CN106374388B - 一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统及方法，包括巡检机器人、地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道，巡检机器人包括机器人本体，所述机器人本体上设置有沿地线运动的两个并排的驱动轮，所述驱动轮前侧分别设置有一个夹紧轮，每个驱动轮下端连接有回转关节，所述回转关节固定于机器人本体框架两端；地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道分别设置于悬垂线夹和防震锤与地线的连接处，且其突出地线的部分为弧形，以引导巡检机器人的驱动轮脱离地线，越过悬垂线夹和防震锤，实现无障碍通行。本发明能够保证巡检机器人无障碍进行巡检。
Description
技术领域
本发明涉及一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统及方法。
背景技术
随着国民经济的发展和社会的进步，电力系统的安全运行问题越来越重要。高压输电线路是电力系统的命脉，其故障直接威胁着电力系统的安全运行，由于输电线路分布点多，远离城镇，地形复杂，并且导线暴漏在野外，长期风吹雨淋，且受到持续的机械张力，电气闪烙，材料老化的影响，容易引起磨损，断股，腐蚀等损伤，若不及时修复更换，易引起严重的事故，造成大面积停电及经济财产损失。所以，必须对输电线路进行定期的巡视检查，随时掌握和了解输电线路的安全运行情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生。
目前，机器人已经广泛应用于高压输电线路领域，特别是输电线路的带电巡线作业，但是，在我国目前的架空输电线路上，由于地线在设计之初并没有考虑线路机器人的应用，地线上的防震锤、直线杆塔上的悬垂线夹等导致机器人无法直接通过，机器人遇到这些障碍物必须进行各种越障动作，影响了机器人在线通过效率，并且安全系数较低，为其搭建一个无障碍通道成为必然。
机器人在高压线上的应用也多种多样，但这些机器人都采用了越障的方式，其自由度及机械结构比较复杂，控制难度较大，并且越障效率比较低，所以，针对地线无障碍通道，设计一种全新的、能够适应通道的巡检机器人也成为必然。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统及方法，本发明在不改变直线杆塔原有的悬垂线夹的基础上，即尽可能不改原有特性，提高了机器人的跨越地线直线杆塔的效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，包括巡检机器人、地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道，其中：
所述巡检机器人包括机器人本体，所述机器人本体上设置有沿地线运动的两个并排的驱动轮，所述驱动轮前侧分别设置有一个夹紧轮，每个驱动轮下端连接有回转关节，所述回转关节固定于机器人本体框架两端；
所述地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道分别设置于悬垂线夹和防震锤与地线的连接处，且其突出地线的部分为弧形，以引导巡检机器人的驱动轮脱离地线，越过悬垂线夹和防震锤，实现无障碍通行。
所述地线直线杆塔无障碍通道包括导轨、导轨支架、杆塔、导向件和悬垂线夹，所述导向件有两个，对称设置在悬垂线夹两侧，所述导轨的两端与导向件的末端紧固连接，导轨位于悬垂线夹的外侧，与地线平行；所述导轨的中间设置有导轨支架，导轨支架末端固定在杆塔上，以举拖导轨。
所述导向件与地线连接的起始端为具有一定坡度的弧形，末端为远离地线的弧形，其形状便于引导机器人逐渐的脱离地线，将其引导至悬垂线夹的侧面；所述导向件内有地线凹槽，可将地线嵌入。
优选的，所述导轨的中间设置有导轨支架，导轨支架另一端固定在杆塔上，以托举导轨。
优选的，所述导轨的端部与导向件的外沿弧形相适配。
优选的，所述导向件底端设置有凹槽，以嵌入地线。
优选的，所述弯曲部分为圆滑弧形。
优选的，所述导向件上设置有螺栓孔。
优选的，所述防震锤无障碍通道包括两个对称设计的连接的壳体，所述壳体的顶端轮廓被配置为一光滑弧线，所述壳体的内侧设置有能够容纳导线的导线槽；
优选的，所述壳体的中端内侧设置有容纳防震锤夹线板的凹陷部分。
优选的，所述壳体下部的中端设置有通孔，与防震锤夹线板的连接螺母相配合。
优选的，所述壳体呈T型，具有壳体上部和设置在壳体上部中端的壳体下部，所述导向槽设置于壳体上部的下边缘处。
优选的，所述壳体上部为一弓形。
优选的，所述弧线的角度小于30°，便于机器人的爬坡。
优选的，所述壳体上设置有螺栓孔，两个壳体通过螺栓紧固在一起。
基于上述巡检机器人系统的工作方法，机器人驱动轮骑在地线上进行巡检，在不过防震锤及悬垂线夹的时候，夹紧轮是闭合的，起到保护机器人的作用；当机器人遇到前方的防震锤或悬垂线夹时，机器人前端的夹紧轮先打开，使驱动轮沿着防震锤或悬垂线夹上的弧形曲线往上滚动并越过防震锤或悬垂线夹，此时，前端的夹紧轮马上闭合，然后，机器人后方的驱动轮以同样的方式通过防震锤，在机器人过防震锤或悬垂线夹的时候始终有一个夹紧轮是闭合的，从而保证机器人的安全，防止跌落。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的机器人结构简单，与无障碍通道相辅相成，互相适应；
(2)本发明的无障碍通道结构简单、安装方便，不改变地线直线杆塔悬垂线夹和防震锤的机械特性和电气特性；
(3)本发明通过设计拱桥形状的导向件，更易于机器人向导轨平稳过度，保证机器人的在线安全；
(4)本发明的无障碍通道提高了机器人的跨越地线直线杆塔的效率；
(5)本发明能够实现架空地线的全程无障碍通行与巡检。
附图说明
图1是全程巡检机器人结构示意图；
图2是地线直线杆塔无障碍通道结构示意图；
图3是导向件结构示意图；
图4是防震锤无障碍通道示意图；
图5是壳体结构示意图。
其中：1、驱动轮，2、夹紧轮，3、回转关节，4、框架，5、地线，6、导向件，7、导轨，8、支架，9、杆塔，10、悬垂线夹，11、壳体，12、防震锤，13、螺母，14、紧固螺栓。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
一种架空地线全程巡检机器人及无障碍地线通道，包括一个全程巡检机器人和一个适合机器人的无障碍地线通道；
架空地线全程巡检机器人和无障碍地线通道相互适应，相辅相成，全程巡检机器人包括驱动轮、夹紧轮、回转关节和框架，所述驱动轮有两个，分别骑在地线上；所述夹紧轮有两个，分别安装固定在驱动轮的前部；所述每个驱动轮下方都连接有回转关节，所述回转关节固定在框架上。
无障碍地线通道包括直线杆塔上和防震锤无障碍通道的改造；
所述地线直线杆塔无障碍通道包括导轨、导轨支架、杆塔、导向件和悬垂线夹，所述导向件有两个，对称设置在悬垂线夹两侧，所述导轨的两端与导向件的末端紧固连接，导轨位于悬垂线夹的外侧，与地线平行；所述导轨的中间设置有导轨支架，支架末端固定在杆塔上，起到举拖导轨的作用。
所述导向件与地线连接的起始端为具有一定坡度的弧形，末端为远离地线的弧形，其形状便于引导机器人逐渐的脱离地线，将其引导至悬垂线夹的侧面；所述导向件内有地线凹槽，可将地线嵌入。
所述防震锤无障碍通道包括两个对称设计的连接的壳体，所述壳体的顶端轮廓被配置为一光滑弧线，所述壳体的内侧设置有能够容纳导线的导线槽；
所述壳体的中端内侧设置有容纳防震锤夹线板的凹陷部分。
优选的，所述壳体下部的中端设置有通孔，与防震锤夹线板的连接螺母相配合。
优选的，所述壳体呈T型，具有壳体上部和设置在壳体上部中端的壳体下部，所述导向槽设置于壳体上部的下边缘处。
优选的，所述壳体上部为一弓形。
优选的，所述弧线的角度小于30°，便于机器人的爬坡。
优选的，所述壳体上设置有螺栓孔，两个壳体通过螺栓紧固在一起。
直线杆塔无障碍通道包括两个对称设计的连接的导向件，所述导向件的起始端为具有一定坡度的弧形，末端为远离地线的弧形，所述导向件内设置有能够容纳地线的导线槽；所述壳体的中端内侧设置有容纳防震锤夹线板的凹陷部分。所述防震锤的通道包括两个对称设计的连接的壳体，所述壳体的顶端轮廓被配置为一光滑弧线，所述壳体的内侧设置有能够容纳导线的导线槽；
导向件对称设置在直线杆塔悬垂线夹的两侧，中间用导轨连接；导向件起始端为具有一定坡度的弧形，末端为远离地线的弧形；所述防震锤的壳体呈T型，具有壳体上部和设置在壳体上部中端的壳体下部，所述导向槽设置于壳体上部的下边缘处，所述壳体上部为一弓形，弧线的角度小于30°。
本发明的机器人和无障碍地线通道之间适应性较强，全程巡检机器人包括驱动轮1、夹紧轮2、回转关节3和框架4，驱动轮1有两个，分别骑在地线上；在驱动轮1的前端各设置有夹紧轮2，在机器人的正常巡视过程中，夹紧轮2是闭合的，起到保护机器人的作用；
驱动轮1下放都连接有回转关节3，回转关节3固定在框架4上。
地线直线杆塔无障碍通道包括导轨7、导轨支架8和导向件6，导向件6有两个，对称设置在悬垂线夹10的两侧；导轨7的两端与导向件6的末端紧固连接，导轨7位于悬垂线夹10的外侧，与地线平行；导轨7的中间设置有导轨支架8，支架末端固定在杆塔9上，起到举拖导轨7的作用。
导向件6内有地线凹槽，可将地线嵌入，并用两侧的螺栓紧固；其顶部表面为圆弧形，可适应机器人的行走轮；末端为远离地线的弧形，其形状便于引导机器人逐渐的脱离地线5，将其引导至悬垂线夹6的侧面。
防震锤无障碍通道包括防震锤12、壳体11及紧固螺栓14；壳体11外形为拱桥型，共有2个，分别位于防震锤12左右，两者可通过螺栓14紧固在一起，其顶部表面为圆弧形，可适应机器人的行走轮；
参见图5，壳体11内部有导线形状的凹槽和防震锤悬挂件形状的凹槽，可卡紧导线和防震锤。
机器人驱动轮1骑在地线上进行巡检，在不过防震锤及悬垂线夹的时候，夹紧轮2是闭合的，起到保护机器人的作用；当机器人遇到前方的防震锤时，机器人前端的夹紧轮2先打开，由于防震锤已经改造成无障碍的通道，驱动轮1会沿着防震锤上的弧形壳体11往上滚动并越过防震锤，此时，前端的夹紧轮2马上闭合，然后，机器人后方的驱动轮以同样的方式通过防震锤，在机器人过防震锤的时候始终有一个夹紧轮2是闭合的，从而保证机器人的安全，防止跌落；
当机器人遇到前方的直线杆塔(悬垂线夹)时，机器人前端的夹紧轮2先打开，由于防震锤已经改造成无障碍的通道，驱动轮1会沿着导向件6往上滚动，当前轮到达导向件6的顶端时，由于导向件改变了机器人的前进方向，机器人的回转关节3会被动旋转，以适应导向件6的导向，从而牵引机器人逐渐远离直线杆塔(悬垂线夹)，当前端的驱动轮1滚动到导轨7上时，前端的夹紧轮2闭合，机器人后方的驱动轮以同样的方式通过导向件6；机器人采用了被动式的回转关节3，所以可自动适应导轨7的路径；最后机器人以相同的方式越过导轨7另一端的导向件6，回到地线上继续沿直线巡检。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：包括巡检机器人、地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道，其中：
所述巡检机器人包括机器人本体，所述机器人本体上设置有沿地线运动的两个并排的驱动轮，所述驱动轮前侧分别设置有一个夹紧轮，每个驱动轮下端连接有回转关节，所述回转关节固定于机器人本体框架两端；
所述地线直线杆塔无障碍通道和防震锤无障碍通道分别设置于悬垂线夹和防震锤与地线的连接处，且其突出地线的部分为弧形，以引导巡检机器人的驱动轮脱离地线，越过悬垂线夹和防震锤，实现无障碍通行；
所述防震锤无障碍通道包括两个对称设计的连接的壳体，所述壳体的顶端轮廓被配置为一光滑弧线，所述壳体的内侧设置有能够容纳导线的导线槽。
2.如权利要求1所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述地线直线杆塔无障碍通道包括导轨、导轨支架、杆塔、导向件和悬垂线夹，所述导向件有两个，对称设置在悬垂线夹两侧，所述导轨的两端与导向件的末端紧固连接，导轨位于悬垂线夹的外侧，与地线平行；所述导轨的中间设置有导轨支架，导轨支架末端固定在杆塔上，以举拖导轨。
3.如权利要求2所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述导向件与地线连接的起始端为具有一定坡度的弧形，末端为远离地线的弧形，其形状便于引导机器人逐渐的脱离地线，将其引导至悬垂线夹的侧面；所述导向件内有地线凹槽，可将地线嵌入。
4.如权利要求1所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述壳体的中端内侧设置有容纳防震锤夹线板的凹陷部分。
5.如权利要求1所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述壳体下部的中端设置有通孔，与防震锤夹线板的连接螺母相配合。
6.如权利要求2所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述导轨的中间设置有导轨支架，导轨支架另一端固定在杆塔上，以托举导轨。
7.如权利要求2所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述导轨的端部与导向件的外沿弧形相适配。
8.如权利要求2所述的一种架空地线全程无障碍的巡检机器人系统，其特征是：所述导向件底端设置有凹槽，以嵌入地线。
9.基于如权利要求1-8中任一项所述的巡检机器人系统的工作方法，其特征是：机器人驱动轮骑在地线上进行巡检，两个夹紧轮保持闭合，当机器人遇到前方的防震锤或悬垂线夹时，机器人前端的夹紧轮先打开，使驱动轮沿着防震锤或悬垂线夹上的弧形曲线往上滚动并越过防震锤或悬垂线夹，此时，前端的夹紧轮马上闭合，然后，机器人后方的驱动轮以同样的方式通过防震锤，在机器人过防震锤或悬垂线夹的时候始终有一个夹紧轮是闭合的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Wang Yue Central Road Ji'nan City, Shandong province 250002 City No. 2000 Co-patentee after: National Network Intelligent Technology Co., Ltd. Patentee after: Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Company Co-patentee after: State Grid Corporation of China Address before: Wang Yue Central Road Ji'nan City, Shandong province 250002 City No. 2000 Co-patentee before: Shandong Luneng Intelligent Technology Co., Ltd. Patentee before: Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Company Co-patentee before: State Grid Corporation of China |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201027 Address after: 250101 Electric Power Intelligent Robot Production Project 101 in Jinan City, Shandong Province, South of Feiyue Avenue and East of No. 26 Road (ICT Industrial Park) Patentee after: National Network Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: Wang Yue Central Road Ji'nan City, Shandong province 250002 City No. 2000 Patentee before: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID SHANDONG ELECTRIC POWER Co. Patentee before: National Network Intelligent Technology Co.,Ltd. Patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA |