CN104600624A - 一种野外带电巡检作业机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种野外带电巡检作业机器人，包括车体，车体后部可拆卸连接有登杆机构，登杆机构顶部连接有清扫机构；登杆机构包括下支撑板和上支撑板，下支撑板与上支撑板之间竖直设置有带螺母的滚珠丝杠，滚珠丝杠贯穿上支撑板并且螺母与上支撑板固定连接，滚珠丝杠下端与下支撑板转动连接；下支撑板和上支撑板上均水平设置有夹持机构。 清扫机构包括上臂，上臂端部转动连接有前臂，前臂端部设置有夹持清扫机构。本发明的有益效果是：能够在野外进行电路巡视，并且能够进行登杆和清扫的工作，实现了登杆和绝缘子清理的机械化，替代了人工，省时省力，不但清理比较全面彻底，消除了绝缘子污闪现象， 而且操作简单使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种野外带电巡检作业机器人。
背景技术
随着电网规模逐年的增长，电力线路的运行维护任务也愈加艰巨。10千伏配电网是整个电网中距用户最为接近的一环，其运行状况稳定关乎着企业、居民正常的生产生活。由于10千伏配电网架面积大、数量多，分布广，不利于巡检作业，巡检任务繁重。同时，单纯的线路巡视无法发现变压器、柱上断路器、线夹等设备热故障。尤其在发生闪络放电时，有些故障不易在杆下发现闪络点，需要人工登杆进行巡视，登杆的工作量比较大，而且存在一定的安全隐患。在非停电状态时，10千伏电网中的绝缘子污闪、鸟巢等最为常见的隐患均不能有效地消除。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种操作简单，使用方便的野外带电巡检作业机器人。
本发明是通过以下措施实现的：
本发明的一种野外带电巡检作业机器人，包括车体，车体后部
可拆卸连接有登杆机构，所述登杆机构顶部连接有清扫机构；
所述登杆机构包括下支撑板和上支撑板，所述下支撑板与上支撑板之间竖直设置有带螺母的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠贯穿上支撑板并且螺母与上支撑板固定连接，所述滚珠丝杠下端与下支撑板转动连接；
所述下支撑板和上支撑板上均水平设置有夹持机构，两个夹持机构结构相同且上下正对，每个夹持机构包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅰ，两个夹臂Ⅰ外伸的前部为左右相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅰ后端通过牵拉杆Ⅰ共同转动连接有主电动推杆，所述下支撑板底部设置有蓄电池、控制器、遥控信号接收器和与滚珠丝杠驱动连接的升降减速电机；
所述清扫机构包括固定在上支撑板顶部的底座，所述底座顶部转动连接有上臂，所述上臂端部转动连接有前臂，所述前臂端部设置有夹持清扫机构，所述夹持清扫机构包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅱ，两个夹臂Ⅱ前部为相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅱ后端通过牵拉杆Ⅱ共同转动连接有副电动推杆，两个弧形夹持部上均横向并排设置有若干表面带毛刷的滚筒，所述滚筒端部设置有齿轮，每个弧形夹持部上相邻两个滚筒的齿轮相啮合，并且每个弧形夹持部上的其中一个齿轮驱动连接有清扫电机；
所述控制器连接遥控信号接收器、升降减速电机、主电动推杆的驱动电机、副电动推杆的驱动电机以及清扫电机，遥控信号接收器匹配有手持遥控器。
上述登杆机构底部设置有放置在车体后部上方的底板，所述车体顶部设置有锁孔，底板前端竖直设置有可向下插入锁孔内的电动伸缩杆， 底板后端和车体后端设置有上下对齐的弧形的定位槽，所述车体后端的定位槽侧壁上设置有控制电动伸缩杆动作的触点开关。
上述底座顶部设置有轴承座，所述上臂底端设置有穿入轴承座内的转轴Ⅰ，所述转轴Ⅰ驱动连接有减速电机Ⅰ，所述上臂与前臂之间通过转轴Ⅱ连接，并且转轴Ⅱ驱动连接有减速电机Ⅱ，所述减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ与控制器信号连接。
上述前臂上设置有镜头朝向夹持清扫机构的摄像机，所述摄像机连接有无线信号发送单元，所述手持遥控器上设置有显示屏，所述显示屏连接有与无线信号发送单元无线连接的无线信号接收单元。
上述夹持机构的弧形夹持部内表面设置有防滑橡胶垫。
上述滚珠丝杠为两个，左右对称设置在下支撑板与上支撑板之间。
本发明的有益效果是：能够在野外进行电路巡视，并且能够进行登杆和清扫的工作，实现了登杆和绝缘子清理的机械化，替代了人工，省时省力，不但清理比较全面彻底，消除了绝缘子污闪现象， 而且操作简单使用方便。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2为本发明登杆机构和清扫机构的结构示意图。
图3为本发明发明夹持机构的结构示意图。
图4为本发明发明的清扫机构的结构示意图。
图5为本发明发明的夹持清扫机构的结构示意图。
其中：1下支撑板，2滚珠丝杠，3上支撑板，4夹持机构，5升降减速电机，6蓄电池，7控制器，8螺母，9清扫机构，4-1夹臂Ⅰ，4-2主电动推杆，4-3牵拉杆Ⅰ，9-1底座，9-2上臂，9-3前臂，9-4夹臂Ⅱ，9-5轴承座，9-6减速电机Ⅰ，9-7减速电机Ⅱ，9-8摄像头，9-9副电动推杆，9-10牵拉杆Ⅱ，9-11滚筒，9-12齿轮，9-13清扫电机，10监控摄像头，11电动伸缩杆，12触点开关，A车体，B登杆机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：
如图1所示，本发明的一种野外带电巡检作业机器人，包括车体A，车体A内设置有主蓄电池、主控制器和行走机构，主蓄电池为车体A独立提供电能，采用履带式车轮，能够适应野外复杂的地形。车体A前部设置有监控摄像头10，与配合主控制器能够定位路线和记录行走时的环境图像。本发明发明在车体A的基础上增加了登杆机构B，登杆机构B可以与车体A脱离，自行完成登杆巡视的工作。环氧树脂基玻璃纤维增强复合材料（FRP）是一种具有高比刚度和高比强度的复合材料，而同时又具有极好的绝缘性能。该材料价格便宜、制造技术成熟是本装置的理想材料。
登杆机构B与车体A后部可拆卸连接，具体地说，登杆机构B底部设置有放置在车体A后部上方的底板，车体A顶部设置有锁孔，底板前端竖直设置有可向下插入锁孔内的电动伸缩杆11， 底板后端和车体A后端设置有上下对齐的弧形的定位槽，车体A后端的定位槽侧壁上设置有控制电动伸缩杆11动作的触点开关12。在触动开关被碰触后，电动伸缩杆11回缩，伸缩杆从锁孔内抽出，就完成了登杆机构B与车体A的脱离。
如图2所示，登杆机构B包括下支撑板1和上支撑板3，下支撑板1与上支撑板3之间竖直设置有带螺母8的滚珠丝杠2，滚珠丝杠2贯穿上支撑板3并且螺母8与上支撑板3固定连接，滚珠丝杠2下端与下支撑板1转动连接；下支撑板1和上支撑板3上均水平设置有夹持机构4，两个夹持机构4结构相同且上下正对。如图3所示，每个夹持机构4包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅰ4-1，两个夹臂Ⅰ4-1外伸的前部为左右相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅰ4-1后端通过牵拉杆Ⅰ4-3共同转动连接有主电动推杆4-2，下支撑板1底部设置有蓄电池6、控制器7、遥控信号接收器和与滚珠丝杠2驱动连接的升降减速电机5；夹持机构4的弧形夹持部内表面设置有防滑橡胶垫。滚珠丝杠2采用两个，左右对称设置在下支撑板1与上支撑板3之间。
如图4、5所示，清扫机构9包括固定在上支撑板3顶部的底座9-1，底座9-1顶部转动连接有上臂9-2，上臂9-2端部转动连接有前臂9-3，前臂9-3端部设置有夹持清扫机构9，所述夹持清扫机构9包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅱ9-4，两个夹臂Ⅱ9-4前部为相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅱ9-4后端通过牵拉杆Ⅱ9-10共同转动连接有副电动推杆9-9，两个弧形夹持部上均横向并排设置有若干表面带毛刷的滚筒9-11，所述滚筒9-11端部设置有齿轮9-12，每个弧形夹持部上相邻两个滚筒9-11的齿轮9-12相啮合，并且每个弧形夹持部上的其中一个齿轮9-12驱动连接有清扫电机9-13；控制器连接遥控信号接收器、升降减速电机5、主电动推杆4-2的驱动电机、副电动推杆9-9的驱动电机以及清扫电机9-13，遥控信号接收器匹配有手持遥控器。底座9-1顶部设置有轴承座9-5，上臂9-2底端设置有穿入轴承座9-5内的转轴Ⅰ，转轴Ⅰ驱动连接有减速电机Ⅰ9-6，上臂9-2与前臂9-3之间通过转轴Ⅱ连接，并且转轴Ⅱ驱动连接有减速电机Ⅱ9-7，所述减速电机Ⅰ9-6和减速电机Ⅱ9-7与控制器信号连接。前臂9-3上设置有镜头朝向夹持清扫机构9的摄像机，摄像机连接有无线信号发送单元，手持遥控器上设置有显示屏，显示屏连接有与无线信号发送单元无线连接的无线信号接收单元。
其工作原理为：一般状态时，登杆机构B与车体A通过插入锁孔的电动伸缩杆11连为一体，在监控摄像头10和主控制器的配合下，车体A沿着指定路线行进，当发现电线杆顶部可能存在安全隐患时，车体A向后倒车，使车体A后端的定位槽以及登杆机构B的弧形夹持部套在电线杆上，电线杆碰触到定位槽侧壁上的触点开关12后，电动伸缩杆11回缩，伸缩杆从锁孔内抽出，就完成了登杆机构B与车体A的脱离。
采用手持遥控器控制登杆机构B和清扫机构9各个电机的工作，或者将程序编入控制器，用手持遥控器控制登杆机构B和清扫机构9整体启动和关闭。首先启动下支撑板1上夹持机构4的主电动推杆4-2，主电动推杆4-2回缩，带动两个夹臂Ⅰ4-1的弧形夹持部靠近，从而下支撑板1上的夹持机构4夹持住电线杆，然后启动升降减速电机5，升降减速电机5驱动滚珠丝杠2转动，使得螺母8向上移动，由于此时上支撑板3的夹持机构4处于松开状态，因此螺母8连同上支撑板3一起上升，当上支撑板3上升至最高处时，减速电机停止，然后启动上支撑板3上夹持机构4的主电动推杆4-2，主电动推杆4-2回缩，带动两个夹臂Ⅰ4-1的弧形夹持部靠近，从而上支撑板3上的夹持机构4夹持住电线杆；再然后下支撑板1上的主电动推杆4-2伸出使下支撑板1上的夹持机构4松开，再次启动升降减速电机5，升降减速电机5驱动滚珠丝杠2转动，由于螺母8和上支撑板3被固定住，所以滚珠丝杠2整体上升，并因此带动下支撑板1上升，完成了一次的爬杆动作，重复几次，即可完成爬整个电线杆的工作。
当装置爬到电线杆顶部时，调整上臂9-2和前臂9-3的位置，启动副电动推杆9-9，副电动推杆9-9回缩，带动两个夹臂Ⅱ9-4的弧形夹持部靠近，使夹持清扫机构9的弧形夹持部环抱绝缘子，启动清扫电机9-13，清扫电机9-13带动齿轮9-12转动，由于相邻的齿轮9-12相互啮合，进而带动其它齿轮9-12转动，从而滚筒9-11转动，滚筒9-11上的毛刷完成对绝缘子表面的清理。启动减速电机Ⅰ9-6和减速电机Ⅱ9-7可以使上臂9-2和前臂9-3翻转，调整更加方便。摄像头9-8对清扫机构9和电线杆顶部周围的情况进行拍摄，并将图像通过无线信号发送单元传送到手持遥控器的显示屏上，操作者可以根据图像对夹持清扫机构9进行定位，并顺便完成线路的巡视。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种野外带电巡检作业机器人，包括车体，其特征在于：车体后部
可拆卸连接有登杆机构，所述登杆机构顶部连接有清扫机构；
所述登杆机构包括下支撑板和上支撑板，所述下支撑板与上支撑板之间竖直设置有带螺母的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠贯穿上支撑板并且螺母与上支撑板固定连接，所述滚珠丝杠下端与下支撑板转动连接；
所述下支撑板和上支撑板上均水平设置有夹持机构，两个夹持机构结构相同且上下正对，每个夹持机构包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅰ，两个夹臂Ⅰ外伸的前部为左右相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅰ后端通过牵拉杆Ⅰ共同转动连接有主电动推杆，所述下支撑板底部设置有蓄电池、控制器、遥控信号接收器和与滚珠丝杠驱动连接的升降减速电机；
所述清扫机构包括固定在上支撑板顶部的底座，所述底座顶部转动连接有上臂，所述上臂端部转动连接有前臂，所述前臂端部设置有夹持清扫机构，所述夹持清扫机构包括两个中间相互交叉铰接的夹臂Ⅱ，两个夹臂Ⅱ前部为相对的弧形夹持部，两个夹臂Ⅱ后端通过牵拉杆Ⅱ共同转动连接有副电动推杆，两个弧形夹持部上均横向并排设置有若干表面带毛刷的滚筒，所述滚筒端部设置有齿轮，每个弧形夹持部上相邻两个滚筒的齿轮相啮合，并且每个弧形夹持部上的其中一个齿轮驱动连接有清扫电机；
所述控制器连接遥控信号接收器、升降减速电机、主电动推杆的驱动电机、副电动推杆的驱动电机以及清扫电机，遥控信号接收器匹配有手持遥控器。
2.根据权利要求1所述野外带电巡检作业机器人，其特征在于：所述
登杆机构底部设置有放置在车体后部上方的底板，所述车体顶部设置有锁孔，底板前端竖直设置有可向下插入锁孔内的电动伸缩杆， 底板后端和车体后端设置有上下对齐的弧形的定位槽，所述车体后端的定位槽侧壁上设置有控制电动伸缩杆动作的触点开关。
3.根据权利要求1所述野外带电巡检作业机器人，其特征在于：所述
底座顶部设置有轴承座，所述上臂底端设置有穿入轴承座内的转轴Ⅰ，所述转轴Ⅰ驱动连接有减速电机Ⅰ，所述上臂与前臂之间通过转轴Ⅱ连接，并且转轴Ⅱ驱动连接有减速电机Ⅱ，所述减速电机Ⅰ和减速电机Ⅱ与控制器信号连接。
4.根据权利要求1所述野外带电巡检作业机器人，其特征在于：所述
前臂上设置有镜头朝向夹持清扫机构的摄像机，所述摄像机连接有无线信号发送单元，所述手持遥控器上设置有显示屏，所述显示屏连接有与无线信号发送单元无线连接的无线信号接收单元。
5.根据权利要求1所述智外带电巡检作业机器人，其特征在于：所述夹持机构的弧形夹持部内表面设置有防滑橡胶垫。
6. 根据权利要求1所述野外带电巡检作业机器人，其特征在于：所述滚珠丝杠为两个，左右对称设置在下支撑板与上支撑板之间。
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