一种输电线巡检机器人自主控制系统及方法与流程

本发明涉及输电线巡检领域，尤其是一种输电线巡检机器人自主控制系统及方法。

背景技术：

我们国家地缘辽阔，电气化现在已经遍布各个角落，高压的输电线路也是越来越密集，甚至许多偏远山区也已经告别了煤油灯时代；但高压线路都在野外，像大风大雪等一些恶劣天气，泥石流地震等自然灾害包括人为的偷盗破坏设施都会对高压线路的正常运行造成威胁，其造成的后果是不可估量的；因此必须做好高压线路的检测和维护。

为了保障电力线路的正常运行，需要对输电线路进行定期维护。巡检不仅了解掌握线路的运行状况，也能及时发现线路及设备的缺陷和周边环境情况的变，为线路维修维护提供资料。目前主要是采用人工目测检查的方式，但我国输电线路里程长、覆盖范围广，有些线路还跨越山区、大河、草地及原始森林等，这就使巡检工作劳动强度大且难以保证巡检到位率并且影响巡检质量，同时高空带电作业，巡检人员的安全存在隐患。

为了解决上述问题，采用机器人对线路进行巡检，机器人可多任务同时执行，实时反馈线路情况，能将工人彻底从辛苦危险的高压线巡检工作中解放出来；但是现有输电线上设置有间隔棒，用于将多股输电线分散，而这些间隔棒则成为机器人沿线路运行的障碍。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种输电线巡检越障机器人的自主控制系统，能够实现巡检机器人的自主巡检，并将检测数据发送到地面站，能够跨越障碍物进行巡检，不用停止运行，提高巡检效率，越障简单。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种输电线巡检机器人自主控制系统，包括工控机，以及与工控机分别连接的电机驱动模块、数据采集模块、通信模块和电源；所述工控机包括行为产生系统，用于接收其他模块上传的数据，并发出执行命令；所述电机驱动模块，用于进行电机驱动；所述数据采集模块，用于为工控机采集检测数据；所述通信模块，用于将巡检数据发送到地面控制站。

进一步，所述通信模块包括无线数传单元和视频图像发射单元；所述无线数传单元，用于进行控制通讯；所述视频图像发射单元和视频图像接收单元分别进行视频图像数据的发送和接收。

进一步，所述数据采集模块包括数据采集卡和传感器组。

进一步，所述行为产生系统包括规则库和行为解释知识库；所述规则库包括行为目标规则库和行为效果规则库，用于根据检测数据以及对应的匹配规则，生成行为命令；所述行为解释知识库，用于对规划出的行为命令进行解释。

进一步，所述行为目标规则库，用于储存检测数据与行为规划之间的关系规则；所述行为效果规则库，用于储存执行指令和预期效果。

进一步，所述行为效果规则库还包括传感器信息反馈模块，所述传感器信息反馈模块，用于收集传感器反馈的信息，并与预期效果进行比对，若不同，更新行为效果规则库。

本发明一种输电线巡检机器人自主控制方法，包括以下步骤：

s1:传感器组将检测数据上传到控制器，控制器在行为目标规则库中查询与之匹配的规则；

s2:将得到的规则作为已知条件，根据行为效果规则库中的算法，得到最优的行为序列方案；

s3:行为解释知识库对规划出的行为序列进行解释，得到动作命令序列，s4:将动作命令序列发送到驱动模块，控制本体的行走、爬坡、越障和作业；

s5：执行完命令后，传感器检测执行后的数据，上传到控制器中，与行为效果规则库中的预期效果做比较，若不相同，重新规划，更新行为效果规则库。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的巡检机器人越障简单，越障过程中，不用停机，提高了越障效率；越障过程中，机器人动作简单，不会在输电线上产生较大的震动；该机器人机体套设在输电线上，避免外力使机器人从输电线上掉落；同时机体将输电线包裹，在机体上安装各传感器，使各传感器能够从各角度检测输电线。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是一种输电线巡检机器人的结构示意图。

图2是一种输电线巡检机器人的工作状态示意图。

图中标记：机体1，行走轮2，障碍3，支撑臂4，前行走机构5，中行走机构6，后行走机构7。

图3是本发明一种输电线巡检机器人自主控制系统的结构示意图。

图4是本发明一种输电线巡检机器人自主控制系统的行为产生系统结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1、2，一种输电线巡检机器人，它包括机体1，所述机体1通过前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7的支撑而设置在输电线上；其中每个行走机构均包括支撑臂4和行走轮2，所述支撑臂4上端与机体1活动连接，下端设置有行走轮2，所述行走轮2设置在输电线上带动机体1沿输电线移动；所述支撑臂4下端能够沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮2抬起而脱离输电线；支撑臂4上端均通过摆动轴转动连接在机体1上，摆动轴与摆动电机相连，所述摆动电机带动支撑臂4向前或向后摆动；行走轮2均通过驱动轴设置在支撑臂4下端，驱动轴与驱动电机相连，所述驱动电机带动行走轮2转动；所述前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置；所述机体1前后开口包裹在输电线上，使输电线从前至后贯穿机体；所述前行走机构5、中行走机构6和后行走机构7设置在机体1内，支撑机体1顶部，带动机体1在输电线上移动；其中支撑臂上端通过摆动轴活动连接在机体1顶部；所述机体1顶部、顶部和/或两侧可打开；所述机体1内设置有控制箱，所述控制箱位于机体1底部，所述控制箱内设置有控制器。

如图3，本发明一种输电线巡检机器人自主控制系统，包括工控机，以及与工控机分别连接的电机驱动模块、数据采集模块、通信模块和电源；所述工控机包括行为产生系统，用于接收其他模块上传的数据，并发出执行命令；所述电机驱动模块，用于进行电机驱动；所述数据采集模块，用于为工控机采集检测数据；所述通信模块，用于将巡检数据发送到地面控制站；所述通信模块包括无线数传单元和视频图像发射单元；所述无线数传单元，用于进行控制通讯；所述视频图像发射单元和视频图像接收单元分别进行视频图像数据的发送和接收；所述数据采集模块包括数据采集卡和传感器组。

如图4，在本实施例中，所述行为产生系统包括规则库和行为解释知识库；所述规则库包括行为目标规则库和行为效果规则库，用于根据检测数据以及对应的匹配规则，生成行为命令；所述行为解释知识库，用于对规划出的行为命令进行解释；所述行为目标规则库，用于储存检测数据与行为规划之间的关系规则；所述行为效果规则库，用于储存执行指令和预期效果；所述行为效果规则库还包括传感器信息反馈模块，所述传感器信息反馈模块，用于收集传感器反馈的信息，并与预期效果进行比对，若不同，更新行为效果规则库。

本发明一种输电线巡检机器人自主控制方法，包括以下步骤：

s1:传感器组将检测数据上传到控制器，控制器在行为目标规则库中查询与之匹配的规则；

s2:将得到的规则作为已知条件，根据行为效果规则库中的算法，得到最优的行为序列方案；

s3:行为解释知识库对规划出的行为序列进行解释，得到动作命令序列，s4:将动作命令序列发送到驱动模块，控制本体的行走、爬坡、越障和作业；

s5：执行完命令后，传感器检测执行后的数据，上传到控制器中，与行为效果规则库中的预期效果做比较，若不相同，重新规划，更新行为效果规则库。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。