本發(fā)明屬于作業(yè)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人及其方法。

背景技術(shù)：

高處作業(yè)是指人在一定位置為基準(zhǔn)的高處進(jìn)行的作業(yè)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3608-2008《高處作業(yè)分級》規(guī)定：“凡在墜落高度基準(zhǔn)面2m以上(含2m)有可能墜落的高處進(jìn)行作業(yè)，都稱為高處作業(yè)?！备鶕?jù)這一規(guī)定，在建筑業(yè)中涉及到高處作業(yè)的范圍是相當(dāng)廣泛的。在建筑物內(nèi)作業(yè)時(shí)，若在2m以上的架子上進(jìn)行操作，即為高處作業(yè)。

傳統(tǒng)的高空作業(yè)均是作業(yè)人員親自操作，而且進(jìn)行攀登作業(yè)時(shí)作業(yè)人員由于沒有作業(yè)平臺，只能攀登在可借助物的架子上作業(yè)，要借助一手攀，一只腳勾或用腰繩來保持平衡，身體重心垂線不通過腳下，作業(yè)難度大，危險(xiǎn)性大，若有不慎就可能墜落。

目前，巡線機(jī)器人越來越多地用在電力巡視作業(yè)領(lǐng)域，代替人工進(jìn)行電力線路的監(jiān)測、檢修等工作。電力巡視過程中，當(dāng)電力線路發(fā)生絕緣子閃絡(luò)、局部短路等故障時(shí)，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(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的巡線機(jī)器人由于高壓線路及桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巡線機(jī)器人不僅要完成巡視、檢修工作，還要不斷跨越線路上的結(jié)構(gòu)障礙，影響巡線機(jī)器人的工作效率。

近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的提升，無人機(jī)也越來越多的用于巡線。無人機(jī)具有靈活高效，不受線路環(huán)境約束的優(yōu)點(diǎn)，但是單純采用無人機(jī)也存在明顯的缺點(diǎn)：無人機(jī)續(xù)航通常較短，需要頻繁地充電，有效工作時(shí)間有限；為保證安全，無人機(jī)不能距離線路太近，這就導(dǎo)致一些復(fù)雜區(qū)域可能會(huì)有遺漏的監(jiān)測項(xiàng)目，留下安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的第一目的是提供一種可飛行式巡線機(jī)器人。

本發(fā)明的一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體的下方固定連接有電控箱，所述電控箱內(nèi)設(shè)有中央處理器；

所述機(jī)器人本體包括行走機(jī)構(gòu)，其包括機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊和機(jī)械臂，所述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連，所述機(jī)械臂的末端設(shè)置有末端執(zhí)行器或機(jī)械手，中央處理器用于控制機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的巡線作業(yè)；

所述機(jī)器人本體上還連接有旋翼臂，所述旋翼臂與旋翼相連，所述旋翼與旋翼驅(qū)動(dòng)模塊相連，旋翼驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連。

進(jìn)一步地，所述末端執(zhí)行器包括減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中央處理器相連。

進(jìn)一步地，所述旋翼臂固定安裝在機(jī)器人本體上。

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的旋翼臂固定安裝在機(jī)器人本體上，適用于機(jī)器人需要經(jīng)常飛行，且工作環(huán)境不太復(fù)雜的情形，即旋翼不會(huì)影響機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉。

進(jìn)一步地，所述旋翼臂鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，所述機(jī)器人本體與電控箱之間還預(yù)留有旋翼容納空間。其中，旋翼容納空間用于容納旋翼臂。

進(jìn)一步地，所述旋翼臂還與旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊相連，旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連，所述中央處理器用于控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼臂折疊至旋翼容納空間內(nèi)。

本發(fā)明的旋翼臂鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，而且旋翼臂可折疊，能夠?qū)⑿碚郫B至旋翼容納空間內(nèi)，避免了旋翼與機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉的問題。

進(jìn)一步地，所述機(jī)器人本體還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(jī)器人前進(jìn)方向及反方向的電力線路運(yùn)行狀態(tài)圖像信息并傳送至中央處理器；設(shè)置于所述機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手用于夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，最終實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

進(jìn)一步地，所述中央處理器還與服務(wù)器相連，所述服務(wù)器與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相連。這樣能夠通過遠(yuǎn)程監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員對可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的工作狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明的第二目的是提供一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的工作方法。

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的工作方法，包括：

中央處理器控制機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手動(dòng)作，最終實(shí)現(xiàn)可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的巡線作業(yè)；

中央處理器通過控制旋翼驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼工作，使得可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人飛行至預(yù)設(shè)位置處。

該工作方法還包括：中央處理器控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼臂折疊至旋翼容納空間內(nèi)。

該工作方法還包括：安裝在機(jī)器人本體上的第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊分別監(jiān)測巡線機(jī)器人前進(jìn)方向及反方向的電力線路運(yùn)行狀態(tài)圖像信息并傳送至中央處理器；

設(shè)置于所述機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，最終實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

該方法還包括：中央處理器將接收到的電力線路的全方位監(jiān)控信息傳送至服務(wù)器，再由服務(wù)器傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人中設(shè)計(jì)有旋翼臂，旋翼臂連接在機(jī)器人本體上，適用于機(jī)器人需要經(jīng)常飛行，且工作環(huán)境不太復(fù)雜的情形，即，旋翼不會(huì)影響機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉；也可以工作在工作環(huán)境復(fù)雜的情形，此時(shí)旋翼臂鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，而且旋翼臂可折疊，通過中央處理器控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊使得旋翼折疊至旋翼容納空間內(nèi)，避免了旋翼與機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉的問題。

此外，本發(fā)明的巡線機(jī)器人在飛行狀態(tài)下工作，提高整體的巡線效率，而且在桿塔附近等附件較多的區(qū)域，使巡線機(jī)器人懸掛在線路上工作，保證巡線的精度；在需要作業(yè)的地點(diǎn)，機(jī)器人可直接到達(dá)該地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。

附圖說明

圖1是一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)實(shí)施例一的示意圖。

圖2是一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)實(shí)施例二的示意圖。

其中，1、電控箱；2、旋翼臂；3、旋翼；4、機(jī)器人本體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

在本發(fā)明的描述中，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發(fā)明和簡化描述，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發(fā)明的限制。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。

在本發(fā)明的描述中，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(jī)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(gè)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)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面描述的本發(fā)明不同實(shí)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。

本發(fā)明的作業(yè)機(jī)構(gòu)為電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人、高空清潔機(jī)器人或現(xiàn)有的其他結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。

下面以電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人為例來說明本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人。下面所涉及的中央處理器為現(xiàn)有型號的控制器或處理器，比如PLC、FPGA或其他可編程的控制器或處理器。

圖1是一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)實(shí)施例一的示意圖。

如圖1所示的，本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)器人本體4，所述機(jī)器人本體4的下方固定連接有電控箱1，所述電控箱1內(nèi)設(shè)有中央處理器，中央處理器用于控制機(jī)器人本體執(zhí)行電力巡線動(dòng)作；所述機(jī)器人本體4上還連接有旋翼臂2，所述旋翼臂2與旋翼3相連，所述旋翼3與旋翼驅(qū)動(dòng)模塊相連，旋翼驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連。

機(jī)器人本體4包括行走機(jī)構(gòu)，其包括機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊和機(jī)械臂，所述機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連，所述機(jī)械臂的末端設(shè)置有末端執(zhí)行器或機(jī)械手，中央處理器用于控制機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的巡線作業(yè)。

其中，末端執(zhí)行器包括減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中央處理器相連；所述減速機(jī)構(gòu)用于安裝電力線路巡線檢測儀，所述中央處理器用于控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號，再經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速后來驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測電力線路的監(jiān)測。

電力線路巡線檢測儀可以為：圖像采集裝置，比如紅外攝像頭和可見光攝像頭；或溫度檢測儀，或電力用紫外成像儀。

其中，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有自鎖性，用于保持電力線路巡線檢測儀，以避免任意擺動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述旋翼臂2固定安裝在機(jī)器人本體上。

其中，旋翼驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的旋翼臂固定安裝在機(jī)器人本體上，適用于機(jī)器人需要經(jīng)常飛行，且工作環(huán)境不太復(fù)雜的情形，即，旋翼不會(huì)影響機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉。

進(jìn)一步地，所述機(jī)器人本體還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(jī)器人前進(jìn)方向及反方向的電力線路運(yùn)行狀態(tài)圖像信息并傳送至中央處理器；設(shè)置于所述機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手用于夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，最終實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

進(jìn)一步地，所述中央處理器還與服務(wù)器相連，所述服務(wù)器與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相連。這樣能夠通過遠(yuǎn)程監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員對可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的工作狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

其中，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。

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(shí)際狀態(tài)。

圖2是一種可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)實(shí)施例二的示意圖。

如圖2所示，旋翼臂2鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，所述機(jī)器人本體4與電控箱1之間還預(yù)留有旋翼容納空間，所述旋翼臂2還與旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊相連，旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊與中央處理器相連，所述中央處理器用于控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼臂折疊至旋翼容納空間內(nèi)。

其中，旋翼驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的旋翼臂鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，而且旋翼臂可折疊，能夠?qū)⑿碚郫B至旋翼容納空間內(nèi)，避免了旋翼與機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉的問題。

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的工作方法，包括：

中央處理器控制機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手動(dòng)作，最終實(shí)現(xiàn)可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人的巡線作業(yè)；

中央處理器通過控制旋翼驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼工作，使得可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人飛行至預(yù)設(shè)位置處。

該工作方法還包括：中央處理器控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)旋翼臂折疊至旋翼容納空間內(nèi)。

該工作方法還包括：

安裝在機(jī)器人本體上的第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊分別監(jiān)測巡線機(jī)器人前進(jìn)方向及反方向的電力線路運(yùn)行狀態(tài)圖像信息并傳送至中央處理器；

設(shè)置于所述機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器或機(jī)械手夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)來調(diào)整第三圖像采集模塊的監(jiān)測角度，最終實(shí)現(xiàn)巡線機(jī)器人對電力線路的全方位監(jiān)控。

該方法還包括：中央處理器將接收到的電力線路的全方位監(jiān)控信息傳送至服務(wù)器，再由服務(wù)器傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明的可飛行式電力線路巡線作業(yè)機(jī)器人也可以工作在工作環(huán)境復(fù)雜的情形，此時(shí)旋翼臂鉸鏈連接至機(jī)器人本體上，而且旋翼臂可折疊，通過中央處理器控制旋翼臂驅(qū)動(dòng)模塊使得旋翼折疊至旋翼容納空間內(nèi)，避免了旋翼與機(jī)器人作業(yè)或與周圍的物體發(fā)生干涉的問題。

此外，本發(fā)明的巡線機(jī)器人在飛行狀態(tài)下工作，提高整體的巡線效率，而且在桿塔附近等附件較多的區(qū)域，使巡線機(jī)器人懸掛在線路上工作，保證巡線的精度；在需要作業(yè)的地點(diǎn)，機(jī)器人可直接到達(dá)該地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。

本發(fā)明的飛行機(jī)構(gòu)及作業(yè)機(jī)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，此處將不再累述。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(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(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。