一种电力巡检系统的制作方法

本发明涉及电力系统的运行检修领域，具体为一种电力巡检系统。

背景技术：

随着我国配电网络规模的增加，配电网络支路与接点数量也越来越多，面对跨越高速公路、铁路、河道和山区等复杂地形，直升机电力巡检具有高速、反应快、受地域及地形影响小等优势。

工作人员在直升机巡检配电网时，方便发现高压输电线路导地线断股断线、接续金具松动发热、绝缘子损坏，以及其他各种异常情况等缺陷，从而掌握潜在故障位置，安排维修消除隐患。

技术实现要素：

本发明提供一种电力巡检系统，使得在显控平台上同时查看红外图像和可见光图像，并分别控制红外镜头和可见光镜头以采集、录像、拍照、存储、锁定和分析故障电力线缆图像。

为实现上述技术目的，通过下述技术方案来实现：

一种电力巡检系统，包括机载系统，该所述机载系统包括可采集红外图像和可见光图像的吊舱、机柜和显控平台；显示平台发送控制信号给吊舱，吊舱将采集的电力线路红外图像和/或可见光图像信号传输给机柜进行图像录像、拍照、存储、锁定和分析。

作为上述方案的改进，所述机柜连接有GPS天线，GPS天线包括飞行姿态检测天线、GPS定位设备天线和环境温度传感器。

作为上述方案的改进，所述显控平台包括一可调节式显示屏，所述显示屏的可调节端与所述机柜连接，用以调节显示屏的角度位置，方便操作人员查看操作，显示屏和机柜的集成连接，有效节约机载系统在直升机机舱内占用的空间。

作为上述方案的改进，所述显控平台包括手柄或键盘，手柄按键或键盘按键关联控制远视场和近视场的切换、所述吊舱方向、红外镜头调焦、可见光镜头调焦、可见光全屏、拍照、关机、不同杆塔之间的切换，以及图像全屏和还原切换中的一种或多种组合；优选地，手柄通过机柜控制吊舱动作使得操作人员在直升机狭小的机舱空间内更加方便地操控。

作为上述方案的改进，所述吊舱内部设置红外摄像单元、可见光摄像单元和控制电路板，电连接于所述机柜的所述控制电路板分别连接红外摄像单元和可见光摄像单元；所述红外摄像单元包括固定于所述吊舱内的底座、底座上固定设置的第一红外镜头和图像采集装置本体，第二红外镜头位于第一红外镜头和图像采集装置本体之间，并在第一红外镜头同一轴线上活动设置，底座上还设置有驱动机构和旋转机构，驱动机构驱动旋转机构连接的第二红外镜头旋转离开轴线以变换所述吊舱的红外远视场或近视场；所述控制电路板电连接驱动机构。

本改进方案中，所述显控平台通过所述机柜控制所述吊舱变换红外镜头实现红外镜头采集红外图像时的远视场和近视场之间的切换，便于更好的拍摄线缆的故障点；锁定机构确保第二红外镜头是否在轴线L上，并锁定第二红外镜头，防止所述吊舱在直升机飞行中镜头抖动，提高图像采集质量。

作为上述方案的改进，所述旋转机构包括锁定机构和固定连接所述第二红外镜头的旋转架，所述驱动机构还包括锁定电机和运动电机，锁定电机驱动锁定机构锁定旋转架，当所述吊舱变换红外远视场或近视场时，运动电机驱动连接的旋转架旋转从而带动第二红外镜头旋转。

作为上述方案的改进，所述锁定机构包括凸轮机构和固定底座，在所述旋转架的旋转轴线轴向上凸轮机构上间隔设置若干个板或柱体，固定座上设置与所述板或柱体相适应的通孔或通槽，旋转架上设置与所述板或柱体想适应的盲孔或凹槽，所述锁定电机驱动凸轮机构，推动凸轮机构上的板或柱体在旋转轴线轴向上移动，通过通孔或通槽，进入盲孔或凹槽从而锁定旋转架。

作为上述方案的改进，所述凸轮机构包括锁定件和开关锁活动件，所述板或主体设置在锁定件上，开关锁活动件与所述锁定电机固定连接，开关锁活动件上设置的凸轮沿锁定件上设置的浅至深的凹槽适应旋转，所述锁定电机带动开关锁活动件旋转。

作为上述方案的改进，所述机柜的底座主体上设有与直升机上用于安装座位的卡子相配合的固定件，以利用航摄等作业时，机舱内座位一般不需要满员载客的情况，安装机柜，以节省空间。

作为上述方案的改进，所述固定件为卡接件，用于与直升机上用于安装座位的卡子相卡接，以便于拆卸。

作为上述方案的改进，为了阻止机柜在原座位侧面方向上移动，可以采用卡杆，卡杆两端设挡块，卡杆加挡块的长度，大于卡子的长度，挡块的横截面与卡子横截面不相配合，卡杆通过挡块与底座主体连接。

作为上述方案的改进，为进一步固定机柜，在机柜底座设置一固定机构，该固定机构与牙板处的固定装置相互配合，从而使机柜底座固定在牙板处，阻止机柜在座椅高度方向运动。固定机构与牙板上的固定装置的连接，优选为可拆卸连接，进一步为栓接。因为牙板上的固定装置，一般通过栓接方式与座垫连接，使用栓接方式，可以进一步利用直升机上的现有资源。

作为上述方案的改进，为了令固定机构可以在一定范围内，不同位置安装，固定机构与底座主体，采用可拆卸连接。更进一步地，底座主体设有梳形支架、固定机构也设有梳形结构，位于与底座主体的梳形支架连接的一端，该梳形支架与固定机构的梳形结构的形状、间隔是相对应的，其梳形支架突出和凹槽分别与梳形结构的凹槽和突出相配合，通过梳形支架与底座主体可以在梳形凹槽深度范围内连接。因此固定机构可以在梳形支架上前后移动进而在该范围内安装固定。

作为上述方案的改进，为了使固定机构可以上下方向的安装存在一定灵活性，固定机构被设置为固定机构主体、固定机构插槽两部分，固定机构主体因此可以与固定机构插槽以不同的重合度连接，进而调整了固定机构在上下方向上的总体长度。

作为上述方案的改进，为提高机柜的易操作性，所述底座主体还设有旋转台。

附图说明

图1为本发明电力巡检系统的机载系统结构图示意图；

图2为本发明的红外摄像单元的旋转机构、驱动机构和第二红外镜头的分解图；

图3为去掉旋转机构、驱动机构和第二红外镜头的红外摄像单元的结构图；

图4为图1的凸轮机构的分解图；

图5为本发明的红外摄像单元处于远视场的状态结构图；

图6为图4的红外摄像单元处于近视场的状态结构图。

图7为机柜底座的主视图；

图8为机柜底座的仰视图；

图9为机柜底座的右视图；

图10为机柜底座的立体图；

图11为机柜的立体图。

具体实施方式

如图1，本实施例提供一种电力巡检系统，其机载系统包括可采集红外图像和可见光图像的吊舱101、机柜102、显控平台和直升机103；显示平台发送控制信号给吊舱，吊舱将采集的电力线路红外图像和/或可见光图像信号传输给机柜进行图像录像、拍照、存储、锁定和分析。

所述机柜连接有GPS天线104，GPS天线包括飞行姿态检测天线、GPS定位设备天线和环境温度传感器。

所述显控平台包括一可调节式显示屏24，用于显示吊舱101采集的电力线路红外图像和/或可见光图像信号，显示屏24的可调节端与机柜102连接，用以调节显示屏24的角度位置，方便操作人员观看。机柜102还设置有遮光板25，使得显示屏24不受强光线的影响。

所述显控平台还包括手柄或键盘，手柄按键或键盘按键关联控制远视场和近视场的切换、所述吊舱方向、红外镜头调焦、可见光镜头调焦、可见光全屏、拍照、关机、不同杆塔之间的切换，以及图像全屏和还原切换中的一种或多种组合。

所述吊舱101内部设置红外摄像单元1和控制电路板2，红外摄像单元1包括固定于所述图像采集装置内的底座11、底座11上固定设置的第一红外镜头12和图像采集装置本体14，第二红外镜头位于第一红外镜头12和图像采集装置本体14之间，并在第一红外镜头12同一轴线L上活动设置，底座11上还设置有驱动机构和旋转机构，驱动机构驱动旋转机构连接的第二红外镜头旋转离开轴线L以变换吊舱101的红外远视场或近视场；控制电路板2电连接驱动机构，与控制电路板2电连接的终端控制驱动机构旋转第二红外镜头。

如图2和图3，旋转机构包括锁定机构和固定连接所述第二红外镜头的旋转架17，驱动机构还包括锁定电机151和运动电机152，锁定电机151驱动锁定机构锁定旋转架17，当吊舱101变换远视场或近视场时，运动电机驱动152连接的旋转架17旋转从而带动第二红外镜头旋转。

锁定机构包括凸轮机构162和固定底座165，在旋转架17的旋转轴线M轴向上凸轮机构162上间隔设置若干个板或柱体1621，固定底座165上设置与板或柱体1621相适应的通孔或通槽1631，旋转架17上设置与板或柱体1621想适应的盲孔或凹槽171，锁定电机151驱动凸轮机构162，推动凸轮机构162上的板或柱体1621在旋转轴线M轴向上移动，通过通孔或通槽1631，进入盲孔或凹槽171从而锁定旋转架17。

如图4，凸轮机构162包括锁定件163和开关锁活动件164，所述板或主体1621设置在锁定件163上，开关锁活动件164与锁定电机151固定连接，开关锁活动件164上设置的凸轮1641沿锁定件163上设置的浅至深的凹槽1631适应旋转，锁定电机151带动开关锁活动件164旋转。

锁定电机151和运动电机152分别位于旋转架17两侧面，运动电机152输出轴通过法兰盘1521、固定片1522与旋转架17固定连接，运动电机152通过运动电机座1523固定在底座11上，运动电机座1523的侧边固定连接控制电路板2；锁定电机151通过电机调节件1511、活动机构固定件1512、锁固定件1513、锁定件163和开关锁活动件164依次连接，其中，锁定电机151的输出轴与动开关锁活动件164固定连接。

工作过程：当手柄或键盘通过机柜102向控制电路板2发起长焦距信号，锁定电机151输出轴带动开关锁活动件164旋转，使得凸轮1641推动锁定件163在旋转轴线M轴向上移动，板或主体1621离开盲孔或凹槽171，从而对旋转架17解锁，此时，运动电机152带动旋转架17绕旋转轴线M旋转，使得第二红外镜头旋转至与第一红外镜头12同一轴线L上，如图4，之后，锁定电机151输出轴再次旋转带动开关锁活动件164旋转，使得凸轮1641推动锁定件163在旋转轴线M轴向上移动，板或主体1621移动进入盲孔或凹槽171，从而对旋转架17锁定，使得第二红外镜头锁定于第一红外镜头12和图像采集装置本体14之间，此时，图像采集装置处于远视场。

当手柄或键盘通过机柜102向控制电路板2发起短焦距信号，锁定电机151输出轴带动开关锁活动件164旋转，使得凸轮1641推动锁定件163在旋转轴线M轴向上移动，板或主体1621离开盲孔或凹槽171，从而对旋转架17解锁，此时，运动电机152带动旋转架17绕旋转轴线M旋转，使得第二红外镜头旋转离开轴线L，如图5，之后，锁定电机151输出轴再次旋转带动开关锁活动件164旋转，使得凸轮1641推动锁定件163在旋转轴线M轴向上移动，板或主体1621移动进入盲孔或凹槽171，从而对旋转架17锁定，使得图像采集装置本体14仅通过第一红外镜头12进行图像采集，此时，图像采集装置处于近视场。

锁定机构确保第二红外镜头是否在轴线L上，并锁定第二红外镜头，防止图像采集装置在直升机飞行中镜头抖动，提高图像采集质量。

机柜102底座2’的具体实施例之一，包括了用于固定、连接机柜的机柜主体，以及与直升机用于安装座位的卡子相配合的固定件21，将固定件21与卡子通过卡接方式连接，阻止机柜在原座位的正面方向移动，从而固定机柜。

假设原座垫下存在并排的卡子两个——例如贝尔直升机——，针对这一情况，有两个实施例。实施例一中，固定件21采用了跨越两卡子的卡杆，其长度略大于两卡子外端总长度，卡杆两端弯折后与所述底座主体连接，又设置了一长方形片状挡片，弯折部分与挡片共同组成卡杆的挡块211。由于卡子是C型的，如果机柜希望在原座位侧面上移动，比如向左方移动——假设乘客正常使用座椅时所面对的方向为前方——那么，卡杆上右方的挡块211，将因其横截面与卡子不相配合，而不能通过卡子，进而阻止机柜向左方移动。

机柜102底座的具体实施例之一中，固定件21为两个独立的卡杆，卡杆为圆柱，卡杆两端分别设置两宽比圆柱直径大的长方体作为挡块211。其产生的作用，与实施例一种卡杆所产生的作用是类似的。

若直升机用于安装座椅的座架中部的牙板原来是通过栓接来固定座垫的，那么可以进一步为机柜底座设置一固定机构23，该固定机构23可以与直升机用于安装座位的座架处的牙板上的固定装置相连接，取代原来的座垫，使之与牙板上的固定装置栓接。如此一来，机柜就不能在原座椅高度方向上自由移动了。

再以贝尔直升机的座架为例，机柜的固定机构23，与直升机上用于安装座位的座架上的牙板的固定装置相配合，即，固定机构23上设置了与固定装置的安装孔大小相对应的通孔。将固定机构23放置在牙板上，使固定机构23的通孔与固定装置的安装孔相对应，然后用栓条，将固定机构23与固定装置栓接起来，从而固定机柜。

固定机构23与机柜底座主体的连接，也是采用可拆卸连接的。为了可以令固定机构23可以在一定范围内，不同位置安装，底座主体设有梳形支架22、固定机构23与底座主体的梳形支架22连接的一端也是梳形的，该梳形支架22与固定机构23的梳形的形状、间隔也是相对应的，因此固定机构23可以在梳形支架22上前后移动进而在该范围内安装固定。该具体实施例中，固定机构23通过螺栓与螺母，将其与梳形支架22固定在一起。需要调整位置时，可以先将固定机构23摆放到与梳形支架22相对合适的位置，然后使用螺栓螺母连接在一起。但如果并不需要上述的调节功能，也可以去除梳形支架22，将固定机构23与底板采取一体成型，或者是焊接等方法设置。

为提高机柜的易操作性，底座主体还设有旋转台。

机柜底座可以是与机柜主体相互独立的，通过各种可拆卸连接机构将机柜底座安装在机柜主体上，也可以是一体成形的、焊接的等等方式，在制造机柜时一并处理。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员根据本发明做出的进一步拓展均落入本发明的保护范围。