CN107247187B - 一种用于输电线绝缘子带电检测机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动检测机器人技术领域，公开了一种用于输电线绝缘子带电检测机器人及其使用方法，包括：移动式电控箱；设置在移动式电控箱的上表面的第二机械手；设置在移动式电控箱的左侧并通过第一伸缩传动机构朝靠近或远离移动式电控箱的方向运动的第一机械手；以及设置在移动式电控箱的右侧并通过第二伸缩传动机构朝靠近或远离移动式电控箱的方向运动的第三机械手，其中，第一机械手、第二机械手以及第三机械手均能够抓取输电线中相应的绝缘子钢帽，移动式电控箱中的控制系统通过线路与第二机械手电连接以测量出相应的绝缘子的阻值。该带电检测机器人消除了输电线路泄露电流对绝缘子阻值测量结果的影响，具有实时、准确测量绝缘子阻值的优点。

Description

一种用于输电线绝缘子带电检测机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及移动检测机器人技术领域，特别是涉及一种用于输电线绝缘子带电检测机器人及其使用方法。

背景技术

在电力系统中，绝缘子是使用量庞大且占有重要地位的电力元件。它是架空线路与杆塔之间的可靠粘合剂，不仅能够在机械上将不同电位的两者进行可靠连接，而且在电气上还可将两者绝缘。当线路中低值或零值的绝缘子片数超过规定数量时极易发生闪络事故，从而会影响线路和电网的安全稳定运行。由于输电线路的停电检修概率较低，为确定输电线路中的绝缘子的好坏，避免发生安全事故、保证电网的安全，对输电线路中的绝缘子带电检测就显得十分重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于输电线绝缘子带电检测机器人及其使用方法，以解决现有技术中的由于输电线路的停电检修概率较低、带电检测时线路泄露电流影响绝缘子阻值测量结果准确度，因而无法准确地确定出输电线路中的绝缘子阻值的问题，当线路中低值或零值的绝缘子片数超过规定数量时极易发生闪络事故，从而会影响线路和电网的安全稳定运行，甚至造成安全事故。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种用于输电线绝缘子带电检测机器人，包括：移动式电控箱；设置在所述移动式电控箱的上表面的第二机械手；设置在所述移动式电控箱的左侧并通过第一伸缩传动机构朝靠近或远离所述移动式电控箱的方向运动的第一机械手；以及设置在所述移动式电控箱的右侧并通过第二伸缩传动机构朝靠近或远离所述移动式电控箱的方向运动的第三机械手，其中，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均能够抓取输电线中相应的绝缘子钢帽，所述移动式电控箱中的控制系统通过线路与所述第二机械手电连接以测量出相应的绝缘子的阻值。

其中，所述第一机械手、第二机械手以及第三机械手均包括第一机械手臂、与所述第一机械手臂呈对称式设置的第二机械手臂、活动式设置在所述第一机械手臂的上端的内侧面上的第一夹持部、活动式设置在所述第二机械手臂的上端的内侧面上并与所述第一夹持部呈对称式设置的第二夹持部、与所述第一机械手臂的下端相铰接的第一连杆机构、与所述第二机械手臂的下端相铰接的第二连杆机构，其中，所述第一连杆机构通过横向连接板与所述第二连杆机构活动式连接。

其中，所述带电检测机器人还包括第一弹性件和第二弹性件，其中，所述第一弹性件设置在所述第一机械手臂的内腔中并分别位于所述第一机械手臂与所述第一夹持部的铰接点的上下两端以构成第一自由活动关节；所述第二弹性件设置在所述第二机械手臂的内腔中并分别位于所述第二机械手臂与所述第二夹持部的铰接点的上下两端以构成第二自由活动关节。

其中，所述带电检测机器人还包括分别设置在所述第一夹持部和所述第二夹持部的内弧面的上、下两端的压力传感器，其中，所述压力传感器与所述控制系统电连接。

其中，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括纵向支撑滑轨，所述第一连杆机构包括设置在所述纵向支撑滑轨的第一端的第一滑动杆和一端与所述第一滑动杆相铰接，另一端分别与所述第一机械手臂的下端以及所述横向连接板的第一端相铰接的第一连杆；所述第二连杆机构包括设置在所述纵向支撑滑轨的第二端的第二滑动杆和一端与所述第二滑动杆相铰接，另一端分别与所述第二机械手臂的下端以及所述横向连接板的第二端相铰接的第二连杆。

其中，所述带电检测机器人还包括分别设置在所述第一滑动杆和所述第二滑动杆上的位移传感器，其中，所述位移传感器与所述控制系统电连接。

其中，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括连接块和设置在所述纵向支撑滑轨的滑槽内的垂直滑轨，其中，所述连接块的一端固定在所述横向连接板上，另一端活动式嵌设在所述垂直滑轨的滑道内。

其中，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括分别设置在所述纵向支撑滑轨的两端的第一固定座和第二固定座，以及依次穿过所述第一滑动杆和所述第二滑动杆的第一丝杠，其中，所述第一丝杠的第一端固定在第一固定座上，所述第一丝杠的第二端穿过所述第二固定座。

其中，所述带电检测机器人还包括驱动电机，在所述驱动电机的输出端设有第一传送轮，在所述第一丝杠的第二端设有第二传送轮，其中，所述第一传送轮通过皮带与所述第二传送轮传动连接。

其中，所述带电检测机器人还包括设置在所述驱动电机的输出端的扭矩传感器，其中，所述扭矩传感器与所述控制系统电连接。

其中，所述第一伸缩传动机构包括沿所述移动式电控箱的左侧壁的两侧呈对称式设置的第二滑轨和第三滑轨，其中，所述纵向支撑滑轨的第一端设置在所述第二滑轨上，所述纵向支撑滑轨的第二端设置在所述第三滑轨上。

其中，所述第二伸缩传动机构包括沿所述移动式电控箱的右侧壁的两侧呈对称式设置的第四滑轨和第五滑轨，其中，所述纵向支撑滑轨的第一端设置在所述第四滑轨上，所述纵向支撑滑轨的第二端设置在所述第五滑轨上。

其中，在所述纵向支撑滑轨的下表面设有T型支座，在所述T型支座的上下两端分别构造有第一通孔和第二通孔；所述带电检测机器人还包括设置在所述移动式电控箱的内部的第三移动座，在所述第三移动座内设有带通孔的第一螺母；所述带电检测机器人还包括第二丝杠，所述第二丝杠的第一端沿所述移动式电控箱的长度方向经所述第一通孔穿入所述移动式电控箱内并穿过所述第一螺母的螺纹孔，在所述第二丝杠的第二端设有第三传送轮。

其中，所述带电检测机器人还包括设置在所述T型支座上并能穿过所述第二通孔的伸缩电机，在所述伸缩电机的输出端设有第四传送轮，所述第三传送轮通过皮带与所述第四传送轮传动连接。

其中，所述带电检测机器人还包括设置在所述移动式电控箱内的卡销电机，所述卡销电机的输出端构造为第三丝杠，在所述第三丝杠上套设有第二螺母，所述第二螺母通过卡销与所述第一螺母连接和分离。

根据本申请的第二方面，还提供一种用于输电线绝缘子带电检测机器人的使用方法，包括：通过第一机械手和第三机械手分别抓取输电线中的第一绝缘子和第三绝缘子钢帽以使得第一绝缘子和第三绝缘子进行放电并形成等电位，从而消除线路泄露电流对绝缘子阻值测量结果的影响；通过第二机械手抓取位于所述第一绝缘子和所述第三绝缘子之间的第二绝缘子钢帽，以使得第一绝缘子与第二绝缘子并联再与控制系统中的采样电阻串联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第一平衡方程；通过使得所述第三机械手朝远离所述第二机械手的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子串联再与第一绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第二平衡方程；通过使得所述第二机械手朝靠近所述第三机械手的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第三平衡方程；基于所述第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程分别求得第一绝缘子、第二绝缘子以及第三绝缘子的阻值。

其中，所述第一平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₁为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

其中，所述第二平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₂为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

其中，所述第三平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₃为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

(三)有益效果

本发明提供的带电检测机器人，与现有技术相比，具有如下优点：

通过将第一机械手和第三机械手分别抓取输电线中的相应的绝缘子钢帽，以对相应的绝缘子进行放电，从而使得第一机械手和第三机械手的触点形成等电位，这样，就确保了带电检测机器人在超/特高压的输电线上操作的安全性。然后，通过使得第二机械手抓取中间的绝缘子钢帽，然后利用控制系统便可测量出相应的绝缘子阻值，由此可见，本申请的带电检测机器人不仅可以准确地检测出绝缘子的阻值，以便在第一时间内可以掌握到绝缘子的运行规律以及剩余寿命，同时，还保证了整个电网的安全、稳定运行，有效地避免了安全事故的发生。

附图说明

图1为本申请的实施例的用于输电线绝缘子带电检测机器人的整体结构示意图；

图2为图1中的第一机械手、第二机械手或第三机械手的整体结构示意图；

图3为图1中的第一机械手、第二机械手或第三机械手的侧视结构示意图；

图4为图1中的电控箱的第一内部结构示意图；

图5为图1中的电控箱的第二内部结构示意图；

图6为本申请的实施例的用于输电线绝缘子带电检测机器人的使用方法步骤流程示意图；

图7至图9为测量绝缘子阻值的电路原理图。

图中，100：带电检测机器人；1：移动式电控箱；12：第一螺母；2：第一机械手；21：第一机械手臂；22：第二机械手臂；23：第一夹持部；24：第二夹持部；25：纵向支撑滑轨；251：T型支座；251a：第一通孔；251b：第二通孔；26：连接块；27：垂直滑轨；28：第一固定座；29：第二固定座；2a：第一丝杠；21a：第二传送轮；3：第二机械手；4：第一伸缩传动机构；41：第二滑轨；42：第三滑轨；4a：第二伸缩传动机构；4a1：第四滑轨；4a2：第五滑轨；5：第三机械手；6：控制系统；7：第一连杆机构；71：第一滑动杆；72：第一连杆；8：第二连杆机构；81：第二滑动杆；82：第二连杆；9：横向连接板；10：第一弹性件；20：第二弹性件；30：压力传感器；40：位移传感器；50：驱动电机；51：第一传送轮；60：第二丝杠；61：第三传送轮；70：伸缩电机；73：第四传送轮；80：卡销电机；81：第三丝杠；811：第二螺母；90：卡销；200：第三螺母；300：第六滑轨；400：第二驱动电机；500：第四丝杠。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1至图3所示，该带电检测机器人100包括移动式电控箱1、第一机械手2、第二机械手3、第一伸缩传动机构4、第三机械手5以及第二伸缩传动机构4a。

在本申请的实施例中，该移动式电控箱1能够分别朝靠近第一机械手2或第三机械手5的方向运动，从而实现第二机械手3分别朝靠近第一机械手2或第三机械手5的方向运动。

第二机械手3设置在移动式电控箱1的上表面。需要说明的是，该第二机械手3固定设置在移动式电控箱1的上表面，因而，该第二机械手3不会在移动式电控箱1上进行前后以及左右方向的窜动，仅仅会随移动式电控箱1一起分别朝靠近第一机械手2或第三机械手5的方向运动。

第一机械手2设置在移动式电控箱1的左侧并通过第一伸缩传动机构4朝靠近或远离移动式电控箱1的方向运动。

第三机械手5设置在移动式电控箱1的右侧并通过第二伸缩传动机构4a朝靠近或远离移动式电控箱1的方向运动。其中，第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5均能够抓取输电线中的相应的绝缘子钢帽，该移动式电控箱1中的控制系统6通过线路与第二机械手3电连接以测量出相应的绝缘子的阻值。具体地，通过将第一机械手2和第三机械手5分别抓取输电线中的相应的绝缘子钢帽，以对相应的绝缘子进行放电，从而使得第一机械手2和第三机械手5的触点形成等电位，这样，就确保了带电检测机器人100在超/特高压的输电线上操作的安全性。然后，通过使得第二机械手3抓取中间的绝缘子钢帽，然后利用控制系统6便可测量出相应的绝缘子阻值，由此可见，本申请的带电检测机器人100不仅可以准确地检测出绝缘子的阻值，以便在第一时间内可以掌握到绝缘子的运行规律以及剩余寿命，同时，还保证了整个电网的安全、稳定运行，有效地避免了安全事故的发生。其中，本申请的带电检测机器人100可应用在普通的输电线中，同时，还可应用在超/特高压输电线中。

需要说明的是，该第一机械手2和第三机械手5均由导电材质制造而成，这样，便可确保第一机械手2和第二机械手5分别抓取相应的绝缘子进行放电后，抓取部位的触点能够形成等电位，保证带电检测机器人100在超/特高压输电线中作业的安全性，此外，该第二机械手3由绝缘材质制造而成，这样，便可确保第二机械手3检测绝缘子阻值的安全性。

在本申请的实施例中，该控制系统6包括测量模块、电源管理模块以及传感器控制模块。需要说明的是，该测量模块能够测量出相应的绝缘子的阻值，电源管路模块用于给整个控制系统6进行供电，同时，提供给如下所述的测量电压一定大小的电压值，传感器控制模块用于控制如下所述的压力传感器30、位移传感器40以及扭矩传感器的测量工作。

如图2所示，图2示意性地显示了该第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5均包括第一机械手臂21、与第一机械手臂21呈对称式设置的第二机械手臂22、活动式设置在第一机械手臂21的上端的内侧面上的第一夹持部23、活动式设置在第二机械手臂22的上端的内侧面上并与第一夹持部23呈对称式设置的第二夹持部24、与第一机械手臂21的下端相铰接的第一连杆机构7、与第二机械手臂22的下端相铰接的第二连杆机构8，其中，第一连杆机构7通过横向连接板9与第二连杆机构8活动式连接。需要说明的是，该第一夹持部23和第二夹持部24的形状类似为半圆弧形，并且，在该第一夹持部23和第二夹持部24的上端均安装有滚珠(图中未示出)，该滚珠的设置，一方面可以起到引导被抓取的绝缘子钢帽快速地进入到第一夹持部23和第二夹持部24之间，另一方面，也不会在抓取绝缘子钢帽的过程中对绝缘子的表面造成破坏。

如图2所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该带电检测机器人100还包括第一弹性件10和第二弹性件20，其中，第一弹性件10为两个，分别设置在第一机械手臂21的内腔中并分别位于第一机械手臂21与第一夹持部23的铰接点的上下两端以构造成第一自由活动关节。这样，当第一夹持部23绕铰接点向上或向下运动时，该第一弹性件10会分别提供给该第一夹持部23竖直向上或向下的支撑力，从而可以灵活地改变第一夹持部23的抓取方向，以适应在该电压等级下的不同尺寸的绝缘子钢帽。

该第二弹性件20为两个，分别设置在第二机械手臂22的内腔中并分别位于第二机械手臂22与第二夹持部24的铰接点的上下两端以构成第二自由活动关节。这样，当第二夹持部24绕铰接点向上或向下运动时，该第二弹性件20会分别提供给该第二夹持部24竖直向上或向下的支撑力，从而可以灵活地改变第二夹持部24的抓取方向，以适应在该电压等级下的不同尺寸的绝缘子钢帽。

如图2所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该带电检测机器人100还包括分别设置在第一夹持部23和第二夹持部24的内弧面的上、下两端的压力传感器30，其中，压力传感器30与控制系统6电连接。需要说明的是，通过该压力传感器30的设置，能够准确地测出第一夹持部23和第二夹持部24抓取绝缘子时的夹紧力的大小。即，将压力传感器30的压力值以电信号的形式传递给控制系统6，从而通过控制系统6的计算得出该第一夹持部23和第二夹持部24抓取绝缘子钢帽时的夹紧力的大小。

需要说明的是，为适用于超/特高压输电线中的不同类型绝缘子的尺寸，可采用能够进行更换的第一夹持部23和第二夹持部24，并使得每一种电压等级对应一种尺寸的第一夹持部23和第二夹持部24，具体地，第一夹持部23和第二夹持部24的尺寸可按照每一种电压等级下的绝缘子的最小钢帽盘径的尺寸进行设计。

在本申请的一个比较优选的技术方案中，该第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5均还包括纵向支撑滑轨25，该第一连杆机构7包括设置在纵向支撑滑轨25的第一端的第一滑动杆71和一端与第一滑动杆71相铰接，另一端分别与第一机械手臂21的下端以及横向连接板9的第一端相铰接的第一连杆72。

该第二连杆机构8包括设置在纵向支撑滑轨25的第二端的第二滑动杆81和一端与第二滑动杆81相铰接，另一端分别与第二机械手臂22的下端以及横向连接板9的第二端相铰接的第二连杆82。这样，通过该横向连接板9的设置，便实现了第一机械手臂21与第二机械手臂22的活动连接。

如图2所示，在本申请的一个优选的技术方案中，该带电检测机器人100还包括分别设置在第一滑动杆71和第二滑动杆81上的位移传感器40，其中，位移传感器40与控制系统6电连接。具体地，当通过第一夹持部23和第二夹持部24抓取绝缘子时，第一滑动杆71和第二滑动杆81将会向中间侧进行靠拢，通过该位移传感器40便可准确地测出当第一夹持部23和第二夹持部24完全闭合并抓取到绝缘子钢帽时，第一滑动杆71与第二滑动杆81之间相向滑动的距离，同时，位移传感器40会将代表第一滑动杆71与第二滑动杆81之间相向滑动的距离以电信号的形式传递给控制系统6，从而通过该控制系统6的计算得出实际的距离值。

如图2所示，为进一步优化上述技术方案中的第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5，在上述技术方案的基础上，该第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5均还包括连接块26和设置在纵向支撑滑轨25的滑槽内的垂直滑轨27，其中，连接块26的一端固定在横向连接板9上，另一端活动式嵌设在垂直滑轨27的滑道内。这样，通过将连接块26的一端固定在横向连接板9上，另一端活动式嵌设在垂直滑轨27的滑道内，便实现了第一机械手臂21、第二机械手臂22以及垂直滑轨27三者间的活动连接，具体地，当第一滑动杆71与第二滑动杆81进行相向运动时，横向连接板9会逐渐向上运动，从而带动连接块26沿着垂直滑轨27的滑道向上运动，进一步地，通过第一机械手臂21和第二机械手臂22的相互远离运动，实现第一夹持部23和第二夹持部24的打开。同理，当第一滑动杆71与第二滑动杆81进行相互远离运动时，横向连接板9会逐渐向下运动，从而带动连接块26沿着垂直滑轨27的滑道向下运动，进一步地，通过第一机械手臂21和第二机械手臂22的相互靠近运动，实现第一夹持部23和第二夹持部24的闭合。

如图2所示，为进一步优化上述技术方案中的第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5，在上述技术方案的基础上，该第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5均还包括分别设置在纵向支撑滑轨25的两端的第一固定座28和第二固定座29，以及依次穿过第一滑动杆71和第二滑动杆81的第一丝杠2a，其中，该第一丝杠2a的第一端固定在第一固定座28上，该第一丝杠2a的第二端穿过该第二固定座29。具体地，通过该第一固定座28和第二固定座29的设置，能够很好地限制该第一丝杠2a沿轴向发生窜动的情况。此外，还需要说明的是，在该第一滑动杆71和第二滑动杆81的内部均固定嵌设有滚珠螺母，这样，当第一丝杠2a在如下所述的驱动电机50的带动下，便会发生周向的转动，从而分别带动第一滑动杆71和第二滑动杆81中的滚珠螺母沿第一丝杠2a进行靠近或远离运动，从而实现该第一滑动杆71和第二滑动杆81的相互靠近和远离运动。

如图1、图2和图3所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该带电检测机器人100还包括驱动电机50，在该驱动电机50的输出端设有第一传送轮51，在该第一丝杠2a的第二端设有第二传送轮21a，其中，该第一传送轮51通过皮带与第二传送轮21a传动连接。具体地，通过该驱动电机50的输出端的转动，从而带动第一传送轮51的转动，通过该第一传送轮51的转动，从而带动第二传送轮21a的转动，通过该第二传送轮21a的转动，带动上述第一丝杠2a的转动。

在一个具体的实施例中，该带电检测机器人100还包括设置在驱动电机50的输出端的扭矩传感器(图中未示出)，其中，该扭矩传感器与控制系统6电连接。具体地，通过将该扭矩传感器安装在驱动电机50的输出端，当第一夹持部23与第二夹持部24相互靠近以抓取绝缘子钢帽时，该驱动电机50会发生堵转，扭矩会瞬时增大，以此来获知第一夹持部23和第二夹持部24是否抓紧绝缘子钢帽。需要说明的是，通过将上述压力传感器30、位移传感器40以及扭矩传感器三者结合起来使用，可以更加准确地判断出第一夹持部23和第二夹持部24是否抓取到相应的绝缘子钢帽以及抓取的抓紧程度。

在本申请的一个比较优选的技术方案中，该第一伸缩传动机构4包括沿移动式电控箱1的左侧壁的两侧呈对称式设置的第二滑轨41和第三滑轨42，其中，该纵向支撑滑轨25的第一端设置在第二滑轨41上，该纵向支撑滑轨25的第二端设置在第三滑轨42上。这样，便实现了该纵向支撑滑轨25的固定安装。需要说明的是，该纵向支撑滑轨25位于移动式电控箱1的左侧，该纵向支撑滑轨25可通过螺栓或螺杆等紧固件固定在第二滑轨41和第三滑轨42上。

在另一个优选的技术方案中，该第二伸缩传动机构4a包括沿移动式电控箱1的右侧壁的两侧呈对称式设置的第四滑轨4a1和第五滑轨4a2，其中，纵向支撑滑轨25的第一端设置在第四滑轨4a1上，该纵向支撑滑轨25的第二端设置在第五滑轨4a2上。需要说明的是，该纵向支撑滑轨25位于移动式电控箱1的右侧，由于位于移动式电控箱1的右侧的纵向支撑滑轨25的固定方式与上述位于移动式电控箱1的左侧的纵向支撑滑轨25的固定方式相同，为节约篇幅起见，此处不做详述。

如图2、图4及图5所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，在纵向支撑滑轨25的下表面设有T型支座251，在T型支座251的上下两端分别构造有第一通孔251a和第二通孔251b。这样，通过在该T型支座251上分别构造有第一通孔251a和第二通孔251b，从而方便如下所述的伸缩电机70以及第二丝杠60的安装及固定，同时，还可避免第二丝杠60与伸缩电机70发生运动干涉的情况。

该带电检测机器人100还包括设置在移动式电控箱1的内部的第三移动座，在第三移动座内设有带通孔的第一螺母12。需要说明的是，该第三移动座可通过卡销固定在移动式电控箱1内。

该带电检测机器人100还包括第二丝杠60，第二丝杠60的第一端沿移动式电控箱1的长度方向经第一通孔251a穿入移动式电控箱1内并穿过第一螺母12的螺纹孔，在第二丝杠60的第二端设有第三传送轮61。需要说明的是，第一机械手2和第三机械手5均能够相对移动式电控箱1进行靠近和远离运动，则均是通过第二丝杠60、第一螺母12、第三传送轮61、如下所述的第四传送轮73以及伸缩电机70之间的协同运动而实现的。

如图4和图5所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该带电检测机器人100还包括设置在T型支座251上并能穿过第二通孔251b的伸缩电机70，在伸缩电机70的输出端设有第四传送轮73，第三传送轮61通过皮带与第四传送轮73传动连接。这样，通过伸缩电机70的输出端的转动，带动第四传送轮73进行转动，通过第四传送轮73的转动，间接地带动第三传送轮61的转动，通过该第三传送轮61的转动，从而带动第二丝杠60的转动，通过第二丝杠60与第一螺母12之间的相互啮合，从而使得该第二丝杠60能够实现沿轴向的运动，进一步地，使得该第一机械手臂21和第二机械手臂22实现相对移动式电控箱1的靠近和远离运动。

如图4和图5所示，图中示意性地显示了该带电检测机器人100还包括设置在该移动式电控箱1内的卡销电机80，卡销电机80的输出端构造为第三丝杠81，在第三丝杠81上套设有第二螺母811，第二螺母811通过卡销90与第一螺母12连接和分离。这样，通过卡销电机80的转动，从而带动第三丝杠81进行同步转动，通过第三丝杠81的转动，从而使得第二螺母811沿第三丝杠81进行轴向运动，通过第二螺母811的轴向运动，从而带动卡销90与第一螺母12的连接和分离。

需要说明的是，在该第一螺母12上构造有能与卡销90相配合的卡槽(图中未示出)，当卡销90与第一螺母12上的卡槽相配合时，第一机械手2及移动式电控箱1保持不动，通过第二驱动电机400的转动，同时，通过带传动的方式，使得第四丝杠500在第三螺母200内转动并向前移动，从而使得第三机械手5向前运动，并抓住下一个绝缘子钢帽。

当卡销90与第一螺母12上的卡槽相互分离时，该第一螺母12能够沿第六滑轨300进行移动，通过第二驱动电机400的转动，使得第四丝杠500做回转运动，此时，第三螺母200沿第四丝杠500向前移动，从而带动移动式电控箱1向前运动，进一步地，使得第二机械手3随该移动式电控箱1一起向前运动，并抓住下一个绝缘子钢帽。

当卡销90与第一螺母12上的卡槽相配合时，第三机械手5和移动式电控箱1保持静止，通过伸缩电机70的输出端的转动，带动第四传送轮73进行转动，通过第四传送轮73的转动，间接地带动第三传送轮61的转动，通过该第三传送轮61的转动，从而带动第二丝杠60的转动，由于第一螺母12不再沿第六滑轨300进行移动，而是被固定不动，通过第二丝杠60与第一螺母12之间的相互啮合，从而使得该第二丝杠60能够实现沿轴向向前的运动，进一步地，使得该第一机械手柄手臂21实现向前运动，即实现朝移动式电控箱1的靠近运动。

综上所述，通过将第一机械手2和第三机械手5分别抓取输电线中的相应的绝缘子钢帽，以对相应的绝缘子进行放电，从而使得第一机械手2和第三机械手5的触点形成等电位，输电线路泄露电流从机器人机身搭建的旁路流过，从而消除泄露电流对绝缘子阻值测量结果的影响，这样，就确保了带电检测机器人100在超/特高压的输电线上操作的安全性与准确性。然后，通过使得第二机械手3抓取中间的绝缘子钢帽，然后利用控制系统6便可测量出相应的绝缘子阻值，由此可见，本申请的带电检测机器人100不仅可以准确地检测出绝缘子的阻值，以便在第一时间内可以掌握到绝缘子的运行规律以及剩余寿命，同时，还保证了整个电网的安全、稳定运行，有效地避免了安全事故的发生。

实施例2：

如图6至9所示，根据本申请的第二方面，还提供一种用于输电线绝缘子带电检测机器人的使用方法，包括：

步骤S1，通过第一机械手2和第三机械手5分别抓取输电线中的第一绝缘子和第三绝缘子钢帽，以使得第一绝缘子和第三绝缘子进行放电并形成等电位。需要说明的是，该第一机械手2、第二机械手3以及第三机械手5与输电线中的绝缘子构成电路模型，第一机械手2和第三机械手5分别抓取输电线中的第一绝缘子和第三绝缘子钢帽后，将相应的绝缘子进行放电，待放电结束后第一机械手2和第三机械手5的触点形成等电位。这样，当第二机械手3抓取第二绝缘子时，就确保了输电线中线路的安全，避免在超/特高压的环境下，给绝缘子阻值的测量作业带来安全隐患。

步骤S2，通过第二机械手3抓取位于第一绝缘子和第三绝缘子之间的第二绝缘子钢帽，以使得第一绝缘子与第二绝缘子并联再与控制系统6中的采样电阻串联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第一平衡方程。需要说明的是，采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流均为已知值。

步骤S3，通过使得第三机械手5朝远离第二机械手3的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子串联再与第一绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第二平衡方程。

步骤S4，通过使得第二机械手3朝靠近第三机械手5的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第三平衡方程。

步骤S5，基于第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程分别求得第一绝缘子、第二绝缘子以及第三绝缘子的阻值。具体地，当第一绝缘子为零值绝缘子时，大部分的电流将流经第一绝缘子，第二绝缘子相当于处于断路的状态(参见图7所示)，由此便可测量出第一绝缘子的阻值。

如图9所示，当第二绝缘子和第三绝缘子均为良好时，第一绝缘子与第二绝缘子串联后的阻值与第三绝缘子的阻值相同，此时，可基于第二平衡方程以及第三平衡方程解出第二绝缘子和第三绝缘子的阻值。由此可见，采用本申请的方法可以有效地解决零值绝缘子对测量电路的影响，保证准确地测量出每一片绝缘子的阻值，并对绝缘子的运行规律和剩余寿命做出及时有效地判断。

如图7所示，在本申请的一个具体的实施例中，该第一平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₁为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

如图8所示，在本申请的另一个优选的实施例中，该第二平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₂为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

如图9所示，在另一个实施例中，该第三平衡方程为

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₃为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，包括：

移动式电控箱；

设置在所述移动式电控箱的上表面的第二机械手；

设置在所述移动式电控箱的左侧并通过第一伸缩传动机构朝靠近或远离所述移动式电控箱的方向运动的第一机械手；以及

设置在所述移动式电控箱的右侧并通过第二伸缩传动机构朝靠近或远离所述移动式电控箱的方向运动的第三机械手，其中，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均能够抓取输电线中相应的绝缘子钢帽，所述移动式电控箱中的控制系统通过线路与所述第二机械手电连接以测量出相应的绝缘子的阻值；所述控制系统包括测量模块、电源管理模块以及传感器控制模块；所述第一机械手、第二机械手以及第三机械手均包括第一机械手臂、与所述第一机械手臂呈对称式设置的第二机械手臂、活动式设置在所述第一机械手臂的上端的内侧面上的第一夹持部、活动式设置在所述第二机械手臂的上端的内侧面上并与所述第一夹持部呈对称式设置的第二夹持部、与所述第一机械手臂的下端相铰接的第一连杆机构、与所述第二机械手臂的下端相铰接的第二连杆机构，其中，所述第一连杆机构通过横向连接板与所述第二连杆机构活动式连接；

所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括纵向支撑滑轨，在所述纵向支撑滑轨的下表面设有T型支座，在所述T型支座的上下两端分别构造有第一通孔和第二通孔；

所述带电检测机器人还包括设置在所述移动式电控箱的内部的第三移动座，在所述第三移动座内设有带通孔的第一螺母；

所述带电检测机器人还包括第二丝杠，所述第二丝杠的第一端沿所述移动式电控箱的长度方向经所述第一通孔穿入所述移动式电控箱内并穿过所述第一螺母的螺纹孔，在所述第二丝杠的第二端设有第三传送轮；

所述带电检测机器人还包括设置在所述移动式电控箱内的卡销电机，所述卡销电机的输出端构造为第三丝杠，在所述第三丝杠上套设有第二螺母，所述第二螺母通过卡销与所述第一螺母连接和分离。

2.根据权利要求1所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括第一弹性件和第二弹性件，其中，所述第一弹性件设置在所述第一机械手臂的内腔中并分别位于所述第一机械手臂与所述第一夹持部的铰接点的上下两端以构成第一自由活动关节；

所述第二弹性件设置在所述第二机械手臂的内腔中并分别位于所述第二机械手臂与所述第二夹持部的铰接点的上下两端以构成第二自由活动关节。

3.根据权利要求1所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括分别设置在所述第一夹持部和所述第二夹持部的内弧面的上、下两端的压力传感器，其中，所述压力传感器与所述控制系统电连接。

4.根据权利要求1所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述第一连杆机构包括设置在所述纵向支撑滑轨的第一端的第一滑动杆和一端与所述第一滑动杆相铰接，另一端分别与所述第一机械手臂的下端以及所述横向连接板的第一端相铰接的第一连杆；

所述第二连杆机构包括设置在所述纵向支撑滑轨的第二端的第二滑动杆和一端与所述第二滑动杆相铰接，另一端分别与所述第二机械手臂的下端以及所述横向连接板的第二端相铰接的第二连杆。

5.根据权利要求4所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括分别设置在所述第一滑动杆和所述第二滑动杆上的位移传感器，其中，所述位移传感器与所述控制系统电连接。

6.根据权利要求4所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括连接块和设置在所述纵向支撑滑轨的滑槽内的垂直滑轨，其中，所述连接块的一端固定在所述横向连接板上，另一端活动式嵌设在所述垂直滑轨的滑道内。

7.根据权利要求4所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述第一机械手、所述第二机械手以及所述第三机械手均还包括分别设置在所述纵向支撑滑轨的两端的第一固定座和第二固定座，以及依次穿过所述第一滑动杆和所述第二滑动杆的第一丝杠，其中，所述第一丝杠的第一端固定在第一固定座上，所述第一丝杠的第二端穿过所述第二固定座。

8.根据权利要求7所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括驱动电机，在所述驱动电机的输出端设有第一传送轮，在所述第一丝杠的第二端设有第二传送轮，其中，所述第一传送轮通过皮带与所述第二传送轮传动连接。

9.根据权利要求8所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括设置在所述驱动电机的输出端的扭矩传感器，其中，所述扭矩传感器与所述控制系统电连接。

10.根据权利要求4所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述第一伸缩传动机构包括沿所述移动式电控箱的左侧壁的两侧呈对称式设置的第二滑轨和第三滑轨，其中，所述纵向支撑滑轨的第一端设置在所述第二滑轨上，所述纵向支撑滑轨的第二端设置在所述第三滑轨上。

11.根据权利要求4所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述第二伸缩传动机构包括沿所述移动式电控箱的右侧壁的两侧呈对称式设置的第四滑轨和第五滑轨，其中，所述纵向支撑滑轨的第一端设置在所述第四滑轨上，所述纵向支撑滑轨的第二端设置在所述第五滑轨上。

12.根据权利要求11所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，其特征在于，所述带电检测机器人还包括设置在所述T型支座上并能穿过所述第二通孔的伸缩电机，在所述伸缩电机的输出端设有第四传送轮，所述第三传送轮通过皮带与所述第四传送轮传动连接。

13.一种用于输电线绝缘子带电检测机器人的使用方法，其特征在于，所述用于输电线绝缘子带电检测机器人的使用方法基于权利要求1至12中任意一项所述的用于输电线绝缘子带电检测机器人，包括：

通过第一机械手和第三机械手分别抓取输电线中的第一绝缘子和第三绝缘子钢帽以使得第一绝缘子和第三绝缘子进行放电并形成等电位；

通过第二机械手抓取位于所述第一绝缘子和所述第三绝缘子之间的第二绝缘子钢帽，以使得第一绝缘子与第二绝缘子并联再与控制系统中的采样电阻串联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第一平衡方程；

通过使得所述第三机械手朝远离所述第二机械手的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子串联再与第一绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第二平衡方程；

通过使得所述第二机械手朝靠近所述第三机械手的方向移动，并使得第二绝缘子与第三绝缘子并联，基于第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子、采样电阻的阻值、测量电压以及回路总电流构建第三平衡方程；

基于所述第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程分别求得第一绝缘子、第二绝缘子以及第三绝缘子的阻值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一平衡方程为

；

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₁为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二平衡方程为

；

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₂为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第三平衡方程为

；

其中，R1为第一绝缘子的电阻，R2为第二绝缘子的电阻，R3为第三绝缘子的电阻，R4为采样电阻，I₃为当前电路的已知总电流，U为预设测量电压2500V。