本發明屬于作業機構領域，尤其涉及一種可飛行式電力線路巡線作業機器人及其方法。

背景技術：

高處作業是指人在一定位置為基準的高處進行的作業。國家標準GB/T 3608-2008《高處作業分級》規定：“凡在墜落高度基準面2m以上(含2m)有可能墜落的高處進行作業，都稱為高處作業。”根據這一規定，在建筑業中涉及到高處作業的范圍是相當廣泛的。在建筑物內作業時，若在2m以上的架子上進行操作，即為高處作業。

傳統的高空作業均是作業人員親自操作，而且進行攀登作業時作業人員由于沒有作業平臺，只能攀登在可借助物的架子上作業，要借助一手攀，一只腳勾或用腰繩來保持平衡，身體重心垂線不通過腳下，作業難度大，危險性大，若有不慎就可能墜落。

目前，巡線機器人越來越多地用在電力巡視作業領域，代替人工進行電力線路的監測、檢修等工作。電力巡視過程中，當電力線路發生絕緣子閃絡、局部短路等故障時，最直接的表現便是局部溫度過高。另外，電力線路還存在斷股、附件脫落等故障。因此，電力線路巡線監測是一個非常關鍵的環節。傳統的巡線機器人由于高壓線路及桿塔結構復雜，巡線機器人不僅要完成巡視、檢修工作，還要不斷跨越線路上的結構障礙，影響巡線機器人的工作效率。

近年來，隨著無人機技術的提升，無人機也越來越多的用于巡線。無人機具有靈活高效，不受線路環境約束的優點，但是單純采用無人機也存在明顯的缺點：無人機續航通常較短，需要頻繁地充電，有效工作時間有限；為保證安全，無人機不能距離線路太近，這就導致一些復雜區域可能會有遺漏的監測項目，留下安全隱患。

技術實現要素：

為了解決現有技術的缺點，本發明的第一目的是提供一種可飛行式巡線機器人。

本發明的一種可飛行式電力線路巡線作業機器人，包括機器人本體，所述機器人本體的下方固定連接有電控箱，所述電控箱內設有中央處理器；

所述機器人本體包括行走機構，其包括機械臂驅動模塊和機械臂，所述機械臂驅動模塊與中央處理器相連，所述機械臂的末端設置有末端執行器或機械手，中央處理器用于控制機械臂驅動模塊帶動機械臂運動，實現可飛行式電力線路巡線作業機器人的巡線作業；

所述機器人本體上還連接有旋翼臂，所述旋翼臂與旋翼相連，所述旋翼與旋翼驅動模塊相連，旋翼驅動模塊與中央處理器相連。

進一步地，所述末端執行器包括減速機構，所述減速機構與電機驅動機構相連，所述電機驅動機構與中央處理器相連。

進一步地，所述旋翼臂固定安裝在機器人本體上。

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人的旋翼臂固定安裝在機器人本體上，適用于機器人需要經常飛行，且工作環境不太復雜的情形，即旋翼不會影響機器人作業或與周圍的物體發生干涉。

進一步地，所述旋翼臂鉸鏈連接至機器人本體上，所述機器人本體與電控箱之間還預留有旋翼容納空間。其中，旋翼容納空間用于容納旋翼臂。

進一步地，所述旋翼臂還與旋翼臂驅動模塊相連，旋翼臂驅動模塊與中央處理器相連，所述中央處理器用于控制旋翼臂驅動模塊來驅動旋翼臂折疊至旋翼容納空間內。

本發明的旋翼臂鉸鏈連接至機器人本體上，而且旋翼臂可折疊，能夠將旋翼折疊至旋翼容納空間內，避免了旋翼與機器人作業或與周圍的物體發生干涉的問題。

進一步地，所述機器人本體還安裝有第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，分別用于監測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態圖像信息并傳送至中央處理器；設置于所述機械臂末端的末端執行器或機械手用于夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機械臂驅動模塊帶動機械臂運動來調整第三圖像采集模塊的監測角度，最終實現巡線機器人對電力線路的全方位監控。

進一步地，所述中央處理器還與服務器相連，所述服務器與遠程監控終端相連。這樣能夠通過遠程監控終端實現監控人員對可飛行式電力線路巡線作業機器人的工作狀態遠程實時監控。

本發明的第二目的是提供一種可飛行式電力線路巡線作業機器人的工作方法。

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人的工作方法，包括：

中央處理器控制機械臂驅動模塊帶動機械臂運動，進而帶動機械臂末端的末端執行器或機械手動作，最終實現可飛行式電力線路巡線作業機器人的巡線作業；

中央處理器通過控制旋翼驅動模塊來驅動旋翼工作，使得可飛行式電力線路巡線作業機器人飛行至預設位置處。

該工作方法還包括：中央處理器控制旋翼臂驅動模塊來驅動旋翼臂折疊至旋翼容納空間內。

該工作方法還包括：安裝在機器人本體上的第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊分別監測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態圖像信息并傳送至中央處理器；

設置于所述機械臂末端的末端執行器或機械手夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機械臂驅動模塊帶動機械臂運動來調整第三圖像采集模塊的監測角度，最終實現巡線機器人對電力線路的全方位監控。

該方法還包括：中央處理器將接收到的電力線路的全方位監控信息傳送至服務器，再由服務器傳送至遠程監控終端進行實時監控。

本發明的有益效果為：

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人中設計有旋翼臂，旋翼臂連接在機器人本體上，適用于機器人需要經常飛行，且工作環境不太復雜的情形，即，旋翼不會影響機器人作業或與周圍的物體發生干涉；也可以工作在工作環境復雜的情形，此時旋翼臂鉸鏈連接至機器人本體上，而且旋翼臂可折疊，通過中央處理器控制旋翼臂驅動模塊使得旋翼折疊至旋翼容納空間內，避免了旋翼與機器人作業或與周圍的物體發生干涉的問題。

此外，本發明的巡線機器人在飛行狀態下工作，提高整體的巡線效率，而且在桿塔附近等附件較多的區域，使巡線機器人懸掛在線路上工作，保證巡線的精度；在需要作業的地點，機器人可直接到達該地點進行作業。

附圖說明

圖1是一種可飛行式電力線路巡線作業機器人的結構實施例一的示意圖。

圖2是一種可飛行式電力線路巡線作業機器人的結構實施例二的示意圖。

其中，1、電控箱；2、旋翼臂；3、旋翼；4、機器人本體。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，可以是兩個元件內部的連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面描述的本發明不同實施例方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

本發明的作業機構為電力線路巡線作業機器人、高空清潔機器人或現有的其他結構的機器人。

下面以電力線路巡線作業機器人為例來說明本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人。下面所涉及的中央處理器為現有型號的控制器或處理器，比如PLC、FPGA或其他可編程的控制器或處理器。

圖1是一種可飛行式電力線路巡線作業機器人的結構實施例一的示意圖。

如圖1所示的，本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人，包括機器人本體4，所述機器人本體4的下方固定連接有電控箱1，所述電控箱1內設有中央處理器，中央處理器用于控制機器人本體執行電力巡線動作；所述機器人本體4上還連接有旋翼臂2，所述旋翼臂2與旋翼3相連，所述旋翼3與旋翼驅動模塊相連，旋翼驅動模塊與中央處理器相連。

機器人本體4包括行走機構，其包括機械臂驅動模塊和機械臂，所述機械臂驅動模塊與中央處理器相連，所述機械臂的末端設置有末端執行器或機械手，中央處理器用于控制機械臂驅動模塊帶動機械臂運動，實現可飛行式電力線路巡線作業機器人的巡線作業。

其中，末端執行器包括減速機構，所述減速機構與電機驅動機構相連，所述電機驅動機構與中央處理器相連；所述減速機構用于安裝電力線路巡線檢測儀，所述中央處理器用于控制電機驅動機構發出驅動信號，再經減速機構減速后來驅動機械臂運動來實現監測電力線路的監測。

電力線路巡線檢測儀可以為：圖像采集裝置，比如紅外攝像頭和可見光攝像頭；或溫度檢測儀，或電力用紫外成像儀。

其中，蝸輪蝸桿機構具有自鎖性，用于保持電力線路巡線檢測儀，以避免任意擺動。

進一步地，所述旋翼臂2固定安裝在機器人本體上。

其中，旋翼驅動模塊為驅動結構，可采用驅動電機來實現。

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人的旋翼臂固定安裝在機器人本體上，適用于機器人需要經常飛行，且工作環境不太復雜的情形，即，旋翼不會影響機器人作業或與周圍的物體發生干涉。

進一步地，所述機器人本體還安裝有第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊，分別用于監測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態圖像信息并傳送至中央處理器；設置于所述機械臂末端的末端執行器或機械手用于夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機械臂驅動模塊帶動機械臂運動來調整第三圖像采集模塊的監測角度，最終實現巡線機器人對電力線路的全方位監控。

進一步地，所述中央處理器還與服務器相連，所述服務器與遠程監控終端相連。這樣能夠通過遠程監控終端實現監控人員對可飛行式電力線路巡線作業機器人的工作狀態遠程實時監控。

其中，第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊和第三圖像采集模塊均為攝像頭模組，所述攝像頭模塊包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。

紅外攝像頭用來測溫，可見光攝像頭用來監測線路及附件的實際狀態。

圖2是一種可飛行式電力線路巡線作業機器人的結構實施例二的示意圖。

如圖2所示，旋翼臂2鉸鏈連接至機器人本體上，所述機器人本體4與電控箱1之間還預留有旋翼容納空間，所述旋翼臂2還與旋翼臂驅動模塊相連，旋翼臂驅動模塊與中央處理器相連，所述中央處理器用于控制旋翼臂驅動模塊來驅動旋翼臂折疊至旋翼容納空間內。

其中，旋翼驅動模塊為驅動結構，可采用驅動電機來實現。

本發明的旋翼臂鉸鏈連接至機器人本體上，而且旋翼臂可折疊，能夠將旋翼折疊至旋翼容納空間內，避免了旋翼與機器人作業或與周圍的物體發生干涉的問題。

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人的工作方法，包括：

中央處理器控制機械臂驅動模塊帶動機械臂運動，進而帶動機械臂末端的末端執行器或機械手動作，最終實現可飛行式電力線路巡線作業機器人的巡線作業；

中央處理器通過控制旋翼驅動模塊來驅動旋翼工作，使得可飛行式電力線路巡線作業機器人飛行至預設位置處。

該工作方法還包括：中央處理器控制旋翼臂驅動模塊來驅動旋翼臂折疊至旋翼容納空間內。

該工作方法還包括：

安裝在機器人本體上的第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊分別監測巡線機器人前進方向及反方向的電力線路運行狀態圖像信息并傳送至中央處理器；

設置于所述機械臂末端的末端執行器或機械手夾持第三圖像采集模塊，在中央處理器的控制作用下，機械臂驅動模塊帶動機械臂運動來調整第三圖像采集模塊的監測角度，最終實現巡線機器人對電力線路的全方位監控。

該方法還包括：中央處理器將接收到的電力線路的全方位監控信息傳送至服務器，再由服務器傳送至遠程監控終端進行實時監控。

本發明的可飛行式電力線路巡線作業機器人也可以工作在工作環境復雜的情形，此時旋翼臂鉸鏈連接至機器人本體上，而且旋翼臂可折疊，通過中央處理器控制旋翼臂驅動模塊使得旋翼折疊至旋翼容納空間內，避免了旋翼與機器人作業或與周圍的物體發生干涉的問題。

此外，本發明的巡線機器人在飛行狀態下工作，提高整體的巡線效率，而且在桿塔附近等附件較多的區域，使巡線機器人懸掛在線路上工作，保證巡線的精度；在需要作業的地點，機器人可直接到達該地點進行作業。

本發明的飛行機構及作業機構的其他結構均為現有結構，此處將不再累述。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。