一种用于输电金具X射线检测的行走机构及机器人的制作方法

本技术涉及射线检测，特别是涉及一种用于输电金具x射线检测的行走机构及机器人。

背景技术：

1、传统的高压输电线路通常采用单根导线或双根导线的方式进行布置，但随着电力需求的增长，单根或双根导线已经不能满足高负荷输电的要求，涉及高压、大功率的输电线路时，为了增加传输能力和提高可靠性，往往会采用多分裂导线的方式。多分裂导线是将一根主导线分成多根子导线，通过平行排列在一起进行输电。对于交流1000kv输电线路，每相大多采用8根子导线，呈正八边形分布，对于直流±800kv输电线路，每相大多数采用6根子导线，呈正六边形分布，对于交流500kv输电线路，每相大多采用4根子导线，呈正四边形分布，对于交流220kv输电线路，每相大多采用2根子导线，水平或者竖直分布。

2、多分裂导线系统可以提供比传统导线系统更大的输电能力。由于导线被拆分成多段，并行排列，使得电流可以在多个导线间平均分配，从而降低了每根导线的电流负荷，减小了温升和线损，提高了整个输电线路的效率和稳定性。同时，多分裂导线系统还具有更好的抗风振性能和较低的故障概率。

3、耐张线夹作为线路上的一种输电金具，是一种用于固定和保护导线的装置，通常位于输电线路塔杆上。它的主要功能是确保导线在额定负荷下的耐张性能，即使在恶劣的环境条件下，也能保持线路的稳定运行。耐张线夹通常由金属制成，具有强度高、刚性好、耐腐蚀等特点。

4、输电线路作为电力传输的重要组成部分，其安全运行对于电网稳定运行至关重要。耐张线夹作为线路的重要连接器件，承载着电线的张力和负荷，其状态直接影响线路的稳定性和安全性。

5、对于线路上输电金具的巡检，传统的无人机输电线路巡检方案只能通过可见光检测到表面缺陷，例如连接螺栓缺失，表面裂纹等。耐张线夹在安装过程中大多数采用基于液压的压接方式，压接的质量通过传统巡检方式无法检测，如果在安装初压接质量不符合标准，运行一段时间后，可能会出现导线在压接处掉落等情况，造成安全事故，为尽早发现耐张线夹缺陷以避免发生事故，传统的耐张线夹射线检测通常需要人员携带射线检查设备登高上塔进行检测，存在以下问题：

6、1.人员登高操作风险：传统的耐张线夹无损检测通常需要工作人员登上输电塔或爬梯进行操作，这增加了高空作业的危险性。工作人员可能会面临坠落、电击等意外风险，对其人身安全构成威胁。

7、2.携带设备不方便：传统的无损检测设备通常体积较大、重量较重，不便于工作人员携带和操作。需要使用滑轮、绳索等辅助设备将设备运送至作业位置，增加了工作难度和时间成本。

8、3、工作效率低下：由于传统方法需要人员手动操作设备，工作速度相对较慢。同时，操作人员还需进行反复攀爬和调整位置，造成了时间的浪费。

9、4、安全与稳定性挑战：在高空作业过程中，受到风力、天气等因素的影响，容易造成设备晃动和操作困难。此外，设备维持平衡和稳定性也是一个挑战，如果不稳固地固定设备可能导致误差和不准确的检测结果。

10、现有技术中还出现了如下耐张线夹射线检测手段：如专利申请号为cn202211118941.6，发明创造名称为一种输电线路无人高空x射线无损探伤系统及无损探伤方法的专利申请文件所提供的方案，通过在导线上固定夹线器、基于夹线器设置爬线绳(主绳、副绳)、基于爬线绳设置的绳索电动升降机、基于绳索电动升降机设置的射线检测设备等，可实现通过绳索将检测设备从地面带入高压电场开展射线检测作业、避免人工等高作业以及提高作业效率等目的。

11、为推进无损检测在电网缺陷检测上的运用，有必要对相关射线检测装置以及方法进行进一步优化。

技术实现思路

1、针对上述提出的对用于电网缺陷检测的无线检测装置以及方法进行进一步优化的技术问题，本实用新型提供了一种用于输电金具x射线检测的行走机构及机器人，本方案可对用于输电金具x射线检测的检测单元进行位置调整，提升检测单元相对于输电金具的位置精度。

2、针对上述问题，本实用新型提供的一种用于输电金具x射线检测的行走机构及机器人通过以下技术要点来解决问题：一种用于输电金具x射线检测的行走机构，包括基座以及安装在基座上侧的挂线行走单元，所述挂线行走单元包括挂线模块，所述挂线模块包括连接座、连接在连接座上的第一压线轮以及第二压线轮；

3、第一压线轮与第二压线轮之间形成有在竖直方向可张合的夹线槽，还包括用于驱动第一压线轮和/或第二压线轮旋转的第三驱动机构；

4、所述连接座通过第二平移机构安装于基座上，所述第二平移机构用于实现连接座相对于导线侧移。

5、现有技术中，为克服如耐张线夹这样的输电金具不能通过表面缺陷检查识别出对导线的压接情况变化的问题、人工登高并基于射线透射完成压接情况变化检查的问题，出现了基于绳索电动升降机，以夹线器以及爬线绳为依托，携带射线检测设备完成相关检查的技术方案。然而，该方案的实施依赖于在导线位置固定的夹线器，在输电线上临时设置夹线器相对困难且存在一定的安全隐患；即使在具有夹线器的情况下，完成爬线绳与夹线器的连接也存在实施难度较大的问题；针对多分裂导线输电的运用，一般在一定的区域范围以内具有多个待检测的耐张线夹，在夹线器限制射线检测设备在导线上位置的情况下，如果要使得射线检测设备能够覆盖更多的耐张线夹，与射线检测设备配套的机械臂装置结构复杂、体积大，存在不利于检测系统便携性以及爬升能力等问题。

6、基于以上问题，本方案提供了如上所述的技术方案。在具体使用时，基座上安装爬线单元以及检测单元，所述爬线单元即为基于钩挂在导线上的爬线绳，可沿着爬线绳由地面上向导线所在位置进行爬升的装置，所述挂线行走单元即为可钩挂在导线上并沿着导线行走的装置，所述检测单元即为具体用于执行基于x射线对输电金具进行缺陷检测的装置，并具体使用为：

7、采用爬线单元，携带检测单元以及挂线行走单元沿钩挂在导线上的爬线绳上升，并上升至挂线行走单元可挂接在导线上的位置；

8、挂线行走单元动作，将挂线行走单元挂接在导线上，所述动作具体是在第二平移机构的作用下基座向导线所在侧侧移，并使得导线由呈张开状态的夹线槽侧面嵌入到第一压线轮与第二压线轮之间，而后通过第一压线轮与第二压线轮相向运动，迫使夹线槽在竖直方向上合拢，将导线夹持在第一压线轮与第二压线轮之间；

9、人工或自动识别挂线行走单元相对于导线上待检输电金具的位置，根据检测结果，第三驱动机构工作，利用第一压线轮和/或第二压线轮与导线之间的摩擦力，迫使挂线行走单元携带检测单元沿着导线行走，以调整检测单元与待检输电金具的相对位置，在所述行走过程中，爬线绳能够随爬线单元移动；

10、移动到所需位置后，通过检测单元对待检输电金具进行无损检测。

11、根据如上描述，当本方案运用在用于输电金具x射线检测的机器人上时，爬线单元爬线过程中挂线行走单元位于导线的侧面，当爬升到位后，通过对所述夹线槽的开合度进行控制以及通过第二平移机构工作驱动挂线模块侧移，即可实现挂线行走单元与导线的连接，而后，在第三驱动机构的作用下即可沿着导线调整检测单元相对于输电金具的位置，这样：

12、爬线绳在导线上的搭接位置仅需要满足挂线行走单元通过沿着导线行走能够将检测单元携带至能够检测输电金具的位置即可，故本方案在实施时，选择爬线绳在导线上的搭接位置可相对随意，并不需要以设置在导线上的夹线器为依托，实施爬线绳搭接在导线上相对于实施爬线绳连接在夹线器上更为简单和安全，有利于检测过程中的安全性、检测效率、便捷性以及适用范围；

13、相较于仅通过爬线绳实现检测单元就位，由于爬线绳具有柔性，本方案便于获得检测单元相对于输电金具更高的位置精度；

14、对于多分裂导线输电运用场景的检测，为适应一定区域范围内的多个待检输电金具，可通过挂线行走单元沿着导线行走适配不同位置的待检金具，这样的对检测单元的位置调整方式高效，为满足单次爬线后进行的多个位置不同输电金具检测目的，由于本方案中设置有挂线行走单元，相对于仅通过机械臂变形调整射线发射装置以及成像板在空间中位置的方式，本方案对简化检测单元的结构设计以及重量设计有利。

15、作为所述的一种用于输电金具x射线检测的行走机构更进一步的技术方案：

16、还包括连接在连接座上的第一驱动机构以及第二驱动机构，第一压线轮连接在第一驱动机构的动作端上，第二压线轮连接在第二驱动机构的动作端上；

17、所述第一驱动机构用于驱动第一压线轮升降运动，第二驱动机构用于驱动第二压线轮升降运动。本方案提供了一种具体的挂线行走单元实现方式，所述挂线模块的工作方式为：当爬线单元运动至能够实现挂线的位置时，第一压线轮与第二压线轮均位于导线的同一侧，并分别在第一驱动机构以及第二驱动机构的作用下处于使得所述夹线槽张开的状态，而后在第二平移机构的作用下，使得导线由处于张开状态的夹线槽侧面嵌入到夹线槽中，而后通过第一驱动机构以及第二驱动机构动作，将导线夹持在所述夹线槽中，而后通过第三驱动机构工作，实现挂线行走单元在导线上行走，较优的运用是第二压线轮位于第一压线轮的正上方，这样，挂线行走单元通过第二压线轮挂设在导线上，并在第一压线轮的作用下可获得夹线槽与导线之间足够的正压力以避免行走打滑。同时，由于分别为两个压线轮均配置有驱动机构，故夹线槽在实际位置在一定范围内可调，这样，可有效降低对爬线单元位置停留精度的要求，当运用为具有两个及两个以上的挂线模块时，由于不同导线可能具有不同的曲率，本方案提供的挂线模块具有可灵活匹配不同夹线模块上所形成夹线槽位置的特点。

18、所述挂线模块的数量大于或等于2，形成于各挂线模块上的不同夹线槽适配于同一导线的不同位置。本方案旨在实现如下目的：挂线行走单元与导线能够形成两个及以上的挂线点，对于机器人在导线上的姿态控制有利；为实现耐张线夹无损检测，导线上具有如防摆锤等其他部件，决定于爬线绳的钩挂位置，当挂线行走单元需要越过防摆锤以运动至检测位置时，不同的挂线模块上的夹线槽通过交替执行张开和合拢(前方的夹线槽张开使得防摆锤能够穿过该夹线槽，后方的夹线槽合拢以保持挂线行走单元在导线上的行走能力)，使得防摆锤能够从第一压线轮、第二压线轮之间穿过的同时，本机器人依然具有在导线上进行行走的能力。

19、所述第二平移机构包括安装于基座上的第二螺杆、用于驱动第二螺杆绕第二螺杆轴线转动的第四驱动机构、螺纹连接在第二螺杆上的第二螺套，第二螺套与基板之间还设置有第二防转约束件，所述第二防转约束件用于阻止第二螺套绕第二螺杆轴线转动；

20、所述连接座安装于第二螺套上。本方案提供了一种连接座在第二平移机构的作用下在基座上可线性平移，以调整挂线模块在基座上位置、相对于爬线单元位置以及导线位置的技术方案。具体的，在爬线过程中，挂线模块同步于爬线单元上升，当需要挂线时，挂线模块由导线的侧面向导线所在侧运动，当相应压线轮其中一个位于导线上方，另一个位于导线下方时，两个压线轮相互靠拢，将导线夹持在所述夹线槽中，在松开对爬线绳的牵拉后，即可实现本机器人在导线上行走。本方案中，当第四驱动机构驱动第二螺杆旋转时，由于第二防转约束件约束第二螺套，使得第二螺套只能够根据第二螺杆的旋转方向沿着第二螺杆前后运动，所述第二防转约束件可以为设置在基座上与第二螺杆平行的导槽或导杆，为降低本机器人的配重，优选为导槽，比如，第二螺套局部嵌于所述导槽中，通过导槽侧壁为第二螺套侧面提供的约束实现防转动约束，第四驱动机构优选为驱动电机。本方案结构简单，连接座在基座上的位置线性可调，同时可以利用相关螺纹实现驱动电机掉电后自锁。

21、还包括安装在基座上的平衡单元，在所述第二平移机构实现连接座相对于导线侧移的过程中，所述平衡单元用于调整行走机构重心在导线侧向方向上的位置。本方案旨在解决以下问题：以如上提出的第二平移机构为例，当挂线模块沿着第二螺杆运动时以及检测单元动作时，本机器人重心在导线侧向方向上的位置发生改变，使得本机器人具有现对于导线偏转的趋势，为了防止该偏转，需要压线槽与导线之间具有较大的夹紧力，即使所述压线槽具有足够的对导线的夹紧力，因为导线偏转也可能造成本机器人偏转，这对检测单元相对于输电金具定位是不利的，以上偏转发生在本行走机构与导线挂线的过程中时也对夹线槽相对于导线的定位精度不利，而采用本方案，如挂线行走单元在动作之前本机器人的重心位于导线的正下方，当挂线行走单元平移时，通过所述平衡单元动作，使得本机器人的重心始终位于导线的正下方。

22、在具体实施时，为实现所述偏转监测，还包括安装在基座上的偏转监测系统，所述偏转监测系统用于检测本行走机构的偏转姿态。在具体实施时，可采用陀螺仪反馈系统进行监测，并在监测到偏转时即通过平衡单元进行偏转控制，也可是设置特定的平衡单元动作策略，该策略使得平衡单元同步于挂线行走单元、检测单元动作，使得本机器人的重心保持在导线的正下。

23、所述平衡单元包括配重结构以及第一平移机构，所述第一平移机构用于实现配重结构相对于导线侧移，配重结构的运动方向与连接座的侧移方向相反。本方案中，所述配重结构可以是仅提供配重作用的配重块，也可以利用本机器人的其他功能部件作为所述配重结构，如将控制机构、蓄电池、为第一驱动机构以及第二驱动机构配套的压缩机或液压机等，具体如：所述机器人还包括用于提供电能的蓄电池，所述配重结构包括所述蓄电池。容易理解的，所述蓄电池为可提供电能的任何形式的电池。

24、所述第一平移机构包括安装于基座上的第一螺杆、用于驱动第一螺杆绕第一螺杆轴线转动的第五驱动机构、螺纹连接在第一螺杆上的第一螺套，第一螺套与基板之间还设置有第一防转约束件，所述第一防转约束件用于阻止第一螺套绕第一螺杆轴线转动；

25、所述配重结构安装于第一螺套上。以上方案提供了一种具体的第一平移机构，该平移机构的具体设计构思与所述第二平移机构的设计构思相同，在具体实施时，所述第二平移机构位于基座的上方，所述第一平移机构位于基座的下方。

26、本方案还涉及一种用于输电金具x射线检测的机器人，包括如上任意一项所述的行走机构。容易理解的，所述机器人为包括所述行走机构的机器人，为使得机器人具有输电金具x射线检测过程中的全部功能，设置为机器人还包括安装在基座上的爬线单元、检测单元，所述检测单元包括射线发射装置以及成像板，射线发射装置、成像板分别通过第一机械臂、第二机械臂与基座相连，为实现挂线行走单元自动控制，还包括控制单元，所述控制单元通过相关位置识别，实现挂线行走单元挂线动作、行走动作自动控制。

27、本实用新型具有以下有益效果：

28、本方案在具体实施时，爬线绳在导线上的搭接位置仅需要满足挂线行走单元通过沿着导线行走能够将检测单元携带至能够检测输电金具的位置即可，故本方案在实施时，选择爬线绳在导线上的搭接位置可相对随意，并不需要以设置在导线上的夹线器为依托，实施爬线绳搭接在导线上相对于实施爬线绳连接在夹线器上更为简单和安全，有利于检测过程中的安全性、检测效率、便捷性以及适用范围；

29、相较于仅通过爬线绳实现检测单元就位，由于爬线绳具有柔性，本方案便于获得检测单元相对于输电金具更高的位置精度；

30、对于多分裂导线输电运用场景的检测，为适应一定区域范围内的多个待检输电金具，可通过挂线行走单元沿着导线行走适配不同位置的待检金具，这样的对检测单元的位置调整方式高效，为满足单次爬线后进行的多个位置不同输电金具检测目的，由于本方案中设置有挂线行走单元，相对于仅通过机械臂变形调整射线发射装置以及成像板在空间中位置的方式，本方案对简化检测单元的结构设计以及重量设计有利。