CN107104389A - 一种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，包括立式安装架、横向安装架、驱动装置、清扫动力装置、清扫刷；横向安装架上有开口朝下的抓手槽，清扫动力装置安装于横向安装架上抓手槽周围的实体上，横向安装架连接于立式安装架上，驱动装置使横向安装架沿立式安装架升降，清扫刷安装于清扫动力装置的输出部件上。通过清扫动力装置的运动带动清扫刷清扫绝缘子内壁的灰尘。同时横向安装架可沿立式安装架稳定的升降，以使横向安装架在机器人平移时避开绝缘子。具有结构简单、运动稳定、清扫效率高和效果好的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种特高压输电线路用机器人，具体涉及一种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置。
背景技术
特高压输电线路在长期运行中，线路绝缘子不仅受到污秽、鸟害、冰雪、高温等环境因素的影响，而且在电气上还要承受强电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用，使得绝缘子阻值降低甚至劣化。当线路中低值或零值绝缘子片数超过规定时极易发生闪络事故，影响线路甚至电网的安全稳定运行。同时，由于超/特高压输电线路停电检修的概率低，因此对特高压线路中绝缘子带电检测和清扫具有十分重要的意义。
超/特高输电线路直线串，V串等挂线形式的绝缘子容易受到重力、风速等外界因素影响，导致绝缘子串发生下垂现象。国内外在线检测机器人攀行过程中，运动轨迹容易造成微小偏差，随着检测机器人不断前进，误差将逐渐累积。当爬行到一定距离时，检测机器人无法精确的执行相关任务，也使得超/特高输电线路运用检测机器人成为一道技术难题。
停电清扫通常由人工用抹布或刷子等简易工具在停电设备上进行清扫。受污秽盐密成分的影响，绝缘子很难清扫彻底，而且具有劳动强度大和工作效率低等缺点；同时由于随着设备停电机会越来越少，停电清扫时限性强。
带电水清扫是通过控制水流对绝缘子冲洗，但在潮湿环境下，容易造成人身伤害。
带电气吹清扫主要是通过控制气流进而对绝缘子进行冲洗，这种方法应用时吹出的灰尘或锯末会对绝缘子造成二次污染。
带电干清扫是用绝缘清扫刷干扫绝缘子，但其只用于清扫粘结不牢固的浮尘。带电干清扫设备有便携式软轴连接高压带电清扫杆和叉车配套型高压带电自动清扫机等。前者需要人工把持清扫杆操作，劳动强度大，适用电压等级低，清扫高度低；后者要靠叉车的移动来调整清扫方向和距离，操作不方便，自动化相对较低。
带电机械驱动化学剂清扫，首先是用化学剂冲洗绝缘子污垢，再用操作杆头部的机械马达驱动清扫绝缘子，然而其持举的清扫机较重，导致作业不灵活，容易产生清扫死角，对于不是对地垂直悬挂的一部分悬式绝缘子，该清扫机将无能为力。
目前，绝缘子带电检测的方法有火花叉检测法、电场法、超声波检测法、紫外检测法、电晕脉冲法等。
火花叉检测高电压等级的输电线路绝缘子时，检测的绝缘子片数多，离杆塔较远，检测人员工作强度大，并且输电线路上存在电晕现象，电晕的声音会影响火花放电声音，导致检测人员可能产生误判。
电场法通过检测绝缘子与正常绝缘子的电场分布情况进行比较，用以判断该绝缘子是否为劣质绝缘子，这类方法对软件依赖性比较强，软件的好坏对比较结果影响很大。
超声波检测法通过对接收到的超声波进行处理检测出劣质绝缘子，可以准确的检测出开裂的绝缘子，但对未开裂的绝缘子不起作用，这类方法有很大的局限性。
紫外检测法的原理是局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线，当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电加剧，但检测结果容易受到观察角度的影响，检测设备也比较昂贵。
电晕脉冲法是通过测量绝缘子电晕脉冲电流的方法来判断绝缘子的绝缘状况，该方法容易受到现场干扰的影响，故电晕脉冲电流在绝缘子正常时也可能产生，且随着输电线路电压的波动其值也在发生变化。由于环境因素，绝缘子表面形成污秽，极易引发污闪事故，因此对绝缘子要进行定期清扫。目前绝缘子清扫技术从形式上分为停电清扫、带电水清扫、带电气吹清扫、带电干清扫、带电机械驱动化学剂清扫。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可用于特高压输电线路自动检测和清扫机器人的检测和清扫臂装置，结构简单、运动稳定，清扫效果好。
本发明提供的这种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，包括立式安装架、横向安装架、驱动装置、清扫动力装置、清扫刷；横向安装架上有开口朝下的抓手槽，清扫动力装置安装于横向安装架上抓手槽周围的实体上，横向安装架连接于立式安装架上，驱动装置安装于立式安装架上，驱动装置使横向安装架沿立式安装架上升和下降，清扫刷安装于清扫动力装置的输出部件上。
上述技术方案的一种实施方式中，所述立式安装架包括立式安装板和垂直连接于其上部两侧的侧立板，侧立板包括竖直段和其上端的外拐臂段、下端的内拐臂段，竖直段和外拐臂段上有沿其高度方向的滑槽，两侧立板之间对应外拐臂段的外侧设置有连接块。
上述技术方案的一种实施方式中，所述横向安装架包括竖直臂和连接于其上端的横向抓手臂，竖直臂安装于所述立式安装架的两侧立板之间，竖直臂的两侧分别垂直连接有短轴，短轴上连接有轴承，轴承位于所述侧立板上的滑槽中，横向抓手臂的下侧开设所述抓手槽，抓手槽为圆弧形槽，圆弧形槽周围的实体上有环形轨道。
上述技术方案的一种实施方式中，所述清扫动力装置包括蜗轮蜗杆机构、同步齿轮和环形齿轮，同步齿轮有两个，蜗轮蜗杆机构有一个，蜗轮蜗杆机构包括一根蜗杆和与其啮合的两个蜗轮，两个同步齿轮分别与两个蜗轮共轴安装，两个同步齿轮分别与环形齿轮啮合。
上述技术方案的一种实施方式中，所述环形齿轮的侧壁有凹槽，环形齿轮通过凹槽安装于所述环形轨道上。
上述技术方案的一种实施方式中，所述环形轨道的端部有避免所述环形齿轮掉落的限位凸体。
上述技术方案的一种实施方式中，所述同步齿轮对称安装于所述抓手槽顶部两侧的实体上，分别与环形齿轮啮合。
上述技术方案的一种实施方式中，所述蜗轮蜗杆机构垂直于所述横向安装架的竖直臂布置于所述横向抓手臂的上部，横向抓手臂的上部有相应的安装腔，蜗杆连接有驱动电机。
上述技术方案的一种实施方式中，所述驱动装置为电动推杆，安装于所述立式安装架的下部，电动推杆的推杆头部与所述横向安装架的竖直臂下端连为一体。
上述技术方案的一种实施方式中，所述环形齿轮的两侧均安装清扫刷。
本装置在立式安装架上安装横向安装架，横向安装架的下侧设置开口朝下的抓手槽，将清扫动力装置安装于横向安装架上抓手槽周围的实体上，清扫刷安装于清扫动力装置的输出部件上，通过清扫动力装置的运动带动清扫刷清扫绝缘子内壁的灰尘。同时横向安装架可沿立式安装架稳定的升降，以使横向安装架在机器人平移时避开绝缘子。具有结构简单、运动稳定、清扫效率高的优势。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1中横向安装架的放大示意图(去掉盖板)。
图3为图2的俯视示意图。
图4为图3中的E-E示意图。
图5为图2的轴侧示意图。
图6为图1的轴侧示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，包括立式安装架1、横向安装架2、横向安装架升降的驱动装置3、清扫动力装置4、清扫刷(图中未画出)。
从图1可以看出，立式安装架1包括立式安装板11和垂直连接于下部立式安装板11上部两侧的侧立板12。侧立板12包括竖直段和其两端的内拐臂段和外拐臂段，内拐臂段位于竖直段的下端，外拐臂段位于竖直段的上端。竖直段和外拐臂段上有沿其高度方向的滑槽121。两侧立板12之间对应外拐臂段的外侧设置有连接块122。
结合图1和图2所示，横向安装架2包括竖直臂21和连接于竖直臂上端的横向抓手臂22，竖直臂21安装于立式安装架1的两侧立板12之间，竖直臂21的两侧分别垂直连接有短轴211，短轴上连接有轴承212，轴承212位于侧立板上的滑槽中。
本实施例的驱动装置3采用电动推杆。结合图1、图2和图6可以看出，电动推杆的电机及本体安装于立式安装板11上，推杆的上端与横向安装架2的竖直臂21下端连为一体。
结合图2、图4和图6可以看出，横向安装架2的横向抓手臂22下部有开口朝下的环形抓手槽，环形抓手槽周围的实体上有两道环形轨道。清扫动力装置4包括蜗轮蜗杆机构41、同步齿轮42和环形齿轮43，同步齿轮42有两个，蜗轮蜗轮机构41有一个。清扫刷安装于环形齿轮的两侧。环形齿轮43的侧壁有凹槽431，环形齿轮43通过凹槽安装于环形轨道上，环形轨道的端部有避免环形齿轮掉落的凸体(图中未画出)。两个同步齿轮42对称安装于环形抓手槽顶部两侧的实体上，分别与环形齿轮43啮合。蜗轮蜗杆机构41垂直于竖直臂板21布置于横向抓手臂22上部的安装腔中，包括一根蜗杆411及与蜗杆啮合的两个蜗轮412，两个蜗轮分别与同步齿轮42共轴安装，蜗杆411连接驱动电机413。为了进一步保证环形齿轮的运动稳定性，在横向抓手臂的外侧设置盖板221，在盖板的内侧设置一道环形轨道，在环形齿轮的外侧设置与环形轨道设置相应的凹槽，从图5和图6可明确看出，环形齿轮43和横向安装架2之间通过三道环形轨道及凹槽装配。
检测/清扫臂装置的功能包括绝缘子阻值检测和清扫绝缘子表面的灰尘，先对绝缘子进行阻值的测量再清扫灰尘，清扫结束后再进行一次测量，测量前后进行对比，检查清扫的洁净情况。
检测清扫臂上安装有检测电路。在进行绝缘子阻值检测时，需与机器人的夹持臂配合，当夹持臂和检测/清扫臂之间形成检测回路时，通过检测电路该检测回路上的绝缘子阻值，如此往复。
进行清扫时，蜗杆的转动同时带动两个蜗轮转动，两个蜗轮同时带动同步齿轮转动，从而使环形齿轮转动。清扫刷随着环形齿轮的转动将清扫绝缘子表面的灰尘清扫干净。
由于清扫动力装置安装于横向安装架上，采用蜗轮蜗杆及齿轮系的配置，运动稳定，结构简单，将清扫刷安装于环形齿轮的侧面，使清扫刷做大直径回转运动，清扫灰尘的效效率高、效果好。
本装置的工作原理如下：电动推杆推动横向安装架的竖直臂在立式安装架上部的滑槽中上升或者下降，实现横向安装架横向抓手臂高度的变化，下降时，使抓手槽抓住绝缘子钢帽，进入检测/清扫状态，上升时，使横向安装架在机器人移动时避开绝缘子。立式安装架侧立板上部设计的外拐臂可扩大横向抓手臂的上升旋转角度范围，使本装置可适用于不同盘径的绝缘子检测和清扫。
Claims (10)
1.一种带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：该装置包括立式安装架、横向安装架、驱动装置、清扫动力装置、清扫刷；横向安装架上有开口朝下的抓手槽，清扫动力装置安装于横向安装架上抓手槽周围的实体上，横向安装架连接于立式安装架上，驱动装置安装于立式安装架上，驱动装置使横向安装架沿立式安装架上升和下降，清扫刷安装于清扫动力装置的输出部件上。
2.如权利要求1所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述立式安装架包括立式安装板和垂直连接于其上部两侧的侧立板，侧立板包括竖直段和其上端的外拐臂段、下端的内拐臂段，竖直段和外拐臂段上有沿其高度方向的滑槽，两侧立板之间对应外拐臂段的外侧设置有连接块。
3.如权利要求2所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述横向安装架包括竖直臂和连接于其上端的横向抓手臂，竖直臂安装于所述立式安装架的两侧立板之间，竖直臂的两侧分别垂直连接有短轴，短轴上连接有轴承，轴承位于所述侧立板上的滑槽中，横向抓手臂的下侧开设所述抓手槽，抓手槽为圆弧形槽，圆弧形槽周围的实体上有环形轨道。
4.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述清扫动力装置包括蜗轮蜗杆机构、同步齿轮和环形齿轮，同步齿轮有两个，蜗轮蜗杆机构有一个，蜗轮蜗杆机构包括一根蜗杆和与其啮合的两个蜗轮，两个同步齿轮分别与两个蜗轮共轴安装，两个同步齿轮分别与环形齿轮啮合。
5.如权利要求4所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述环形齿轮的侧壁有凹槽，环形齿轮通过凹槽安装于所述环形轨道上。
6.如权利要求5所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述环形轨道的端部有避免所述环形齿轮掉落的限位凸体。
7.如权利要求6所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述同步齿轮对称安装于所述抓手槽顶部两侧的实体上，分别与环形齿轮啮合。
8.如权利要求7所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述蜗轮蜗杆机构垂直于所述横向安装架的竖直臂布置于所述横向抓手臂的上部，横向抓手臂的上部有相应的安装腔，蜗杆连接有驱动电机。
9.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述驱动装置为电动推杆，安装于所述立式安装架的下部，电动推杆的推杆头部与所述横向安装架的竖直臂下端连为一体。
10.如权利要求4所述的带电检测和清扫一体化机器人的检测和清扫装置，其特征在于：所述环形齿轮的两侧均安装所述清扫刷。
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