專利名稱：紅外無線熱像巡檢機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路巡檢機器人，尤其涉及一種紅外無線熱像巡檢機器人。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路是現(xiàn)代工業(yè)社會和人民生活的生命線，其輸送電能的長距離特性 和所處的野外復(fù)雜環(huán)境容易導(dǎo)致導(dǎo)線、金具、線夾和絕緣子串等構(gòu)成設(shè)備損壞。需要人 們及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，否則在持續(xù)的交變機械載荷、電器閃落、材料老化和自然災(zāi)害等因 素的綜合作用下將造成較為嚴(yán)重的停電事故和人身生命安全隱患，從而影響國民經(jīng)濟的 正常運行，甚至帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，對輸電線路上的導(dǎo)線、金具、絕緣子等電 氣設(shè)備元件進行早期故障和安全隱患監(jiān)測和修復(fù)，將事故隱患消除在萌芽狀態(tài)，對確保 電力線路的安全運行具有十分重要的意義。 目前，常用的巡線方法有望遠(yuǎn)鏡巡線法、直升機巡線法、人員上線觀察法 等。這些方法勞動強度大、巡線費用高、對氣候條件要求嚴(yán)格，而且存在巡線"盲 區(qū)"、安全隱患等缺陷。 現(xiàn)有技術(shù)中，通過機器人巡線，具有近距離全方位觀測、檢測精度高、不存在 巡檢盲區(qū)、費用較低，大大節(jié)省了勞動力等優(yōu)點。
現(xiàn)有技術(shù)中的巡線機器人至少存在以下缺點 僅僅能夠?qū)Φ鼐€表面的幾何損傷進行探測，無法通過一次線上行走觀測到整個 線路的桿塔、金具、導(dǎo)線、絕緣子等的運行情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能通過一次線上行走對線路上的導(dǎo)線、金具、桿塔、
絕緣子等進行巡檢的可視化紅外無線熱像巡檢機器人。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明的紅外無線熱像巡檢機器人，包括機體，所述機體上設(shè)有紅外熱像攝像 頭，還包括線上無線圖像發(fā)射模塊、線下無線接收儀，所述線下無線接收儀包括無線圖 像接收模塊、圖像采集模塊、圖像處理單元； 所述紅外熱像攝像頭拍攝的紅外熱像信號輸入給所述線上無線圖像發(fā)射模塊， 所述無線圖像接收模塊接收所述線上無線圖像發(fā)射模塊發(fā)射的紅外熱像信號，所述圖像 采集模塊采集所述紅外熱像信號并輸入給所述圖像處理單元。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的紅外無線熱像巡檢機器 人，由于機體上設(shè)有紅外熱像攝像頭，紅外熱像攝像頭拍攝的紅外熱像信號輸入給線上 無線圖像發(fā)射模塊，無線圖像接收模塊接收所述線上無線圖像發(fā)射模塊發(fā)射的紅外熱像 信號，圖像采集模塊采集該信號并輸入給圖像處理單元進行處理，能在一次線上行走過 程中，通過無線紅外熱像系統(tǒng)對線路上的導(dǎo)線、金具、桿塔、絕緣子等進行巡檢。


圖1為本發(fā)明紅外無線熱像巡檢機器人的立面結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明紅外無線熱像巡檢機器人的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意 圖3本發(fā)明紅外無線熱像巡檢機器人的電氣系統(tǒng)框 圖4本發(fā)明中驅(qū)動電機的組合控制原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的紅外無線熱像巡檢機器人，其較佳的具體實施方式
如圖1、圖2所示，包括機體l，機體1上設(shè)有紅外熱像攝像頭4，紅外熱像攝像頭4可以通過固定框3、支架2等懸掛在機體1上。 具體紅外熱像攝像頭4可以通過轉(zhuǎn)動機構(gòu)懸掛于機體的下方，轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，轉(zhuǎn)動機構(gòu)可以包括相互垂直的二自由度轉(zhuǎn)動機構(gòu)，具體包括水平旋轉(zhuǎn)固定座8、水平旋轉(zhuǎn)臺9、垂直旋轉(zhuǎn)固定座、垂直旋轉(zhuǎn)臺ll、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機等。其中 水平旋轉(zhuǎn)固定座8固定在機體1的下方或前端，水平旋轉(zhuǎn)臺9與水平旋轉(zhuǎn)固定座8之間通過豎向轉(zhuǎn)動軸7連接。豎向轉(zhuǎn)動軸7的一端與水平旋轉(zhuǎn)臺9固定連接，另一端與水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接； 垂直旋轉(zhuǎn)固定座固定在水平旋轉(zhuǎn)臺10上，垂直旋轉(zhuǎn)固定座與水平旋轉(zhuǎn)臺10也可以直接設(shè)為一體，垂直旋轉(zhuǎn)臺11與垂直旋轉(zhuǎn)固定座(或水平旋轉(zhuǎn)臺io)之間通過橫向轉(zhuǎn)動軸10連接。橫向轉(zhuǎn)動軸10與垂直旋轉(zhuǎn)臺11固定連接，橫向轉(zhuǎn)動軸10的一端與垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接； 紅外熱像攝像頭4固定在垂直旋轉(zhuǎn)臺上。紅外熱像攝像頭可以為紅外熱像CCD攝像頭，也可以為其它的紅外熱像攝像頭。 水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機可以分別通過蝸桿-蝸輪傳動裝置6與豎向轉(zhuǎn)動軸7和橫向轉(zhuǎn)動軸10連接，也可以通過其它的傳動裝置連接。
如圖3、圖4所示，本發(fā)明的紅外無線熱像巡檢機器人，包括線上無線圖像發(fā)射模塊、線下無線接收儀，線下無線接收儀包括無線圖像接收模塊、圖像采集模塊、圖像處理單元； 紅外熱像攝像頭拍攝的紅外熱像信號輸入給線上無線圖像發(fā)射模塊，無線圖像
接收模塊接收線上無線圖像發(fā)射模塊發(fā)射的紅外熱像信號，圖像采集模塊采集紅外熱像
信號并輸入給圖像處理單元處理。具體圖像處理單元可以包括嵌入式主板，嵌入式主板
連接有以下一項或多項裝置存儲硬盤、液晶顯示裝置、觸摸屏、鍵盤等。 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機設(shè)有光電編碼器，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接有控制單元，控制單元向旋
轉(zhuǎn)驅(qū)動電機發(fā)送控制信號，光電編碼器將檢測到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的位置和速度信號反饋
給控制單元。 控制單元連接有線上無線通信模塊，并通過該模塊與線下無線接收儀交互信息，實現(xiàn)對紅外熱像攝像頭位姿的控制。具體可以是線下無線接收儀包括線下無線控制板，線下無線控制板連接有無線通信模塊，并通過該模塊與線上無線通信模塊交互信息?？刂茊卧梢詾閱纹瑱C等。 本發(fā)明在原有地線巡檢機器人的基礎(chǔ)上，將地線巡檢和線路巡檢結(jié)合起來，檢測對象從原來的地線表面探傷到整個線路包括地線、導(dǎo)線、金具、桿塔和絕緣子等，檢測傳感器由原來的可見光CCD到紅外熱像CCD，通過紅外熱像CCD利用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將地線、導(dǎo)線、金具、桿塔和絕緣子等紅外圖像溫度信息，傳送到遠(yuǎn)端的接收設(shè)備上，設(shè)計了新車體結(jié)構(gòu)并提出了多電機多MCU的控制方法。通過一定的控制方法保證了小角度視角的紅外熱像CCD能夠探測到整個線路，近而達到巡檢目的。
本發(fā)明中的二自由度轉(zhuǎn)動機構(gòu)用來實現(xiàn)懸吊紅外熱像CCD的遠(yuǎn)距離探測，包括遠(yuǎn)處的桿塔、金具和導(dǎo)線等，主要是通過雙自由度旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)線路的全方位檢測。當(dāng)水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動時，通過蝸桿-蝸輪傳動，使轉(zhuǎn)動支架繞水平旋轉(zhuǎn)，從而帶動垂直旋轉(zhuǎn)臺及其上連接的紅外攝像頭一起轉(zhuǎn)動，觀察車體前方、后方塔架及下方導(dǎo)線。當(dāng)垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動時，通過蝸桿-蝸輪傳動，驅(qū)動垂直旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，則可觀察地線兩側(cè)導(dǎo)線。 本發(fā)明中，紅外無線熱像巡檢機器人的線下無線接收儀包括單路圖像接收機、圖像采集卡、嵌入式主板、線下無線控制板、無線通信模塊、鍵盤、顯示屏、功能按鈕開關(guān)、電源模塊等。圖像接收機通過天線接收線上行走機構(gòu)圖像發(fā)射機發(fā)出的紅外熱像CCD拍攝的關(guān)于線路的溫度圖像，經(jīng)圖像采集卡處理后，傳輸給嵌入式主板，嵌入式主板對接收到的圖像進行處理，將處理結(jié)果通過顯示屏顯示出來，并保存在硬盤中；監(jiān)控人員通過顯示屏觀察高壓輸電線路的溫度圖像情況，通過鍵盤輸入控制線上行走檢測儀動作的指令，線下無線控制板通過無線通信模塊將控制指令以無線方式發(fā)送給線上行走車體上的控制電路板，線上行走車體上控制驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，帶動線上行走車體在高壓輸電線路上行走。線上行走車體電氣控制部分和線下圖像接收控制部分均由各自的電池供電，線上和線下之間的通信由各自的兩根圖像發(fā)射機天線和無線通信天線進行接收和發(fā)射控制信號、傳感器反饋信號及圖像信號。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種紅外無線熱像巡檢機器人，包括機體，其特征在于，所述機體上設(shè)有紅外熱像攝像頭，還包括線上無線圖像發(fā)射模塊、線下無線接收儀，所述線下無線接收儀包括無線圖像接收模塊、圖像采集模塊、圖像處理單元；所述紅外熱像攝像頭拍攝的紅外熱像信號輸入給所述線上無線圖像發(fā)射模塊，所述無線圖像接收模塊接收所述線上無線圖像發(fā)射模塊發(fā)射的紅外熱像信號，所述圖像采集模塊采集所述紅外熱像信號并輸入給所述圖像處理單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述紅外熱像攝像 頭通過轉(zhuǎn)動機構(gòu)懸掛于所述機體上，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電 機設(shè)有光電編碼器，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接有控制單元；所述控制單元向所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機發(fā)送控制信號，所述光電編碼器將檢測到的旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動電機的位置和速度信號反饋給所述控制單元；所述控制單元連接有線上無線通信模塊，并通過該模塊與所述線下無線接收儀交互 信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述線下無線接收 儀包括線下無線控制板，所述線下無線控制板連接有無線通信模塊，并通過該模塊與所 述線上無線通信模塊交互信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述控制單元為單 片機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述圖像處理單元 包括嵌入式主板，所述嵌入式主板連接有以下一項或多項裝置存儲硬盤、液晶顯示裝 置、觸摸屏、鍵盤。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括 相互垂直的二自由度轉(zhuǎn)動機構(gòu)，具體包括水平旋轉(zhuǎn)固定座、水平旋轉(zhuǎn)臺、垂直旋轉(zhuǎn)固定 座、垂直旋轉(zhuǎn)臺，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機包括水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機；所述水平旋轉(zhuǎn)固定座固定在所述機體的下方或前端，所述水平旋轉(zhuǎn)臺與水平旋轉(zhuǎn)固 定座之間通過豎向轉(zhuǎn)動軸連接；所述豎向轉(zhuǎn)動軸的一端與所述水平旋轉(zhuǎn)臺固定連接，另一端與所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電 機連接；所述垂直旋轉(zhuǎn)固定座固定在所述水平旋轉(zhuǎn)臺上，所述垂直旋轉(zhuǎn)臺與所述垂直旋轉(zhuǎn)固 定座之間通過橫向轉(zhuǎn)動軸連接；所述橫向轉(zhuǎn)動軸與所述垂直旋轉(zhuǎn)臺固定連接，所述橫向轉(zhuǎn)動軸的一端與所述垂直旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動電機連接；所述紅外熱像攝像頭固定在所述垂直旋轉(zhuǎn)臺上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 電機和垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機分別通過蝸桿-蝸輪傳動裝置與所述豎向轉(zhuǎn)動軸和橫向轉(zhuǎn)動軸連 接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外無線熱像巡檢機器人，其特征在于，所述紅外熱像攝像 頭為紅外熱像CCD攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外無線熱像巡檢機器人，包括機體，機體上設(shè)有紅外熱像攝像頭，紅外熱像攝像頭拍攝的紅外熱像信號輸入給線上無線圖像發(fā)射模塊，無線圖像接收模塊接收所述線上無線圖像發(fā)射模塊發(fā)射的紅外熱像信號，圖像采集模塊采集該信號并輸入給圖像處理單元進行處理。紅外熱像攝像頭通過二自由度轉(zhuǎn)動機構(gòu)懸掛，實現(xiàn)線路的全方位檢測，能在一次線上行走過程中，通過無線紅外熱像系統(tǒng)對線路上的導(dǎo)線、金具、桿塔、絕緣子等進行巡檢。
文檔編號B25J19/00GK101691034SQ200910093028
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者何守印, 張立燕, 陳泉柱 申請人:北京深浪電子技術(shù)有限公司