CN105305308A - 带电作业机器人组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带电作业机器人组件，其包括：带电作业机器人本体；以及作业平台，所述作业平台用于在所述带电作业机器人上线或下线时支撑所述带电作业机器人，所述作业平台包括由电机驱动的绝缘磨绳绞盘，所述绝缘磨绳绞盘设置成与绝缘磨绳协作，以在电机的作用下提供作业平台与带电作业机器人上升时的升力以及下降时的支持力；以及磨绳，所述磨绳悬于待所述带电作业机器人作业的导线上，其中所述磨绳穿过所述作业平台，并与所述作业平台的磨绳绞盘接合。根据本发明带电作业机器人组件操作方便，效率高。

Description

带电作业机器人组件

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，本专利涉及用于带电作业机器人组件。

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，例如中国发明专利申请号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上配备不同的末端装置来实现各种带电作业。其中末端包括上夹爪和下夹爪，操作时下夹爪固定碗头挂板而上夹爪推出或送入W销。

在以往实践中，上述类型的机器人通常通过人工和纤绳牵拉来上升到导线上。然后通过作业机器人的机械臂吊挂至导线上。然而在吊挂过程中需要在水平面中旋转作业机器人使得机器人，使其机械臂与导线错开，使得机器人的机械臂可以上升至导线上方而不会受到导线妨碍，从而方便机器人机械臂的夹持。在现有技术中通常通过操作者在机器人下方通过拉绳来使带电作业机器人旋转，然而这通常需要5-7个人的人力来执行该操作，并且人工操作的稳定性较差，通常会浪费时间和人力。所需要的是一种协助带电作业机器人上线和下线的工具，以简化上线和下线操作，提高自动化程度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在带电作业机器人上线和下线时提供支撑的自动化更高的机器人作业平台以及机器人本体所组成的组件，该组件结构简单，操作方便，执行工作稳定性高。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于带电作业机器人组件，其包括：带电作业机器人本体；以及作业平台，所述作业平台用于在所述带电作业机器人上线或下线时支撑所述带电作业机器人，所述作业平台包括由电机驱动的绝缘磨绳绞盘，所述绝缘磨绳绞盘设置成与绝缘磨绳协作，以在电机的作用下提供作业平台与带电作业机器人上升时的升力以及下降时的支持力；以及磨绳，所述磨绳悬于待所述带电作业机器人作业的导线上，其中所述磨绳穿过所述作业平台，并与所述作业平台的磨绳绞盘接合。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述带电作业机器人支撑于所述作业平台之上，其中所述带电作业机器人通过分布在所述作业平台上的多个自由轮与所述作业平台接合。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述多个自由轮包括分布在作业平台各个角落上的四个自由轮。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述作业平台包括设置在所述作业平台上的至少两个风机，所述风机设置成向所述作业平台提供旋转扭矩，使得作业平台能够在水平面内沿所述磨绳在相反方向上旋转。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述至少两个风机为设在所述作业平台底部相对侧上的两个风机。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述作业平台还包括控制系统以便控制所述作业平台上升和下降的速度。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述磨绳接近导线端设有保险锁扣以锁定在所述导线上，所述保险可由所述带电作业机器人的机械臂打开。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述机器人本体下部的相对侧上设有至少两个风机，所述风机设置成向所述机器人本体提供旋转扭矩，使得机器人本体能够在水平面内在相反方向上旋转。

在可选的实施例中，在上述组件中，所述作业平台上设有自由轮使所述机器人本体能够在所述作业平台上自由旋转。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于带电作业机器人的作业平台，其包括：作业平台，上述作业平台大致为立方体，其包括上表面，下表面，前侧，后侧，左侧以及右侧，其中所述作业平台内部设有电机，以及由所述电机驱动的绝缘磨绳绞盘，以及绝缘磨绳，所述绝缘磨绳与所述绝缘磨绳绞盘接合，以通过绝缘磨绳绞盘与绝缘磨绳之间的摩擦以及所述电机的动力来使所述作业平台上升或下降。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述带电作业机器人支撑于所述作业平台的上表面之上，其中所述带电作业机器人通过分布的多个自由轮与所述作业平台接合。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述多个自由轮包括所述作业平台上表面四周分布的四个自由轮。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述作业平台包括设置在所述作业平台上的至少两个风机，所述风机设置成向所述作业平台提供旋转扭矩，使得作业平台能够在水平面内沿所述磨绳在相反方向上旋转。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述至少两个风机为设在所述作业平台的相对侧面，例如左侧和右侧或前侧和后侧上的成对的风机。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述作业平台还包括控制系统以便控制所述作业平台上升和下降的速度。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述作业平台包括从所述作业平台悬下的至少两根线绳，操作者通过所述线绳使所述作业平台和其上的带电作业机器人旋转。

在另一个实施例中，在上述带电机器人作业平台中，所述磨绳接近导线端设有保险锁扣以锁定在所述导线上，所述保险可由所述带电作业机器人的机械臂打开。

根据本发明的另一方面，提供了一种带电作业机器人组件，其包括：带电机器人作业平台，其包括作业平台，上述作业平台大致为立方体，其包括上表面，下表面，前侧，后侧，左侧以及右侧，其中所述作业平台内部设有电机，以及由所述电机驱动的绝缘磨绳绞盘，以及绝缘磨绳，所述绝缘磨绳与所述绝缘磨绳绞盘接合，以通过绝缘磨绳绞盘与绝缘磨绳之间的摩擦以及所述电机的动力来使所述作业平台上升或下降；以及带电作业机器人。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述带电作业机器人支撑于所述作业平台之上，其中所述带电作业机器人通过分布的多个自由轮与所述作业平台接合。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述多个自由轮包括分布在所述带电作业机器人下表面周边的四个自由轮。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述作业平台包括设置在所述作业平台上的至少两个风机，所述风机设置成向所述作业平台提供旋转扭矩，使得作业平台能够在水平面内沿所述磨绳在相反方向上旋转。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述至少两个风机为设在所述作业平台底部相对侧的两个风机。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述作业平台还包括控制系统以便控制所述作业平台上升和下降的速度。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述作业平台包括从所述作业平台悬下的至少两根线绳，操作者通过所述线绳使所述作业平台和其上的带电作业机器人旋转。

在另一个实施例中，在上述带电作业机器人组件中，所述磨绳接近导线端设有保险锁扣以锁定在所述导线上，所述保险可由所述带电作业机器人的机械臂打开。

根据本发明的另一方面，提供了一种带电作业机器人的上线方法，所述方法包括，利用由磨绳绞盘连接的电机驱动磨绳绞盘旋转，从而使带电作业机器人组件上升，所述磨绳绞盘与磨绳之间的摩擦力足够大以支撑所述带电作业机器人组件。在上述带电作业机器人组件上升一定程度后，使通过设在所述机器人本体或所述作业平台上的风机使所述机器人组件旋转，使得所述机器人本体的机械臂与导线错开，继续使机器人组件上升，并再次使其旋转成所述机器人组件的机械臂与所述导线共线的情况，使所述机械臂的末端的滑轮落于所述导线上，并撤除磨绳和作业平台。下线步骤即相反地执行上述与上线步骤。

综上所述，根据本发明的用于带电作业机器人组件操作方便，并且其能够有助于带电机器人的上线和下线操作，使操作稳定性提高，节省人力成本，提高整个系统的自动化程度，提高操作效率。

附图说明

下文将结合附图描绘本专利的具体实施例，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专利的范围，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；

图2示出了根据本发明的带电作业机器人组件的立体图；

图3示出了作业平台的侧视图；

图4示出了根据一个实施例的带电作业机器人组件的侧视图；以及

图5示出了根据另一个实施例的带电作业机器人组件的侧视图。

具体实施方式

应当指出，在下文中将具体描绘根据专利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语例如“横向”，“纵向”以及“x”，“y”，“z”轴方向等都为相对方向，本专利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专利的实施。

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以及第二机械手纵向移动关节154。此外，在本实施中，机械臂末端用于执行绝缘子串更换任务，即在第一机械臂上设有根据本专利的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。

在现有技术中，将机械臂120，130末端的滑轮挂于导线上通常采用牵吊的方式。在牵吊高于导线后需要人力拉扯纤绳，例如5-7人来使机器人旋转，从而使机械臂120，130与导线错开并在导线两侧升高至导线之上，然后再通过人力使机器人旋转，以使机械臂120，130末端的滑轮处于导线之上，以便于滑轮装在导线上。

根据本发明提供了一种高自动化，节省人力的带电作业机器人上线和下线设备和方法。具体可参考图2，如图1所示的带电作业机器人在图2中大致以300标注，而带电作业机器人作业平台大致以400标注。带电作业机器人300支撑于作业平台400上。在一个实施例中，带电作业机器人300通过自由轮支撑于作业平台400上。

如图3所示，作业平台400包括从其中穿过的磨绳403，磨绳与绝缘磨绳绞盘402接合，而绝缘磨绳绞盘402由驱动电机401驱动，磨绳的第一端与导线接合并从导线悬下。带电作业机器人300连同作业平台400可一起沿磨绳竖直上升至其便于悬挂于导线之上的位置。在优选实施例中，作业平台400上方设有自由轮404以使带电作业机器人300可在作业平台400上滑动。这对于机器人的初始定位和磨绳的居中定位等操作使非常有利的。

如图4所示，在一个实施例中，带电作业机器人300的底部的相对侧上设有风机405以向其自身提供旋转扭矩，以实现在水平面中的旋转操作，该相对侧上的风机405优选地可提供两个方向上的扭矩，即使机器人300可沿两个方向旋转。由于作业平台400上设有自由轮，故带电作业机器人300的旋转不会带动转动惯量较大的作业平台400一起旋转，而可在作业平台400上自由旋转，故风机可设计成仅提供较小的转矩。

当然，如图5所示，在一个实施例中，风机406也可设在作业平台400的相对侧上，从而使作业平台400与带电作业机器人300一起旋转。在这样的实施例中，作业机器人300可固定至作业平台400以便与其一同旋转。可设想，也可在作业平台400上设置自由轮和固定设施以适应两种不用的旋转方式，即，风机安装在作业平台400上和安装在带电作业机器人300上。

再参考图2，其中可见磨绳的上端具有用于锁定至导线上的保险锁扣308，该保险锁扣308在需要撤除作业平台和磨绳时可通过机器人本体的机械臂打开。

本发明不限于上述实施例，在本发明的范围中的任何改型，变型，改善都应视为在本发明的范围之内，包括本领域技术人员在得知本发明之后为避开本发明而做出的修改。

Claims (7)

1.一种带电作业机器人组件，其特征在于，其包括：

带电作业机器人本体；以及

作业平台，所述作业平台用于在所述带电作业机器人上线或下线时支撑所述带电作业机器人，所述作业平台包括由电机驱动的绝缘磨绳绞盘，所述绝缘磨绳绞盘设置成与绝缘磨绳协作，以在电机的作用下提供作业平台与带电作业机器人上升时的升力以及下降时的支持力；以及

磨绳，所述磨绳悬于待所述带电作业机器人作业的导线上，其中所述磨绳穿过所述作业平台，并与所述作业平台的磨绳绞盘接合。

2.根据权利要求1所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述带电作业机器人支撑于所述作业平台之上，其中所述带电作业机器人通过分布在所述作业平台上的多个自由轮与所述作业平台接合。

3.根据权利要求2所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述多个自由轮包括分布在作业平台各个角落上的四个自由轮。

4.根据权利要求1所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述作业平台包括设置在所述作业平台上的至少两个风机，所述风机设置成向所述作业平台提供旋转扭矩，使得作业平台能够在水平面内沿所述磨绳在相反方向上旋转。

5.根据权利要求4所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述至少两个风机为设在所述作业平台底部相对侧上的两个风机。

6.根据权利要求1所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述作业平台还包括控制系统以便控制所述作业平台上升和下降的速度。

7.根据权利要求1所述的带电作业机器人组件，其特征在于，所述磨绳接近导线端设有保险锁扣以锁定在所述导线上，所述保险可由所述带电作业机器人的机械臂打开。