[發明專利]一種自動化除冰方法

在審

• 申請號: 201510958657.3
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105375429A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫桑尼安科技有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自動化除冰方法，該方法包括：提供一種基于圖像檢測的自 動化除冰機器人，所述機器人包括覆冰厚度檢測子系統和機器人行走子系 統，覆冰厚度檢測子系統位于機器人行走子系統上，用于對包括輸電線路 的圖像進行圖像處理以確定輸電線路上的覆冰厚度，機器人行走子系統位 于輸電線路上，用于基于覆冰厚度對輸電線路進行覆冰削除；運行所述機 器人。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述機器人包括：

MMC卡，位于控制盒內，用于預先存儲預設輸電線路灰度閾值取值 范圍和預設輸電線路徑向距離；

環境亮度檢測設備，位于前輪子機構上，用于實時檢測周圍的環境亮 度，以輸出實時環境亮度；

鄰域平均值濾波設備，位于控制盒內，與前方高清攝像頭連接，用于 接收前方高清圖像，并對前方高清圖像進行鄰域平均值濾波處理，以輸出 濾波圖像；

二值化處理設備，位于控制盒內，與環境亮度檢測設備和MMC卡分 別連接，基于實時環境亮度在預設輸電線路灰度閾值取值范圍內確定輸電 線路灰度閾值，預設輸電線路灰度閾值取值范圍為150-180，輸電線路灰 度閾值用于將輸電線路和冰層從圖像背景處分離，二值化處理設備還與鄰 域平均值濾波設備連接，基于輸電線路灰度閾值對濾波圖像進行二值化處 理以獲得二值化圖像，具體為，將濾波圖像中灰度值大于輸電線路灰度閾 值的像素點設置為白像素點，將濾波圖像中灰度值小于等于輸電線路灰度 閾值的像素點設置為黑像素點；

邊緣檢測設備，位于控制盒內，與二值化處理設備連接，對二值化處 理設備輸出的二值化圖像進行輪廓增強處理，以獲得增強圖像；

圖像旋轉處理設備，位于控制盒內，與邊緣檢測設備連接，對增強圖 像中白色像素點組成的輸電線路目標進行旋轉，使得輸電線路目標為垂直 方向排列；

覆冰厚度計算設備，位于控制盒內，與圖像旋轉處理設備和MMC卡 分別連接，對垂直方向排列的輸電線路目標確定其最大徑向距離，將最大 徑向距離減去預設輸電線路徑向距離并除以2以獲得輸電線路的實時冰層 厚度；

機器人行走機構，包括前輪子機構、中輪子機構、后輪子機構、前方 剎車子機構、后方剎車子機構、前方氣動伸縮子機構、后方氣動伸縮子機 構、中部氣動伸縮子機構、基座、重心調節子機構和控制盒；

前輪子機構處于基座上方，包括前方切削刀片、前方防切削板、前方 驅動電機和前方行走輪，前方切削刀片用于切除前方輸電線路處的冰層， 前方防切削板與前方切削刀片連接，用于在前方切削刀片進行切削操作時 卡在輸電線路上，實現前方切削刀片與輸電線路的隔離，前方行走輪采用 塑料材料，具有與輸電線路相適應的圓槽，前方驅動電機與前方切削刀片 和前方行走輪分別連接，用于為前方切削刀片提供切削動力的同時，為前 方行走輪提供行走動力；

中輪子機構位于前輪子機構和中輪子機構中間，處于基座上方，包括 中部驅動電機和中部行走輪組成，中部行走輪采用塑料材料，具有與輸電 線路相適應的圓槽，中部驅動電機與中部行走輪連接，用于為中部行走輪 提供行走動力；

后輪子機構處于基座上方，包括后方驅動電機和后方行走輪，后方行 走輪采用塑料材料，具有與輸電線路相適應的圓槽，后方驅動電機與后方 切削刀片和后方行走輪分別連接，用于為后方切削刀片提供切削動力的同 時，為后方行走輪提供行走動力；

前方氣動伸縮子機構位于前輪子機構和基座之間，用于將前輪子機構 連接到基座上，包括前方腕關節、前方垂直伸縮臂、前方肘關節、前方水 平伸縮臂和前方肩關節，前方腕關節將前輪子機構和前方垂直伸縮臂連 接，前方垂直伸縮臂與前方肘關節連接，前方水平伸縮臂將前方肘關節與 前方肩關節連接，前方肩關節與基座連接，前方垂直伸縮臂還與DSP處理 芯片電性連接以接收前方垂直伸縮控制信號，前方水平伸縮臂還與DSP處 理芯片電性連接以接收前方水平伸縮控制信號；

中部氣動伸縮子機構位于中輪子機構和基座之間，用于將中輪子機構 連接到基座上，包括中部腕關節、中部垂直伸縮臂、中部肘關節、中部水 平伸縮臂和中部肩關節，中部腕關節將中輪子機構和中部垂直伸縮臂連 接，中部垂直伸縮臂與中部肘關節連接，中部水平伸縮臂將中部肘關節與 中部肩關節連接，中部肩關節與基座連接，中部垂直伸縮臂還與DSP處理 芯片電性連接以接收中部垂直伸縮控制信號，中部水平伸縮臂還與DSP處 理芯片電性連接以接收中部水平伸縮控制信號；

后方氣動伸縮子機構位于后輪子機構和基座之間，用于將后輪子機構 連接到基座上，包括后方腕關節、后方垂直伸縮臂、后方肘關節、后方水 平伸縮臂和后方肩關節，后方腕關節將后輪子機構和后方垂直伸縮臂連 接，后方垂直伸縮臂與后方肘關節連接，后方水平伸縮臂將后方肘關節與 后方肩關節連接，后方肩關節與基座連接，后方垂直伸縮臂還與DSP處理 芯片電性連接以接收后方垂直伸縮控制信號，后方水平伸縮臂還與DSP處 理芯片電性連接以接收后方水平伸縮控制信號；

前方剎車子機構包括前方剎車塊、前方剎車導向結構和前方剎車氣 缸，前方剎車塊位于前方輸電線路位置，前方剎車導向結構與前方剎車塊 和前方剎車氣缸分別連接，用于為前方剎車塊的剎車制動操作提供動力；

后方剎車子機構包括后方剎車塊、后方剎車導向結構和后方剎車氣 缸，后方剎車塊位于后方輸電線路位置，后方剎車導向結構與后方剎車塊 和后方剎車氣缸分別連接，用于為后方剎車塊的剎車制動操作提供動力；

重心調節子機構位于基座下方，采用控制盒為重心調節的配重設備， 包括重心調節氣缸和三位電磁閥，重心調節氣缸為重心調節提供動力，三 位電磁閥通過調節控制箱和基座之間的相對距離來調節機器人行走機構 的重心位置；

控制盒位于基座下方，包括外殼和控制板，所述控制板集成了DSP處 理芯片和無線通信接口，無線通信接口與遠端的供電管理服務器連接，用 于接收供電管理服務器無線發送的無線控制指令，DSP處理芯片與無線通 信接口、前方驅動電機、中部驅動電機和后方驅動電機分別連接，用于解 析無線控制指令以確定并輸出前方垂直伸縮控制信號、前方水平伸縮控制 信號、中部垂直伸縮控制信號、中部水平伸縮控制信號、后方垂直伸縮控 制信號或后方水平伸縮控制信號，還用于解析無線控制指令以確定前方驅 動電機、中部驅動電機或后方驅動電機的驅動控制信號，DSP處理芯片還 與覆冰厚度計算設備連接以接收實時冰層厚度，并向前方驅動電機發送前 方切冰控制指令，控制前方切削刀片的切削力度；

前方高清攝像頭，位于前輪子機構上，與DSP處理芯片電性連接，用 于采集前方高清圖像并通過DSP處理芯片壓縮編碼，以將壓縮后的圖像通 過無線通信接口發送給遠端的供電管理服務器；

伸縮限位開關組合，包括六個伸縮限位開關，用于分別限制前方垂直 伸縮臂、前方水平伸縮臂、中部垂直伸縮臂、中部水平伸縮臂、后方垂直 伸縮臂和后方水平伸縮臂的伸縮距離；

剎車限位開關組合，包括兩個剎車限位開關，用于分別限制前方剎車 塊和后方剎車塊的剎車距離；

控制盒移動限位開關，用于限制控制盒的移動距離；

紅外傳感器，位于前輪子機構上，與DSP處理芯片電性連接；

紅外傳感器用于在距離前方輸電線路障礙200毫米時，發出障礙預警 信號。