CN104967049A - 绝缘子串推送末端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绝缘子串推送末端，所述绝缘子串推送末端包括：基座；安装在所述基座上的壳体，所述壳体呈T字型，其包括纵向延伸部和横向延伸部，在所述纵向延伸部中布置有丝杠螺母结构，所述丝杆螺母结构的螺母从所述壳体前部延伸出；分别与所述壳体的横向延伸部的两端可枢转连接的第一抓持臂和第二抓持臂；以及可枢转地连接至所述第一抓持臂和所述第二抓持臂中部与所述丝杆螺母结构的螺母的两幅连杆；其中，电机驱动所述丝杆旋转，带动螺母沿纵向移动，驱动连杆使得所述第一抓持臂和所述第二抓持臂合拢或分开。本发明的绝缘子串推送末端结构简单，操作稳定，效率高。

Description

绝缘子串推送末端

技术领域

本发明涉及高压输电线路维护技术领域，具体而言，本发明涉及高压输电线路带电操作机器人的绝缘子串推送末端。

背景技术

电能在发电厂产生后需通过高压输电线路传送至各处，所以高压输电线路遍布各个角落，包括城市，农村等等。高压输电线一般指电压在220V或以上的线路，对高压输电线路的维护和保养受到各种情况的限制，首先，由于线路带电，如直接人工操作存在安全隐患，其次，由于高压输电线路所处环境或地形地貌，可能存在工人难以或无法触及或接近的高压输电线路，故存在对于高压输电线路的自动维护或保养或维修装置的需求，高压输电线路机器人应运而生。

目前存在的高压输电线路机器人通常用于高压线路巡检，尽管其能够替代人工巡检，并具备作业质量稳定，效率高等等优点，但其无法进行基本的维护作业，例如如绝缘子串更换、耐张线夹螺栓紧固等工作，这些工作还需人工带电操作，存在较大的安全隐患。为降低工人操作危险，可以构想的是，在机器人上加装机械臂，并采用不同的机械臂末端来实现各种带电操作，例如中国发明201410226160.8中公开一种高压输电线路带电操作机器人，其中通过在机器人机械臂配备不同的末端装置来实现各种带电作业。其中公开了机械手42用于抓持绝缘子钢帽，然而其中并未公开机械手42的具体形状和构造。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单，操作稳定可靠的绝缘子串推送末端，该末端适于装设在高压输电线路巡检机器人的机械臂末端与W销推入和推出末端配合执行绝缘子串更换操作。

为实现以上目的，根据本发明的一方面，提供了一种绝缘子串推送末端，其包括：

基座；

安装在所述基座上的壳体，所述壳体呈T字型，其包括纵向延伸部和横向延伸部，在所述纵向延伸部中布置有丝杠螺母结构，所述丝杆螺母结构的螺母从所述壳体前部延伸出；

分别与所述壳体的横向延伸部的两端可枢转连接的第一抓持臂和第二抓持臂；以及

可枢转地连接至所述第一抓持臂和所述第二抓持臂中部与所述丝杆螺母结构的螺母的两幅连杆；

其中，电机驱动所述丝杆旋转，带动螺母沿纵向移动，驱动连杆使得所述第一抓持臂和所述第二抓持臂合拢或分开。

可选地，在上述绝缘子串推送末端中，在所述基座上安装有支撑结构，所述支撑结构上设置有摄取并反馈所述第一抓持臂和第二抓持臂的操作的摄像头。

可选地，在上述绝缘子串推送末端中，所述第一抓持臂和所述第二抓持臂各自具有半圆形轮廓。

可选地，在上述绝缘子串推送末端中，所述第一抓持臂和所述第二抓持臂各自具有V字型轮廓。

本发明的有益效果在于，利用单个电机驱动其张开以及合拢的绝缘子串推送末端结构简单，操作可靠，利用连杆机构和丝杠螺母机构实现电机旋转运动至夹爪夹持运动的转换，操作稳定，效率高。

附图说明

下文将结合附图描绘本发明的具体实施例，应当理解所示的附图详尽地描绘了产品的各个细节，这些细节仅旨在使本领域技术人员能更容易地实施而并非旨在限制本发明的范围，在这些附图中：

图1示出了高压输电线路带电作业机器人的整体结构示意图，其中示出了机械臂末端；以及

图2示出了根据本发明的绝缘子串推送末端的俯视图；以及

图3(a)-(i)示出了根据本发明的更换绝缘子串的方法的示意图。

具体实施方式：

应当指出，在下文中将具体描绘根据发明的高压输电线路带电操作机器人末端的具体实施例，在实施例中所用的方位用于例如“横向”，“纵向”以及“x”，“y”，“z”轴方向等都为相对方向，本发明在各个段落或各副图中都将明确地给出定义，故本领域技术人员在解释这些用语时应以说明书为基础。

应当指出，在下文中部分常用机械零件的具体结构并未详尽绘出或描述，然而本领域技术人员可根据本领域知识选择常用的结构或设备实现相同或相近的技术目的，故这些简略的描述不会影响本发明的实施。

参考图1，其示出适于执行高压输电线路带电操作的机器人的结构简图。机器人具有机器人本体110，所示机器人本体110通过机械臂悬120，130挂于高压输电线路上，所述机械臂120，130优选地设于高压输电线路两侧，各个机械臂120，130在接近高压输电线路端设有滑轮系，该滑轮系包括行走轮121，131以用于机器人沿高压输电线路行走，以及等电位轮122，132以用于进行等电位作业。行走轮121，131为主动轮，在一个实施例中，其可采用独立驱动并选用maxon公司的带位置和电流反馈的双闭环驱动装置(电机-减速器-编码器和双闭环伺服驱动器)。此外各个滑轮系还包括夹爪123，133以保护高压输电线路。

如图所示，在机器人本体110前端，即图中靠左侧设有两条或更多机器人机械臂140，150，各个机器人机械臂140，150可沿多个自由度移动，包括沿x，y，z轴平移，绕x，y，z轴旋转等，简而言之，各个机械臂适于将执行实际操作的机械臂末端160，170移动到便于执行任务的位置。在图示的实施例中，第一机械臂140依次设有第一机械臂旋转关节141，第一机械臂伸缩关节142以及第一机械臂纵向移动关节143，而第二机械臂150依次设有第二机械臂旋转关节151，第二机械臂旋转关节152，第二机械臂伸缩关节153以及第二机械臂纵向移动关节154。

考虑到较小的相间距离给人工带电作业更换绝缘子串带来许多安全隐患，特别在工人在导线上等电位更换与碗头挂板相联的绝缘子时，此问题尤为突出。带电作业机器人可以代替导线上的施工人员，取出和安装与碗头挂板相联的绝缘子，再与横担上的施工人员配合，实现半自动化更换绝缘子串。因此，在绝缘子更换作业任务中，带电作业机器人的任务是携带两套末端，在横担施工人员的配合下，将与碗头挂板相联的绝缘子取出，待施工人员将整串绝缘子串取出并在横担处安装新的绝缘子串后，再由机器人将最下端的绝缘子安装到碗头挂板中，从而完成全套任务。

在本实施中，机械臂末端用于执行绝缘子串更换任务，具体而言，绝缘子串为悬挂于单分裂导线上的单联悬垂绝缘子串的联接结构，悬垂绝缘子串上端通过球头挂环悬挂于杆塔横担上，下端通过W销与碗头挂板联接。对应地，在第一机械臂上设有根据本发明的W销推入和推出末端170，在第二机械臂上设有绝缘子串推送末端160，至于末端的具体结构将在下文中详述。

现在参考图2，其示出了根据本发明的绝缘子串推送末端160，其包括基座410；安装在所述基座上的壳体，所述壳体呈T字型，其包括纵向延伸部432和横向延伸部431，在所述纵向延伸部432中布置有丝杠螺母结构420(仅末梢可见)，所述丝杆螺母结构420基本由壳体包裹并且其螺母部分421从所述壳体延伸出；分别与所述壳体的横向延伸部431的两端可枢转连接的第一抓持臂451和第二抓持臂452；如图所示第一抓持臂451和第二抓持臂452具有对称设计，其分别限定抓持结构的一半，换而言之，两者一起包围并抓持绝缘子钢帽。第一抓持臂451和第二抓持臂452的一端可枢转地连接至所述壳体的横向延伸部431，优选地，枢转结构通过销实现。第一抓持臂451和第二抓持臂452可在同一平面内绕其与所述壳体的横向延伸部431的连接点或销枢转。上述枢转受到第二枢转点或销的限制，即在第一抓持臂451和第二抓持臂452的中部设有连杆机构440，连杆机构440的一端分别与第一抓持臂451和第二抓持臂452连接，而连杆机构440的另一端连接至丝杠螺母机构420的螺母421，在电机驱动丝杠旋转时，螺母421相应地前移或后移，带动连杆机构440，从而决定第一抓持臂451和第二抓持臂452的合拢和分开动作。根据本发明的绝缘子串推送末端结构简单，操作方便，可稳固地抓持绝缘子串钢帽，并通过第二机械臂150(图1)的平移将其推出或推入安装位置，并配合人工可方便地在断电情况下更换绝缘子串，在更换过程中无须人工进行带电操作，消除了安全隐患。在该末端与W销推入或推出末端结合操作时，可容易且安全地更换绝缘子串。

备选地，在一个实施例中，所述基座410上安装有支撑结构411，所述支撑结构411上设置有摄取并反馈所述第一抓持臂451和第二抓持臂452的操作的第四摄像头412。该第四摄像头412通过通讯线路连接至操控人员或电脑，操控人员可根据实际视频反馈图像操作，使操作更准确。优选地，可微调第四摄像头412的位置和拍摄角度。优选地，支撑结构411可升降或平移来调整第四摄像头412的拍摄角度，以免拍摄错位。

应当理解，第一抓持臂451和第二抓持臂452可一起限定圆形轮廓，菱形轮廓等，即第一抓持臂451和第二抓持臂452分别限定半圆形轮廓或V字型轮廓。当然，第一抓持臂451和第二抓持臂452的实际形状可根据需求修改，或根据具体的碗头挂板形状修改。

现在参考图3(a)-(i)，其示出了根据发明的更换绝缘子串的方法。所述方法包括以下操作步骤：

(s1)提供高压输电线路带电操作的机器人；

(s2)如图3(a)所示，利用W销推入和推出末端170的第一夹持部与第二夹持部夹持碗头挂板；

(s3)如图3(b)所示，利用所述第一抓持臂和所述第二抓持臂抓持钢帽；

(s4)如图3(c)所示，用W销推入和推出末端170的W销推出滑块推出W销并复位；

(s5)紧线，如图3(d)并利用第二机械臂150的活动来推出绝缘子串球头，如图3(e)；

(s6)更换新绝缘子串，松线，如图3(f)并利用第二机械臂150的活动将新绝缘子串球头推入，如图3(g)；

(s7)紧线，如图3(h)并且用W销推入和推出末端170的W销推入滑块推入所述W销并复位，如图3(i)。

以上更换绝缘子串方法操作方便，人工无须进行带电操作，更换绝缘子串效率高，操作方便。优选地，可配合第一摄像头，第二摄像头，第三摄像头以及第四摄像头实现更加自动化和稳定的更换过程。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中将各个部件具体化而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改。故应当理解的是，本发明的范围不应由以上具体实施例限制。

Claims (4)

1.一种绝缘子串推送末端，其特征在于，所述绝缘子串推送末端包括：

基座；

安装在所述基座上的壳体，所述壳体呈T字型，其包括纵向延伸部和横向延伸部，在所述纵向延伸部中布置有丝杠螺母结构，所述丝杆螺母结构的螺母从所述壳体前部延伸出；

分别与所述壳体的横向延伸部的两端可枢转连接的第一抓持臂和第二抓持臂；以及

可枢转地连接至所述第一抓持臂和所述第二抓持臂中部与所述丝杆螺母结构的螺母的两幅连杆；

其中，电机驱动所述丝杆旋转，带动螺母沿纵向移动，驱动连杆使得所述第一抓持臂和所述第二抓持臂合拢或分开。

2.根据权利要求1所述的绝缘子串推送末端，其特征在于，在所述基座上安装有支撑结构，所述支撑结构上设置有摄取并反馈所述第一抓持臂和第二抓持臂的操作状况的摄像头。

3.根据权利要求2所述的绝缘子串推送末端，其特征在于，所述第一抓持臂和所述第二抓持臂各自具有半圆形轮廓。

4.根据权利要求2所述的绝缘子串推送末端，其特征在于，所述第一抓持臂和所述第二抓持臂各自具有V字型轮廓。