本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于巡檢傳輸線路部件和線路走廊狀況的架空傳輸線路巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)。架空傳輸線路巡檢機(jī)器人包括適合用于控制機(jī)器人并傳輸信息的通信和控制系統(tǒng)以及用于沿屏蔽線推進(jìn)機(jī)器人以使得能夠在較大區(qū)域上進(jìn)行巡檢的驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)器人進(jìn)一步包括適合用于巡檢線路走廊和部件狀況的照相機(jī)；適合用于測量導(dǎo)體位置、植被和附近結(jié)構(gòu)件的激光探測及測距（ＬｉＤａｒ）傳感器；以及適合用于識別機(jī)器人位置和速度的全球定位系統(tǒng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本申請要求2010年2月10日提交的、申請?zhí)枮?1/303,046的臨時(shí)申請的權(quán)益。本專利技術(shù)主要涉及一種線路巡檢系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種架空輸電線路巡檢機(jī)器人和系統(tǒng)，用于巡檢傳輸線路部件和線路走廊狀況。
技術(shù)介紹
架空輸電線路是在電力工業(yè)中分布最為廣泛的資產(chǎn)之一，跨越千里，經(jīng)常處于偏遠(yuǎn)的環(huán)境中。可靠性要求的提高、部件的老化、線路走廊的巡檢合規(guī)性以及預(yù)算的限制都增加了對于沿傳輸線路整個長度進(jìn)行徹底、及時(shí)和節(jié)約成本的巡檢的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，對于一種提供自動遠(yuǎn)程巡檢并監(jiān)測傳輸線路部件、間隙和線路走廊狀況以及快速獲得意外故障的位置從而為操作人員提供實(shí)時(shí)信息的架空傳輸線路巡檢機(jī)器人和系統(tǒng)存在需求。根據(jù)本專利技術(shù)的一種應(yīng)用，一種架空傳輸線路巡檢機(jī)器人包括適合用于控制機(jī)器人并傳輸信息的通信和控制系統(tǒng)；用于沿屏蔽線推進(jìn)機(jī)器人以使得能夠在較大的區(qū)域上進(jìn)行巡檢的驅(qū)動系統(tǒng)，適合用于巡檢線路走廊和部件狀況的照相機(jī)；適合用于測量導(dǎo)體位置、植被和附近結(jié)構(gòu)件的激光探測及測距(LiDar)傳感器；以及適合用于識別機(jī)器人位置和速度的全球定位系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種應(yīng)用，一種架空傳輸線路巡檢系統(tǒng)包括線路巡檢機(jī)器人，具有適合用于控制機(jī)器人并傳輸信息的通信和控制系統(tǒng)，用于沿屏蔽線推進(jìn)機(jī)器人以使得能夠在較大的區(qū)域上進(jìn)行巡檢的驅(qū)動系統(tǒng)，以及適合用于巡檢線路走廊和部件狀況的巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括安裝在支撐結(jié)構(gòu)件上以允許機(jī)器人跨越結(jié)構(gòu)件的轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)具有多個軌道支撐件以允許機(jī)器人脫離屏蔽線跨越結(jié)構(gòu)件，然后再與屏蔽線重新接合。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種應(yīng)用，一種架空傳輸線路巡檢系統(tǒng)包括適合用于巡檢架空傳輸線路的線路巡檢機(jī)器人，以及沿架空傳輸線路設(shè)置的多個傳感器，其中傳感器收集關(guān)于架空傳輸線路及其部件健康度的數(shù)據(jù)，并且其中當(dāng)機(jī)器人靠近傳感器附近時(shí)，傳感器就向機(jī)器人傳輸數(shù)據(jù)以供分析。附圖說明通過結(jié)合附圖參照以下的說明內(nèi)容即可更好地理解與本專利技術(shù)相關(guān)的主題內(nèi)容，在附圖中圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的線路巡檢機(jī)器人； 圖2示出了連接至圖1中巡檢機(jī)器人底部的照相機(jī)； 圖3示出了圖1中巡檢機(jī)器人的透視圖4根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例示出了圖1中的巡檢機(jī)器人靠近轉(zhuǎn)向器的情況；圖5示出了圖1中巡檢機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)； 圖6示出了圖5中的驅(qū)動系統(tǒng)圍繞圖4中的轉(zhuǎn)向器展開的情況； 圖7示出了圖1中的巡檢機(jī)器人沿著圖4中的轉(zhuǎn)向器跨越結(jié)構(gòu)件的情況； 圖8示出了圖2中的照相機(jī)檢查侵入物的情況； 圖9示出了 LiDar系統(tǒng)檢查侵入物的情況；圖10示出了由圖2中的照相機(jī)獲得的圖像，用于檢查傳輸線路部件的狀況； 圖11示出了識別放電行為的電磁放電傳感器； 圖12示出了根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的機(jī)器人和傳感器系統(tǒng)；以及圖13示出了從圖12的系統(tǒng)中的傳感器接受并傳輸信息的巡檢機(jī)器人。具體實(shí)施例方式參照附圖，圖1中示出了根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的用于巡檢架空傳輸線路的示范性巡檢機(jī)器人并且通常用附圖標(biāo)記10來表示。機(jī)器人10被設(shè)計(jì)用于在架空傳輸線路上移動以收集讓設(shè)施能夠立刻采取措施的高保真信息。機(jī)器人10在屏蔽線11上行進(jìn)并利用各種巡檢技術(shù)來識別高風(fēng)險(xiǎn)的植被、線路走廊的侵入物以及部件狀況。如圖所示，機(jī)器人包括用于收集來自太陽的能量的太陽能電池板12以給電池(未示出)再充電，電池為機(jī)器人供電，由此為行動、通信、巡檢傳感器和加工處理提供電力。盡管只示出了太陽能電池板，但是應(yīng)該意識到也可以使用其他的電力收集源。進(jìn)一步還應(yīng)該意識到可以同時(shí)使用多于一種電力收集源以形成混合系統(tǒng)。除了太陽能電池板12以外，還可以使用以下的電力收集解決方案1、可以使用位于沿線路散布的結(jié)構(gòu)件上的多個充電站來給機(jī)器人10中的電池充電。 充電站可以在幾周的時(shí)段內(nèi)利用各種技術(shù)例如電場、磁場、太陽能、風(fēng)、溫差和振動向電池內(nèi)緩慢充電，以使得在機(jī)器人10停靠時(shí)，將能量從充電站傳送至機(jī)器人10的電池中；2、也可以利用電場給機(jī)器人10充電。在此情況下，一塊“面板”被置于機(jī)器人下面，其電容性地耦合來自勵磁狀態(tài)的電場并連續(xù)地給電池充電；3、可以利用磁場給機(jī)器人10充電。如果屏蔽線被接地至結(jié)構(gòu)件，那么電流就會由于相電流的不平衡而在線內(nèi)流動。可以使用電感器或電流互感器收集來自于該電流的電力并發(fā)送至電池進(jìn)行充電；以及4、在屏蔽線(一側(cè)或兩側(cè))被絕緣的情況下，機(jī)器人10可以移動至屏蔽線絕緣體所在的結(jié)構(gòu)件并用一定的阻抗或者完全短路地將間隙電橋接至結(jié)構(gòu)件。這會造成電流的流動。 會形成電流和電壓并用于給電池充電。機(jī)器人10隨后根據(jù)其巡檢任務(wù)行進(jìn)，直到機(jī)器人10 的電池需要再充電為止，此時(shí)機(jī)器人10移動到機(jī)器人10可以給自身再次充電的下一個可用結(jié)構(gòu)件。參照圖2和3，機(jī)器人10包括各種傳感器和變送器以使機(jī)器人10能夠?yàn)樵O(shè)施提供準(zhǔn)確和最新的信息。機(jī)器人包括用于巡檢線路走廊和部件狀況的具有視覺處理能力的高分辨率照相機(jī)13，用于識別傳輸線路部件上高溫點(diǎn)的紅外光學(xué)照相機(jī)，用于識別不合需要的電暈和電弧位置的紫外照相機(jī)，用于識別鳥類或其他潛在問題的位置的麥克風(fēng)，用于測量導(dǎo)體位置、植被和附近結(jié)構(gòu)件的激光探測及測距(LiDar)傳感器14，帶有天線17的通信和控制系統(tǒng)16，帶有天線19以從沿著傳輸線路布置在關(guān)鍵位置處的遠(yuǎn)程傳感器收集數(shù)據(jù)的傳感器讀取系統(tǒng)18，帶有天線21用于識別附近的電暈或電弧放電行為的電磁干擾檢測系統(tǒng)20，以及用于識別機(jī)器人10的位置和速度的全球定位系統(tǒng)(GPS) 22。通信和控制系統(tǒng)16向系統(tǒng)操作人員傳遞關(guān)鍵信息并提供控制選擇。機(jī)器人10被設(shè)計(jì)為在預(yù)先編程設(shè)定的路徑上自主行進(jìn)并向系統(tǒng)操作人員無線地送回關(guān)于線路和機(jī)器人10狀況的數(shù)據(jù)。機(jī)器人10在線收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，并隨后僅將關(guān)鍵結(jié)果送回給操作人員。操作人員可以通過向機(jī)器人10發(fā)出請求而下載更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)。機(jī)器人10還允許遠(yuǎn)程操作人員給它指令以移動到特定的場所或位置，采用特定動作例如前后移動，以及獲取特定圖像等。利用機(jī)載GPS系統(tǒng)22來確定機(jī)器人的位置和速度。在正常情況下，機(jī)器人10以保留電力同時(shí)執(zhí)行非常詳細(xì)評估的速度經(jīng)過屏蔽線 11。目的是提供超過或者至少是等價(jià)于綜合式懸停直升機(jī)巡檢的巡檢。在檢測到架空傳輸線路中有問題的情況下，操作人員可以使機(jī)器人10加速并將機(jī)器人10送往檢測到問題的地方以進(jìn)行檢查。而且，如果機(jī)器人10上的風(fēng)速傳感器確定風(fēng)速過大，或者如果內(nèi)部溫度傳感器確定機(jī)器人10的內(nèi)部溫度過高，那么機(jī)器人10就自我關(guān)機(jī)以避免損壞。如圖4-7中所示，機(jī)器人10沿屏蔽線11行進(jìn)以使得能夠更簡單地跨越結(jié)構(gòu)件23、 更易于維護(hù)并降低電場和磁場的影響。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)M在構(gòu)建期間被安裝到每一個結(jié)構(gòu)件23 上以使機(jī)器人10能夠跨越結(jié)構(gòu)件23。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)M包括多個軌道支撐件沈-28以允許機(jī)器人脫離屏蔽線11，接合支撐件26-28，然后再與屏蔽線11重新接合。如圖所示，支撐件 26-28在結(jié)構(gòu)件23的相對兩側(cè)被連接至屏蔽線11。支撐件在連接至屏蔽線11的位置匯集到一起并且在支撐件26- 跨越結(jié)構(gòu)件23時(shí)展開。如圖5和6中所示，當(dāng)機(jī)器人10接近結(jié)構(gòu)件23時(shí)，驅(qū)動系統(tǒng)30脫離屏蔽線11并接合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)M。驅(qū)動系統(tǒng)30包括多個裝有彈簧的滾輪31-34用于接合屏蔽線11的相對側(cè)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對。裝有彈簧的滾輪31-34彼此獨(dú)立地工作。如圖所示，滾輪本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種架空傳輸線路巡檢機(jī)器人，包括：（ａ）適合用于控制機(jī)器人并傳輸信息的通信和控制系統(tǒng)；（ｂ）用于沿屏蔽線推進(jìn)機(jī)器人以使得能夠在較大區(qū)域上進(jìn)行巡檢的驅(qū)動系統(tǒng)；（ｃ）適合用于巡檢線路走廊和部件狀況的照相機(jī)；（ｄ）適合用于測量導(dǎo)體位置、植被和附近結(jié)構(gòu)件的激光探測及測距（ＬｉＤａｒ）傳感器；以及（ｅ）適合用于識別機(jī)器人位置和速度的全球定位系統(tǒng)。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：AJ菲利普斯，
申請(專利權(quán))人：電力研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US
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