设置在所述检测上半环2内的定位镜头24、设置在所述无人机21内的陀螺仪和定位控制单元，所述定位控制单元设置在控制台内，所述定位控制单元内集成有以下控制步骤：中央定位步骤：通过陀螺仪确定无人机21的稳定，之后通过中央的定位镜头24确定中央的检测基座1位置，该步骤用于先行确定中央巡检机构的位置，从而确定无人机21的位置，具体的，所述的定位控制单元内预设有定位镜头24的中央轴线位置，所述的定位控制单元内集成有定位确定算法，所述的定位确定算法用于在中央定位步骤中调节无人机21的位置、在两侧定位步骤中调节检测基座1的位置；所述的定位确定算法为：在定位镜头24拍摄的线缆图像中合成进入中央轴线的位置，计算中央轴线均线缆两侧边线的距离，并根据距离差作出微调直至距离差小于5mm；即本步骤中，巡检工人先操作无人机21悬停至线缆上方，并通过飞行摄像头确定中央巡检机构对应的线缆，之后依靠定位确定算法计算距离差，并通过无人机21的操控系统控制无人机21微调，使中央轴线距线缆两侧边线的距离只差小于5mm即完成中央定位步骤，剩下的些微偏差则可依靠对中子系统完成；两侧定位步骤：通过剩余的定位镜头24确定各个检测基座1的位置，通过导向电机调节各个检测基座1的位置并完成所有检测基座1的定位，该检测步骤同样可以使用定位确定算法确定两侧检测基座1的位置，需注意的是，和中央巡检机构定位不同的是，当获得中央轴线距相应线缆两侧边线的距离差距后，通过导向电机和导向螺杆22调节相应的检测基座1的位置，从而实现两侧定位步骤；对中子系统所述的对中子系统包括对中控制单元，所述的对中控制单元设置在控制台内，所述的对中控制单元内集成有以下步骤，所述的下落步骤：无人机21下落并使各个检测基座1和相对应的线缆接触，通过定位上半环5内的定位缸7和定位轮8实现对无人机21的支撑，此时无人机21停止工作，无人机21桨叶停止旋转；定位步骤：控制所有定位下半环6扣合，并控制每个定位环上的所有定位缸7同步伸出，具体的，通过对中控制单元控制各个检测回转缸13和定位回转缸16转动，当检测回转缸13和定位回转缸16控制检测下半环3和定位下半环6转动并无法继续转动，检测环和定位环拼合，之后对中控制单元控制各个检测锁止缸15和定位锁止缸18伸出，之后，控制各个定位缸7伸出，定位步骤完成；行走子系统
所述的行走子系统用于控制所述行走缸11的升降和所述行走轮12的转动，行走子系统包括行走控制单元，行走控制单元设置在控制台内，用于控制行走缸11的伸缩和行走轮12的正反转；完好度检测子系统所述的完好度检测子系统包括完好度检测单元，完好度检测单元设置在控制台内，所述的完好度检测单元和各个所述的广角镜头、所述的显示器均相连，所述的完好度检测单元接受各个广角镜头的图像并将接受的图像进行合成，形成线缆外皮的完整图像并在所述显示器上显示，所述的完整图像为线缆外皮展开的平面图；所述的完好度检测子系统中还包括标准图像确定步骤：当一个检测环内的若干广角镜头采集线缆图像并合成出第一张所述完整图像时，完好度检测单元将第一张完整图像发送至所述显示器并等待被确认为标准图像，当标准图像被确认后，后续采集的所有完整图像均和标准图像对比；当后续采集的完整图像和标准图像不同时，控制台报警，巡检工人观察完整该完整图像后判断该段线缆外皮是否合格；后续各个完整图像合成在显示器上并在显示器上形成连续的视频图像，并随检测基座1行走而同步行走；漏电检测子系统所述的漏电检测子系统包括设置在所述检测基座1内的漏电检测仪和漏电检测单元，所述的漏电检测仪的触点和所述漏电检测轮10的转轴接触，漏电检测单元设置在控制台内，当检测到漏电后，控制台报警；无人机操控子系统所述无人机21操控子系统用于控制无人机21的运动状态，无人机21操控子系统的控制单元设置在控制台内。
34.本发明在具体使用时，巡检工人操控无人机21悬停至线缆上方，之后执行定位子系统，定位子系统执行完成后，各个检测基座1分别位于对应的线缆上方；之后执行对中子系统，将各个检测基座1落在线缆上并对中夹紧线缆；之后执行完好度检测子系统和漏电检测子系统，并在执行完好度检测子系统和漏电检测子系统的同时执行行走子系统。
35.本发明针对在先技术中高空高架线缆巡检工作风险高、巡检设备需人工安装并定位、无法自动发现故障的问题做出改进，具有以下有益效果：1、设置无人机搭载多个巡检设备，从而实现多线巡检的同时，节省了人力攀爬线缆塔的步骤，大大降低了巡检工作的难度和风险；2、设置定位环和定位缸、定位轮，并利用定位镜头和定位确定算法，配合大螺距螺杆实现对各个巡检设备的准确定位，保证各个巡检设备均能扣合在相应的线缆外，节省了人工安装的过程，同时保证了后续巡检的准确性；3、设置多个广角镜头，并通过图像合成技术将线缆外皮的图像完整连续的呈现在显示屏上，便于巡检工人观察；4、设置标准图像确定程序，在巡检设备架设固定后，通过先确定广角镜头采集的第一组图像内的线缆外皮是否正常，确认正常后将该组图像作为标准，后续采集的图像均
与该组向对比，仅在出现差异时示警，实现了自动故障发现的功能，进一步减少了巡检工人的工作量；5、设置行走轮和漏电轮，并配合设置定位轮，保证了巡检设备能在线缆外稳定行走，同时还能检测线缆漏电情况；本发明结构简洁，便于操作，有效的实现了巡检设备的自动定位、自动架设和自动行走，同时还具备自动确定故障并示警的功能，大大降低了巡检工人的任务量，实用性强。