CN101513733A - 架空线路清障检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空线路清障检测机器人，包括电器箱，电器箱上安装两侧板，两侧板上部安装第一安装板，第一安装板上安装第二安装板，第二安装板与第一安装板之间安装主动轮，第一安装板上安装行走电机，行走电机与主动轮连接，第一安装板上安装摄像头支杆，摄像头支杆上安装第二电机，第二电机的输出轴上安装摄像头座，摄像头座上安装第一电机，第一电机的输出轴上安装摄像头，第二侧板上安装机械臂。它可在带有间隔棒的多根架空线路上畅行无阻，不受间隔棒的影响，并且，可完全替代工作人员进行高空作业，清理悬挂于线路上的杂物，确保线路正常运行。

Description

架空线路清障检测机器人

技术领域

本发明涉及一种架空线路清障检测机器人。

背景技术

架空线路尤其是超高压线路长期处于野外环境之中，风筝、塑料大棚篷布、塑料地膜等危及输电线路运行安全的异物经常悬挂在超高压线路上，如不及时清理，则极易影响电力正常输送。目前对悬挂在架空线路上异物的清除主要是采用人工清理，即通过人员目测或借助望远镜观察确定异物位置，而后由工作人员高空作业清除异物；但是上述方法，存在劳动强度大、高空作业危险性高和效率较低的缺陷，很难达到理想的结果。目前虽然有可以在架空线路行走和实时检测的智能化机器人，但目前这种机器人都只能在单根架空线路上行走，无法在如500kV架空线路的多根电线上跨越间隔棒行进；另外现有的机器人只用于线路巡检，不具有自动清障的功能，无法很好的代替人员进行工作。

发明内容

本发明的目的，是提供了一种架空线路清障检测机器人，它在可带有间隔棒的多根架空线路上畅行无阻，不受间隔棒的影响，并且，可完全替代工作人员进行高空作业，清理悬挂于线路上的杂物，确保线路正常运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：架空线路清障检测机器人，包括电器箱，电器箱上安装第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板的上部安装第一安装板，第一安装板上安装第二安装板，第二安装板与第一安装板之间安装三个主动轮，第一安装板上安装三个行走电机，每个行走电机的输出轴均与一个主动轮连接，第一安装板上安装摄像头支杆，摄像头支杆上安装第二电机，第二电机的输出轴上安装摄像头座，摄像头座上安装第一电机，第一电机的输出轴上安装摄像头，第二侧板上安装第三机械臂、第八电机和第二减速器，第八电机的输出轴与第二减速器的输入轴连接，第二减速器的输出轴与第三机械臂的一端连接，第三机械臂的另一端安装第六电机，第六电机的输出轴上安装第四机械臂，第四机械臂上安装第四电机，第四电机的输出轴上安装第五减速装置，第五减速装置上安装夹钳座，夹钳座上安装第一夹钳和第二夹钳，第一夹钳和第二夹钳的一端分别与夹钳座铰连，第一夹钳上安装第一连杆和第三连杆，第一连杆的一端与第一夹钳铰连，第一连杆的另一端与夹钳座铰连，第三连杆的中部与夹钳座铰连，第三连杆的上端与第一夹钳铰连，第三连杆的下端安装第一连接片，第一连接片的上端与第三连杆铰连，第一连接片的下端安装钢索，第二夹钳上安装第二连杆和第四连杆，第二连杆的一端与第二夹钳铰连，第二连杆的另一端与夹钳座铰连，第四连杆的中部与夹钳座铰连，第四连杆的上端与第二夹钳铰连，第四连杆上安装第二连接片，第二连接片的上端与第四连接杆铰连，第二连接片的下端与钢索连接，第四机械臂上安装拉紧机构，拉紧机构与钢索连接。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：电器箱上安装第二从动轮和第一从动轮，电器箱上安装两块第二越障板和两块第一越障板，两块第二越障板位于第二从动轮两侧，两块第一越障板位于第一从动轮两侧。所述的拉紧机构由第五电机、传动箱、丝杠、螺母和连接件连接构成，第四机械臂上安装传动箱，传动箱内安装丝杠，丝杠的外周安装螺母，螺母上安装连接件，连接件与钢索连接，传动箱上安装第五电机，第五电机的输出轴与丝杠连接。第二连杆上安装第二扭簧，第二扭簧的一端与第二连杆连接，第二扭簧的另一端与夹钳座连接，第一连杆上安装第一扭簧，第一扭簧的一端与第一连杆连接，第一扭簧的另一端与夹钳座连接。第一侧板上安装放电刷。第二侧板上安装第一机械臂、第七电机和第一减速器，第七电机的输出轴与第一减速器的输入轴连接，第一减速器的输出轴与第一机械臂连接，第一机械臂上安装第三电机，第三电机的输出轴上安装第二机械臂，第二机械臂的另一端安装砂轮电机，砂轮电机的输出轴上安装砂轮，砂轮的外周安装砂轮架，砂轮架与第二机械臂连接。

本发明的有益效果在于：它具有悬挂机构，可牢固悬挂于架空线路上，并可不受间隔棒的影响，在多根架空线路上行走自如，他还装有活动灵活的机械手臂，可准确快捷地清理线路上的杂物，且不会对线路造成损坏。它装有摄像头，可将线路及周围的图像传给地面的工作人员，可方便工作人员进行远距离操控，提高工作效率。本发明还具有结构简洁、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的后视结构示意图；图3是图1的I局部放大结构示意图；图4是图3的A向放大结构示意图；图5是图1的B向放大结构示意图。

标号说明：1摄像头  2第一电机  3第二电机  4第二安装板  5行走电机  6挂环  7第三电机  8第四电机  9第五电机  11第一从动轮  12第一越障板  13放电刷  14主动轮  15砂轮架  16砂轮  17砂轮电机  18第七电机  19第八电机  20第一夹钳  21摄像头座  22摄像头支杆  23上导线  24第一侧板  25第二侧板  26第一减速器  27第二减速器  29第六电机30第一机械臂  31第二机械臂  32第三机械臂  33第四机械臂  34第五减速装置  35夹钳座36电器箱  37下导线  38钢索  39传动箱  40丝杠  41螺母  42第二越障板  43第二从动轮44第一连杆  45第二夹钳  46第二连杆  47第一扭簧  48第二扭簧  49连接件  50第一安装板  51第三连杆  52第四连杆  53第二连接片  54第一连接片  55折沿  56安装孔。

具体实施方式

本发明所述的架空线路清障检测机器人包括电器箱36，电器箱36上安装第一侧板24和第二侧板25，第一侧板24和第二侧板25的上部安装第一安装板50，第一安装板50上安装第二安装板4，电器箱36、第一侧板24、第二侧板25和第一安装板50连接构成机体，该机体结构简单、体积小、重量轻，便于安装于架空线上使用，可最大限度的减小机器人对架空线路的影响；第二安装板4与第一安装板50相隔一段距离，第二安装板4相当于悬挂臂，第二安装板4与第一安装板50之间安装三个主动轮14，第一安装板50上安装三个行走电机5，每个行走电机5的输出轴均与一个主动轮14连接，即行走电机5与主动轮14一一对应，如图1所示，三个主动轮14一字排开，位于中间的主动轮14高于两边的主动轮14，当在架空线路上正常行走时，两边的主动轮14转动提供动力，使机器人在架空线上行走，当遇到架空线上的间隔棒，且间隔棒位于两侧的主动轮14之间时，中间的主动轮14转动与间隔棒接触，从而，有利于机器人跨越间隔棒。为便于工作人员观察架空线上障碍物的具体情况，方便对机器人进行操控，第一安装板50上可安装摄像头支杆22，摄像头支杆22上安装第二电机3，第二电机3的输出轴上安装摄像头座21，摄像头座21上安装第一电机2，第一电机2的输出轴上安装摄像头1；第一电机2可带动摄像头1转动进行仰拍或俯拍，第二电机3可带动摄像头1作360度旋转，方便拍摄各角度。第二侧板25上安装清除障碍物的机械臂，具体结构是，第二侧板25上安装第三机械臂32、第八电机19和第二减速器27，第八电机19的输出轴与第二减速器27的输入轴连接，第二减速器27的输出轴与第三机械臂32的一端连接，第三机械臂32的另一端安装第六电机29，第六电机29的输出轴上安装第四机械臂33，第四机械臂33上安装第四电机8，第四电机8的输出轴上安装第五减速装置34，第五减速装置34上安装夹钳座35，夹钳座35上安装第一夹钳20和第二夹钳45，第一夹钳20和第二夹钳45的一端分别与夹钳座35铰连，第一夹钳20上安装第一连杆44和第三连杆51，第一连杆44的一端与第一夹钳20铰连，第一连杆44的另一端与夹钳座35铰连，第三连杆51的中部与夹钳座35铰连，第三连杆51的上端与第一夹钳20铰连，第三连杆51的下端安装第一连接片54，第一连接片54的上端与第三连杆51铰连，第一连接片54的下端安装钢索38，第二夹钳45上安装第二连杆46和第四连杆52，第二连杆46的一端与第二夹钳45铰连，第二连杆46的另一端与夹钳座35铰连，第四连杆52的中部与夹钳座35铰连，第四连杆52的上端与第二夹钳45铰连，第四连杆52上安装第二连接片53，第二连接片53的上端与第四连接杆52铰连，第二连接片53的下端与钢索38连接，第四机械臂33上安装拉紧机构，拉紧机构与钢索38连接。第八电机19为第三机械臂32提供动力，使其可绕其轴线转动，第六电机29可使第四机械臂33相对第三机械臂32转动，第四电机8可使夹钳座35转动，拉紧机构可通过钢索38控制第一夹钳20和第二夹钳45闭合。第四连杆52、第三连杆51、第一连杆44和第二夹钳45连接构成第一夹钳20和第二夹钳45的开合控制机构，经反复实验得知，该机构可使第一夹钳20和第二夹钳45开合更加灵活，并且更加稳定有力。电器箱36内可安装远程发射和接收装置，它可将摄像头1拍摄的图像传给地面的工作人员，也可接收地面工作人员发出的信号，使机器人按指令执行。

使用时，先将机器人吊挂于架空线路上，使上导线23位于第二安装板4和第一安装板50之间，并使两个主动轮14分别与上导线23相触，即将机器人挂于上导线23上；再根据摄像头1拍摄的架空线路具体情况，工作人员控制三台行走电机5分别带动各自的主动轮14转动，将机器人移至线路上的设定地点，并通过控制第八电机19、第六电机29、第五减速装置34和第五电机9，操纵机械臂动作将线路上的悬挂物取下，达到清障的目的。

本发明所述的机器人，其清障的主要线路之一是500KV四分裂导线输电线路，为确保清障时，机器人移动更加稳定，避免发生晃动，如图1和图2所示，电器箱36上可安装第二从动轮43和第一从动轮11，第二从动轮43和第一从动轮11可以是从动辊，第二从动轮43和第一从动轮11与下导线37相接触，为方便机器人能更顺利地跨过架空线上的间隔棒，可在电器箱36上安装两块第二越障板42和两块第一越障板12，两块第二越障板42位于第二从动轮43两侧，两块第一越障板12位于第一从动轮11两侧，如图5所示，第二越障板42相对下导线37倾斜一定角度，第一越障板12也相对下导线37倾斜一定角度，因此，当机器人的第二从动轮43和第一从动轮11接近间隔棒时，第二越障板42和第一越障板12可起导向作用。如图1所示，由于各不同线路中的多根电线之间的间距略有不同，为使本发明所述的架空线路清障检测可在各间距的线路上正常行走，可将第一安装板50与第一侧板24和第二侧板25之间设计成活动连接，具体结构是，第一侧板24和第二侧板25上分别设置折沿55，折沿(55)上开设安装孔56，第一安装板50上开设孔，安装时，先根据需要调整第一安装板50和第一侧板24、第二侧板25之间的位置关系，将第一侧板24和第二侧板25上的安装孔56分别与第一安装板50上的孔对齐，并用螺栓固定。

如图4所示，所述的拉紧机构可由第五电机9、传动箱39、丝杠40、螺母41和连接件49连接构成，第四机械臂33上安装传动箱39，传动箱39内安装丝杠40，丝杠40的外周安装螺母41，螺母41的横断面是非圆形，目的是当丝杠40转动时，确保螺母41无法旋转，而是沿丝杠40作直线运动，螺母41上安装连接件49，连接件49与钢索38连接，传动箱39上安装第五电机9，第五电机9的输出轴与丝杠40连接。当需拉紧钢索38使第一夹钳20和第二夹钳45闭合时，第五电机9带动丝杠40转动，螺母41在丝杠40的作用下沿作直线运动，从而通过连接件49拉紧钢索38，钢索38通过第二连接片53、第一连接片54、第四连杆52、第三连杆51、第一连杆44和第二连杆46分别带动第一夹钳20和第二夹钳45闭合。

如图3所示，第二连杆46上安装第二扭簧48，第二扭簧48的一端与第二连杆46连接，第二扭簧48的另一端与夹钳座35连接，第一连杆44上安装第一扭簧47，第一扭簧47的一端与第一连杆44连接，第一扭簧47的另一端与夹钳座35连接。第二扭簧48和第一扭簧47可使第一夹钳20和第二夹钳45在钢索38的拉力消失的情况下，恢复打开状态，以便于进行下一次夹持。

如图2所示，第一安装板50上可安装挂环6，第一侧板24上安装放电刷13，可利用挂环6用起重机械将机器人吊起挂于上导线23上，在吊挂的过程中放电刷13与运行中的500KV四分裂导线接触，使机器人与500KV四分裂导线形成等电位。

为了便于清除类似塑料薄膜等异物，第二侧板25上可安装第一机械臂30、第七电机18和第一减速器26，第七电机18的输出轴与第一减速器26的输入轴连接，第一减速器26的输出轴与第一机械臂30连接，第一减速器26可带动第一机械臂30转动，第一机械臂30上安装第三电机7，第三电机7的输出轴上安装第二机械臂31，第三电机7可带动第二机械臂31相对第一机械臂30转动，第二机械臂31的另一端安装砂轮电机17，砂轮电机17的输出轴上安装砂轮16，砂轮16的外周安装砂轮架15，砂轮架15与第二机械臂31连接。使用时，砂轮架15固定住悬挂于架空线上的塑料薄膜等杂物，砂轮电机17带动砂轮16转动，对塑料薄膜等杂物进行切削。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (6)

1、架空线路清障检测机器人，其特征在于：包括电器箱(36)，电器箱(36)上安装第一侧板(24)和第二侧板(25)，第一侧板(24)和第二侧板(25)的上部安装第一安装板(50)，第一安装板(50)上安装第二安装板(4)，第二安装板(4)与第一安装板(50)之间安装三个主动轮(14)，第一安装板(50)上安装三个行走电机(5)，每个行走电机(5)的输出轴均与一个主动轮(14)连接，第一安装板(50)上安装摄像头支杆(22)，摄像头支杆(22)上安装第二电机(3)，第二电机(3)的输出轴上安装摄像头座(21)，摄像头座(21)上安装第一电机(2)，第一电机(2)的输出轴上安装摄像头(1)，第二侧板(25)上安装第三机械臂(32)、第八电机(19)和第二减速器(27)，第八电机(19)的输出轴与第二减速器(27)的输入轴连接，第二减速器(27)的输出轴与第三机械臂(32)的一端连接，第三机械臂(32)的另一端安装第六电机(29)，第六电机(29)的输出轴上安装第四机械臂(33)，第四机械臂(33)上安装第四电机(8)，第四电机(8)的输出轴上安装第五减速装置(34)，第五减速装置(34)上安装夹钳座(35)，夹钳座(35)上安装第一夹钳(20)和第二夹钳(45)，第一夹钳(20)和第二夹钳(45)的一端分别与夹钳座(35)铰连，第一夹钳(20)上安装第一连杆(44)和第三连杆(51)，第一连杆(44)的一端与第一夹钳(20)铰连，第一连杆(44)的另一端与夹钳座(35)铰连，第三连杆(51)的中部与夹钳座(35)铰连，第三连杆(51)的上端与第一夹钳(20)铰连，第三连杆(51)的下端安装第一连接片(54)，第一连接片(54)的上端与第三连杆(51)铰连，第一连接片(54)的下端安装钢索(38)，第二夹钳(45)上安装第二连杆(46)和第四连杆(52)，第二连杆(46)的一端与第二夹钳(45)铰连，第二连杆(46)的另一端与夹钳座(35)铰连，第四连杆(52)的中部与夹钳座(35)铰连，第四连杆(52)的上端与第二夹钳(45)铰连，第四连杆(52)上安装第二连接片(53)，第二连接片(53)的上端与第四连接杆(52)铰连，第二连接片(53)的下端与钢索(38)连接，第四机械臂(33)上安装拉紧机构，拉紧机构与钢索(38)连接。

2、根据权利要求1所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于：电器箱(36)上安装第二从动轮(43)和第一从动轮(11)，电器箱(36)上安装两块第二越障板(42)和两块第一越障板(12)，两块第二越障板(42)位于第二从动轮(43)两侧，两块第一越障板(12)位于第一从动轮(11)两侧。

3、根据权利要求2所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于：所述的拉紧机构由第五电机(9)、传动箱(39)、丝杠(40)、螺母(41)和连接件(49)连接构成，第四机械臂(33)上安装传动箱(39)，传动箱(39)内安装丝杠(40)，丝杠(40)的外周安装螺母(41)，螺母(41)上安装连接件(49)，连接件(49)与钢索(38)连接，传动箱(39)上安装第五电机(9)，第五电机(9)的输出轴与丝杠(40)连接。

4、根据权利要求1、2或3所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于：第二连杆(46)上安装第二扭簧(48)，第二扭簧(48)的一端与第二连杆(46)连接，第二扭簧(48)的另一端与夹钳座(35)连接，第一连杆(44)上安装第一扭簧(47)，第一扭簧(47)的一端与第一连杆(44)连接，第一扭簧(47)的另一端与夹钳座(35)连接。

5、根据权利要求4所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于：第一侧板(24)上安装放电刷(13)。

6、根据权利要求4所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于：第二侧板(25)上安装第一机械臂(30)、第七电机(18)和第一减速器(26)，第七电机(18)的输出轴与第一减速器(26)的输入轴连接，第一减速器(26)的输出轴与第一机械臂(30)连接，第一机械臂(30)上安装第三电机(7)，第三电机(7)的输出轴上安装第二机械臂(31)，第二机械臂(31)的另一端安装砂轮电机(17)，砂轮电机(17)的输出轴上安装砂轮(16)，砂轮(16)的外周安装砂轮架(15)，砂轮架(15)与第二机械臂(31)连接。

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