CN102621983B - 绝缘子检测机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子检测机器人行走机构，其包含至少一组行走装置，所述行走装置包括驱动支架、滚轮支架、若干滚轮、驱动电机、传动装置和支撑装置，所述支撑装置包括联板、电机座和支撑轴，所述电机座固定在联板内侧，支撑轴贯穿电机座的中心并与联板固定连接，电机座和驱动支架之间的支撑轴上通过轴承套装有传动装置；所述电机座上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上与传动装置相连，传动装置另一端固定有驱动支架，在驱动支架末端固定若干滚轮支架，滚轮支架上设有至少一个滚轮。本发明结构紧凑，移动速度快，短接绝缘子片数少，对绝缘子磨损小，安全保护性好，使用范围广，能够适应双联水平绝缘子串、单串耐张绝缘子串、悬垂绝缘子串及V型绝缘子串。

Description

绝缘子检测机器人行走机构

技术领域

本发明涉及一种移动机器人行走机构，尤其是一种可用来完成高压线路水平、悬垂、V型绝缘子的检测工作，以代替人工作业的缘子串带电检测机器人。

背景技术

随着我国电力系统的不断发展，电网安全、稳定运行越来越受到重视。尤其在近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，为保证高压输电线路的电气安全，在高压输电线路运行使用一段时间后，需要检测线路的电气性能，特别是绝缘子的绝缘安全性能，防止短路或短路等现象的发生。

目前国内基本仍然采用人工高空作业的传统检测方式，工作人员携带绝缘子检测仪等工具爬上杆塔，逐串检测塔上所有的绝缘子，这种方式劳动强度大、作业周边环境恶劣，带电作业安全性低。

中国专利ZL200820232350.0公开了一种绝缘子检测机器人，包括第一履带轮、箱体、第二履带轮、变距伸缩机构及探头驱动机构，箱体上安装有变距伸缩机构，第一、二履带轮位于箱体两侧、分别与变距伸缩机构相铰接，第一、二履带轮上分别连接有第一、二行程传感器；箱体的下方设有探头驱动机构。综合分析，此专利主要有如下缺点：其行走机构采用两个履带轮的形式，只能沿水平双串绝缘子串行走，无法检测检测水平单串耐张绝缘子串、悬垂绝缘子串及V型绝缘子串。

中国专利ZL201120069946.5公开了一种高压与超高压输电线路的绝缘子检测设备，包括对称设置的两个环形支架，两个环形支架上分别设置有爬行机构，两个爬行机构之间通过连接板连接；爬行机构包括对称设置的两个导轨，两个导轨上分别设置卡脚机构；卡脚机构包括滑动装置和摆动装置，滑动装置包括滑动设置在导轨上的卡脚滑块，摆动装置包括摆动键套，摆动键套通过轴承连接到卡脚滑块上；摆动键套套设在摆动键轴上，摆动键套上固设有卡脚；卡脚滑块连接有主动驱动步进伺服电机，摆动键轴连接有卡脚摆动驱动伺服机构。综合分析，此专利主要有如下缺点：其主要针对高压成对并垂直设置的绝缘子的检测，无法在水平单串耐张绝缘子串及V型绝缘子串上运行；并且，其行走机构采用卡爪卡住绝缘子交替上升，移动速度缓慢，检测效率低下。

中国专利申请01102273.6公开了一种高压输电线路绝缘子带电智能监测仪，它包括有能够套设在绝缘子本体周边的环形支架，环形支架的本体上设置有能够沿绝缘子瓶沿爬行的爬行机构，检测探头设置于环形支架或爬行机构上，其控制电路输出接控制爬行机构、探头的控制端，输入接探头的输出端，控制电路控制爬行机构、探头的检测动作，并接收探头的输出信号。综合分析，此专利主要有如下缺点：其其行走机构同样采用了卡爪卡住绝缘子边沿，交替上升，移动速度缓慢，检测效率低下；主要检测水平绝缘子串，在检测悬垂、V型绝缘子串时，由于绝缘子表面非常的光滑，履带结构爬行容易打滑，运行不便。

美国专利申请公开号为：US2010/0100239A1公开了一种绝缘子串检测机器人机械结构，机器人本体沿带电悬垂绝缘子串往复运动，包括上下可调节环绕绝缘子支架，安装在机器人本体移动的驱动模块，电子检测模块，用于将机器人本体和安装卸载机构连接的连接模块，手动将机器人从绝缘子上拆除的开关翼模块，两侧绝缘子电特性的测量模块，控制机器人动作的控制器以及探测绝缘子缺损的缺损探测单元。但是，该专利申请主要针对的是带电悬垂绝缘子串的检测，其结构包括3个驱动模块，每个驱动模块分别由3个电机驱动，在控制过程中控制3个电机同步比较困难，很容易造成机器人整体重心偏移难以控制。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种绝缘子串带电检测机器人行走机构，其结构紧凑，移动速度快，连续性好，对绝缘子磨损小，使用范围广，能够适应双联水平绝缘子串、单串耐张绝缘子串、悬垂绝缘子串及V型绝缘子串。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种绝缘子检测机器人行走机构，其包含至少一组行走装置，所述行走装置包括驱动支架、滚轮支架、若干滚轮、驱动电机、传动装置和支撑装置，所述传动装置包括大齿轮和小齿轮，所述支撑装置包括联板、电机座和支撑轴；

所述电机座固定在联板内侧，支撑轴贯穿电机座的中心并与联板固定连接，电机座和驱动支架之间的支撑轴上通过轴承套装有大齿轮；所述电机座上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上连接有小齿轮，小齿轮大齿轮相啮合，大齿轮外表面固定有驱动支架，在驱动支架末端固定若干滚轮支架，滚轮支架上设有至少一个滚轮。

所述驱动支架为一个或多个，驱动支架形状为Y形(3根杆)或十字交叉型或五杆型，只要其形状在机器人运行过程中能够实现连续旋转爬行并且不与绝缘子干涉即可。

所述滚轮支架上设置有至少一个滚轮，滚轮采用尼龙材料，减小对绝缘子表面的摩擦，当然，也可不设置滚轮和滚轮支架，直接利用驱动支架作为整个行走机构的支撑腿。

本发明的传动装置也可由同步带传动或者链条链轮传动或者涡轮蜗杆等代替，或者驱动电机直接与旋转的驱动支架相连。

所述联板上设置有位于驱动电机外围的框架，框架上固定吊环。

本发明的工作原理：

本发明机器人上串时，用绝缘绳吊装在吊环处即可，到达安装位置后，调整机器人行走机构姿态，保证行走机构末端的滚轮踩在绝缘子的上表面上。

在悬垂或者V型绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的的驱动支架转动，固定在末端的滚轮交替上升或下降，踩住绝缘子的表面，在重力的作用下，实现整个机器人的前进或后退；滚轮都采用尼龙材料，减小对绝缘子表面的磨损。

在水平绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的的驱动支架转动，设置在驱动支架末端的两个滚轮前后错置，前后轮分别与绝缘子的上下表面接触，实现机器人的前进或者后退。

本发明的有益效果是，本发明由于采用上述结构，旋转的驱动支架带动滚轮交替上升，实现机器人的前进或者后退，对绝缘子磨损小，运动连续性好，行走平稳；安装方便，安全性高，行走机构最多接触2片绝缘子片，短接绝缘子片数少，符合电力作业规则，将高压绝缘子串检测工作由人工高空作业变为了对人身没有危害的机器人作业；适用范围广，可适用于所有的瓷质和玻璃的绝缘子检测工作。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明两组行走装置组合使用立体结构示意图；

其中：1为滚轮，2为滚轮支架，3为驱动支架，4为支撑轴，5为联板，6为框架，7为吊环，8为驱动电机，9为小齿轮，10为大齿轮，11为电机座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明在水平绝缘子串上运行，如图1所示，包括至少一个驱动支架3、若干滚轮支架2、若干滚轮1、驱动电机8、小齿轮9、大齿轮10、联板5、电机座11和支撑轴4。

电机座11固定在联板5内侧，支撑轴4贯穿电机座11的中心并与联板5固定连接，电机座11和驱动支架3之间的支撑轴4上通过轴承套装有大齿轮10；所述电机座11上固定安装有驱动电机8，驱动电机8的输出轴上连接有小齿轮9，小齿轮大齿轮相啮合，大齿轮10外表面固定有驱动支架3，在驱动支架3末端固定若干滚轮支架2，滚轮支架2上设有至少一个滚轮1。

本发明的工作原理：

机器人上串时，用绝缘绳吊装在吊环7处即可，到达安装位置后，调整机器人行走机构姿态，保证行走机构末端的滚轮1踩在绝缘子的上表面上。

在悬垂或者V型绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机8工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的的驱动支架3转动，固定在末端的滚轮1交替上升或下降，踩住绝缘子的表面，在重力的作用下，实现整个机器人的前进或后退；滚轮1都采用尼龙材料，减小对绝缘子表面的磨损。

在水平绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机8工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的的驱动支架3转动，设置在驱动支架3末端的两个滚轮1前后错置，前后轮分别与绝缘子的上下表面接触，实现机器人的前进或者后退。

本发明还可以由多组前述实施例的结构组合使用。如图2所示，是由两组结构组合使用。

本发明的驱动支架3也可以为一个或多个，驱动支架3形状可以为Y形(3根杆)或十字交叉型或五杆型，只要其形状在机器人运行过程中能够实现连续旋转爬行并且不与绝缘子干涉即可。

滚轮支架2设置有至少一个滚轮1，滚轮1采用尼龙材料，减小对绝缘子表面的摩擦，当然，也可不设置滚轮，直接利用驱动支架3作为整个行走机构的支撑腿。

本发明的传动装置也可由同步带传动或者链条链轮传动或者涡轮蜗杆等代替，或者驱动电机8直接与旋转的驱动支架相连。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种绝缘子检测机器人行走机构，其特征是，其包含至少一组行走装置，所述行走装置包括驱动支架、滚轮支架、若干滚轮、驱动电机、传动装置和支撑装置，所述支撑装置包括联板、电机座和支撑轴，所述电机座固定在联板内侧，支撑轴贯穿电机座的中心并与联板固定连接，电机座和驱动支架之间的支撑轴上通过轴承套装有传动装置；所述电机座上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上与传动装置相连，传动装置另一端固定有驱动支架，在驱动支架末端固定若干滚轮支架，滚轮支架上设有至少一个滚轮；

所述驱动支架为一个，驱动支架形状为三角形或十字交叉型或五杆型；所述滚轮支架每一端上均前后错置分布有两个滚轮，旋转的驱动支架带动滚轮交替上升，前后轮分别与绝缘子的上下表面接触，实现机器人的前进或者后退；行走机构最多接触2片绝缘子片，短接绝缘子片数少；

在悬垂或者V型绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的驱动支架转动，固定在末端的滚轮交替上升或下降，踩住绝缘子的表面，在重力的作用下，实现整个机器人的前进或后退；滚轮都采用尼龙材料，减小对绝缘子表面的磨损；

在水平绝缘子上运行时，当机器人抱紧绝缘子串后，遥控驱动电机工作，通过传动装置或者直接由电机驱动两侧的驱动支架转动，设置在驱动支架末端的两个滚轮前后错置，前后轮分别与绝缘子的上下表面接触，实现机器人的前进或者后退。

2.如权利要求1所述的绝缘子检测机器人行走机构，其特征是，所述传动装置为齿轮传动或者同步带传动或者链条链轮传动或者涡轮蜗杆，或者驱动电机直接与旋转的驱动支架相连。

3.如权利要求2所述的绝缘子检测机器人行走机构，其特征是，所述齿轮传动包括大齿轮和小齿轮，所述大齿轮通过轴承套装于电机座和驱动支架之间的支撑轴上，小齿轮设置于驱动电机的输出轴上。

4.如权利要求1所述的绝缘子检测机器人行走机构，其特征是，所述驱动电机为一个或两个。

5.如权利要求1所述的绝缘子检测机器人行走机构，其特征是，所述联板上设置有位于驱动电机外围的框架，框架上固定吊环。

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