一种输电线路绝缘子单兵巡检工具的制作方法

本发明涉及绝缘子检测技术领域，尤其涉及一种输电线路绝缘子单兵巡检工具。

背景技术：

绝缘子是输电线路上一种极其重要的电力设备。它是连接输电杆塔与输电线的一种绝缘体，具有较强的机械性能和良好的绝缘性能。输电线路绝缘子工作于野外环境中，长期受雨水、雾霾、雷击等极端恶劣天气影响，导致其绝缘性能下降，极易发生污闪。不良绝缘子的存在给电力系统的稳定运行带来极大威胁。因此，对绝缘子进行预防检测是输电线路安全运行的重要保证。

目前，绝缘子检测主要采用人工检测方式。随着我国电力系统的不断发展，电压等级越来越高，绝缘子串的长度也越来越长，人工检测方式和技术与电网运行的可靠性、稳定性要求存在较大差距。因此，绝缘子单兵巡检工具将有效减少绝缘子检测工作的人力投入，极大程度地降低输电线路的运维成本，提高输电线路的运维效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中检测技术可靠性、稳定性较差的缺陷，提供一种能够提高输电线路运维效率的输电线路绝缘子单兵巡检工具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种输电线路绝缘子单兵巡检工具，包括安装在横担上部的动力模块，与动力模块相连且在绝缘子串上移动的检测模块，还包括与动力模块和检测模块进行无线通信的手持终端模块；

所述动力模块，包括安装在横担上的机架和导线轮固定模块，机架上固定安装有牵引器和滚筒，滚筒上绕装有牵引绳，牵引绳在牵引器的作用下带动与之相连的检测模块移动；

所述检测模块，包括与牵引绳相连的环形机架，环形机架上固定连接有导向条，导向条上安装有绝缘子检测模块本体和绝缘子检测单元；

所述手持终端模块，包括手持终端设备和与其相连的通信模块三。

进一步地，本发明的所述动力牵引器包括依次相连的通信模块一、牵引器天线、控制器一、转速传感器、驱动器一、牵引绳电机；

所述牵引器天线与通信模块一连接，用于接收及发送通信模块一的通信信息，所述控制器一的通信端与通信模块一连接，所述驱动器一与控制器一连接，用于接收和给控制器一反馈驱动信号，所述牵引绳电机与驱动器一连接，用于接收驱动器一发出的驱动信号，并通过牵引绳电机输出轴带动滚筒转动，所述转速传感器用于获取牵引绳电机输出轴的转速信息，且与控制器一连接并向其反馈输出轴转速信息。

进一步地，本发明的所述导向轮固定模块包括：U型环一、U型环二、固定座、导向轮一、导向轮二；

所述固定座与横担固定连接，U型环一、U型环二分别对称的布置在固定座中间段，导向轮一、导向轮二分别固定在固定座两端。

进一步地，本发明的所述绝缘子检测模块本体包括：通信模块二、绝缘子检测模块天线、控制器二、距离传感器、驱动器二、手臂旋转电机；

所述绝缘子检测模块天线与通信模块二连接，用于接收及发送通信模块二的通信信息，所述控制器二的通信端与通信模块二连接，所述驱动器二与控制器二连接，用于接收和给控制器二反馈驱动信号，所述手臂旋转电机与驱动器二连接，用于接收驱动器二发出的驱动信号，所述距离传感器用于获取绝缘子检测单元的位置信息，且与控制器二连接并向其反馈绝缘子检测单元位置信息。

进一步地，本发明的所述绝缘子检测单元包括：绝缘子探针一、绝缘子探针二、机械手臂一、机械手臂二、探针旋转轴、检测单元固定座、旋转轴齿轮一、旋转轴齿轮二；

所述绝缘子探针一固定在机械手臂一上，绝缘子探针二固定在机械手臂二上，机械手臂一和机械手臂二分别固定在探针旋转轴的上部和下部，探针旋转轴的两端固定在检测单元固定座上，旋转轴齿轮一与探针旋转轴过盈配合连接，旋转轴齿轮二与手臂旋转电机的输出轴过盈配合连接，旋转轴齿轮一与旋转轴齿轮二啮合；

所述绝缘子检测模块本体与检测单元固定座固定连接。

进一步地，本发明的两根牵引绳的一端固定在滚筒上，并且分别穿过U型环一、导向轮一和U型环二、导向轮二，并分别固定连接在检测模块的环形机架上。

进一步地，本发明的通信模块一、通信模块二、通信模块三之间互相进行无线通信，构成输电线路绝缘子单兵巡检工具的通信系统。

本发明产生的有益效果是：(1)结构简单：本发明由放置于杆塔横担出的单兵巡检工具动力模块、环绕绝缘子串表面的单兵巡检工具检测模块和手持终端模块等三个部分组成，动力模块与检测模块通过牵引绳相连，动力模块、检测模块、手持终端模块通过无线通信进行数据通信，结构简单；

(2)便携性强：模块化的分体式结构可分别携带，整体重量极轻，便携性强，适合单人携带和操作；

(3)安全可靠性高：单兵巡检工具各模块之间通过无线通信实现数据传输，数据交换可靠性高，分体式结构和牵引绳保证了设备的安全性，降低事故发生率，提高了作业的安全可靠性；

(4)便于绝缘子故障监测：手持终端模块具备绝缘子检测的实时数据，便于发现和分析输电线路绝缘子故障；

(5)作业效率高：单兵巡检工具动力来源于动力模块，通过牵引绳的牵引控制，比攀爬式检测工具的爬行速度更快，缩短作业时间，提高作业效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的输电线路绝缘子单兵巡检工具的结构示意图；

图2是本发明实施例的输电线路绝缘子单兵巡检工具的动力牵引器和绝缘子检测模块本体的原理及通信框图；

图3是本发明实施例的输电线路绝缘子单兵巡检工具的绝缘子检测单元结构图；

图4是本发明实施例的输电线路绝缘子单兵巡检工具的检测模块结构图；

图中，1-动力模块、101-动力牵引器、1011-通信模块一、1012-牵引器天线、1013-控制器一、1014-转速传感器、1015-驱动器一、1016-牵引绳电机、102-滚筒、103-机架、104-导线轮固定模块、1041-U型环一、1042-U型环二、1043-固定座、1044-导向轮一、1045-导向轮二、105-牵引绳、2-检测模块、201-环形机架、202-导向条、203-绝缘子检测模块本体、2031-绝缘子检测模块天线、2032-控制器二、2033-通信模块二、2034-驱动器二、2035-手臂旋转电机、2036-距离传感器、204-绝缘子检测单元、2041-绝缘子探针一、2042-绝缘子探针二、2043-机械手臂一、2044-机械手臂二、2045-探针旋转轴、2046-检测单元固定座、2047-旋转轴齿轮一、2048-旋转轴齿轮二、3-横担、4-绝缘子串、401-绝缘子一、402-绝缘子二、5-手持终端模块、501-手持终端设备、502-通信模块三。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的输电线路绝缘子单兵巡检工具，包括装置上部连接在绝缘子串4的横担3上的动力模块1、在绝缘子串上移动的检测模块2、利用无线通信技术与动力模块1和检测模块2通信的绝缘子手持终端模块5，其中，输电线路绝缘子单兵巡检工具的动力模块1包括动力牵引器101、滚筒102、机架103、导线轮固定模块104、牵引绳105，输电线路绝缘子单兵巡检工具的检测模块2包括环形机架201、导向条202、绝缘子检测模块本体203、绝缘子检测单元204，手持终端模块5包括手持终端设备501、通信模块三502，动力牵引器101包括：通信模块一1011、牵引器天线1012、控制器一1013、转速传感器1014、驱动器一1015、牵引绳电机1016，导向轮固定模块104包括：U型环一1041、U型环二1042、固定座1043、导向轮一1044、导向轮二1045，绝缘子检测模块本体203包括：通信模块二2031、绝缘子检测模块天线2032、控制器二2033、距离传感器2034、驱动器二2035、手臂旋转电机2036，绝缘子检测单元204包括：绝缘子探针一2041、绝缘子探针二2042、机械手臂一2043、机械手臂二2044、探针旋转轴2045、检测单元固定座2046、旋转轴齿轮一2047、旋转轴齿轮二2048；

机架103和导线轮固定模块104固定在绝缘子串横担3上，滚筒固定在机架103上并能绕机架103转动，动力牵引器101与机架103固定连接，环形机架201与导向条202固定连接；

牵引器天线1012与通信模块一1011连接，用于接收及发送通信模块一1011的通信信息，控制器一1013的通信端与通信模块一1011连接，驱动器一1015与控制器一1013连接，用于接收和给控制器一1013反馈驱动信号，牵引器电机1016与驱动器一1015连接，用于接收驱动器一1015发出的驱动信号，并通过牵引器电机1016输出轴带动滚筒102转动，转速传感器1014用于获取牵引器电机1016输出轴的转速信息，且与控制器一1013连接并向其反馈输出轴转速信息；

固定座1043与横担3固定连接，U型环一1041、U型环二1042分别对称的布置在固定座1043中间段，导向轮一1044、导向轮二1045分别固定在固定座1043两端；

绝缘子检测模块天线2032与通信模块二2031连接，用于接收及发送通信模块二2031的通信信息，控制器二2033的通信端与通信模块二2031连接，驱动器二2035与控制器二2033连接，用于接收和给控制器二2033反馈驱动信号，手臂旋转电机2036与驱动器二2035连接，用于接收驱动器二2035发出的驱动信号，距离传感器2034用于获取绝缘子检测单元204的位置信息，且与控制器二2033连接并向其反馈绝缘子检测单元204位置信息；

绝缘子探针一2041固定在机械手臂一2043上，绝缘子探针二2042固定在机械手臂二2044上，机械手臂一2043和机械手臂二2044分别固定在探针旋转轴2045的上部和下部，探针旋转轴2045的两端固定在检测单元固定座2046上，旋转轴齿轮一2047与探针旋转轴2045过盈配合连接，旋转轴齿轮二2048与手臂旋转电机2036的输出轴过盈配合连接，旋转轴齿轮一2047与旋转轴齿轮二2048啮合，绝缘子检测模块本体203与检测单元固定座2046固定连接；

手持终端模块5配备通信模块三502作为手持终端设备501的通信输出端与动力模块1、检测模块2进行无线通信。

本发明实施例中，动力模块1中的动力牵引器101通过滚筒102上的牵引绳105向单兵巡检工具检测模块2提供拉力，使绝缘子检测模块2可以沿待测的绝缘子串4上下移动。

牵引绳105一共有两根，两根牵引绳均为一端与滚筒102固定，另一端分别穿过导线轮固定模块104的U型环和导向轮，并固定连接到检测模块2的环形机架201两侧。滚筒102由两个完成相同结构的滚筒固定连接而成，所述两根牵引绳105分别缠绕于两个滚筒上。

转速传感器1014用于构建电机转速的闭环控制系统，对牵引器电机1016转速控制实现稳定、快速、精确的控制效果。

机械手臂一2043和机械手臂二2044分别固定连接在探针旋转轴2045上，随着同步转动，带动绝缘子探针一2041和绝缘子探针二2042摆入和摆出绝缘子。

本发明的工作过程为：操作人员将绝缘子单兵巡检工具携带上塔，将动力模块1通过机架固定在横担上，并通过滚筒102的两个牵引绳105通过导线轮固定模块104与检测模块2的环形机架201连接，并将环形机架201扣入绝缘子串4中，操作人员在手持终端模块5中输入绝缘子串信息后开始检测；检测模块2在动力模块1的牵引器电机1016和滚筒102的驱动下向下移动，转速传感器1014实时反馈检测模块2的下降距离；当距离指标达到第二片绝缘子402的伞裙时，控制器一1013给驱动器一1015信号使牵引绳电机1016停止转动，同时通信模块一1011通过无线通信给通信模块二2031信号，并将信号传入控制器二2033中，控制器二2033给驱动器二2035信号驱动手臂旋转电机2036进行正转；距离传感器2034实时监测绝艳子探针一2041距绝缘子一401钢帽距离，当距离传感器2034探测到探针一2041接触到绝缘子一401钢帽后，给控制器二2033信号，驱使驱动器二2035发出停止信号停止手臂旋转电机2036的转动，此时绝缘子探针一2041和绝缘子探针二2042分别与绝缘子一401和绝缘子二402钢帽接触，并进行分布电压监测，监测的数据通过通信模块二传输至通信模块三502，在手持终端设备501界面中操作人员可读取结果和分布电压图形；完成该次分布电压监测后，控制器二2033向驱动器二2035发出信号，控制手臂旋转电机2036反转至初始位置，且距离传感器2034监测到确定绝缘子检测单元204复位后，向控制器二2033发出信号，并通过通信模块二2031向通信模块一1011发出指令，通信模块一向控制器一1013输入信号，通过驱动器一1015控制牵引绳电机1016转动，以此为周期对绝缘子串的每片绝缘子进行分布电压的检测；绝缘子单兵巡检工具的检测模块2按照预定计划完成对整串绝缘子4的检测工作后，向手持终端模块5的通信模块三502发出检测完毕的指令，操作人员通过手持终端设备501点击回收指令，通过通信模块三502向通信模块一1011发出指令，控制器一1013向驱动器一1015发出控制指令控制牵引绳电机1016进行反向旋转，使检测模块2向上移动至横担下方，稳定后由操作人员将动力模块1与检测模块2分离，并将整套设备运送至地面。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。