CN106737845B - 特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，包括穿设通过绝缘子检测机器人的摆动臂和静止臂的转轴，转轴上设置有能自动锁紧摆动臂的锁定结构，转轴上还设置有能调整摆动臂与静止臂之间的转动阻尼的阻尼调整结构。该特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构克服现有技术中存在的锁定及解锁困难、转动阻尼固定且易磨损的问题，实现了自动锁定、快速解锁且转动阻尼可调的目的。

Description

特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构

技术领域

本发明涉及绝缘子检测技术领域，尤其涉及一种适特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构。

背景技术

绝缘子是用来支持和固定带电导体的、并能使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离绝缘。绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和耐潮湿性能。在电力系统运行中，其长期工作于强电场、机械应力、污秽及温湿度等共同构成的错综复杂的恶劣环境中，出现故障的几率很大，严重威胁电力系统的安全运行。目前，特高压(特高压是指±800kV及以上的直流电和1000kV及以上交流电的电压等级)直流输电线路所使用的绝缘子按照制作材料分类主要有硅橡胶复合绝缘子、瓷质绝缘子、玻璃绝缘子三种。现有的1000kV输电线路的绝缘子耐张串大部分采用瓷质绝缘子，悬垂串采用复合绝缘子或瓷质绝缘子。运行中的绝缘子的绝缘性能需要定期进行检测，尤其是瓷质及玻璃绝缘子，其检测周期较短，检测工作量较大，所以选取合适的检测方法及检测仪器对运行单位来说至关重要。

目前，绝缘子检测主要采用人工检测方式。测量超特高压线路绝缘子的性能多使用现有的用于超高压线路的SJC-5型数显绝缘子测试仪，从测量结果看，使用上述测试仪得到的数据准确度偏差较大，并且在操作时十分不便；从工作效率看，人工爬塔并使用手持检测仪的工作方式加长了工作周期。可见，使用绝缘子检测仪对整串绝缘子进行逐片检测的方式需要工作人员携带绝缘绳、绝缘杆、检测仪器等大量辅助工具，并攀爬至塔顶高空作业，直接导致工作方式繁琐，危险性高，且效率低下。

绝缘子检测机器人结构多样，但大多采用双臂抱紧方案，在此类方案中，或采用直线运动抱紧方式，或采用转动抱紧方式。转动抱紧方式结构简单，易于操作，得到广大客户的好评。

在绝缘子检测机器人等智能设备中存在较多的转动关节，尤其在无须频繁调整的转动关节处，多采用抱箍锁定方式，用螺钉锁定，采用螺钉锁定会存在结构复杂、操作不便和重量比较重的问题，同时，锁定强度依靠螺钉的预紧力，每次操作的锁定强度一致性不佳，而且还需要考虑螺纹防松等问题。在使用时，首先人为松开螺钉，然后将转动臂调整到指定位置后，重新旋紧螺钉，实现位置锁定。在转动过程中，为了减少冲击，多采用人为辅助的方式进行，也有采用转动阻尼方式的，且多采用固定的阻尼。为了得到比较精确的固定阻尼，生产加工及组装精度都要求较高，同时，在设备运行一段时间后，由于磨损，转动阻尼多会发生变化。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，克服现有技术中存在的锁定及解锁困难、转动阻尼固定且易磨损的问题，实现了自动锁定、快速解锁且转动阻尼可调的目的。

本发明的目的是这样实现的，一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，所述特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构包括穿设通过绝缘子检测机器人的摆动臂和静止臂的转轴，所述转轴上设置有能自动锁紧所述摆动臂的锁定结构，所述转轴上还设置有能调整所述摆动臂与所述静止臂之间的转动阻尼的阻尼调整结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转轴与所述静止臂固定连接、且呈间隙配合地穿设通过所述摆动臂，所述转轴上沿轴向设置有一端开口、且另一端封闭的第一中心孔，所述锁定结构包括自所述第一中心孔的一端向内滑动穿设的操作杆，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端与所述第一中心孔的另一端之间抵靠设置有锁定弹簧；所述第一中心孔的侧壁上设置有至少一个贯通的锁定过孔，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端的侧壁上、且能与所述锁定过孔对应连通的设置有解锁凹槽，所述摆动臂上设置有能与所述锁定过孔对应连通的锁定凹槽孔，所述锁定过孔中设置有能嵌入到所述锁定凹槽孔内或能嵌入到所述解锁凹槽内的锁定钢珠，所述锁定钢珠的直径大于所述锁定过孔的长度，所述解锁凹槽的槽深尺寸和所述锁定凹槽孔的槽深尺寸均小于所述锁定钢珠的半径。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一中心孔内设置有第一台阶部，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端设置锁紧柱，所述锁紧柱一端的端面能与所述第一台阶部抵靠接触，所述锁紧柱的另一端与所述第一中心孔的另一端之间抵靠设置所述锁定弹簧，所述锁紧柱的侧壁上设置所述解锁凹槽。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转轴通过平键结构固定连接于所述静止臂内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述摆动臂的一端设置有用于插设所述静止臂的一端的插槽，所述阻尼调整结构包括所述插槽的一侧面与所述静止臂的一端的一侧面之间抵靠设置、且呈间隙配合地套设于所述转轴上的阻尼垫片，所述转轴的一端呈间隙配合地穿设通过能调整所述摆动臂与所述静止臂之间的转动阻尼的阻尼调节螺母。

在本发明的一较佳实施方式中，所述摆动臂远离所述锁定结构的一端连接所述阻尼调节螺母，所述静止臂的一端的另一侧面与所述阻尼调节螺母的一端面之间抵靠设置有呈间隙配合地套设于所述转轴上的垫片，所述插槽靠近所述锁定结构的一侧面与所述静止臂的一端的一侧面之间抵靠设置所述阻尼垫片。

在本发明的一较佳实施方式中，所述摆动臂的一端位于所述插槽的一侧设置有贯通的第一连接孔，所述第一连接孔内固定套设有定位套，所述定位套的内壁上设置有所述锁定凹槽孔，所述定位套的一端面与所述阻尼垫片的一端面抵靠接触，所述转轴的另一端呈间隙配合地穿设通过所述定位套。

在本发明的一较佳实施方式中，所述解锁凹槽为所述操作杆上设置的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的横截面的宽度尺寸自开口向槽底逐渐减小，所述锁定凹槽孔为直径自开口向槽底渐缩的锥孔。

由上所述，本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构具有如下有益效果：

(1)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的锁定结构能够实现绝缘子检测机器人的摆动臂的自动、快速锁定，无须外部干预，定位准确，安全可靠，当需要摆动臂相对静止臂转动时，锁定结构解锁动作简单，驱动力小，大大降低绝缘子检测机器人使用过程中的工作量，提高工作效率；

(2)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构中，摆动臂和静止臂之间设置的转动阻尼可以有效降低绝缘子检测机器人的架构复杂程度，既可以减少摆动臂相对静止臂转动时的运动冲击，又可以使转动过程平滑顺畅，通过阻尼调整结构可以有效降低绝缘子检测机器人的生产难度，降低生产成本，快速调整摆动臂和静止臂之间的转动阻尼，又可以减少绝缘子检测机器人运行中的维护成本；

(3)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的结构简单，多功能集于一体，有效降低绝缘子检测机器人的整体质量，适用范围广泛。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的示意图。

图2：为本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的省略转轴内部结构的剖视图。

图3：为解锁状态下图2的A-A处的剖视图。

图4：为锁定状态下图2的A-A处的剖视图。

图5：为解锁状态下转轴及锁定结构的剖视图。

图6：为锁定状态下转轴及锁定结构的剖视图

图中：

100、特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构；

1、转轴；

10、平键结构；

11、第一中心孔；111、第一台阶部；

12、锁定过孔；

2、锁定结构；

21、操作杆；211、解锁凹槽；212、锁紧柱；

22、锁定弹簧；

23、锁定钢珠；

3、阻尼调整结构；

31、阻尼垫片；32、阻尼调节螺母；33、垫片；

91、摆动臂；

911、锁定凹槽孔；912、插槽；913、定位套；

92、静止臂；921、扣合部。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明提供一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100，包括穿设通过绝缘子检测机器人的摆动臂91和静止臂92的转轴1，转轴1上设置有能自动锁紧摆动臂91的锁定结构2，转轴1上还设置有能调整摆动臂91与静止臂92之间的转动阻尼的阻尼调整结构3。锁定结构2能够实现绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)的摆动臂91的自动、快速锁定，无须外部干预，定位准确，安全可靠，当需要摆动臂91相对静止臂92转动时，锁定结构2解锁动作简单，驱动力小，大大降低绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)使用过程中的工作量，提高工作效率；本发明提供的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100中，摆动臂91和静止臂92之间的转动阻尼可以有效降低绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)的架构复杂程度，既可以减少摆动臂91相对静止臂92转动时的运动冲击，又可以使转动过程平滑顺畅，通过阻尼调整结构3可以有效降低绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)的生产难度，降低生产成本，快速调整摆动臂91和静止臂92之间的转动阻尼，又可以减少绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)运行中的维护成本。本发明提供的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100结构简单，多功能集于一体，有效降低绝缘子检测机器人(也可以是其它零部件需要相互转动的设备)的整体质量，适用范围广泛。

进一步，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，转轴1与静止臂92固定连接、且呈间隙配合地穿设通过摆动臂91，在本实施方式中，转轴1通过平键结构10固定连接于静止臂92内，为了便于安装，静止臂92的一端设置能拆卸的扣合部921。转轴1上沿轴向设置有一端开口、且另一端封闭的第一中心孔11，在本实施方式中，转轴1上沿轴向加工一贯通孔，在贯通孔的一端固定连接端盖构成第一中心孔11的封闭端；锁定结构2包括自第一中心孔11的一端向内滑动穿设的操作杆21，操作杆21位于第一中心孔11内的一端与第一中心孔11的另一端之间抵靠设置有锁定弹簧22，锁定弹簧22为压簧结构；第一中心孔11的侧壁上设置有至少一个贯通的锁定过孔12，操作杆21位于第一中心孔11内的一端的侧壁上、且能与锁定过孔对应连通的设置有解锁凹槽211，摆动臂91上设置有能与锁定过孔12对应连通的锁定凹槽孔911，锁定过孔12中设置有能滚动嵌入到锁定凹槽孔911内或能滚动嵌入到解锁凹槽211内的锁定钢珠23，锁定钢珠23的直径大于锁定过孔12的长度，解锁凹槽211的槽深尺寸和锁定凹槽孔911的槽深尺寸均小于(远小于)锁定钢珠23的半径。在本实施方式中，解锁凹槽211为操作杆21上设置的第一环形凹槽，第一环形凹槽的横截面的宽度尺寸(即图5中W)自开口向槽底逐渐减小，锁定凹槽孔911为直径自开口向槽底渐缩的锥孔。在本发明的一具体实施例中，解锁凹槽211的横截面呈梯形设置，上述结构形式利于锁定钢珠23的滚动。锁定钢珠23处于锁定过孔12与锁定凹槽孔911之中时，锁定结构2呈锁定状态，摆动臂91相对静止臂92静止锁定；锁定钢珠23处于锁定过孔12与解锁凹槽211之中时，锁定结构2呈解锁状态，摆动臂91能够相对静止臂92转动(摆动)。

如图3、图5所示，当需要解锁时，人工按压推动操作杆21向第一中心孔11内部移动，使解锁凹槽211与锁定过孔12对应连通，在摆动臂91上施加摆动推力，在锁定凹槽孔911的侧壁作用下，锁定钢珠23滚向解锁凹槽211，锁定钢珠23处于锁定过孔12与解锁凹槽211之中，摆动臂91能绕转轴1相对静止臂92转动(摆动)。如图4、图6所示，摆动臂91的转动结束后，只需要松开操作杆21，操作杆21在锁定弹簧22的推力作用下外移，解锁凹槽211错开锁定过孔12，操作杆21上解锁凹槽211的倾斜侧面将锁定钢珠23推动至锁定过孔12与锁定凹槽孔911之中(因为解锁凹槽211已经错开锁定过孔12，因此即使锁定钢珠23受到径向向内的推力，也不会径向内移，特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100保持在锁定状态)，转轴1与摆动臂91相对锁定，摆动臂91不能相对静止臂92转动(摆动)，锁定结构2自动锁定。

进一步，如图5、图6所示，第一中心孔11内设置有第一台阶部111，操作杆21位于第一中心孔11内的一端设置锁紧柱212，锁紧柱212的直径大于操作杆21的直径，锁紧柱212一端的端面能与第一台阶部111抵靠接触，第一台阶部111能够对操作杆21进行轴向定位，锁紧柱212的另一端与第一中心孔11的另一端之间抵靠设置锁定弹簧22，锁紧柱212的侧壁上设置解锁凹槽211。

进一步，如图2所示，摆动臂91的一端设置有用于插设静止臂92的一端的插槽912，阻尼调整结构3包括插槽912的一侧面与静止臂92的一端的一侧面之间抵靠设置、且呈间隙配合地套设于转轴1上的阻尼垫片31，转轴1的一端呈间隙配合地穿设通过能调整摆动臂91与静止臂92之间的转动阻尼的阻尼调节螺母32。

进一步，如图2所示，摆动臂91远离锁定结构2的一端连接阻尼调节螺母32，摆动臂91能带动阻尼调节螺母32绕转轴1转动，在本实施方式中，摆动臂91远离锁定结构2的一端设置贯通的第二连接孔，第二连接孔内通过螺纹连接固定套设阻尼调节螺母32；静止臂92的一端的另一侧面与阻尼调节螺母32的一端面之间抵靠设置有呈间隙配合地套设于转轴1上的垫片33，插槽912靠近锁定结构2的一侧面与静止臂92的一端的一侧面之间抵靠设置阻尼垫片31。

阻尼垫片31抵靠设置于摆动臂91和静止臂92之间，阻尼垫片31的两个端面与摆动臂91、静止臂92之间的摩擦力构成特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100的转动阻尼。当需要增加转动阻尼时，向靠近垫片33的方向调节阻尼调节螺母32，阻尼调节螺母32的压紧力通过垫片33和静止臂92传递到阻尼垫片31，阻尼垫片31的两个端面的正压力得以增加，进而增加了阻尼垫片31与摆动臂91、静止臂92之间的摩擦力，由此，特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100实现增大转动阻尼的目的。当需要减小转动阻尼时，操作与前述操作相反，向远离垫片33的方向调节阻尼调节螺母32，阻尼垫片31的两个端面的正压力得以减小，进而减小了阻尼垫片31与摆动臂91、静止臂92之间的摩擦力，由此，特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构100实现减小转动阻尼的目的。

进一步，如图2所示，摆动臂91的一端位于插槽912的一侧设置有贯通的第一连接孔，第一连接孔内固定套设有定位套913，在本发明的一具体实施例中，定位套913通过螺钉固定连接于摆动臂91上，摆动臂91能带动定位套913绕转轴1转动；定位套913的内壁上设置有前述的锁定凹槽孔911，定位套913的一端面与阻尼垫片31的一端面抵靠接触，转轴1的另一端呈间隙配合地穿设通过定位套913。

由上所述，本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构具有如下有益效果：

(1)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的锁定结构能够实现绝缘子检测机器人的摆动臂的自动、快速锁定，无须外部干预，定位准确，安全可靠，当需要摆动臂相对静止臂转动时，锁定结构解锁动作简单，驱动力小，大大降低绝缘子检测机器人使用过程中的工作量，提高工作效率；

(2)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的摆动臂和静止臂之间的转动阻尼可以有效降低绝缘子检测机器人的架构复杂程度，既可以减少摆动臂相对静止臂转动时的运动冲击，又可以使转动过程平滑顺畅，通过阻尼调整结构可以有效降低绝缘子检测机器人的生产难度，降低生产成本，快速调整摆动臂和静止臂之间的转动阻尼，又可以减少绝缘子检测机器人运行中的维护成本；

(3)本发明的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构的结构简单，多功能集于一体，有效降低绝缘子检测机器人的整体质量，适用范围广泛。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，其特征在于，所述特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构包括穿设通过绝缘子检测机器人的摆动臂和静止臂的转轴，所述转轴上设置有能自动锁紧所述摆动臂的锁定结构，所述转轴与所述静止臂固定连接、且呈间隙配合地穿设通过所述摆动臂，所述转轴上沿轴向设置有一端开口、且另一端封闭的第一中心孔，所述锁定结构包括自所述第一中心孔的一端向内滑动穿设的操作杆，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端与所述第一中心孔的另一端之间抵靠设置有锁定弹簧；所述第一中心孔的侧壁上设置有至少一个贯通的锁定过孔，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端的侧壁上、且能与所述锁定过孔对应连通的设置有解锁凹槽，所述摆动臂上设置有能与所述锁定过孔对应连通的锁定凹槽孔，所述锁定过孔中设置有能嵌入到所述锁定凹槽孔内或能嵌入到所述解锁凹槽内的锁定钢珠，所述锁定钢珠的直径大于所述锁定过孔的长度，所述解锁凹槽的槽深尺寸和所述锁定凹槽孔的槽深尺寸均小于所述锁定钢珠的半径；所述第一中心孔内设置有第一台阶部，所述操作杆位于所述第一中心孔内的一端设置锁紧柱，所述锁紧柱一端的端面能与所述第一台阶部抵靠接触，所述锁紧柱的另一端与所述第一中心孔的另一端之间抵靠设置所述锁定弹簧，所述锁紧柱的侧壁上设置所述解锁凹槽；所述解锁凹槽为所述操作杆上设置的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的横截面的宽度尺寸自开口向槽底逐渐减小，所述锁定凹槽孔为直径自开口向槽底渐缩的锥孔；

所述转轴上还设置有能调整所述摆动臂与所述静止臂之间的转动阻尼的阻尼调整结构；所述摆动臂的一端设置有用于插设所述静止臂的一端的插槽，所述阻尼调整结构包括所述插槽的一侧面与所述静止臂的一端的一侧面之间抵靠设置、且呈间隙配合地套设于所述转轴上的阻尼垫片，所述转轴的一端呈间隙配合地穿设通过能调整所述摆动臂与所述静止臂之间的转动阻尼的阻尼调节螺母；所述摆动臂远离所述锁定结构的一端连接所述阻尼调节螺母，所述静止臂的一端的另一侧面与所述阻尼调节螺母的一端面之间抵靠设置有呈间隙配合地套设于所述转轴上的垫片，所述插槽靠近所述锁定结构的一侧面与所述静止臂的一端的一侧面之间抵靠设置所述阻尼垫片。

2.如权利要求1所述的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，其特征在于，所述转轴通过平键结构固定连接于所述静止臂内。

3.如权利要求1所述的特高压直流输电线路绝缘子检测机器人多功能转轴结构，其特征在于，所述摆动臂的一端位于所述插槽的一侧设置有贯通的第一连接孔，所述第一连接孔内固定套设有定位套，所述定位套的内壁上设置有所述锁定凹槽孔，所述定位套的一端面与所述阻尼垫片的一端面抵靠接触，所述转轴的另一端呈间隙配合地穿设通过所述定位套。