[發明專利]自適應去冰的輸電線路巡視機器人

無效

• 申請號: 201610114760.4
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105576557A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 邢麗麗
• 申請（專利權）人: 邢麗麗
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;H02G7/16;G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應去冰的輸電線路巡視機器人，所述機器人包括圖像采 集設備、圖像處理設備、輸電線路去冰設備和機器人主體，圖像采集設備、 圖像處理設備和輸電線路去冰設備都搭載在機器人主體上，機器人主體行 走在輸電線路上，圖像采集設備對輸電線路進行拍攝，圖像處理設備對拍 攝的圖像進行處理，輸電線路去冰設備根據圖像處理設備的處理結果控制 自身的去冰操作。

2.如權利要求1所述的自適應去冰的輸電線路巡視機器人，其特征 在于，所述機器人包括：

高清攝像設備，位于行走機構上，與MSP430單片機電性連接，用于 采集除冰刀具前方輸電線路的高清圖像并通過MSP430單片機壓縮編碼， 以將壓縮后的圖像通過無線鏈路發送給遠端的供電運營服務器；

汽缸活塞機構，搭載在機器人主體上，包括螺線管、旋轉式彈藥存儲 筒、無線通信接口、燃燒室和活塞連桿；

活塞連桿頂部配有開端夾鉗，用于夾住輸電線路的地線，活塞連桿底 部與燃燒室連接；

燃燒室底部連接旋轉式彈藥存儲筒；

旋轉式彈藥存儲筒底部連接螺線管和扳機；

扳機，用于將旋轉式彈藥存儲筒內彈藥推送到燃燒室內并觸發彈藥在 燃燒室內爆炸，以對輸電線路的地線產生瞬間的沖擊載荷，實現除冰效果；

螺線管用于推動扳機，能夠多次執行對扳機的推動以實現多次觸發彈 藥在燃燒室內爆炸；

MS存儲卡，設置在控制箱內，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，搭載在機器人主體上，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，設置在控制箱內，與高清攝像設備連接，用于 接收輸電線路圖像，并對輸電線路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，設置在控制箱內，與環境亮度檢測設備和MS存儲 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，設置在控制箱內，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，設置在控制箱內，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，設置在控制箱內，與圖像旋轉處理設備和MS存 儲卡分別連接，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；

機器人主體，包括防傾斜結構、控制箱、無刷直流電機、吊裝環、行 走機構、鎖緊機構和壓緊機構，防傾斜結構位于前方輸電線路上，控制箱 和無刷直流電機都位于輸電線路的下方，吊裝環用于將機器人主體吊裝到 輸電線路上，行走機構和鎖緊機構都位于輸電線路上，壓緊機構位于輸電 線路的下方；

防傾斜結構包括防傾斜輪、固定螺栓和連接板，連接板分別與防傾斜 輪和固定螺栓連接，防止機器人主體向后傾斜；

控制箱內設有主控板和電池，主控板上集成了MSP430單片機和無線 通信設備，無線通信設備用于與遠端的供電運營服務器建立雙向無線通信 鏈路；

無刷直流電機通過減速器與行走機構的驅動輪和壓緊機構的壓緊輪 分別連接；

行走機構包括同步帶、同步帶張緊機構、驅動輪和水平放置的三個V 型輪，驅動輪為三個V型輪在輸電線路上的行走提供動力，同步帶依次經 過驅動輪、同步帶張緊機構和三個V型輪以保持三個V型輪的同步行走；

鎖緊機構包括順序連接的活動扳手、中間支撐件、底部銷件和U型螺 栓，用于防止機器人主體從輸電線路處墜落；

壓緊機構與無刷直流電機連接，包括壓緊輪、棘輪、棘爪、復位彈簧 和壓緊彈簧；

接觸式開關傳感器，位于防傾斜結構上，與MSP430單片機電性連接， 用于在接觸到輸電線路障礙時，發送接觸障礙信號；

紅外傳感器，位于防傾斜結構上，與MSP430單片機電性連接，用于 在距離前方輸電線路障礙400毫米時，發出障礙預警信號；

其中，MSP430單片機還與覆冰厚度計算設備和螺線管分別連接，以 接收實時冰層厚度，根據實時冰層厚度確定扳機推動次數，將扳機推動次 數打包在除冰指令中并發送給螺線管，以便于螺線管根據扳機推動次數多 次執行對扳機的推動；

棘輪與棘爪用于鎖住或放開壓緊輪；

復位彈簧用于在壓緊輪被放開時將壓緊輪復位。