一种智能巡线车轻便化车体装置及巡线方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设施检测领域，尤其涉及一种智能巡线车轻便化车体装置。
【背景技术】
[0002]目前，由于国内的电网规模不断扩大，且输电线路分布面广点多，绝大部分输电线路远离城镇，所处地形复杂(即很多输电线路分布在崇山峻岭之间)，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外。这些输电线路不仅要受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷、鸟害及人为破坏等外界侵害。
[0003]因此，线路定期巡检管理是有效保证输配电线路及其设备安全的一项基础工作；线路巡检目的在于及时发现处理早期损伤、缺陷和危及线路安全的隐患，从而保证输配电线路安全和电力系统稳定。目前架空输电线路的巡检方法主要有以下二种:
[0004](I)地面目测法:采用肉眼或望远镜对辖区内的电力线徒步或驱车巡检，这种方法的精度低，劳动强度大，可靠性差，部分线路难于到达。(2)飞机航测法:直升飞机沿输电线路飞行，工作人员用肉眼或机载设备观测和记录沿线异常点的情况，这种方法存在导航困难和巡检费用昂贵等冋题。
[0005]进入20世纪90年代末，在国家“863”计划支持下，武汉大学、中科院自动化所、中科院沈阳自动化所等先后开展了巡线机器人的研宄工作。中科院自动化所开展了“l1kv输电线路巡检机器人”的研宄。其研宄成果主要表现在:一是设计了三臂悬挂式移动机器人机构；二是采用“基于知识库的自动控制”和“基于视觉的远程遥控主从控制”的混合控制系统，实现了典型障碍的越障；三是采用多层神经元网络分类器，实现了实验室复杂环境下绝缘子开裂、破损视觉检查。
[0006]在此之后，中科院自动化所复杂系统与智能科学重点实验室合作，改进为二臂回转式悬挂机构(即该类机器人正常行走巡线时，以双臂悬挂于线路之上，跨越障碍物时以单臂悬挂支撑，两个手臂交替跨越障碍物。)，实现了旋转、俯仰等运动功能，爬坡能力增强，但是这种二臂回转式悬挂机构行为规划复杂，控制电路和运动控制难度增大。
[0007]综上所述，如何克服现有技术中巡线车上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种智能巡线车轻便化车体装置及巡线方法，以解决上述冋题。
[0009]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0010]本发明实施例提供了一种智能巡线车轻便化车体装置，包括车身装置和分别沿着所述车身装置的前、中、后依次设置的手掌开合装置、连接任意两个所述手掌开合装置之间的三维柔性臂机构，其中:
[0011]所述手掌开合装置上设置有两个相对的行走轮；所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线，并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物；
[0012]所述三维柔性臂机构包括依次连接的伸缩臂、旋转关节和肘关节；所述伸缩臂可用于实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩；所述旋转关节用于实现水平旋转和仰俯旋转所述肘关节；所述肘关节用于实现旋转驱动前置的所述手掌开合装置和后置的所述手掌开合装置。
[0013]优选的，作为一种可实施方案，所述的智能巡线车轻便化车体装置还包括驱动装置；所述驱动装置用于驱动所述行走轮行走。
[0014]优选的，作为一种可实施方案，所述的智能巡线车轻便化车体装置还包括刹车制动装置；所述刹车制动装置用于对所述行走轮进行制动。
[0015]优选的，作为一种可实施方案，在所述三维柔性臂机构的具体结构中:
[0016]所述伸缩臂通过齿轮齿条传动机构实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩；所述旋转关节由两个电机驱动齿轮副，实现水平旋转和仰俯旋转；所述肘关节由一个电机实现上下旋转运动。
[0017]优选的，作为一种可实施方案，所述的智能巡线车轻便化车体装置还包括电源控制箱；所述电源控制箱用于向所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构以及所述驱动装置和刹车制动装置供电；且所述电源控制箱分别与所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构以及所述驱动装置和刹车制动装置电连接。
[0018]优选的，作为一种可实施方案，在车身装置的具体结构中:
[0019]所述车身装置包括移动滑块、滑块导轨、巡线车车架、传动丝杆、驱动电机、丝杆传动螺母、连接板、传动连接件；
[0020]其中:所述巡线车车架的顶部两端沿巡线车车架延伸方向设置有滑块导轨；所述滑块导轨上滑动连接有移动滑块；所述巡线车车架上还固定连接有传动丝杆和驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述传动丝杆旋转；所述传动丝杆与所述丝杆传动螺母形成螺旋运动副；所述丝杆传动螺母与所述移动滑块之间通过所述传动连接件固定连接；所述移动滑块的两侧还设置有连接板；
[0021]所述移动滑块通过所述连接板与所述手掌开合装置固定连接。
[0022]优选的，作为一种可实施方案，所述的智能巡线车轻便化车体装置还包括两路高分辨率CCD摄像机，两路所述高分辨率CCD摄像机分别安装在车身装置的前端和后端；
[0023]其中一路所述高分辨率CCD摄像机用于从近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道目标图像；另一路所述高分辨率CCD摄像机用于从近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道目标图像。
[0024]优选的，作为一种可实施方案，所述车身装置、所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构为铝合金或是钛合金结构件。
[0025]优选的，作为一种可实施方案，所述电源控制箱内设置有锂电池，所述锂电池为高密度航空锂电池。
[0026]相应地，本发明实施例提供了一种巡线方法，利用上述的智能巡线车轻便化车体装置在避雷线上行走进行巡线，具体包括如下步骤:
[0027]前置的手掌开合装置首先张开两个行走轮躲避障碍物并进行爬越；
[0028]中置和后置的手掌开合装置继续驱动行走，当中置的手掌开合装置接近障碍物时，前置的手掌开合装置合拢行走轮直至挂线；然后中置的手掌开合装置张开两个行走轮躲避障碍物并进行爬越，同时前置的手掌开合装置与后置的手掌开合装置，继续行走；
[0029]当后置的手掌开合装置接近障碍物时，中置的手掌开合装置合拢行走轮直至挂线；之后，后置的手掌开合装置张开两个行走轮，前置的手掌开合装置、中置的手掌开合装置继续行走；当后置的手掌开合装置跨越障碍物后，巡线车完成跨越任务，继续行进巡线。
[0030]与现有技术相比，本发明实施例的优点在于:
[0031]本发明提供的一种智能巡线车轻便化车体装置，智能巡线车轻便化车体装置主要由车身装置和分别沿着所述车身装置的前、中、后依次设置的手掌开合装置和三维柔性臂机构