CN105665887B - 一种高压线维修机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压线维修机器人，包括机架、前夹紧液压缸、第一伺服电机、滑轮，所述的滑轮安装在机架中轴线上的滑轮安装架上，在滑轮安装架侧面设有第一伺服电机，所述的第一伺服电机的输出轴与滑轮相连，本发明可以在高压线通电状态下对高压线的破损点进行维修，减少了停电对用户造成的经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域，特别涉及一种高压线维修机器人。
背景技术
随着现代电力技术的快速发展，越来越多的高压输电网陆续建设完成，为人们的生产生活提供了有力的电力支持，但随之而来的问题就是随着高压输电线长期暴露在空气中，常年经受风吹雨打，在线路的某些地方可能会产生裂纹和破损，如果把整条电线更换掉会造成较大的经济损失，所以急需一款能够自动修补高压线的机器人，且可以保证高压线在不断电的情况下对线路进行修补、焊接。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高压线维修机器人，其采用6个升力风扇，可以由地面操作人员使用遥控直接把机器人飞到高压线上并利用带氩气保护的自动焊接设备对电线破损点进行焊接修复。
本发明所使用的技术方案是：一种高压线维修机器人，包括无刷电机、风扇、涵道、第一液压缸、铰接支架、机架、前夹紧液压缸、第一伺服电机、滑轮、齿轮环、滑块、摄像机、液压系统、电控系统、蓄电池组、电焊机、氩气存储罐、后夹紧液压缸、第二伺服电机、小齿轮、锁紧螺钉、焊枪、主动滚轮、从动滚轮、焊丝、第三伺服电机，其特征在于：所述的涵道为喇叭口形状，上面开口较大，下面开口较小，在涵道中间设置无刷电机安装架，在涵道侧面垂直设置转轴，所述的铰接支架一端固定在转轴侧面；所述的无刷电机安装在所述的无刷电机安装架中心部位，所述的风扇安装在无刷电机输出轴上，一个涵道、一个风扇和一个无刷电机组成一个升力单元；在所述的机架两侧对称共设置6个升力单元，每侧3个，所述的升力单元通过涵道侧面的转轴转动安装在机架的侧面，在所述的铰接支架和机架之间设有第一液压缸；在机架的中轴线上等距设置3个带圆弧槽的滑轮，所述的滑轮安装在机架中轴线上的滑轮安装架上，在滑轮安装架侧面设有第一伺服电机，所述的第一伺服电机的输出轴与滑轮相连；在所述的机架的前段部分设置一个长方形的焊接区域，在焊接区域前后分别布置一对前夹紧液压缸和后夹紧液压缸，所述的前夹紧液压缸和后夹紧液压缸的活塞杆前端设置一个直径为4~7cm的圆盘，在长方形焊接区域的正面设置一个下部带开口的齿轮环，所述的齿轮环在圆周上设置轮齿，所述的滑块滑动安装在齿轮环上，在滑块上部设置一个第二伺服电机，在所述的第二伺服电机的输出轴上设置一个小齿轮，所述的小齿轮与齿轮环啮合安装；在所述的滑块前部设置一个焊枪，所述的焊枪通过气管与氩气存储罐相连，并通过电线与电焊机相连，所述的焊枪与滑块之间使用锁紧螺钉固定，焊枪与滑块之间的角度可以调节，在所述的焊枪侧面设置自动送丝机构，所述的自动送丝机构包括主动滚轮、从动滚轮、第三伺服电机、焊丝，所述的第三伺服电机的输出轴与主动滚轮连接，所述的主动滚轮和从动滚轮的轴线平行，所述的焊丝夹在主动滚轮和从动滚轮的缝隙之间；所述的摄像机安装在所述的机架中部，摄像机的镜头对准焊接区域；
所述的蓄电池组为电控系统供电，所述的电控系统分别通过线路与无刷电机、第一伺服电机、摄像机、电焊机、第三伺服电机、第二伺服电机和液压系统中的电磁阀相连；所述的前夹紧液压缸、后夹紧液压缸和第一液压缸分别通过油管与液压系统相连；
进一步地，所述的焊丝为铝制焊丝。
进一步地，所述的氩气存储罐内装有氩气。
进一步地，所述的机架由绝缘材料制成。
进一步的，所述的电控系统内置无线通讯设备，通过无线通讯设备可以与地面操作人员手中的遥控进行实时通讯。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：
1.本发明可以在高压线通电状态下对高压线的破损点进行维修，
减少了停电对用户造成的经济损失。
2.利用氩气保护焊，使焊接点更为牢固、美观。
附图说明
图1、图3为本发明的整体装配立体结构示意图。
图2为本发明的焊枪安装示意图。
附图标号：1-无刷电机；2-风扇；3-涵道；4-第一液压缸；5-铰接支架；6-机架；7-前夹紧液压缸；8-第一伺服电机；9-滑轮；10-齿轮环；11-滑块；12-摄像机；13-液压系统；14-电控系统；15-蓄电池组；16-电焊机；17-氩气存储罐；18-高压线；19-后夹紧液压缸；20-第二伺服电机；21-小齿轮；22-锁紧螺钉；23-焊枪；24-主动滚轮；25-从动滚轮；26-焊丝；27-第三伺服电机。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2、图3所示，一种高压线维修机器人，包括无刷电机1、风扇2、涵道3、第一液压缸4、铰接支架5、机架6、前夹紧液压缸7、第一伺服电机8、滑轮9、齿轮环10、滑块11、摄像机12、液压系统13、电控系统14、蓄电池组15、电焊机16、氩气存储罐17、后夹紧液压缸19、第二伺服电机20、小齿轮21、锁紧螺钉22、焊枪23、主动滚轮24、从动滚轮25、焊丝26、第三伺服电机27，其特征在于：所述的涵道3为喇叭口形状，上面开口较大，下面开口较小，在涵道3中间设置无刷电机1安装架，在涵道3侧面垂直设置转轴，所述的铰接支架5一端固定在转轴侧面；所述的无刷电机1安装在所述的无刷电机1安装架中心部位，所述的风扇2安装在无刷电机1输出轴上，一个涵道3、一个风扇2和一个无刷电机1组成一个升力单元；在所述的机架6两侧对称共设置6个升力单元，每侧3个，所述的升力单元通过涵道3侧面的转轴转动安装在机架6的侧面，在所述的铰接支架5和机架6之间设有第一液压缸4；在机架6的中轴线上等距设置3个带圆弧槽的滑轮9，所述的滑轮9安装在机架6中轴线上的滑轮安装架上，在滑轮安装架侧面设有第一伺服电机8，所述的第一伺服电机8的输出轴与滑轮9相连；在所述的机架6的前段部分设置一个长方形的焊接区域，在焊接区域前后分别布置一对前夹紧液压缸7和后夹紧液压缸19，所述的前夹紧液压缸7和后夹紧液压缸19的活塞杆前端设置一个直径为4cm的圆盘，在长方形焊接区域的正面设置一个下部带开口的齿轮环10，所述的齿轮环10在圆周上设置轮齿，所述的滑块11滑动安装在齿轮环10上，在滑块11上部设置一个第二伺服电机20，在所述的第二伺服电机20的输出轴上设置一个小齿轮21，所述的小齿轮21与齿轮环10啮合安装；在所述的滑块11前部设置一个焊枪23，所述的焊枪23通过气管与氩气存储罐17相连，并通过电线与电焊机16相连，所述的焊枪23与滑块11之间使用锁紧螺钉22固定，焊枪23与滑块11之间的角度可以调节，在所述的焊枪23侧面设置自动送丝机构，所述的自动送丝机构包括主动滚轮24、从动滚轮25、第三伺服电机27、焊丝26，所述的第三伺服电机27的输出轴与主动滚轮24连接，所述的主动滚轮24和从动滚轮25的轴线平行，所述的焊丝26夹在主动滚轮24和从动滚轮25的缝隙之间；所述的摄像机12安装在所述的机架6中部，摄像机12的镜头对准焊接区域；
所述的蓄电池组15为电控系统14供电，所述的电控系统14分别通过线路与无刷电机1、第一伺服电机8、摄像机12、电焊机16、第三伺服电机27、第二伺服电机20和液压系统13中的电磁阀相连；所述的前夹紧液压缸7、后夹紧液压缸19和第一液压缸4分别通过油管与液压系统13相连。
所述的焊丝26为铝制焊丝26。
所述的氩气存储罐17内装有氩气。
所述的机架6由绝缘材料制成。
所述的电控系统14内置无线通讯设备，通过无线通讯设备可以与地面操作人员手中的遥控进行实时通讯。
本发明工作原理：本发明通过6个独立的升力单元为机器人提供上升力，每个升力单元的推力大小由无刷电机1调节，每个升力单元推力的方向由第一液压缸4控制；本发明的焊枪23固定在滑块11上，滑块11由小齿轮21驱动，焊枪23在工作时以高压线18的中心线为轴线进行旋转焊接，旋转时以齿轮环10的开口处为边界，在焊接的同时需要自动送丝机构送丝，还需要氩气进行保护。本发明在使用时首先使用遥控将机器人飞到需要维修的高压线18上，并使高压线18进入滑轮9的圆弧槽内，机器人的平衡通过6个升力单元进行调节，地面操作人员通过机器人上部的摄像机12确定破损点具体位置，并使用第一伺服电机8驱动滑轮9将机器人准确移动到破损点处，使焊枪23对准破损点，然后分别利用前夹紧液压缸7和后夹紧液压缸19从两侧夹紧高压线18，保证高压线18的破损点在焊接熔融状态下不受拉力，夹紧高压线18后使用焊枪23对破损点进行焊接，待焊点冷却后松开前夹紧液压缸7和后夹紧液压缸19，利用摄像机12继续寻找下一点进行修补。
Claims (5)
1.一种高压线维修机器人，包括无刷电机（1）、风扇（2）、涵道（3）、第一液压缸（4）、铰接支架（5）、机架（6）、前夹紧液压缸（7）、第一伺服电机（8）、滑轮（9）、齿轮环（10）、滑块（11）、摄像机（12）、液压系统（13）、电控系统（14）、蓄电池组（15）、电焊机（16）、氩气存储罐（17）、后夹紧液压缸（19）、第二伺服电机（20）、小齿轮（21）、锁紧螺钉（22）、焊枪（23）、主动滚轮（24）、从动滚轮（25）、焊丝（26）、第三伺服电机（27），其特征在于：所述的涵道（3）为喇叭口形状，上面开口较大，下面开口较小，在涵道（3）中间设置无刷电机（1）安装架，在涵道（3）侧面垂直设置转轴，所述的铰接支架（5）一端固定在转轴侧面；所述的无刷电机（1）安装在所述的无刷电机（1）安装架中心部位，所述的风扇（2）安装在无刷电机（1）输出轴上，一个涵道（3）、一个风扇（2）和一个无刷电机（1）组成一个升力单元；在所述的机架（6）两侧对称共设置6个升力单元，每侧3个，所述的升力单元通过涵道（3）侧面的转轴转动安装在机架（6）的侧面，在所述的铰接支架（5）和机架（6）之间设有第一液压缸（4）；在机架（6）的中轴线上等距设置3个带圆弧槽的滑轮（9），所述的滑轮（9）安装在机架（6）中轴线上的滑轮安装架上，在滑轮安装架侧面设有第一伺服电机（8），所述的第一伺服电机（8）的输出轴与滑轮（9）相连；在所述的机架（6）的前段部分设置一个长方形的焊接区域，在焊接区域前后分别布置一对前夹紧液压缸（7）和后夹紧液压缸（19），所述的前夹紧液压缸（7）和后夹紧液压缸（19）的活塞杆前端设置一个直径为4~7cm的圆盘，在长方形焊接区域的正面设置一个下部带开口的齿轮环（10），所述的齿轮环（10）在圆周上设置轮齿，所述的滑块（11）滑动安装在齿轮环（10）上，在滑块（11）上部设置一个第二伺服电机（20），在所述的第二伺服电机（20）的输出轴上设置一个小齿轮（21），所述的小齿轮（21）与齿轮环（10）啮合安装；在所述的滑块（11）前部设置一个焊枪（23），所述的焊枪（23）通过气管与氩气存储罐（17）相连，并通过电线与电焊机（16）相连，所述的焊枪（23）与滑块（11）之间使用锁紧螺钉（22）固定，焊枪（23）与滑块（11）之间的角度可以调节，在所述的焊枪（23）侧面设置自动送丝机构，所述的自动送丝机构包括主动滚轮（24）、从动滚轮（25）、第三伺服电机（27）、焊丝（26），所述的第三伺服电机（27）的输出轴与主动滚轮（24）连接，所述的主动滚轮（24）和从动滚轮（25）的轴线平行，所述的焊丝（26）夹在主动滚轮（24）和从动滚轮（25）的缝隙之间；所述的摄像机（12）安装在所述的机架（6）中部，摄像机（12）的镜头对准焊接区域；
所述的蓄电池组（15）为电控系统（14）供电，所述的电控系统（14）分别通过线路与无刷电机（1）、第一伺服电机（8）、摄像机（12）、电焊机（16）、第三伺服电机（27）、第二伺服电机（20）和液压系统（13）中的电磁阀相连；所述的前夹紧液压缸（7）、后夹紧液压缸（19）和第一液压缸（4）分别通过油管与液压系统（13）相连。
2.根据权利要求1所述的一种高压线维修机器人，其特征在于：所述的焊丝（26）为铝制焊丝（26）。
3.根据权利要求1所述的一种高压线维修机器人，其特征在于：所述的氩气存储罐（17）内装有氩气。
4.根据权利要求1所述的一种高压线维修机器人，其特征在于：所述的机架（6）由绝缘材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种高压线维修机器人，其特征在于：所述的电控系统（14）内置无线通讯设备，通过无线通讯设备可以与地面操作人员手中的遥控进行实时通讯。
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| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190617 Address after: Room 306, Building A, Building 3, Building 11, Courtyard 8, Liangshuihe Second Street, Daxing District, Beijing Patentee after: Beijing hi tech robot Co., Ltd. Address before: 150000 Heilongjiang Harbin Dalian economic and Trade Zone, the North Road and Xingkai Road intersection Patentee before: Hagongda robot group (Harbin) Asset Management Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191016 Address after: Room 501, entrepreneurial service center, Chengdong Industrial Park, Shuangshan street, Zhangqiu District, Jinan City, Shandong Province Patentee after: Harbin University of technology robot group (Shandong) Co., Ltd. Address before: Room 306, Building A, Building 3, Building 11, Courtyard 8, Liangshuihe Second Street, Daxing District, Beijing Patentee before: Beijing hi tech robot Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171219 Termination date: 20210420 |