本發(fā)明屬于架線施工的，具體涉及一種架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人及其劃印方法和弧垂測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)器人的架線施工過(guò)程中導(dǎo)地線弧垂值測(cè)量、間隔棒安裝位置確定和自組網(wǎng)是機(jī)器人主要的功能。但現(xiàn)有的機(jī)器人在使用時(shí)存在一些不足：

2、首先，傳統(tǒng)的弧垂測(cè)量易受天氣、地形影響，視線受阻時(shí)測(cè)量困難。同時(shí)，人工觀測(cè)的測(cè)量質(zhì)量起伏較大。

3、其次，在輸電線路建設(shè)中，高落差、大跨越的工程環(huán)境對(duì)施工提出了較高的技術(shù)要求，間隔棒劃印的高空作業(yè)不僅需要多人協(xié)作測(cè)量，勞動(dòng)強(qiáng)度高，而且作業(yè)精度相對(duì)較低。

4、另外，現(xiàn)有的機(jī)器人可能無(wú)法保持與線路的穩(wěn)定接觸，重量較大，從而影響了穩(wěn)定性，單輪運(yùn)行效率更低。

5、針對(duì)以上問(wèn)題，亟需一種架線施工智能監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人，具有劃印設(shè)計(jì)，且重量輕、體積小，具有更強(qiáng)的適應(yīng)線路能力和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人及其劃印方法和弧垂測(cè)量方法，該監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人重量輕、體積小、具有更好的便捷性、更強(qiáng)的適應(yīng)線路能力、更穩(wěn)定的移動(dòng)性，以使弧度測(cè)量和劃印更加的精確。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，提供一種架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人，包括上位機(jī)、主體結(jié)構(gòu)、通訊單元、控制單元和導(dǎo)航定位單元；所述主體結(jié)構(gòu)包括機(jī)架、劃印機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和壓緊防脫線機(jī)構(gòu)；

4、所述導(dǎo)航定位單元用于獲取主體結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)位置，所述控制單元通過(guò)通訊單元接收上位機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)，以控制行走機(jī)構(gòu)和劃印機(jī)構(gòu)動(dòng)作；

5、所述行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架的一側(cè)，所述行走機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)所述行走輪；所述行走輪能夠在行走驅(qū)動(dòng)的作用下旋轉(zhuǎn)；所述劃印機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上且位于兩個(gè)行走輪的中間；所述壓緊防脫線機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上；所述壓緊防脫線機(jī)構(gòu)與行走機(jī)構(gòu)分別位于待監(jiān)測(cè)線路或者管道的上下兩側(cè)。

6、可選地，所述通訊單元包括第一數(shù)傳模塊、第一lora模塊和第一網(wǎng)絡(luò)模塊；所述控制單元包括工控機(jī)和單片機(jī)；所述導(dǎo)航定位單元包括第一rtk模塊和第二網(wǎng)絡(luò)模塊；所述上位機(jī)包括第二lora模塊；

7、在有網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所述上位機(jī)和工控機(jī)采用第一網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行通訊，第一rtk模塊通過(guò)第二網(wǎng)絡(luò)模塊接收衛(wèi)星信號(hào)，以獲取機(jī)器人和待監(jiān)測(cè)線路兩端電塔的位置信息；

8、在無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所述上位機(jī)和工控機(jī)采用第一lora模塊和第二lora模塊進(jìn)行通訊，第一rtk模塊通過(guò)第一數(shù)傳模塊接收基站的差分?jǐn)?shù)據(jù)，并對(duì)接收的基站的差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行差分計(jì)算，以獲取機(jī)器人和待監(jiān)測(cè)線路兩端電塔的位置信息；

9、所述工控機(jī)接收第一rtk模塊傳遞的機(jī)器人和待監(jiān)測(cè)線路兩端電塔的位置信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以指令單片機(jī)控制行走機(jī)構(gòu)和劃印機(jī)構(gòu)執(zhí)行任務(wù)。

10、可選地，兩個(gè)所述行走輪通過(guò)同步帶組件相連，所述行走驅(qū)動(dòng)為自帶剎車結(jié)構(gòu)的行走電機(jī)；所述行走電機(jī)與其中一個(gè)所述行走輪相連；所述行走電機(jī)通過(guò)電機(jī)座安裝在所述機(jī)架上；

11、所述行走機(jī)構(gòu)還包括擋板和軸承襯板；所述軸承襯板安裝在機(jī)架上，兩個(gè)所述行走輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述軸承襯板上；所述擋板有四個(gè)，且分別位于行走輪的端面上。

12、可選地，所述劃印機(jī)構(gòu)包括套筒、推桿、劃印電機(jī)和印章；所述套筒安裝在所述機(jī)架上；所述推桿位于套筒內(nèi)，且底部與印章相連；所述劃印電機(jī)通過(guò)中間組件與推桿相連；當(dāng)所述劃印電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，所述推桿上下移動(dòng)以帶動(dòng)印章按壓或者遠(yuǎn)離待監(jiān)測(cè)線路或者管道。

13、可選地，所述壓緊防脫線機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，且分別位于劃印機(jī)構(gòu)的左右兩側(cè)；所述壓緊防脫線機(jī)構(gòu)包括：壓緊輪、壓緊支架、卡扣座和扭簧合頁(yè)；所述壓緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接在壓緊支架上；所述壓緊支架和卡扣座通過(guò)扭簧合頁(yè)相連；所述卡扣座可拆卸式安裝在機(jī)架上。

14、可選地，所述機(jī)架上設(shè)置有連接塊；所述連接塊上設(shè)置有滑軌，所述連接塊內(nèi)部設(shè)置有頭部能夠伸出滑軌的彈簧銷；所述卡扣座滑動(dòng)連接在滑軌上，且內(nèi)部設(shè)置有容許彈簧銷插入的定位孔；所述卡扣座設(shè)置有滑動(dòng)穿設(shè)卡扣座側(cè)壁的按壓塊；所述按壓塊與卡扣座上連接有復(fù)位彈簧；當(dāng)所述彈簧銷的頭部插入所述定位孔時(shí)，所述按壓塊和彈簧銷位于一條直線；按壓所述按壓塊后，能夠驅(qū)使所述彈簧銷脫離定位孔，以解除卡扣座與連接塊的限位。

15、可選地，還包括可拆卸電池，所述可拆卸電池安裝在機(jī)架上，且為主體結(jié)構(gòu)、通訊單元、控制單元和導(dǎo)航定位單元的用電件提供電力。

16、第二方面，提供一種使用架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人的弧垂測(cè)量方法，基于第一方面所述的架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人，包括：

17、采集待監(jiān)測(cè)線路兩端電塔的經(jīng)緯度信息和高程信息，將信息傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)電塔的經(jīng)緯度信息和高程信息，獲取機(jī)器人進(jìn)行弧垂測(cè)量的目標(biāo)位置；

18、通過(guò)第一rtk模塊獲取機(jī)器人的當(dāng)前位置信息，并將機(jī)器人的當(dāng)前位置信息傳輸給工控機(jī)；工控機(jī)基于上位機(jī)傳輸?shù)臋C(jī)器人進(jìn)行弧垂測(cè)量的目標(biāo)位置和機(jī)器人的當(dāng)前位置信息，發(fā)送指令信號(hào)至單片機(jī)，單片機(jī)控制行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)至目標(biāo)位置；所述機(jī)器人的當(dāng)前位置信息包括機(jī)器人的經(jīng)緯度和高程信息；

19、對(duì)待監(jiān)測(cè)線路進(jìn)行緊線作業(yè)，工控機(jī)實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人的當(dāng)前位置信息，并修正機(jī)器人的位置使其穩(wěn)定在目標(biāo)位置；

20、基于機(jī)器人處于目標(biāo)位置的高程信息以及電塔的經(jīng)緯度信息和高程信息，通過(guò)弧垂算法計(jì)算獲取機(jī)器人目標(biāo)位置的弧垂值。

21、第三方面，提供一種使用架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人的劃印方法，基于上述第一方面所述的架線施工的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人，包括：

22、通過(guò)第一rtk模塊獲取機(jī)器人的當(dāng)前位置信息，并將當(dāng)前位置信息傳輸至工控機(jī)；

23、工控機(jī)根據(jù)施工要求獲取兩個(gè)電塔之間所有目標(biāo)劃印位置；

24、通過(guò)單片機(jī)控制行走機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以使主體結(jié)構(gòu)依次移動(dòng)至每一個(gè)目標(biāo)劃印位置，在主體結(jié)構(gòu)到達(dá)目標(biāo)劃印位置后，工控機(jī)通過(guò)單片機(jī)控制劃印機(jī)構(gòu)進(jìn)行劃印操作；

25、完成所有目標(biāo)劃印位置的劃印后，控制行走機(jī)構(gòu)返回起始位置。

26、可選地，所述工控機(jī)根據(jù)施工要求獲取兩個(gè)電塔之間所有目標(biāo)劃印位置為通過(guò)線距模式獲取兩個(gè)電塔之間所有目標(biāo)劃印位置；

27、所述通過(guò)線距模式獲取兩個(gè)電塔之間所有目標(biāo)劃印位置，具體過(guò)程為：

28、計(jì)算兩個(gè)電塔的線長(zhǎng)；

29、

30、其中，為兩個(gè)電塔之間的待監(jiān)測(cè)線路的線長(zhǎng)，h為兩個(gè)電塔之間的水平張力，ω為兩個(gè)電塔之間單位長(zhǎng)度的待監(jiān)測(cè)線路的自重力，sh為雙曲正弦函數(shù)，la為待監(jiān)測(cè)線路最低點(diǎn)至其中一個(gè)電塔的水平距離，x為兩個(gè)電塔之間的待監(jiān)測(cè)線路在橫坐標(biāo)下的長(zhǎng)度；

31、基于線長(zhǎng)等距均分，獲取位于兩個(gè)電塔之間待監(jiān)測(cè)線路的所有目標(biāo)劃印位置。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、(1)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人重量更加輕、體型更加小，利于上線和下線；壓緊防脫線一體設(shè)計(jì)，且通過(guò)可拆卸安裝，能夠適用不同線徑的待監(jiān)測(cè)線路或者管道；另外，壓緊防脫線機(jī)構(gòu)可以在搖擺/晃動(dòng)情況下，很好的保證機(jī)器人的安全性；本發(fā)明的監(jiān)測(cè)作業(yè)機(jī)器人能夠自動(dòng)且精確的進(jìn)行弧垂測(cè)量和間隔棒安裝位置的劃印，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度以及用工成本，提高了施工作業(yè)效率和質(zhì)量。

34、(2)本發(fā)明具有劃印功能，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度以及用工成本，提高了施工作業(yè)效率和質(zhì)量。電池可拆卸的設(shè)計(jì)，在戶外使用時(shí)也可以保證續(xù)航，使機(jī)器人的可持續(xù)性大大提高。本技術(shù)的機(jī)器人有兩種通信方式，可以在有網(wǎng)和無(wú)網(wǎng)狀態(tài)保證各個(gè)單元的互聯(lián)互通，大大提高了機(jī)器人的性能。

35、(3)本發(fā)明的行走輪有兩個(gè)，可以很好的沿坡度30°以內(nèi)的線路行走和駐停，相比于傳統(tǒng)的雙輪，重量更加的輕，減少了30％左右，安全性和便攜性更高。