一种500KV输电线高空巡线机器人抗环境干扰方法与流程

本发明涉及一种水果包装领域，尤其涉及一种500kv输电线高空巡线机器人抗环境干扰方法。

背景技术：

目前，输电所管辖着6000多公里架空输电线路，并且每年还有新建线路不断投产。架空输电线路覆盖区域广、穿越地区地形复杂。另外架空线路导地线部分距离地面高，线径相对小，存在的缺陷或隐患不易发现，为了准确掌握线路的运行状况和及时排除线路的潜在隐患，现阶段主要是通过人工定期巡线和人工走线进行验收，这种方法不仅劳动强度大，而且耗时长，效率低下，有些线路段受制于地形因素甚至无法进行巡检，即使无人机巡检时也存在巡视的死角。近年来，开展了部分架空导地线人工直接进入导地线近距离走线巡检，发现了大量锈蚀、磨损、断股的缺陷，有的缺陷等级为紧急缺陷，必须马上采取措施进行处理，然而，这样的人工走线安全风险大，工作量巨大、劳动强度高、工作效率低，并且不能带电进行，如要按定检计划走线巡检，是难于完成工作任务的。

cn205704212u公开了一种巡线机器人丝杆越障机构，cn109066464a公开了巡线机器人越障装置，cn102427209b公开了一种巡线机器人跨越障碍滑移机构及巡线机器人设备，事实上本领域技术人员已经在巡线机器人越障研究方面投入了大量的精力，也获得了较多阶段性技术成果，申请人虽然在具体细节有所改进，但改进的幅度较小，显然新颖性有余，创造性不足，本领域技术人员参照以上三种技术方案，或直接购买他们生产销售的越障模块即可，足以轻松实现越障。

针对目前存在的这一现状，我们开始研制输电线路全工况遥控走线机器人，设备原型机共计8套应用到实际工作中加以检验，确实能实现全工况（一个耐张段内即8-11公里）遥控走线工作。

在大量的巡线过程中，还出现了大量环境杂物干扰源，严重影响输电线的寿命和使用安全性，如刮风带来的各种杂物，产生电化腐蚀、力学隐患，意外电击放电危险等，由于500kv输电线离地较高，能够依附的隐患物体包括轻薄的铁皮、薄膜、编织物、线缆、树枝杂草等易缠绕的顽固障碍物为主，雨雪持续结冰积累厚度超限等，采用刀具进行切割，效率低，效果也不佳，用油类火焰燃烧，难以燃烧干净，特别是对金属丝、铁皮等毫无用途，并且和燃烧后残留的废渣一样，成为对输电线进行腐蚀的主要干扰源，采用温度高达3000摄氏度的氢氧火焰或乙炔火焰确实能够彻底清除异物，但如果是直接焚烧杂物干扰源，其高温火焰不得不同时将输电线也加温的很热，存在熔断输电线，导致输电线受热软化，化学氧化、机械性能下降、拉伸变形等缺陷，严重降低输电线的寿命，无异于割肉补疮，可靠处理输电线表面的异物需要异常高温的火焰，才能确保烧断、烧毁和不留残渣，又需要尽量减少火焰对输电线的直接影响，这非常茅盾，是令本领域技术人员头疼的技术问题。

cn101243591公开了用于对远程装置感应供电的系统，感应电源在没有直接物理连接的情况下向装置供电。在那些利用感应功率的装置中，通常将装置和感应电源设计成使得装置只在某一特定类型的感应电源下工作。这就需要每个装置具有唯一设计的感应电源，根据一个实施例，感应电源包括以某一频率工作的转换器(switch)、通过该转换器激励的初级线圈、用于从远程装置接收频率改变信息的初级收发器和用于响应频率改变信息改变频率的控制器。根据第二个实施例，能够通过感应电源激励的远程装置包括次级线圈、负载、用于确定负载两端的实际电压的次级控制器和用于将频率调节指令发送给感应电源的次级收发器。根据又一个实施例，操作感应电源的方法包括：以初始频率激励初级线圈；轮询远程装置；以及如果远程装置没有响应，则断开初级线圈。根据再一个实施例，一种远程装置具有用于从感应电源接收处于工作频率的功率并对负载供电的次级线圈，操作该远程装置的方法包括：将期望电压与实际电压进行比较；以及将校正实际电压的指令发送给感应电源。

cn105021924a公开了一种便于负载匹配的感应电源系统及方法，该系统包括感应电源、负载模块和匹配显示模块。感应电源，用于输出交流电至负载模块，并根据输出的交流电的负载参数计算负载模块与感应电源输出功率之间的匹配率；负载模块与感应电源连接，用于接收感应电源输出的交流电，产生感应磁场。根据该系统可以判断感应电源与负载模块之间是否匹配，若不匹配，可以调节负载模块的线圈使得负载模块与感应电源匹配，进而使得感应电源以最大功率输出。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种500kv输电线高空巡线机器人抗环境干扰方法，本发明能够遮风挡雨，抗晒抗环境杂物影响，能够有效保护活动组件和检测用的传感器，并且在狂风和冰冻的极易出现输电线损伤的恶劣环境下也能够全天候稳定可靠工作，为及时发现、定位和解决输电线故障、缺陷和隐患建立功勋。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种500kv输电线高空巡线机器人抗环境干扰方法，包括常规巡线机器人，还设置有抗环境干扰装置，所述抗环境干扰装置包括遮蔽器、喷火器和防风罩，所述喷火器包括感应电源、电解槽、气泵、氢氧气体喷射嘴，电子点火器、遮蔽器包括隔热陶瓷和金属套，还包括抗环境干扰方法，所述抗环境干扰方法包括以下步骤：

a.正常巡线模式中，传感器组件发现缠绕或粘接在输电线表面的环境杂物干扰源，主控电路板启动抗环境干扰程序；

b.启动遮蔽器，遮蔽器包裹输电线，隔热陶瓷位于靠近输电线的内圈，金属套套在隔热陶瓷的外侧；

c.启动行走驱动装置向环境杂物干扰源移动；

d.感应电源的感应线圈从500kv输电线处非接触感应获取电流；

e.启动气泵进行抽气，氢氧气体喷射嘴喷射出电解槽中的气体，所述氢氧气体喷射嘴朝向金属套；

f.电解槽中注有电解用的水，电解槽设置有独立的底部连通正极电解槽和负极电解槽，槽内对应插有正负电解电极，所述正负电解电极与感应电源和主控电路板连接，主控电路板指令感应电源给正负电解电极供电，电解槽内的水，并生成氢气和氧气，被气泵抽取从氢氧气体喷射嘴喷射出；

g.主控电路板指令位于氢氧气体喷射嘴的电子点火器点火，点燃氢气，产生温度高达3000摄氏度的高温火焰，所述高温火焰喷射在金属套的表面，并沿金属套环状延伸，金属套红热；

h.行走驱动装置继续驱动行走，沿金属套环状延伸的高温火焰、红热的金属管和内置的隔热陶瓷依次与环境杂物干扰源接触，烧毁、烧融或烫坏并挤脱环境杂物干扰源的残骸；

i.主控电路板指令感应电源给正负电解电极断电，停止电解水的动作，停止氢气和氧气的生成；

j.氢氧火焰熄灭，关闭气泵，停止抽气；

k.解除遮蔽器，停止包裹输电线，进入正常巡线模式。

进一步的，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，

进一步的，所述遮蔽器安装在力矩平衡组件上，所述力矩平衡组件与常规巡线机器人连接，包括平衡支点和平衡杆，所述平衡杆的一端为补偿重物，另一端为可伸缩杆，所述遮蔽器组件位于可伸缩杆外侧，所述遮蔽器组件能够全部或部分包裹输电线。

进一步的，所述平衡杆设置有旋转支架，通过旋转轴与挡风板旋转连接，所述平衡支点为偏心凸轮，所述偏心凸轮表面设置有变支点弧形凸起。

进一步的，所述隔热陶瓷和金属套设置有刃口和挤压凸凹。

进一步的，所述隔热陶瓷的材质为，所述金属套的材质为耐高温耐腐蚀的钨钢或钨合金。

进一步的，所述电解槽设置有储液仓和储气仓，正极电解槽和负极电解槽的储液仓底部连通，能够在水中加入促进导电性的电解质盐，储气仓位置远离，并相互隔离，通过排气管道与气泵连接，所述气泵通过喷射管道与氢氧气体喷射嘴连接，还通过导电线与主控电路板连接，接受主控电路板的控制。

进一步的，所述遮蔽器为能够开合的夹子，夹子上设置了有缺口的环状、u型状或v型状的槽，合起时形成能够包裹输电线的环状，打开时为有缺口的环状、u型状或v型状。

进一步的，所述可伸缩杆与伸缩驱动电机连接，所述伸缩驱动电机连接并接受主控电路板控制。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，连接主控电路板，通过主控电路板受控为电解槽、气泵、传感器和电机供电。

进一步的，常规巡线机器人设置有行走装置、行走驱动装置、越障组件、传感器组件和主控电路板，分别安装固定在罩壳组件上，所述主控电路板连接并控制行走驱动装置、越障组件和传感器组件工作，所述越障组件用于翻越电杆支架和高空障碍物，所述传感器组件用于发现和监察电线的受损情况，所述行走驱动装置用于驱动行走装置顺着电线移动，还设置有固定在罩壳组件内侧的力矩平衡组件、外侧的防风组件和设置在行走装置上的防滑组件，所述防风组件包括挡风板和防风罩，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，所述力矩平衡组件设置在挡风板上，包括平衡支点和平衡杆，所述平衡杆的一端为补偿重物，另一端为可伸缩杆，所述传感器组件位于可伸缩杆外侧的探测头，均匀分布，所述探测头能够全部或部分包裹输电线。越障组件建议使用cn205704212u公开的一种巡线机器人丝杆越障机构、cn109066464a公开的巡线机器人越障装置或cn102427209b公开的一种巡线机器人跨越障碍滑移机构及巡线机器人设备。能够减少研发成本，并且小批量购买不需要制作成本高昂的模具，采购成本也低。

进一步的，所述行走驱动装置为连接感生电源或蓄电池的电机，所述行走装置为内凹圆盘，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机连接，实现通电行走。如果使用感应电源系统，建议优先借用，能够减少研发成本，小批量购买不需要制作成本高昂的模具，并不用开发配套的控制软件，采购成本也低。

进一步的，所述内凹圆盘设置有输电线容纳槽环，所述输电线容纳槽环的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条，360°均匀分布。

进一步的，所述防滑软肋条形状为双向锯齿状。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板、传感器和电机供电，详情请参考cn105021924a公开的一种便于负载匹配的感应电源系统及方法和cn101243591公开的用于对远程装置感应供电的系统，物美价廉。

本发明的有益效果是：

（1）能够清除钢铁丝、铁皮、其它金属异物等超难清理型环境干扰，在高温火焰的烧融、红热氧化，及刃口和挤压凸凹的共同作用下，清理干净彻底，大幅降低输电线表面残留物腐蚀输电线的风险；

（2）隔热陶瓷与金属套的结构设计方式能够确保火焰呈环状绕输电线燃烧，且不直接接触输电线，有效实现对输电线的隔热效果，有效切割烧惨的杂物干扰，使异物挤压后脱落，让清理效果更好；

（3）使用输电线感生电流供电，电流稳定可控，减少了能源系统的设计难度，使用水做介质，电解生成氢气和氧气，气体来源可靠，配比精确，燃烧后没有残留，生成的水汽有一定的清洁的效果，也一定程度上确保输电线表面有水气蒸发保护，防止过热；

（4）操作手法和火焰的控制方法安全可靠，没有爆炸风险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的一种抗环境干扰巡线机器人的整体布局示意图；

图2为本发明涉及的抗环境干扰巡线机器人的局部结构布局示意图；

图3为本发明涉及的防风罩示意图；

图4为本发明涉及的巡线机器人抗环境干扰操作步骤示意图。

图中标号说明：巡线机器人1，抗环境干扰装置2，遮蔽器3、喷火器4和防风罩5，传感器组件6，环境杂物干扰源7，输电线8，行走装置9，力矩平衡组件10，平衡支点11，平衡杆12，主控电路板101，偏心凸轮111，变支点弧形凸起112，补偿重物121，可伸缩杆122，隔热陶瓷301，金属套302，刃口303，挤压凸凹304，感应电源401、电解槽402、气泵403、氢氧气体喷射嘴404，电子点火器405，高温火焰406，隔热感应线圈4011，电解用的水4020，，正极电解槽4021，负极电解槽4022，正负电解电极4023，储液仓4024，储气仓4025，排气管道4026，两头大中间凹陷的规则曲面体501，两侧为球面体502，挡风板503。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1-4所示，一种500kv输电线高空巡线机器人抗环境干扰方法，包括常规巡线机器人，还设置有抗环境干扰装置，所述抗环境干扰装置包括遮蔽器、喷火器和防风罩，所述喷火器包括感应电源、电解槽、气泵、氢氧气体喷射嘴，电子点火器、遮蔽器包括隔热陶瓷和金属套，还包括抗环境干扰方法，如图4所示，所述抗环境干扰方法包括以下步骤：

a.正常巡线模式中，传感器组件发现缠绕或粘接在输电线表面的环境杂物干扰源，主控电路板启动抗环境干扰程序；

b.启动遮蔽器，遮蔽器包裹输电线，隔热陶瓷位于靠近输电线的内圈，金属套套在隔热陶瓷的外侧；

c.启动行走驱动装置向环境杂物干扰源移动；

d.感应电源的感应线圈从500kv输电线处非接触感应获取电流；

e.启动气泵进行抽气，氢氧气体喷射嘴喷射出电解槽中的气体，所述氢氧气体喷射嘴朝向金属套；

f.电解槽中注有电解用的水，电解槽设置有独立的底部连通正极电解槽和负极电解槽，槽内对应插有正负电解电极，所述正负电解电极与感应电源和主控电路板连接，主控电路板指令感应电源给正负电解电极供电，电解槽内的水，并生成氢气和氧气，被气泵抽取从氢氧气体喷射嘴喷射出；

g.主控电路板指令位于氢氧气体喷射嘴的电子点火器点火，点燃氢气，产生温度高达3000摄氏度的高温火焰，所述高温火焰喷射在金属套的表面，并沿金属套环状延伸，金属套红热；

h.行走驱动装置继续驱动行走，沿金属套环状延伸的高温火焰、红热的金属管和内置的隔热陶瓷依次与环境杂物干扰源接触，烧毁、烧融或烫坏并挤脱环境杂物干扰源的残骸；

i.主控电路板指令感应电源给正负电解电极断电，停止电解水的动作，停止氢气和氧气的生成；

j.氢氧火焰熄灭，关闭气泵，停止抽气；

k.解除遮蔽器，停止包裹输电线，进入正常巡线模式。

进一步的，所述防风罩中部为截面是双曲线的两头大中间凹陷的规则曲面体，两侧为球面体，顺滑连接，

进一步的，所述遮蔽器安装在力矩平衡组件上，所述力矩平衡组件与常规巡线机器人连接，包括平衡支点和平衡杆，所述平衡杆的一端为补偿重物，另一端为可伸缩杆，所述遮蔽器组件位于可伸缩杆外侧，所述遮蔽器组件能够全部或部分包裹输电线。

进一步的，所述平衡杆设置有旋转支架，通过旋转轴与挡风板旋转连接，所述平衡支点为偏心凸轮，所述偏心凸轮表面设置有变支点弧形凸起。

进一步的，所述隔热陶瓷和金属套设置有刃口和挤压凸凹。

进一步的，所述隔热陶瓷的材质为，所述金属套的材质为耐高温耐腐蚀的钨钢或钨合金。

进一步的，所述电解槽设置有储液仓和储气仓，正极电解槽和负极电解槽的储液仓底部连通，能够在水中加入促进导电性的电解质盐，储气仓位置远离，并相互隔离，通过排气管道与气泵连接，所述气泵通过喷射管道与氢氧气体喷射嘴连接，还通过导电线与主控电路板连接，接受主控电路板的控制。

进一步的，所述遮蔽器为能够开合的夹子，夹子上设置了有缺口的环状、u型状或v型状的槽，合起时形成能够包裹输电线的环状，打开时为有缺口的环状、u型状或v型状。

进一步的，所述可伸缩杆与伸缩驱动电机连接，所述伸缩驱动电机连接并接受主控电路板控制。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，连接主控电路板，通过主控电路板受控为电解槽、气泵、传感器和电机供电。

进一步的，常规巡线机器人设置有行走装置、行走驱动装置、越障组件、传感器组件和主控电路板，分别安装固定在罩壳组件上，所述主控电路板连接并控制行走驱动装置、越障组件和传感器组件工作，所述越障组件用于翻越电杆支架和高空障碍物，所述传感器组件用于发现和监察电线的受损情况，所述行走驱动装置用于驱动行走装置顺着电线移动，越障组件建议使用cn205704212u公开的一种巡线机器人丝杆越障机构、cn109066464a公开的巡线机器人越障装置或cn102427209b公开的一种巡线机器人跨越障碍滑移机构及巡线机器人设备。能够减少研发成本，并且小批量购买不需要制作成本高昂的模具，采购成本也低。

进一步的，所述行走驱动装置为连接感生电源或蓄电池的电机，所述行走装置为内凹圆盘，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机连接，实现通电行走。如果使用感应电源系统，建议优先借用，能够减少研发成本，小批量购买不需要制作成本高昂的模具，并不用开发配套的控制软件，采购成本也低。

进一步的，所述内凹圆盘设置有输电线容纳槽环，所述输电线容纳槽环的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条，360°均匀分布。

进一步的，所述防滑软肋条形状为双向锯齿状。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板、传感器和电机供电，详情请参考cn105021924a公开的一种便于负载匹配的感应电源系统及方法和cn101243591公开的用于对远程装置感应供电的系统，物美价廉。

进一步的，所述行走驱动装置为连接感生电源或蓄电池的电机，所述行走装置为内凹圆盘，通过齿轮、皮带或旋转轴与电机连接，实现通电行走。使用感应电源系统，成本较低，推荐优先选用。

进一步的，所述内凹圆盘设置有输电线容纳槽环，所述输电线容纳槽环的槽宽为1.05-1.3倍的输电线线径，槽深为0.75-2倍的输电线线径，正常工作状态旋转90°不会松开脱落。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面和/或底表面设置有多条防滑软肋条，360°均匀分布。

进一步的，所述防滑软肋条形状为双向锯齿状。

进一步的，所述输电线容纳槽环的侧表面设置起阻尼用的耐磨柔性凸条或鼓包。

进一步的，所述探测头为能够开合的环状或有缺口的环状、u型状、v型状。

进一步的，所述可伸缩杆与伸缩驱动电机连接，所述伸缩驱动电机连接并接受主控电路板控制。

进一步的，所述感生电源设置有感应线圈，通过感应输电线的电压和/或电流的变化获取电能，为主控电路板、传感器和电机供电。

具体实施例：

输电线管理部门利用工具，在两个输电线支架之间的某一侧，将本发明放置到输电线上，放稳，启动巡线机器人工作，主控电路板通电（利用高压线圈直接从高压线无接触感应获取电能），指挥行走驱动装置（电机）通过齿轮、皮带驱动行走装置（车轮）转动，向两个输电线支架之间的另一侧移动，同时驱动传感器组件（摄像头、电阻测量仪器、x光或超声波探伤仪器等）工作，及时发现输电线的各种缺陷（锈蚀、磨损、断股等），当本发明到达两个输电线支架之间的另一侧时，或者在遇到输电线上的较大障碍物无法正常前进时，越障组件工作，用于翻越电杆支架和高空障碍物，如果越障组件损坏或未安装，则由输电线管理部门利用工具手动实现越障，进行下一个输电线路的区间巡线。

然而天有不测风云，500kv输电线位于高空，附近环境中并没有挡风遮雨的物体，输电线和巡线机器人只能暴露在外，经受日晒雨淋、风霜雨雪的考验，高空由于没有阻挡物，通常风速较高，各种杂物随风起舞，被输电线阻挡，耷拉在或缠绕到输电线上，常规手段很难清理，天寒地冻，雨水风吹中结冰，在输电线上形成奇形怪状的大体积障碍物，既影响巡线机器人行走检测，也影响输电线的使用寿命，成为各种环境杂物干扰源之一，巡线机器人正常巡线模式中，传感器组件发现缠绕或粘接在输电线表面的环境杂物干扰源，主控电路板启动抗环境干扰程序；启动遮蔽器，遮蔽器包裹输电线，隔热陶瓷位于靠近输电线的内圈，金属套套在隔热陶瓷的外侧；启动行走驱动装置向环境杂物干扰源移动；感应电源的感应线圈从500kv输电线处非接触感应获取电流；启动气泵进行抽气，氢氧气体喷射嘴喷射出电解槽中的气体，所述氢氧气体喷射嘴朝向金属套；电解槽中注有电解用的水，电解槽设置有独立的底部连通正极电解槽和负极电解槽，槽内对应插有正负电解电极，所述正负电解电极与感应电源和主控电路板连接，主控电路板指令感应电源给正负电解电极供电，电解槽内的水，并生成氢气和氧气，被气泵抽取从氢氧气体喷射嘴喷射出；主控电路板指令位于氢氧气体喷射嘴的电子点火器点火，点燃氢气，产生温度高达3000摄氏度的高温火焰，所述高温火焰喷射在金属套的表面，并沿金属套环状延伸，金属套红热；行走驱动装置继续驱动行走，沿金属套环状延伸的高温火焰、红热的金属管和内置的隔热陶瓷依次与环境杂物干扰源接触，烧毁、烧融或烫坏并挤脱环境杂物干扰源的残骸；主控电路板指令感应电源给正负电解电极断电，停止电解水的动作，停止氢气和氧气的生成；氢氧火焰熄灭，关闭气泵，停止抽气；解除遮蔽器，停止包裹输电线，进入正常巡线模式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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。