巡检设备及其监控系统的制作方法

本发明涉及电缆巡检技术领域，尤其是涉及巡检设备及其监控系统。

背景技术：

对高压输电线缆进行定期维护与检修，时刻了解高压输电线路上的运行情况，迅速消除存在的隐患，预防潜在的事故发生，是供电局首要的任务。对于一些线路检修工作，例如防震锤的走位、导线的锈蚀等，一般需要经验丰富的老员工通过坐线来进行检修，在劳动强度高的同时，电网上存在的强电场对操作人员的人身安全也构成了极大威胁。所以，高压线路上需要有巡检机器人为检修员工进行线路的巡检，将人从高压电网巡检这种危险而又繁重的作业中解放出来，机器人主要对损坏部分进行标识与定位，等待维修员工进行“坐线”维修。现在高压线缆上的巡检机器人基本上是双臂反对称轮式悬挂的，这样的机器人的机械结构比较复杂，其整个机械结构的自由度比较高，所以在控制方面的难度会比较大，而且机器人本体的重量比较大，相对应的制作成本会提高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供巡检设备及其监控系统，以降低对巡检设备的控制难度、减小巡检设备的重量并降低制作成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种巡检设备，其中，包括：电池盒，所述电池盒上方固定有部分的第一主侧板、第二主侧板，所述第一主侧板、所述第二主侧板通过从动轴和轮式从动轴相互穿孔连接与一起，所述第一主侧板、所述第二主侧板之间的前、后方对应设置有一组主动轮、一组从动轮，所述主动轮和所述从动轮均通过所述轮式从动轴与所述第一主侧板、所述第二主侧板相连接，所述第一主侧板的外侧设置有与所述主动轮相匹配的同步轮，所述同步轮的轮面上紧密套设有皮带，所述同步轮与设置于所述第一主侧板的内侧的驱动电机相连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述主动轮包括上下排列的第一主动轮和第二主动轮，所述同步轮包括带动所述第一主动轮转动的第一同步轮和带动所述第二主动轮转动的第二同步轮；

所述第一同步轮和所述第二同步轮的轮面上紧密套设有所述皮带，且所述第一同步轮与所述驱动电机相连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一主侧板上下板块连接有两块l型连接块，两块所述连接块通过螺母连接在一起；所述第二主侧板通过合页连接在一起。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电池盒内部密封有电池。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一主侧板、所述第二主侧板相连接的穿孔部位均嵌有弹簧块，且所述弹簧块设置于轮式从动轴的外部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述主动轮和所述从动轮均采用聚合物复合材料。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述主动轮和所述从动轮的轮槽内表面设计成与输电导线相配合的内凹弧面，所述内凹弧面半包裹于高压电线外部。

第二方面，本发明实施例还提供一种巡检设备的监控系统，其中，包括：如上任一项所述的巡检设备，还包括设置于所述巡检设备上视觉处理模块，以及与所述视觉处理系统相连接的服务器终端；

所述服务器终端，用于通过无线通信技术向所述视觉处理模块发起控制指令；

所述视觉处理模块，用于根据所述控制指令向所述巡检设备中的驱动电机输出pwm波，以对所述巡检巡检设备的行进速度控制。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，包括摄像头；

当所述巡检设备行走时，所述摄像头用于实时采集环境图像，并将所述环境图像发送至所述视觉处理模块，所述视觉处理模块对所述环境图像进行处理后，向所述服务器终端发起连接请求，并在连接成功后，将处理后的环境图像发送至所述服务器终端。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述视觉处理模块为树莓派。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的巡检设备及其监控系统，该巡检设备包括：电池盒，电池盒上方固定有部分的第一主侧板、第二主侧板，第一主侧板、第二主侧板通过从动轴相互穿孔连接与一起，第一主侧板、第二主侧板之间的前、后方对应设置有一组主动轮、一组从动轮，主动轮和从动轮均通过从动轴与第一主侧板、第二主侧板相连接，第一主侧板的外侧设置有与主动轮相匹配的同步轮，同步轮的轮面上紧密套设有皮带，同步轮与设置于第一主侧板的内侧的驱动电机相连接。通过上述结构，本发明可以降低对巡检设备的控制难度、减小巡检设备的重量并降低制作成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、2为本发明实施例提供的不同角度的巡检设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的行走轮的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的巡检设备监控系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的巡检设备监控系统的工作方法流程图。

图标：

1-驱动电机；21-第一主侧板；22-第二主侧板；3-从动轴；41-第一从动轮；42-第二从动轮；5-l型连接块；6-电池盒；71-第一同步轮；72-第二同步轮；8-皮带；9-弹簧块；10-轮式从动轴；11-合页；121-第一主动轮；122-第二主动轮；13-摄像头；14-视觉处理模块；15-服务器终端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，对于高压线路上所设置的用于线路巡检的巡检机器人，主要对损坏部分进行标识与定位，等待维修员工进行“坐线”维修。现在高压线缆上的巡检机器人基本上是双臂反对称轮式悬挂的，这样的机器人的机械结构比较复杂，其整个机械结构的自由度比较高，所以在控制方面的难度会比较大，而且机器人本体的重量比较大，相对应的制作成本会提高。

基于此，本发明实施例提供的一种巡检设备及其监控系统，可以减小巡检设备本身的重量和制作成本，并通过图像处理模块输出的pwm波降低对巡检设备的控制难度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种巡检设备进行详细介绍。

实施例：

参照图1和图2所示的不同角度的巡检设备，该巡检设备包括：电池盒6，电池盒6内部密封有电池；电池盒6上方固定有部分的第一主侧板21、第二主侧板22，电池盒6与第一主侧板21、第二主侧板22可以通过粘合剂粘接在一起；第一主侧板21、第二主侧板22通过从动轴3和轮式从动轴10相互穿孔连接与一起，第一主侧板21、第二主侧板22之间的前、后方对应设置有一组主动轮、一组从动轮，主动轮和从动轮均通过轮式从动轴10与第一主侧板21、第二主侧板22相连接，第一主侧板21的外侧设置有与主动轮相匹配的同步轮，同步轮的轮面上紧密套设有皮带8，同步轮与设置于第一主侧板21的内侧的驱动电机1相连接。在一种可能的实现方式中，主动轮可以设置为两个，包括上下排列的第一主动轮121和第二主动轮122，与主动轮相匹配的，同步轮也设置为两个，包括带动第一主动轮121转动的第一同步轮71和带动第二主动轮122转动的第二同步轮72；第一同步轮71和第二同步轮72的轮面上紧密套设有皮带8，且第一同步轮71与驱动电机1相连接。

可以理解的是，从动轮也可以设置为两个，包括上下排列的第一从动轮41和第二从动轮42。

当驱动电机1驱动上方的第一同步轮71运动的时候，第一同步轮71带动位于上方的第一主动轮121转动，并且第一同步轮71通过皮带8同时带动下方的第二同步轮72转动，此时，第二同步轮72也带动下方的第二主动轮122转动。第一主动轮121以及第二主动轮122的运动带动整个机器人向前运动，这时候，第一从动轮41和第二从动轮42也会随之向前运动。

在一种可能的实现方式中，第一主侧板21、第二主侧板22相连接的穿孔部位均嵌有弹簧块9，且弹簧块9设置于轮式从动轴10的外部。当巡检设备在行进的过程中，通过调节弹簧块9的形变使得主动轮和从动轮夹紧线路，控制巡检设备能够稳定前进。

在一种可能的实现方式中，第一主侧板21上下板块连接有两块l型连接块5，两块连接块通过螺母连接在一起；第二主侧板22通过合页11连接在一起。其中，第一主侧板21上半部分设有凸起的一块结构，在该凸起结构的两侧分别设置有驱动电机1以及同步轮。

在一种可能的实现方式中，主动轮和从动轮均采用聚合物复合材料；主动轮和从动轮的轮槽内表面设计成与输电导线相配合的内凹弧面，内凹弧面的大小恰好半包裹于高压电线外部，内凹弧面的设置可以增加行走轮轮面与高压电线之间的摩擦力。其中，行走轮即为上述的第一主动轮121、第二主动轮122、第一从动轮41、第二从动轮42，行走轮的具体结构可参照图3。

在一种可能的实现方式中，驱动电机1的电压为24v，功率为60w，转速为每分钟30转；主动轮的直径可以为82mm；由此可知，当驱动电机1在满载的时候一分钟大约能移动2.46米。

基于上述的巡检设置，本发明实施例还提供一种巡检设备的监控系统，参照图4，该系统包括：上述实施例所述的巡检设备，还包括设置于巡检设备上的摄像头13、视觉处理模块14，以及与视觉处理系统相连接的服务器终端15。视觉处理模块14可以为树莓派，服务器终端15可以为电脑。

在一种可能的实现方式中，树莓派平放于电池盒6上面、驱动电机1与树莓派通过多个螺柱连接；摄像头13为匹配树莓派使用的摄像设备，通过传感器接口与树莓派相连接，且该摄像头13贴在电池盒6的一端，可采集到高压线缆前方的环境图像。

巡检设备的监控系统可能的工作方式可以有以下两种：

第一种为速度控制方式：服务器终端15通过无线通信技术向所述视觉处理模块14发起控制指令；视觉处理模块14根据所述控制指令向所述巡检设备中的驱动电机1输出pwm波，以对所述巡检设备的行进速度控制。

第二种为定位方式：当巡检设备行走时，摄像头13实时采集环境图像，并将环境图像发送至视觉处理模块14，视觉处理模块14对环境图像进行处理后，向服务器终端15发起连接请求，并在连接成功后，将处理后的环境图像发送至服务器终端15，以使服务器终端15根据环境图像确定当前的定位，以及当前高压电线的情况。

上述的巡检设备以及巡检设备的监控系统可用于高压电线上的巡检，并将高压线上的情况实时显示在远程的服务器终端15上。

进一步的，基于上述的巡检设备的监控系统，其工作过程可参照图5所示的信令图。

步骤s01，当巡检设备行走时，摄像头实时采集环境图像。

步骤s02，摄像头将环境图像发送至树莓派。

步骤s03，树莓派将环境图像压缩为图像压缩文件，以及，结合opencv中的视觉处理算法对环境图像进行处理，并根据处理结果输出控制巡检设备行进速度的pwm波。其中，在一种实现方式中，处理结果可以包括：环境图像中含有诸如疑似损坏部位、缺少零件等的可疑目标；或者，环境图像中一切正常；当处理结果为存在可以目标时，树莓派通过输出的pwm波控制巡检设备行进速度较慢，以避免巡检设备速度过快发生偏移倾斜，同时便于摄像头能够采集更多的环境图像，进而由树莓派基于数量较多的环境图像作进一步的处理，提高处理结果的准确性；或者，树莓派还可以将环境图像发送给电脑，由电脑对环境图像做进一步的识别判断。

步骤s04，树莓派创建socket并对电脑发起socket连接请求。

步骤s05，电脑创建socket并进入监听，当监听到树莓派发起的socket连接请求时，判断是否有连接需求，并在有的情况下，执行步骤s06。

步骤s06，电脑建立与树莓派之间的连接。

步骤s07，树莓派将图像压缩文件通过诸如wifi等无线通信技术发送至电脑。

步骤s08，电脑将图像压缩文件解压后显示环境图像，以查看当前高压电线的情况。

步骤s09，电脑向树莓派发起控制指令。当电脑的工作人员需要对巡检机器人执行远场操作时，由电脑获取工作人员的输入内容，并根据输入内容向树莓派发起控制指令。

步骤s10，树莓派根据控制指令向巡检设备中的驱动电机输出pwm波，以对巡检巡检设备的行进速度控制。步骤s03以及步骤s10中，树莓派通过pwm波对驱动电机进行调速处理。

上述步骤的序号并不限制执行的前后顺序，比如步骤s05可以在步骤s01至步骤s04之间或者之前执行。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的巡检设备及其监控系统，该巡检设备包括：电池盒，电池盒上方固定有部分的第一主侧板、第二主侧板，第一主侧板、第二主侧板通过从动轴相互穿孔连接与一起，第一主侧板、第二主侧板之间的前、后方对应设置有一组主动轮、一组从动轮，主动轮和从动轮均通过从动轴与第一主侧板、第二主侧板相连接，第一主侧板的外侧设置有与主动轮相匹配的同步轮，同步轮的轮面上紧密套设有皮带，同步轮与设置于第一主侧板的内侧的驱动电机相连接。通过上述结构，本发明可以减小巡检设备的重量并降低制作成本，同时，通过监控系统中视觉处理模块向驱动电机输出pwm波，对巡检设备的行进速度进行控制，可以降低对巡检设备的控制难度。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连接，也可以通过中间媒介间接相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。