本實用新型屬于巡線機器人領(lǐng)域，尤其涉及一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人。

背景技術(shù)：

目前，巡線機器人越來越多地用在電力巡視領(lǐng)域，代替人工進行電力線路的監(jiān)測、檢修等工作。電力巡視過程中，當電力線路發(fā)生絕緣子閃絡(luò)、局部短路等故障時，最直接的表現(xiàn)便是局部溫度過高。另外，電力線路還存在斷股、附件脫落等故障。因此，電力線路巡線監(jiān)測是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

電力線路的監(jiān)測通常采用以下兩種方式：

(1)在線監(jiān)測：將監(jiān)測裝置直接安裝在線路或桿塔上，對線路或附件的溫度和圖像信號進行實時監(jiān)測、采集，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機，由通訊模塊上傳至監(jiān)控中心。這種方法能實現(xiàn)電力線路關(guān)鍵部位的實時監(jiān)測，但由于電力線路規(guī)模龐大，因此這種方式的監(jiān)測范圍有限，且實施成本較高。

(2)巡視監(jiān)測：利用人工或機器人對電力線路進行的監(jiān)測。這種方式中，監(jiān)測范圍較大，能對巡視范圍內(nèi)的線路及附件進行較全面的監(jiān)測。但是這種巡視監(jiān)測方式下，監(jiān)測設(shè)備在巡線機器人上通常采用固定安裝的方式，這種安裝方式使巡線機器人保持一個穩(wěn)定的監(jiān)控姿態(tài)，且通常較符合人的觀察習慣。但是這種安裝方式也存在一個缺陷：電力線路的實際環(huán)境通常比較復(fù)雜，各種電力設(shè)備難免出現(xiàn)互相遮擋的情況，這樣就會影響監(jiān)測的準確性，或者遺漏一些監(jiān)測點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的提供一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人。

本實用新型的一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，所述電控箱內(nèi)設(shè)有控制器，包括：

機架，其底部安裝有電控箱；所述機架上安裝有第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，分別用于監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；

行走機構(gòu)，其包括驅(qū)動模塊和機械臂，所述驅(qū)動模塊與電控箱內(nèi)的控制器相連，所述機械臂的末端設(shè)置有第三圖像采集模塊；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

進一步地，機械臂的末端安裝有末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器包括渦輪蝸桿機構(gòu)，所述渦輪蝸桿機構(gòu)與電機驅(qū)動機構(gòu)相連，所述電機驅(qū)動機構(gòu)與控制器相連；

第三圖像采集模塊安裝于渦輪蝸桿機構(gòu)上，在控制器的控制作用下，電機驅(qū)動機構(gòu)帶動渦輪蝸桿機構(gòu)運動，再由渦輪蝸桿機構(gòu)及機械臂配合運動來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，用于監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

更進一步地，所述渦輪蝸桿機構(gòu)具有自鎖性，使得第三圖像采集模塊保持一定的姿態(tài)，以避免任意擺動。

進一步地，所述機械臂的末端安裝有機械手，所述第三圖像采集模塊安裝于機械手上；

在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動，進而帶動機械手運動來調(diào)整機械手上第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，用于監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

為保證系統(tǒng)的緊湊性，本實用新型在機械手上安裝第三圖像采集模塊，這種方式不會改變巡線機器人的整體結(jié)構(gòu)，還能夠監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

進一步地，所述第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊和第三圖像采集模塊均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

其中，紅外攝像頭用來測溫，可見光攝像頭用來監(jiān)測線路及附件的實際狀態(tài)。

進一步地，所述第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊和第三圖像采集模塊均與控制器相連，所述控制器與地面監(jiān)控服務(wù)器相互通信。

第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊和第三圖像采集模塊將采集的電力線路運行狀態(tài)圖像信息傳送至電控箱的控制器，再由控制器傳送至地面監(jiān)控服務(wù)器，地面監(jiān)控服務(wù)器可再傳送至監(jiān)控終端上進行顯示，便于地面上的工作人員全方位360度無死角地監(jiān)控電力線路運行狀態(tài)。

本實用新型還提供另一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人。

本實用新型的另一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，所述電控箱內(nèi)設(shè)有控制器，包括：

機架，其底部安裝有電控箱；所述機架上安裝有第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，分別用于監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；所述機架上還放置有圖像采集儀；

行走機構(gòu)，其包括驅(qū)動模塊和機械臂，所述驅(qū)動模塊與控制器相連，所述機械臂的末端安裝有機械手；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動，進而使得機械手抓取并夾持機架上的圖像采集儀，通過調(diào)整圖像采集儀的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

進一步地，所述第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

本實用新型的有益效果為：

(1)電力線路的實際運行環(huán)境要比模型中所示的復(fù)雜得多，不僅存在盲區(qū)，還有線路及附件互相遮擋的情況，因此，本實用新型的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，機械臂的末端設(shè)置有第三圖像采集模塊；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，利用第三圖像采集模塊來配合第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

(2)本實用新型的另一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，在不改變巡線機器人整體結(jié)構(gòu)的前提下，在巡線機器人的機架上還放置有圖像采集儀，在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動，進而使得機械手抓取并夾持機架上的圖像采集儀，通過調(diào)整圖像采集儀的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

附圖說明

圖1是一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例一的末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例三結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1機架，2電控箱，3第一圖像采集模塊，4第二圖像采集模塊，5機械臂，6渦輪蝸桿機構(gòu)，7電機驅(qū)動機構(gòu)，8第三圖像采集模塊，9間隔棒，10機械手，11圖像采集儀。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，可以是兩個元件內(nèi)部的連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

此外，下面描述的本實用新型不同實施例方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實施例一

圖2是本實用新型的一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。

本實施例以具有四個自由度的機械臂的巡線機器人為例：分別是：1)上臂水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動； 2)上臂豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動；3)小臂相對上臂轉(zhuǎn)動；4)末端執(zhí)行器翻轉(zhuǎn)。在這4個自由度的支持下，這個攝像頭模組可以到達工作范圍內(nèi)的任意區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)測。

如圖2所示的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，所述電控箱內(nèi)設(shè)有控制器，包括：

機架1，其底部安裝有電控箱2；所述機架1上安裝有第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4，分別用于監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；

行走機構(gòu)，其包括驅(qū)動模塊和機械臂5，所述驅(qū)動模塊與電控箱內(nèi)的控制器相連，機械臂5的末端安裝有末端執(zhí)行器。如圖1所示，末端執(zhí)行器包括渦輪蝸桿機構(gòu)6，所述渦輪蝸桿機構(gòu)6與電機驅(qū)動機構(gòu)7相連，所述電機驅(qū)動機構(gòu)與控制器相連；

第三圖像采集模8塊安裝于渦輪蝸桿機構(gòu)6上，在控制器的控制作用下，電機驅(qū)動機構(gòu) 7帶動渦輪蝸桿機構(gòu)6運動，再由渦輪蝸桿機構(gòu)6及機械臂配合運動來調(diào)整第三圖像采集模塊8的監(jiān)測角度，用于監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

其中，電控箱2的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。

驅(qū)動模塊可以采用驅(qū)動電機來實現(xiàn)，也可以采用其他現(xiàn)有的驅(qū)動機構(gòu)來實現(xiàn)。

進一步地，渦輪蝸桿機構(gòu)6具有自鎖性，使得第三圖像采集模塊8保持一定的姿態(tài)，以避免任意擺動。

進一步地，第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

其中，紅外攝像頭用來測溫，可見光攝像頭用來監(jiān)測線路及附件的實際狀態(tài)。

進一步地，第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8均與控制器相連，所述控制器與地面監(jiān)控服務(wù)器相互通信。

其中，控制器可以采用單片機或PLC來實現(xiàn)，也可以采用其他芯片來實現(xiàn)。

第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8將采集的電力線路運行狀態(tài)圖像信息傳送至電控箱的控制器，再由控制器傳送至地面監(jiān)控服務(wù)器，地面監(jiān)控服務(wù)器可再傳送至監(jiān)控終端上進行顯示，便于地面上的工作人員全方位360度無死角地監(jiān)控電力線路運行狀態(tài)。

如圖2所示的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的工作原理為：

在巡線機器人在電力線路上工作時，機架上安裝的第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4分別監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；此時，巡線機器人右側(cè)的間隔棒下側(cè)便成了盲區(qū)，第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4都很難監(jiān)測到該間隔棒的下方。

這時，安裝有第三圖像采集模塊8的機械臂5便可以伸展到間隔棒9的下方，機械臂5 上的蝸輪蝸桿機構(gòu)6調(diào)整第三圖像采集模塊8的角度，對準該間隔棒9的下側(cè)，該畫面?zhèn)鬏數(shù)降孛娴娘@示器，工作人員便可以觀看到該間隔棒下側(cè)的紅外圖像及實時畫面，據(jù)此可判斷該間隔棒是否過熱，以及是否有破損。

在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂5運動來調(diào)整第三圖像采集模塊8的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

電力線路的實際運行環(huán)境要比模型中所示的復(fù)雜得多，不僅存在盲區(qū)，還有線路及附件互相遮擋的情況，因此，本實施例的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，機械臂的末端設(shè)置有第三圖像采集模塊；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，利用第三圖像采集模塊來配合第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

實施例二

圖3是本實用新型的一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3所示的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，所述電控箱內(nèi)設(shè)有控制器，包括：

機架1，其底部安裝有電控箱2；所述機架1上安裝有第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4，分別用于監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；

行走機構(gòu)，其包括驅(qū)動模塊和機械臂5，所述驅(qū)動模塊與電控箱內(nèi)的控制器相連，所述機械臂5的末端安裝有機械手10，所述第三圖像采集模塊8安裝于機械手10上；

在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂5運動，進而帶動機械手10運動來調(diào)整機械手上第三圖像采集模塊8的監(jiān)測角度，用于監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

其中，驅(qū)動模塊可采用驅(qū)動電機或其他現(xiàn)有的驅(qū)動機構(gòu)予以實現(xiàn)。

為保證系統(tǒng)的緊湊性，本實用新型在機械手10上安裝第三圖像采集模塊8，這種方式不會改變巡線機器人的整體結(jié)構(gòu)，還能夠監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。安裝在機械手10上的第三圖像采集模塊8采取一定的防護措施，避免機械手10在檢修、除障過程中與線路或附件直接接觸，對第三圖像采集模塊8造成損壞。

進一步地，第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

其中，紅外攝像頭用來測溫，可見光攝像頭用來監(jiān)測線路及附件的實際狀態(tài)。

進一步地，第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8均與控制器相連，所述控制器與地面監(jiān)控服務(wù)器相互通信。

第一圖像采集模塊3、第二圖像采集模塊4和第三圖像采集模塊8將采集的電力線路運行狀態(tài)圖像信息傳送至電控箱的控制器，再由控制器傳送至地面監(jiān)控服務(wù)器，地面監(jiān)控服務(wù)器可再傳送至監(jiān)控終端上進行顯示，便于地面上的工作人員全方位360度無死角地監(jiān)控電力線路運行狀態(tài)。

如圖3所示的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的工作原理為：

在巡線機器人在電力線路上工作時，機架1上安裝的第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4分別監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；

在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂5運動，進而帶動機械手10運動來調(diào)整機械手10上第三圖像采集模塊8的監(jiān)測角度，用于監(jiān)測電力線路的盲區(qū)。

本實用新型的機械臂整體上具有4個自由度，分別是：1)上臂水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；2)上臂豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動；3)小臂相對上臂轉(zhuǎn)動；4)機械臂末端的機械手翻轉(zhuǎn)。在這4個自由度的支持下，這個攝像頭模組可以到達工作范圍內(nèi)的任意區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)測。

電力線路的實際運行環(huán)境要比模型中所示的復(fù)雜得多，不僅存在盲區(qū)，還有線路及附件互相遮擋的情況，因此，本實施例的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，機械臂的末端設(shè)置有第三圖像采集模塊；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，利用第三圖像采集模塊來配合第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

實施例三

圖4是本實用新型的一種全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的實施例三結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4所示的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，所述電控箱內(nèi)設(shè)有控制器，包括：

機架1，其底部安裝有電控箱2；所述機架1上安裝有第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4，分別用于監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；所述機架1上還放置有圖像采集儀11；

行走機構(gòu)，其包括驅(qū)動模塊和機械臂，所述驅(qū)動模塊與控制器相連，所述機械臂的末端安裝有機械手10；在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂5運動，進而使得機械手10 抓取并夾持機架上的圖像采集儀11，通過調(diào)整圖像采集儀11的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

進一步地，第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

其中，紅外攝像頭用來測溫，可見光攝像頭用來監(jiān)測線路及附件的實際狀態(tài)。

驅(qū)動模塊可采用電機機構(gòu)或其他現(xiàn)有的驅(qū)動機構(gòu)予以實現(xiàn)。

本實用新型的機械臂5整體上具有4個自由度，分別是：1)上臂水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；2)上臂豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動；3)小臂相對上臂轉(zhuǎn)動；4)末端的機械手翻轉(zhuǎn)。在這4個自由度的支持下，這個攝像頭模組可以到達工作范圍內(nèi)的任意區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)測。

圖像采集儀11為現(xiàn)有的儀器，其用于采集電力線路的運行狀態(tài)圖像信息，其中，運行狀態(tài)圖像信息包括紅外圖像。

本實施例的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人的工作原理為：

當巡線機器人在電力線路上工作時，機架1上安裝的第一圖像采集模塊3和第二圖像采集模塊4分別監(jiān)測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態(tài)圖像信息；

在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂5運動，進而使得機械手10抓取并夾持機架上的圖像采集儀11，通過調(diào)整圖像采集儀11的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

本實施例的全方位監(jiān)控電力線路的巡線機器人，在不改變巡線機器人整體結(jié)構(gòu)的前提下，在巡線機器人的機架上還放置有圖像采集儀，在控制器的控制作用下，驅(qū)動模塊帶動機械臂運動，進而使得機械手抓取并夾持機架上的圖像采集儀，通過調(diào)整圖像采集儀的監(jiān)測角度，最終實現(xiàn)巡線機器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。