CN121663803A - 一种电力线路沿线巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力线路巡检技术领域，尤其涉及一种电力线路沿线巡检装置，包括巡检装置本体与设置在巡检装置本体两侧的行走机构，所述巡检装置本体中部固定设有带转向功能的伸缩机构，所述带转向功能的伸缩机构一端对称固定设有带翻转功能的线缆夹持机构，通过带转向功能的伸缩机构控制伸缩臂伸出后，再通过伸缩臂端部的线缆夹持机构对线缆进行夹持固定，然后启动翻转电机，通过翻转电机即可驱动巡检装置本体向前翻转完成避障，巡检装置本体向前翻转完成避障的同时配重组件在阻尼滑轨的作用下向下移动，当感应器感应到配重组件下移到最低处后，智能控制模块才会控制行走机构继续移动，可以有效降低装置重心，可以有效提高装置的巡检稳定性。

Description

一种电力线路沿线巡检装置

技术领域

本发明属于电力线路巡检技术领域，具体涉及一种电力线路沿线巡检装置。

背景技术

电力线路是能源输送的关键基础设施，其安全稳定运行直接关系到供电可靠性与社会经济发展，传统的人工巡检方式存在效率低、劳动强度大、受环境与气候制约明显等问题，尤其在复杂地形与恶劣气象条件下，巡检人员面临较高安全风险，且难以实现全天候、全覆盖的精细化监测，近年来随着自动化与智能化技术的发展，线路巡检机器人、无人机等设备逐步应用于电力巡检领域，一定程度上减轻了人工负担，提升了巡检效率。 然而现有的自动化巡检装置仍存在明显局限性，现有装置在面对线路上的各类障碍或异常工况时，普遍缺乏自主分析与自适应应对能力，多依赖预设程序或远程人工干预，难以实现复杂场景下的智能越障与紧急决策，限制了其全自主化应用，而且现有越障机构的设计多侧重于单一机械动作，缺乏连续、流畅的越障策略与姿态自适应调整能力，部分装置在越障后存在重心不稳、行走机构适应性差等问题，影响巡检过程的连续性与稳定性。

为解决上述问题，本申请中提出一种电力线路沿线巡检装置。

发明内容

本发明提供一种电力线路沿线巡检装置，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力线路沿线巡检装置，包括巡检装置本体与设置在巡检装置本体两侧的行走机构，所述巡检装置本体中部固定设有带转向功能的伸缩机构，所述带转向功能的伸缩机构一端对称固定设有带翻转功能的线缆夹持机构，所述线缆夹持机构外侧固定连接有实时检测模块，所述实时检测模块一侧通过支架固定连接有带豁口的清扫组件，所述巡检装置本体上对称设有带感应功能的配重机构，还包括智能分析模块、智能控制模块与通信模块，智能分析模块搭配智能控制模块用于根据线路的实际状态自动在常态巡检模式、越障模式和紧急模式之间无缝切换；

所述伸缩机构包括M形机架与驱动电机，所述M形机架内腔两侧分别开设有第一滑槽与第二滑槽，所述第二滑槽中部开设有V形翻转槽，所述驱动电机输出轴端部通过丝杆连接有移动块，所述移动块一侧固定设有连接板件，所述连接板件顶端一侧通过转轴转动连接有伸缩臂，所述伸缩臂端部另一侧固定设有与V形翻转槽相匹配的翻转柱。

优选的，所述移动块顶部与M形机架之间通过滑动组件滑动连接。

优选的，所述连接板件与伸缩臂之间连接的转轴穿设于第一滑槽内，且所述转轴与翻转柱之间左右错开一定距离设置。

优选的，所述行走机构包括固定设置在巡检装置本体内部的第一电动推杆与开设在巡检装置本体外侧的收纳槽口，所述第一电动推杆端部固定连接有带自锁功能的第一电机，所述第一电机输出轴端部固定连接有行走轮。

优选的，所述线缆夹持机构包括第二电动推杆，所述第二电动推杆一端通过带自锁功能的翻转电机连接有伸缩臂，另一端固定设有安装架，所述安装架一侧通过支架固定连接有矩形壳体，所述矩形壳体一侧固定设有带自锁功能的第二电机，所述第二电机输出轴端部固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮两侧分别啮合连接有上夹持臂与下夹持臂，所述上夹持臂与下夹持臂端部均固定设有线缆夹持件。

优选的，所述上夹持臂与下夹持臂均滑动穿插设置在矩形壳体内。

优选的，所述实时检测模块包括L形连接件与检测单元，所述L形连接件上固定设有第三电机与带豁口的外环形件，所述第三电机输出轴端部固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮一侧啮合连接有两组从动齿轮，所述外环形件内侧通过带豁口的集电环转动连接有带豁口的环形齿板，所述环形齿板与从动齿轮啮合连接。

优选的，检测单元采用多传感器融合系统与智能分析模块、智能控制模块电连接，检测单元包括高清可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器，且可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器均安装在环形齿板内侧，高清可见光摄像头用于拍摄线路及附属设施的可见光图像；红外热像仪用于检测线路接头、绝缘子等部位的异常温升；超声波传感器用于近距离探测线路表面的微小裂纹或腐蚀；局部放电传感器用于检测线路上的局部放电信号。

优选的，检测单元还包括激光雷达，且激光雷达固定安装在伸缩臂一端，激光雷达用于获取线路及其周围环境的三维点云数据，精确测量线路对地距离、与树木的间距以及识别大型异物。

优选的，配重机构包括固定设置在巡检装置本体上的定位机架，所述定位机架内通过阻尼滑轨连接有配重组件，所述定位机架端部固定设有感应器，感应器与智能控制模块电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过内置的智能分析模块，可以使得巡检装置具备自主分析判断能力，可以实现从被动执行到主动感知决策的跨越，使得智能分析模块搭配智能控制模块能够根据线路的实际状态自动在常态巡检模式、越障模式和紧急模式之间无缝切换，可以实现巡检过程的高度智能化和自适应，可以有效提高巡检效率和巡检质量，而且通过智能分析模块可以对检测单元检测到的异常数据进行分析处理，当异常数据为线路接头、轻微异物不影响电缆正常使用时，智能控制模块不会通过通信模块向系统终端发送障碍点的位置信号与障碍类型不会做标记，而当障碍类型为绝缘子破损、异常温升与局部放电时，智能分析模块会通过智能控制模块控制通信模块向系统终端发送障碍点的位置信号与障碍类型，可以自动对障碍点进行标记，便于后续处理故障点；

2、通过带转向功能的伸缩机构控制伸缩臂伸出后，再通过伸缩臂端部的线缆夹持机构对线缆进行夹持固定，然后启动翻转电机，通过翻转电机即可驱动巡检装置本体向前翻转完成避障，巡检装置本体向前翻转完成避障的同时配重组件在阻尼滑轨的作用下向下移动，当感应器感应到配重组件下移到最低处后，智能控制模块才会控制行走机构继续移动，可以有效降低装置重心，可以有效提高装置的巡检稳定性。

3、通过设置带转向功能的伸缩机构，带转向功能的伸缩机构不仅可以控制伸缩臂伸出，而且可以在控制伸缩臂伸出的过程中控制伸缩臂旋转切换方向，便于巡检装置本体翻转越障后切换伸缩臂的方向，使得伸缩臂可以始终位于巡检装置本体前方，可以始终为下次翻转做准备，而且通过翻转完成避障，可以避免巡检装置经过绝缘子破损处的故障点时进一步对电缆造成破坏。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种电力线路沿线巡检装置的整体结构示意图；

图2为本发明图1中的A处放大结构示意图；

图3为本发明一种电力线路沿线巡检装置的剖视构图；

图4为本发明图3中的B处放大结构示意图；

图5为本发明中伸缩机构的第一剖视结构图；

图6为本发明中伸缩机构的第二剖视结构图；

图7为本发明中线缆夹持机构与实时检测模块之间的连接结构图；

图8为本发明中线缆夹持机构的剖视结构图；

图9为本发明中实时检测模块的结构图；

图10为本发明中的电路布设示意图。

图中：

1、巡检装置本体；

2、行走机构；201、第一电动推杆；202、收纳槽口；203、第一电机；204、行走轮；

3、伸缩机构；301、M形机架；302、驱动电机；303、第一滑槽；304、第二滑槽；305、V形翻转槽；306、丝杆；307、移动块；308、连接板件；309、伸缩臂；310、翻转柱；

4、线缆夹持机构；401、安装架；402、矩形壳体；403、第二电机；404、驱动齿轮；405、上夹持臂；406、下夹持臂；407、线缆夹持件；408、第二电动推杆；409、翻转电机；

5、实时检测模块；501、L形连接件；502、第三电机；503、外环形件；504、传动齿轮；505、从动齿轮；506、集电环；507、环形齿板；

6、清扫组件；

7、配重机构；701、定位机架；702、配重组件；703、感应器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例，如图1-10所示，一种电力线路沿线巡检装置，包括巡检装置本体1与设置在巡检装置本体1两侧的行走机构2，巡检装置本体1中部固定设有带转向功能的伸缩机构3，带转向功能的伸缩机构3一端对称固定设有带翻转功能的线缆夹持机构4，线缆夹持机构4外侧固定连接有实时检测模块5，实时检测模块5一侧通过支架固定连接有带豁口的清扫组件6，巡检装置本体1上对称设有带感应功能的配重机构7，还包括智能分析模块、智能控制模块与通信模块，智能分析模块搭配智能控制模块用于根据线路的实际状态自动在常态巡检模式、越障模式和紧急模式之间无缝切换；

伸缩机构3包括M形机架301与驱动电机302，M形机架301内腔两侧分别开设有第一滑槽303与第二滑槽304，第二滑槽304中部开设有V形翻转槽305，驱动电机302输出轴端部通过丝杆306连接有移动块307，移动块307一侧固定设有连接板件308，连接板件308顶端一侧通过转轴转动连接有伸缩臂309，伸缩臂309端部另一侧固定设有与V形翻转槽305相匹配的翻转柱310，通过驱动电机302驱动丝杆306正反向旋转时，可以驱动移动块307左右移动，移动块307左右移动时可以带动伸缩臂309左右移动进行伸缩，当翻转柱310跟随伸缩臂309移动到V形翻转槽305处时，翻转柱310配合V形翻转槽305可以驱动伸缩臂309旋转180度完成转向。

本实施方案中：通过内置的智能分析模块，可以使得巡检装置具备自主分析判断能力，可以实现从被动执行到主动感知决策的跨越，智能分析模块搭配智能控制模块能够根据线路的实际状态自动在常态巡检模式、越障模式和紧急模式之间无缝切换，可以实现巡检过程的高度智能化和自适应，可以有效提高巡检效率和巡检质量。

进一步而言：

在一个可选的实施例中，移动块307顶部与M形机架301之间通过滑动组件滑动连接。

在一个可选的实施例中，连接板件308与伸缩臂309之间连接的转轴穿设于第一滑槽303内，且转轴与翻转柱310之间左右错开一定距离设置。

本实施例中：转轴与翻转柱310之间左右错开一定距离设置，使得翻转柱310跟随伸缩臂309移动到V形翻转槽305处时，翻转柱310配合V形翻转槽305可以驱动伸缩臂309以转轴为圆心旋转180度完成转向。

在一个可选的实施例中，行走机构2包括固定设置在巡检装置本体1内部的第一电动推杆201与开设在巡检装置本体1外侧的收纳槽口202，第一电动推杆201端部固定连接有带自锁功能的第一电机203，第一电机203输出轴端部固定连接有行走轮204。

本实施例中：通过第一电动推杆201可以对行走轮204的位置进行调节，进而可以对行走轮204之间的间距进行调节，使得行走轮204可以在不同布设间距的两根电缆上行走，可以满足不同的使用需求。

在一个可选的实施例中，线缆夹持机构4包括第二电动推杆408，第二电动推杆408一端通过带自锁功能的翻转电机409连接有伸缩臂309，另一端固定设有安装架401，安装架401一侧通过支架固定连接有矩形壳体402，矩形壳体402一侧固定设有带自锁功能的第二电机403，第二电机403输出轴端部固定连接有驱动齿轮404，驱动齿轮404两侧分别啮合连接有上夹持臂405与下夹持臂406，上夹持臂405与下夹持臂406端部均固定设有线缆夹持件407。

上夹持臂405与下夹持臂406均滑动穿插设置在矩形壳体402内。

本实施例中：通过第二电动推杆408可以对线缆夹持机构4的长度进行调节，可以满足不同的夹持需求，通过控制第二电动推杆408伸缩调节好线缆夹持件407的位置后，开启第二电机403，第二电机403可以通过驱动齿轮404带动上夹持臂405与下夹持臂406相对运动或者背离运动，上夹持臂405与下夹持臂406相对运动或者背离运动时可以控制上下两组线缆夹持件407开合，通过控制上下两组线缆夹持件407闭合即可对电缆进行夹持，夹持完毕后，启动翻转电机409，通过翻转电机409即可驱动巡检装置本体1向前翻转完成避障，翻转完成避障后控制上下两组线缆夹持件407分离松开夹持，然后控制第二电动推杆408收缩消除线缆夹持机构4对电缆的遮挡，最终通过带转向功能的伸缩机构3控制伸缩臂309收缩，并在收缩的过程中控制伸缩臂309旋转切换方向，使伸缩臂309再次位于巡检装置本体1前方即可。

值得注意的是：控制第二电动推杆408收缩消除线缆夹持机构4对电缆的遮挡的过程中，需要控制实时检测模块5与清扫组件6的位置，使得其上的豁口位于电缆一侧，不会对电缆造成遮挡，同理伸缩臂309旋转切换方向复位完成后控制第二电动推杆408伸长对线缆夹持件407、实时检测模块5与清扫组件6进行复位时，同样也需控制实时检测模块5与清扫组件6的位置，使得其上的豁口位于电缆一侧。

更进一步而言：

在一个可选的实施例中，实时检测模块5包括L形连接件501与检测单元，L形连接件501上固定设有第三电机502与带豁口的外环形件503，第三电机502输出轴端部固定连接有传动齿轮504，传动齿轮504一侧啮合连接有两组从动齿轮505，外环形件503内侧通过带豁口的集电环506转动连接有带豁口的环形齿板507，环形齿板507与从动齿轮505啮合连接。

本实施例中：第三电机502通过传动齿轮504可以带动从动齿轮505旋转，从动齿轮505旋转时可以带动环形齿板507旋转，最终使得安装在环形齿板507上的检测单元可以绕着电缆旋转，可以对电缆进行全方位检测。

在一个可选的实施例中，检测单元采用多传感器融合系统与智能分析模块、智能控制模块电连接，检测单元包括高清可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器，且可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器均安装在环形齿板507内侧，高清可见光摄像头用于拍摄线路及附属设施的可见光图像；红外热像仪用于检测线路接头、绝缘子等部位的异常温升；超声波传感器用于近距离探测线路表面的微小裂纹或腐蚀；局部放电传感器用于检测线路上的局部放电信号。

在一个可选的实施例中，检测单元还包括激光雷达，且激光雷达固定安装在伸缩臂309一端，激光雷达用于获取线路及其周围环境的三维点云数据，精确测量线路对地距离、与树木的间距以及识别大型异物。

在一个可选的实施例中，配重机构7包括固定设置在巡检装置本体1上的定位机架701，定位机架701内通过阻尼滑轨连接有配重组件702，定位机架701端部固定设有感应器703，感应器703与智能控制模块电连接。

本实施例中：巡检装置本体1向前翻转完成避障的同时配重组件702在阻尼滑轨的作用下向下移动，当感应器703感应到配重组件702下移到最低处后，智能控制模块才会控制行走机构2继续移动，可以有效降低装置重心，可以有效提高装置的巡检稳定性。

本发明的控制方法包括以下步骤：

S1、巡检装置在启动后进行自检，并加载预设的巡检参数；

S2、自检完成后，智能控制模块控制巡检装置进入常态巡检模式，巡检装置以一定的速度沿线路行进，行进的过程中检测单元持续采集线路状态及前方环境数据；

S3、智能分析模块实时处理采集到的数据进行故障类型判断，并决策是否进行标记，若需进行标记，则通过智能控制模块控制通信模块向系统终端发送障碍点的位置信号与障碍类型；

S4、当检测单元识别到线路上有障碍物或者电缆表皮破损时，智能控制模块自动启动越障模式；

S5、当检测单元检测到极端情况如线路断裂、覆冰严重，智能控制模块自动启动紧急模式，自动控制行走机构2抱死，并发出最高级别的警报，等待人工救援或原路返回。

具体实施时：首先根据两组电缆之间的间距，通过第一电动推杆201对行走轮204的位置进行调节，然后通过行走轮204把巡检装置放置在需要检测的电缆或者其它表层绝缘的线路上，最终开启行走机构2驱动巡检装置沿着电缆行进即可，通过智能分析模块对检测单元检测到的异常数据进行分析处理，当异常数据为线路接头、轻微异物不影响电缆正常使用时，智能控制模块不会通过通信模块向系统终端发送障碍点的位置信号与障碍类型不会做标记，而当障碍类型为绝缘子破损、异常温升与局部放电时，智能分析模块会通过智能控制模块控制通信模块向系统终端发送障碍点的位置信号与障碍类型，可以自动对障碍点进行标记，便于后续处理故障点；

通过驱动电机302驱动丝杆306正反向旋转时，可以驱动移动块307左右移动，移动块307左右移动时可以带动伸缩臂309左右移动进行伸缩，当翻转柱310跟随伸缩臂309移动到V形翻转槽305处时，翻转柱310配合V形翻转槽305可以驱动伸缩臂309旋转180度完成转向，使得伸缩臂309可以始终位于巡检装置本体1前方，可以为下次翻转做准备，通过控制伸缩臂309伸出后，再通过伸缩臂309端部的线缆夹持机构4对线缆进行夹持固定，然后启动翻转电机409，通过翻转电机409即可驱动巡检装置本体1向前翻转完成避障，巡检装置本体1向前翻转完成避障的同时配重组件702在阻尼滑轨的作用下向下移动，当感应器703感应到配重组件702下移到最低处后，智能控制模块才会控制行走机构2继续移动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力线路沿线巡检装置，包括巡检装置本体（1）与设置在巡检装置本体（1）两侧的行走机构（2），其特征在于：所述巡检装置本体（1）中部固定设有带转向功能的伸缩机构（3），所述带转向功能的伸缩机构（3）一端对称固定设有带翻转功能的线缆夹持机构（4），所述线缆夹持机构（4）外侧固定连接有实时检测模块（5），所述实时检测模块（5）一侧通过支架固定连接有带豁口的清扫组件（6），所述巡检装置本体（1）上对称设有带感应功能的配重机构（7），还包括智能分析模块、智能控制模块与通信模块，智能分析模块搭配智能控制模块用于根据线路的实际状态自动在常态巡检模式、越障模式和紧急模式之间无缝切换；

所述伸缩机构（3）包括M形机架（301）与驱动电机（302），所述M形机架（301）内腔两侧分别开设有第一滑槽（303）与第二滑槽（304），所述第二滑槽（304）中部开设有V形翻转槽（305），所述驱动电机（302）输出轴端部通过丝杆（306）连接有移动块（307），所述移动块（307）一侧固定设有连接板件（308），所述连接板件（308）顶端一侧通过转轴转动连接有伸缩臂（309），所述伸缩臂（309）端部另一侧固定设有与V形翻转槽（305）相匹配的翻转柱（310）。

2.根据权利要求1所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述移动块（307）顶部与M形机架（301）之间通过滑动组件滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述连接板件（308）与伸缩臂（309）之间连接的转轴穿设于第一滑槽（303）内，且所述转轴与翻转柱（310）之间左右错开一定距离设置。

4.根据权利要求1所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述行走机构（2）包括固定设置在巡检装置本体（1）内部的第一电动推杆（201）与开设在巡检装置本体（1）外侧的收纳槽口（202），所述第一电动推杆（201）端部固定连接有带自锁功能的第一电机（203），所述第一电机（203）输出轴端部固定连接有行走轮（204）。

5.根据权利要求1所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述线缆夹持机构（4）包括第二电动推杆（408），所述第二电动推杆（408）一端通过带自锁功能的翻转电机（409）连接有伸缩臂（309），另一端固定设有安装架（401），所述安装架（401）一侧通过支架固定连接有矩形壳体（402），所述矩形壳体（402）一侧固定设有带自锁功能的第二电机（403），所述第二电机（403）输出轴端部固定连接有驱动齿轮（404），所述驱动齿轮（404）两侧分别啮合连接有上夹持臂（405）与下夹持臂（406），所述上夹持臂（405）与下夹持臂（406）端部均固定设有线缆夹持件（407）。

6.根据权利要求5所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述上夹持臂（405）与下夹持臂（406）均滑动穿插设置在矩形壳体（402）内。

7.根据权利要求5所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：所述实时检测模块（5）包括L形连接件（501）与检测单元，所述L形连接件（501）上固定设有第三电机（502）与带豁口的外环形件（503），所述第三电机（502）输出轴端部固定连接有传动齿轮（504），所述传动齿轮（504）一侧啮合连接有两组从动齿轮（505），所述外环形件（503）内侧通过带豁口的集电环（506）转动连接有带豁口的环形齿板（507），所述环形齿板（507）与从动齿轮（505）啮合连接。

8.根据权利要求7所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：检测单元采用多传感器融合系统与智能分析模块、智能控制模块电连接，检测单元包括高清可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器，且可见光摄像头、红外热像仪、超声波传感器与局部放电传感器均安装在环形齿板（507）内侧，高清可见光摄像头用于拍摄线路及附属设施的可见光图像；红外热像仪用于检测线路接头、绝缘子等部位的异常温升；超声波传感器用于近距离探测线路表面的微小裂纹或腐蚀；局部放电传感器用于检测线路上的局部放电信号。

9.根据权利要求8所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：检测单元还包括激光雷达，且激光雷达固定安装在伸缩臂（309）一端，激光雷达用于获取线路及其周围环境的三维点云数据，精确测量线路对地距离、与树木的间距以及识别大型异物。

10.根据权利要求1所述的一种电力线路沿线巡检装置，其特征在于：配重机构（7）包括固定设置在巡检装置本体（1）上的定位机架（701），所述定位机架（701）内通过阻尼滑轨连接有配重组件（702），所述定位机架（701）端部固定设有感应器（703），感应器（703）与智能控制模块电连接。