CN104993422B - 巡线机器人上下线装置及设有其的巡线机器人上下线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种巡线机器人上下线装置及设有其的巡线机器人上下线系统，包括：吊篮，用于支承巡线机器人，设有吊篮导轨；升降装置，与吊篮连接；导向装置，包括引导导轨，引导导轨开设有与吊篮导轨匹配的对接口。上述巡线机器人上下线装置，升降装置带动吊篮沿线路杆塔上升至引导导轨所在位置，吊篮导轨与引导导轨对接，巡线机器人即可自吊篮导轨移动至引导导轨，进而通过引导导轨移动至架空输电线路地线，完成自动上线。或者，巡线机器人通过引导导轨从架空输电线路地线移动至吊篮导轨，完成自动下线。如此，无需操作者爬上线路杆塔将巡线机器人悬挂于架空输电线路地线或从架空输电线路地线上取下巡线机器人，从而加快了安装效率。

Description

巡线机器人上下线装置及设有其的巡线机器人上下线系统

技术领域

本发明涉及输电设备领域，特别是涉及一种巡线机器人上下线装置及设有其的巡线机器人上下线系统。

背景技术

随着社会的发展，输电线路路在城市及乡村的覆盖面积日益广泛，而较长的输电线路难以人工维护，因此采用沿架空输电线路地线移动的巡线机器人完成线路的检查。而巡线机器人上下线是将巡线机器人由地面提升至地线高度，并将其按工作位置悬挂在地线上，或将巡线完毕的巡线机器人从地线上取下，并安全下降至地面的作业过程。

目前，巡线机器人上下线主要采用人工辅助巡线机器人上下线的方法。在人工操作的辅助下，利用悬挂于地线的起吊装置，把巡线机器人起吊至地线附近，依靠人力攀爬杆塔，带电作业，把地线附近的巡线机器人从起吊装置上取下来并悬挂在杆塔地线上。巡线完毕的巡线机器人通过人工辅助挂在起吊装置上，最后安全降落至地面。

由于电力输电杆塔高度较高，有的杆塔高度可达60米，而且输电线路电压可达500kV，因此采用人工辅助巡线机器人上下线的这一方法存在劳动强度大、工作效率低、具有触电、高空坠落等安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对巡线机器人需要人工辅助上下线问题，提供一种无需人工辅助的巡线机器人上下线装置及设有其的巡线机器人上下线系统。

一种巡线机器人上下线装置，用于实现巡线机器人通过线路杆塔自动上下架空输电线路，包括：

吊篮，用于支承所述巡线机器人，所述吊篮设有可供所述巡线机器人滑动连接的吊篮导轨；

升降装置，与所述吊篮连接，可带动所述吊篮沿所述线路杆塔升降；及

导向装置，包括连接于架空输电线路地线的引导导轨，所述引导导轨开设有与所述吊篮导轨匹配的对接口，所述吊篮导轨通过所述对接口与所述引导导轨对接，以使所述巡线机器人自所述吊篮导轨沿所述引导导轨移动至所述架空输电线路地线。

上述巡线机器人上下线装置，将巡线机器人放置于吊篮中，升降装置带动吊篮沿线路杆塔上升至引导导轨所在位置，吊篮导轨与引导导轨对接，巡线机器人即可自吊篮导轨移动至引导导轨，进而通过引导导轨移动至架空输电线路地线，完成自动上线。或者，巡线机器人通过引导导轨从架空输电线路地线移动至吊篮导轨，进而在吊篮内在升降装置带动下下降，完成自动下线。如此，无需操作者爬上线路杆塔将巡线机器人悬挂于架空输电线路地线或从架空输电线路地线上取下巡线机器人，从而加快了安装效率，节省了人力资源，并且消除了安全隐患。

在其中一个实施例中，所述引导导轨包括直线段导轨，所述对接口开设于所述直线段导轨的一端，形成所述对接口的所述直线段导轨端部设有导轨对接装置，所述导轨对接装置呈喇叭状，且开口端朝向所述线路杆塔底部，用于限位所述吊篮导轨。

在其中一个实施例中，所述引导导轨还包括长度可调的柔性导轨，所述柔性导轨设有球铰结构，所述球铰结构包括穿过连接绳并依次通过球面副配合连接的球碗螺母、球头销及球碗调节杆，所述球铰结构两端通过压紧块固定，以调节所述柔性导轨的倾斜角度。

在其中一个实施例中，所述引导导轨还包括连接导轨，所述连接导轨两端分别连接所述架空输电线路地线与所述柔性导轨，包括接续管及与连接于所述接续管的压接管，所述接续管通过悬垂线夹组件固接于所述架空输电线路地线，所述悬垂线夹组件包括固接于所述接续管的支撑块、穿设有所述架空输电线路地线的悬垂线夹及连接所述支撑块与所述悬垂线夹的支撑板，所述压接管设有连接挡板，以检测所述巡线机器人。

在其中一个实施例中，所述引导导轨还包括弧线段导轨及坡度导轨，所述弧线段导轨一端与所述直线段导轨连接，另一端绕折连接于所述坡度导轨，以调整所述引导导轨的延伸方向，所述坡度导轨相对所述直线段导轨倾斜设置，所述坡度导轨另一端连接所述柔性导轨，以调整所述引导导轨的延伸方向。

在其中一个实施例中，所述升降装置包括与所述吊篮配合的垂直导轨，所述垂直导轨包括多个通过连接板连接的工字钢导轨。

在其中一个实施例中，所述升降装置还包括设于所述线路杆塔顶部的起吊滑轮及设于所述线路杆塔底部的驱动组件，起吊绳一端绕设所述驱动组件，另一端绕过所述起吊滑轮并连接所述吊篮。

在其中一个实施例中，所述吊篮设有吊篮滚轮，所述吊篮滚轮安装于所述吊篮靠近所述线路杆塔一侧，并沿所述垂直导轨移动，所述吊篮滚轮为锥形滚轮，且所述吊篮滚轮的锥度与所述垂直导轨凹槽两侧的锥度一致，所述吊篮滚轮的最大外径小于所述工字钢导轨的凹槽口宽度。

一种巡线机器人上下线系统，包括巡线机器人及上述的巡线机器人上下线装置。

在其中一个实施例中，所述巡线机器人设有与所述吊篮导轨配合的行走轮及压紧轮，当所述吊篮导轨与所述引导导轨对接时，所述压紧轮向远离所述行走轮方向移动，使所述巡线机器人脱离所述吊篮导轨。

附图说明

图1为一实施方式的巡线机器人上下线装置的结构示意图；

图2为图1所示的巡线机器人上下线装置的一局部结构示意图；

图3为图1所示的巡线机器人上下线装置的吊篮导轨对接的示意图；

图4为图1所示的巡线机器人上下线装置的巡线机器人沿引导导轨移动的示意图；

图5为图1所示的巡线机器人上下线装置的引导导轨的结构示意图；

图6为图1所示的巡线机器人上下线装置的引导导轨的另一结构示意图；

图7为图1所示的巡线机器人上下线装置的柔性导轨的剖视图；

图8为图1所示的巡线机器人上下线装置的工字钢导轨的局部结构示意图；

图9为图1所示的巡线机器人上下线装置的吊篮的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2及图3所示，本较佳实施例的一种巡线机器人上下线装置100，用于实现巡线机器人200通过线路杆塔10自动上下架空输电线路地线。巡线机器人上下线装置100包括吊篮20、升降装置(图未标)及导向装置(图未标)。

吊篮20用于支承巡线机器人200，并设有可供巡线机器人200滑动连接的吊篮导轨24。如图2所示，升降装置连接于吊篮20，带动吊篮20沿线路杆塔10升降，使吊篮20上升至导向装置的所在位置。

如图3所示，导向装置包括连接于架空输电线路地线的引导导轨42，引导导轨42开设有与吊篮导轨24匹配的对接口，吊篮导轨24通过该对接口与引导导轨42对接形成完整的移动轨道，以使巡线机器人200脱离吊篮导轨24，并且如图4所示，沿引导导轨42移动至架空输电线路地线，完成自动上线。而巡线机器人200自架空输电线路地线移动引导导轨42，进而移动至吊篮导轨24，即可在升降装置的带动下完成自动下线。

上述巡线机器人上下线装置100，将巡线机器人200放置于吊篮20中，升降装置带动吊篮20沿线路杆塔10上升至引导导轨42所在位置，吊篮导轨24与引导导轨42对接，巡线机器人200即可自吊篮导轨24移动至引导导轨42，进而通过引导导轨42移动至架空输电线路地线，完成自动上线。或者，巡线机器人200通过引导导轨42从架空输电线路地线移动至吊篮导轨24，进而在吊篮20内在升降装置带动下下降，完成自动下线。如此，无需操作者爬上线路杆塔10将巡线机器人200悬挂于架空输电线路地线或从架空输电线路地线上取下巡线机器人200，从而加快了安装效率，节省了人力资源，并且消除了安全隐患。

请参阅图2，线路杆塔10呈钢架结构，吊篮20设置于线路杆塔10与输电线路延伸方向垂直的一侧面。线路杆塔10的顶端靠近架空输电线路地线，并在其顶端设有沿输电线路方向延伸的塔头支撑组件14以固定引导导轨42。具体如图5及图6所示，塔头支撑组件14上螺纹连接有突出的L型支撑块142，引导导轨42焊接于该L型支撑块142。

请再次参阅图3及图5，引导导轨42包括依次通过销轴或螺纹相连的直线段导轨421、弧线段导轨422、坡度导轨423、柔性导轨424及连接导轨425。

具体地，用于配合吊篮导轨24的对接口开设于直线段导轨421的一端，吊篮导轨24的长度与对接口的开口大小匹配，以使吊篮导轨24可连接形成对接口的直线段导轨421的两端。

进一步地，形成对接口的直线段导轨421两端部皆设有用于限位吊篮导轨24的导轨对接装置44。导轨对接装置44呈喇叭状，其开口端朝向线路杆塔10底部。吊篮导轨24自线路杆塔10底部上升至对接口所在位置，通过导轨对接装置44与直线段导轨421对接。

导轨对接装置44的设置可限位吊篮导轨24，保证了吊篮导轨24位置的准确性，使吊篮导轨24与直线段导轨421位于同一直线的作用。巡线机器人可从吊篮导轨24平滑移动至直线段导轨421。在本实施例中，导轨对接装置44焊接于直线段导轨421，保证足够的连接强度。

如图5所示，弧线段导轨422一端与直线段导轨421连接，另一端绕折连接于坡度导轨423，以调整引导导轨42的延伸方向，使引导导轨42的延伸方向从沿垂直于输电线路的延伸方向调整至与输电线路的延伸方向大致相同。在本实施例中，弧线段导轨422的弯折角度为90°，直线段导轨421与弧线段导轨422的端部皆开设有孔，以通过销轴相互连接。

请再次参阅图5，坡度导轨423相对直线段导轨421倾斜设置，以进一步调整引导导轨42的延伸方向，使其靠近架空输电线路地线方向。坡度导轨423一端通过销轴连接弧线段导轨422，另一端螺纹连接柔性导轨424。

如图5、图6所示，柔性导轨424设有球铰结构，可根据需要设置球铰结构的数量，调整引导导轨42的长度。

具体地，如图7所示，球铰结构包括贯穿连接绳4241并依次通过球面副配合连接的球碗螺母4242、球头销4244及球碗调节杆4246，以调节柔性导轨424的倾斜角度。球铰结构两端还设有压紧块4248，以固定球铰结构。

更具体地，参照图7所示，球碗螺母4242一端与连接导轨425螺纹连接，另一端开设有半球形凹槽，球头销4244一端设有与球碗螺母4242的半球形凹槽相匹配的半球面，另一端开设有半球形凹槽，以与一端开设有半球形凹槽的球碗调节杆4246配合。如此，使柔性导轨424可在一定空间内扭转，从而可根据实际受力情况调整引导导轨42的倾斜角度，消除加工误差及配合误差导致的引导导轨42略长或略短而无法搭接架空输电线路地线的问题。球碗调节杆4246的另一端与坡度导轨423螺纹连接。在本实施例中，连接绳4241为钢丝绳。

请再次参阅图6，连接导轨425两端分别连接架空输电线路地线与柔性导轨424。具体地，连接导轨425包括相互连接的压接管427及接续管426。接续管426一端与柔性导轨424端部的球碗螺母4242螺纹连接，另一端设有斜面，与压接管427对应设有斜面的一端匹配并螺纹连接，以使该连接导轨425自压接管427一端至接续管426一端逐渐靠近架空输电线路地线，并与架空输电线路地线固接。

进一步地，请继续参阅图6，接续管426通过悬垂线夹组件固定于架空输电线路地线。悬垂线夹组件包括悬垂线夹4262、支撑板4264及支撑块4266。悬垂线夹4262两侧设有U型螺栓4268，悬垂线夹中空(图未标)，架空输电线路地线从中穿过。接续管426呈半圆柱状，其固接支撑块4266的一侧为水平端面，以焊接支撑块4266一端面，支撑块4266的另一端面焊接支撑板4264一端面，支撑板4264另一端面焊接于U型螺栓4268，从而将接续管426相对架空输电线路地线固定。

压接管427靠近架空输电线路地线的一端设有U型螺栓4272，U型螺栓4272远离压接管427一侧设有压接块4274，以固定压接管427。压接块4274远离架空输电线路地线一侧固接有连接挡板4276，连接挡板4276设有信号检测装置，用于检测巡线机器人200的位置。

如此，直线段导轨421、弧线段导轨422、坡度导轨423、柔性导轨424及连接导轨425依次连接形成长度及角度可调节的引导导轨42，从而与吊篮导轨24形成完整的移动轨道，使巡线机器人200可从吊篮导轨24移动至架空输电线路地线。

如图1及图8所示，升降装置包括用于引导吊篮20移动的沿线路杆塔10延伸方向延伸的垂直导轨33，垂直导轨33由多条工字钢导轨334组成。在本实施例中，多条工字钢导轨334通过连接板332连接。连接板322呈L型弯折状，固接于工字钢导轨334端部。两条相邻工字钢导轨334的两个连接板332通过螺栓固接，从而连接两个工字钢导轨334。如此，调整工字钢导轨334的数量即可调整垂直导轨33的高度，以与线路杆塔10的配合。可以理解，连接板332的形状不限，也可仅设置一条工字钢导轨334而无需设置连接板332。

升降装置还包括设于线路杆塔10顶部的起吊滑轮31、设于线路杆塔10底部的驱动组件35及设于垂直导轨中部的导向轮37。起吊绳38一端绕设驱动组件35，另一端通过起到导向作用的导向轮37，绕过起吊滑轮31，最终连接吊篮20。

在本实施例中，起吊滑轮31数量为两个，在平行于输电线路延伸方向的方向间隔设置。

驱动组件35设置于线路杆塔10一侧，包括卷扬机352及卷扬机支撑件354。起吊绳38缠绕于卷扬机352主轴，通过导向轮37导向从线路杆塔10内侧延伸至线路杆塔10的塔头，再绕过起吊滑轮31后连接至线路杆塔10外侧的吊篮20的吊环螺钉26上，并通过猴头卡39固接。也就是说，卷扬机352主轴转动即可带动起吊绳38以线路杆塔10顶部的起吊滑轮31为支点移动，从而使吊篮20沿垂直导轨33上升或下降。在本实施例中，卷扬机352支撑件由多个角拼接而成，螺纹安装于线路杆塔10的钢架结构。卷扬机固定于卷扬机352支撑件。

请参阅图9，吊篮20由槽钢、角钢拼接成C型框架结构。吊篮20靠近线路杆塔10一侧设有吊篮滚轮22，该吊篮滚轮22与线路杆塔10配合并沿垂直导轨33移动。在本实施例中，吊篮滚轮22的数量为四个，成对设置并与垂直导轨33配合。并且吊篮滚轮22为锥形滚轮，垂直导轨33两侧设有凹槽。吊篮滚轮22的锥度与垂直导轨33凹槽两侧的锥度一致，且最大外径小于垂直导轨33凹槽口的宽度，使该吊篮滚轮22可沿垂直导轨33的凹槽侧面滚动。并且，吊篮滚轮22的最大外径小于工字钢导轨的凹槽口宽度，从而防止吊篮20沿垂直导轨33凹槽深度方向晃动，以降低巡线机器人200在移动过程中受到的阻力。吊篮20底部端面的侧边设有挡块28，防止吊篮20在移动过程中巡线机器人200的摆动。

上述巡线机器人上下线装置100，巡线机器人200放置于吊篮20，并与吊篮导轨24配合。吊篮20通过升降装置沿线路杆塔10的垂直导轨33升降。线路杆塔10塔顶设有引导导轨42，吊篮导轨24通过对接口与引导导轨42对接从而形成完整的移动轨道，使巡线机器人200脱离吊篮20、经过引导导轨42进入架空输电线路地线，完成自动安装，也可经过相反的步骤脱离架空输电线路地线，从而解决了人工辅助安装巡线机器人200的方法存在的劳动强度大、工作效率低、存在安全隐患等问题。并且，该装置结构简洁，安装方便，具有较强的可操作性，降低了输电线路路的维护成本，具有良好的经济效益及社会效益。

如图1及图9所示，一种巡线机器人上下线系统，包括巡线机器人200及巡线机器人上下线装置100。在本实施例中，巡线机器人200设有两个对称的机械臂80，机械臂80端部设有与吊篮导轨24配合的行走轮60及压紧轮70。行走轮60与压紧轮70共同压紧吊篮导轨24，避免巡线机器人200沿吊篮导轨24移动。当吊篮导轨24与引导导轨42对接时，远程控制巡线机器人200的压紧轮70向远离行走轮60方向移动，即可松开吊篮导轨24，使巡线机器人200可沿吊篮导轨24移动。

本巡线机器人上下线系统的运行过程为：

巡线机器人200放置于吊篮20上，并通过机械臂80上的行走轮60与压紧轮70配合安装于吊篮导轨24。装载有巡线机器人200的吊篮20在起吊绳38的牵引下沿垂直导轨33爬升至引导导轨42处。通过安装于引导导轨42的导轨对接装置44定位，对接口与直线段导轨421对接，从而形成完整的巡线机器人200行走通道。操作者远程控制巡线机器人200的压紧轮70松开，行走轮60转动从而脱离吊篮导轨24并进入引导导轨42，沿着引导导轨42行进，最后进入架空输电线路地线，从而完成巡线机器人200的自动上线。巡线机器人200自动下线的过程与该过程相反，故不在此赘述。

上述巡线机器人上下线系统，巡线机器人200通过行走轮60，即可从吊篮导轨24移动至引导导轨42，进而移动至架空输电线路地线，或从架空输电线路地线移动至引导导轨42，进而移动至吊篮导轨24，自动完成上下线，工作效率较高，减轻了工作人员的劳动强度，并消除了人工安装巡线机器人200的安全隐患。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种巡线机器人上下线装置，用于实现巡线机器人通过线路杆塔自动上下架空输电线路，其特征在于，包括：

吊篮，用于支承所述巡线机器人，所述吊篮设有可供所述巡线机器人滑动连接的吊篮导轨；

升降装置，与所述吊篮连接，可带动所述吊篮沿所述线路杆塔升降；及

导向装置，包括连接于架空输电线路地线的引导导轨，所述引导导轨开设有与所述吊篮导轨匹配的对接口，所述吊篮导轨通过所述对接口与所述引导导轨对接，以使所述巡线机器人自所述吊篮导轨沿所述引导导轨移动至所述架空输电线路地线。

2.根据权利要求1所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述引导导轨包括直线段导轨，所述对接口开设于所述直线段导轨的一端，形成所述对接口的所述直线段导轨端部设有导轨对接装置，所述导轨对接装置呈喇叭状，且开口端朝向所述线路杆塔底部，用于限位所述吊篮导轨。

3.根据权利要求2所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述引导导轨还包括长度可调的柔性导轨，所述柔性导轨设有球铰结构，所述球铰结构包括穿过连接绳并依次通过球面副配合连接的球碗螺母、球头销及球碗调节杆，所述球铰结构两端通过压紧块固定，以调节所述柔性导轨的倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述引导导轨还包括连接导轨，所述连接导轨两端分别连接所述架空输电线路地线与所述柔性导轨，包括接续管及与连接于所述接续管的压接管，所述接续管通过悬垂线夹组件固接于所述架空输电线路地线，所述悬垂线夹组件包括固接于所述接续管的支撑块、穿设有所述架空输电线路地线的悬垂线夹及连接所述支撑块与所述悬垂线夹的支撑板，所述压接管设有连接挡板，所述连接挡板设有信号检测装置以检测所述巡线机器人的位置。

5.根据权利要求4所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述引导导轨还包括弧线段导轨及坡度导轨，所述弧线段导轨一端与所述直线段导轨连接，另一端绕折连接于所述坡度导轨，以调整所述引导导轨的延伸方向，所述坡度导轨相对所述直线段导轨倾斜设置，所述坡度导轨另一端连接所述柔性导轨，以调整所述引导导轨的延伸方向。

6.根据权利要求1所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述升降装置包括与所述吊篮配合的垂直导轨，所述垂直导轨包括多个通过连接板连接的工字钢导轨。

7.根据权利要求6所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述升降装置还包括设于所述线路杆塔顶部的起吊滑轮及设于所述线路杆塔底部的驱动组件，起吊绳一端绕设所述驱动组件，另一端绕过所述起吊滑轮并连接所述吊篮。

8.根据权利要求7所述的巡线机器人上下线装置，其特征在于，所述吊篮设有吊篮滚轮，所述吊篮滚轮安装于所述吊篮靠近所述线路杆塔一侧，并沿所述垂直导轨移动，所述吊篮滚轮为锥形滚轮，且所述吊篮滚轮的锥度与所述垂直导轨凹槽两侧的锥度一致，所述吊篮滚轮的最大外径小于所述工字钢导轨的凹槽口宽度。

9.一种巡线机器人上下线系统，其特征在于，包括巡线机器人及如权利要求1～8任意一项所述的巡线机器人上下线装置。

10.根据权利要求9所述的巡线机器人上下线系统，其特征在于，所述巡线机器人设有与所述吊篮导轨配合的行走轮及压紧轮，当所述吊篮导轨与所述引导导轨对接时，所述压紧轮向远离所述行走轮方向移动，使所述巡线机器人脱离所述吊篮导轨。