CN105207158A - 一种高压电线除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电线除冰机器人，主要包括箱体、机械手，除冰装置，行走装置，所述机械手包括左机械手、右机械手，所述箱体左侧与左机械手相连接，箱体右侧与右机械手相连接，所述行走装置包括第一行走装置、第二行走装置，所述第一行走装置设置于箱体内前端，所述第二行走装置设置箱体内后端，所述箱体一侧设置有除冰装置，所述除冰装置包括左挤压式刀具、右挤压式刀具。本发明结构合理，能够适应多种电线线型、运行稳定、除冰效率高、具有跨越高压电线上障碍物能力。

Description

一种高压电线除冰机器人

技术领域

本发明涉及高压电线除冰技术领域，具体涉及一种高压电线除冰机器人。

背景技术

电力输送系统的安全运行关乎国家政治经济生活的稳定与发展。在我国，仅国家电网公司拥有的220KV及以上交直流输电线路在2010年就将超过34万公里。同样，其他国家也都建有庞大的输电线路网络。为保证电网运行安全可靠，定期检测与维护必不可少。由于人工巡线费用高昂、工作条件恶劣危险，因此开发可(部分)替代人工巡线的自动化作业设备一直是机器人研究领域的热点。2008年的南方雨雪冰冻灾害，给我国带来的了巨大经济损失。如何加强和改善输电线路的抗覆冰能力，加快研究有效的抗冰融冰技术最大限度地避免冰灾对国民经济的影响已成为科研人员的一个重要课题。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人力进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构合理，能够适应多种电线线型、运行稳定、除冰效率高、具有跨越高压电线上障碍物能力的高压电线除冰机器人。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高压电线除冰机器人，主要包括箱体、机械手，除冰装置，行走装置，所述箱体与机械手相连接，所述箱体与除冰装置相连接，所述箱体与行走装置连接。

所述机械手包括左机械手、右机械手，所述箱体左侧与左机械手相连接，箱体右侧与右机械手相连接，所述行走装置包括第一行走装置、第二行走装置，所述第一行走装置设置于箱体内前端，所述第二行走装置设置箱体内后端，所述箱体一侧设置有除冰装置，所述除冰装置包括左挤压式刀具、右挤压式刀具。

所述左机械手与右机械手的结构相同，主要包括第一节臂、第二节臂、第三节臂，所述第一节臂与第二节臂连接，所述第一节臂与第二节臂之间设置有旋转步进电机，所述第二节臂与第三节臂相连接，所述第三节臂底部设置有旋转步进电机，所述第三节臂顶部设置有连杆组件，所述连杆组件与夹具体相连接，所述第三节臂内设置有旋转步进电机，所述旋转步进电机与连杆组件相连接，所述左、右机械手与箱体连接处设置有旋转步进电机。

所述第一行走装置与第二行走装置结构相同，所述行走装置主要包括行走轮、行走驱动电机、背压轮、升降步进电机、支架，所述行走轮与背压轮分别设置于支架上，所述支架底部与导轨相连接，所述导轨与传动齿条相连接，所述传动齿条与传动齿轮相连接，所述传动齿轮与步进电机相连接。

所述除冰装置主要驱动步进电机、连杆组件、滑块结构、支撑架、挤压式刀具，所述驱动步进电机与连杆组件相连接，所述连杆组件与滑块结构相连接，所述滑块结构与支撑架相连接，所述支撑架与右挤压式刀具相连接，右挤压式刀具与左挤压式刀具对称设置。所述右挤压式刀具、左挤压式刀具主要由弧形钢板与钢尖刀组成。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明提供的高压电线除冰机器人，在机器人箱体上安装了两个机械手，两个行走系统，两个机械手与两个行走装置呈前后、左右分布。本发明采用驱动轮与背压轮组合形式的新型行走装置，并且通过两组齿轮齿条，行走装置既可以在水平面沿垂直电线的方向运动，也可调节驱动轮与背压轮之间的间隙。本发明的除冰机器人在高压电线上运动时能够更加连续稳定的运行，能够适应更多的电线线型以及增强爬坡的能力。本发明通过设置有三节机械手臂，并在机械手的第三节壁上安装了识别传感器和微型摄像头，能够实现除冰机器人在高压电线上跨线工作。本发明的除冰装置采用两组弧形钢板与钢尖刀结合结构，除冰装置的驱动机构简化为了一组简单的连杆-滑块机构，在高压电线上的除冰时，除冰效果稳定高效。

附图说明

图1为本发明系统立体图；

图2为本发明系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不构成对本发明的任何限制。

如图1、图2所示，为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高压电线除冰机器人，主要包括箱体1、机械手，除冰装置，行走装置，所述机械手包括左机械手2、右机械手3，所述箱体1左侧与左机械手2相连接，箱体1右侧与右机械手3相连接，所述行走装置包括第一行走装置6、第二行走装置7，所述第一行走装置6设置于箱体1内前端，所述第二行走装置7设置箱体1内后端，所述箱体1一侧设置有除冰装置，所述除冰装置包括左挤压式刀具4、右挤压式刀具5。

所述左机械手2与右机械手3的结构相同，主要包括第一节臂8、第二节臂9、第三节臂10，所述第一节臂8与第二节臂9连接，所述第一节臂8与第二节臂9之间设置有旋转步进电机11，所述第二节臂9与第三节臂10相连接，所述第三节臂10底部设置有旋转步进电机12，所述第三节臂10顶部设置有连杆组件14，所述连杆组件14与夹具体13相连接，所述第三节臂10内设置有旋转步进电机15，所述旋转步进电机15与连杆组件14相连接，所述左、右机械手2、3与箱体1连接处设置有旋转步进电机16。

所述第一行走装置6与第二行走装置7结构相同，所述行走装置主要包括行走轮17、行走驱动电机18、背压轮19、升降步进电机20、支架21，所述行走轮17与背压轮19分别设置于支架21上，所述支架21底部与导轨22相连接，所述导轨22与移动齿条23相连接，所述传动齿条23与传动齿轮24相连接，所述传动齿轮24与步进电机25相连接。

所述除冰装置主要驱动步进电机26、连杆组件27、滑块结构28、支撑架29、挤压式刀具5，所述驱动步进电机26与连杆组件27相连接，所述连杆组件27与滑块结构28相连接，所述滑块结构28与支撑架29相连接，所述支撑架29与右挤压式刀具5相连接，右挤压式刀具5与左挤压式刀具4对称设置，所述右挤压式刀具5、左挤压式刀具4主要由弧形钢板8与钢尖刀9组成。

本发明在使用过程中，所述第一行走装置6与第二行走装置7结构夹线方式与过程一样，当行走升降步进电机20驱动升降齿轮转动,并带动升降齿条上升时，行走轮17与背压轮19之间的间隙增大，步进电机25驱动传动齿轮24转动，传动齿轮24带动行走装置的传动齿条23沿导轨22朝着靠近电线的方向移动，当高压电线恰好处在行走轮17与背压轮19之间时，步进电机25停止转动，此后行走装置升降步进电机20按相反的方向转动。当行走轮17的轮槽夹住高压电线时，行走装置升降步进电机20停止转动。当两个行走装置的行走驱动电机18带动行走轮17转动时，整个除冰机器人即可沿着高压电线向前推进。

当除冰装置驱动步进电机26驱动连杆组件27运动时，连杆组件27带动右挤压式刀具5与左挤压式刀具4做开、闭的往复运动，所述钢尖刀9通过挤压电线上的冰块即可将电线上的冰块除去。

当除冰机器人遇到悬垂线夹、间隔棒、防振锤等障碍物时，处在前面的一个机械手2开始工作，该机械手2第三节臂10中的旋转步进电机15旋转通过拉动电机上方的抓取连杆组件14使机械手的夹具体13分开，旋转步进电机12使机械手2第三节臂10旋转到一个方便机械手2夹具体13夹线的位置，机械手2的旋转步进电机11带动机械手第二节臂9抬高，第三节臂10中的旋转步进电机15反向运动，使机械手2的夹具体13将高压线夹住。然后两个行走装置按照行走装置夹线的逆向运动脱离电线，旋转步进电机12工作，以前面的机械手2夹线位置为支点使整个除冰机器人旋转180°，此后另一机械手3重复前面机械手2的动作夹在电线上。两个行走装置再次夹在高压电线上，两个机械手2、3以夹线的反向运动脱离高压电线。此后驱动行走装置的驱动步进电机18、除冰装置的驱动步进电机26，除冰机器人再次开始除冰工作。

当需要跨线工作时，位于除冰机器人前面的机械手2和越障时一样夹在电线1上，然后控制旋转步进电机12、16，使除冰机器人另一机械手3转到能够夹住需要跨到的电线的位置，然后将电线2夹住，此后松开夹在原来工作在电线上的机械手2，并通过相关电机的控制使该机械手2夹在需要跨到的另一电线上，然后两个行走装置再次夹住另一电线，此后驱动行走装置的驱动步进电机18、除冰装置的驱动步进电机26，除冰机器人再次开始除冰工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高压电线除冰机器人，其特征在于：主要包括箱体(1)、机械手，除冰装置，行走装置，所述箱体(1)与机械手相连接，所述箱体(1)与除冰装置相连接，所述箱体(1)与行走装置连接。

2.根据权利要求1所述的高压电线除冰机器人，其特征在于：所述机械手包括左机械手(2)、右机械手(3)，所述箱体(1)左侧与左机械手(2)相连接，箱体(1)右侧与右机械手(3)相连接，所述行走装置包括第一行走装置(6)、第二行走装置(7)，所述第一行走装置(6)设置于箱体(1)内前端，所述第二行走装置(7)设置箱体(1)内后端，所述箱体(1)一侧设置有除冰装置，所述除冰装置包括左挤压式刀具(4)、右挤压式刀具(5)。

3.根据权利要求2所述的高压电线除冰机器人，其特征在于：所述左机械手(2)与右机械手(3)的结构相同，主要包括第一节臂(8)、第二节臂(9)、第三节臂(10)，所述第一节臂(8)与第二节臂(9)连接，所述第一节臂(8)与第二节臂(9)之间设置有旋转步进电机(11)，所述第二节臂(9)与第三节臂(10)相连接，所述第三节臂(10)底部设置有旋转步进电机(12)，所述第三节臂(10)顶部设置有连杆组件(14)，所述连杆组件(14)与夹具体(13)相连接，所述第三节臂(10)内设置有旋转步进电机(15)，所述旋转步进电机(15)与连杆组件(14)相连接，所述左、右机械手(2、3)与箱体(1)连接处设置有旋转步进电机(16)。

4.根据权利要求2所述的高压电线除冰机器人，其特征在于：所述第一行走装置(6)与第二行走装置(7)结构相同，所述行走装置主要包括行走轮(17)、行走驱动电机(18)、背压轮(19)、升降步进电机(20)、支架(21)，所述行走轮(17)与背压轮(19)分别设置于支架(21)上，所述支架(21)底部与导轨(22)相连接，所述导轨(22)与传动齿条(23)相连接，所述传动齿条(23)与传动齿轮(24)相连接，所述传动齿轮(24)与步进电机(25)相连接。

5.根据权利要求2所述的高压电线除冰机器人，其特征在于：所述除冰装置主要驱动步进电机(26)、连杆组件(27)、滑块结构(28)、支撑架(29)、挤压式刀具(5)，所述驱动步进电机(26)与连杆组件(27)相连接，所述连杆组件(27)与滑块结构(28)相连接，所述滑块结构(28)与支撑架(29)相连接，所述支撑架(29)与右挤压式刀具(5)相连接，右挤压式刀具(5)与左挤压式刀具(4)对称设置。

6.根据权利要求5所述的高压电线除冰机器人，其特征在于：右挤压式刀具(5)、左挤压式刀具(4)主要由弧形钢板(8)与钢尖刀(9)组成。