CN107293998A - 一种输电线路带电作业机器人上下线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路带电作业机器人上下线装置，用于解决目前的带电作业机器人上下线方法中存在安全隐患且容易对输电线路造成磨损，影响输电线路的寿命的技术问题。本发明包括：机器人固定框架、绝缘皮带减速装置和承重绳拉力机构；机器人固定框架用于承载固定机器人；承重绳拉力机构固定设置于机器人固定框架的两侧，绝缘皮带减速装置固定设置于机器人固定框架的底部，用于通过输出轴减速带动承重绳拉力机构转动工作；绝缘皮带减速装置由外力通过绝缘皮带带动；承重绳拉力机构分别连接搭挂于输电线上的承重绳的两端，用于在输出轴的带动下往下拉动承重绳的两端，使得机器人固定框架平稳上升。

Description

一种输电线路带电作业机器人上下线装置

技术领域

本发明涉及输电线路机器人技术领域，尤其涉及一种输电线路带电作业机器人上下线装置。

背景技术

架空输电线路的分布具有面积广、所处地形复杂、自然环境恶劣等特点，电力线及杆塔附件长期暴露在野外，受到持续的机械张力、电气闪络、绝缘老化影响而产生断股、磨损及腐蚀等损伤，若不及时修复更换，便会导致严重事故，造成大面积停电，从而引起极大的经济损失和严重的社会影响。因此必须要对架空输电线路进行定期检查，及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电的安全。

目前在输电线路巡线领域，越来越多的带电作业机器人应用在输电线路上，代替人工巡检及故障修复等工作。而目前输电线路带电作业机器人上下线过程中应用的方法主要有两种：一种是利用人工实现带电作业机器人上、下线，这种方法必须由作业人员穿着屏蔽服登上导线进行等电位操作方可完成，整个过程存在高空坠落、触电等危险，此外穿着屏蔽服等密闭安全服装也容易造成人员中暑、体能消耗过大等风险；另一种方法是将机器人装入吊篮内，并将悬挂于输电线路上的绝缘绳的一端绑在吊篮上，绝缘绳的另一端与电动卷线机连接，然后通过电动卷线机收线将吊篮拉升至输电线路上。这种方法通过地上的电动卷线机单端出力，将机器人起吊到输电线路上，在起吊过程中吊篮受力单一，在受到外力作用时或在风的作用下容易摇晃、不稳定，造成安全隐患，且挂在输电线路上的绝缘绳在收绳的过程中会与输电线路表面产生摩擦，对输电线路造成磨损，影响输电线路的寿命。

发明内容

本发明实施例提供了一种输电线路带电作业机器人上下线装置，解决了目前的带电作业机器人上下线方法中存在安全隐患且容易对输电线路造成磨损，影响输电线路的寿命的技术问题。

本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置，包括：

机器人固定框架、绝缘皮带减速装置和承重绳拉力机构，承重绳拉力机构包括第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构；

机器人固定框架用于承载固定机器人；

第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构对称固定设置于机器人固定框架的两侧，绝缘皮带减速装置固定设置于机器人固定框架的底部，用于通过输出轴减速带动第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构转动工作；

绝缘皮带减速装置由外力通过绝缘皮带带动；

第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构分别连接搭挂于输电线上的承重绳的两端，用于在输出轴的减速带动下同时往下拉动承重绳的两端，使得机器人固定框架平稳上升。

优选地，绝缘皮带减速装置包括：绝缘皮带输入轮，绝缘皮带输入轮上设置有绝缘皮带，用于由外力通过绝缘皮带带动转动。

优选地，绝缘皮带减速装置还包括：减速齿轮组，减速齿轮组通过传动轴与绝缘皮带输入轮连接，用于减速加力带动输出轴转动。

优选地，绝缘皮带减速装置还包括：皮带轮自锁装置，皮带轮自锁装置设置于绝缘皮带输入轮与减速齿轮组之间，用于锁止减速齿轮组并防止减速齿轮组反转。

优选地，承重绳拉力机构包括：承重绳拉力轮驱动轴，承重绳拉力轮驱动轴通过拉力轮驱动皮带与输出轴连接，用于在输出轴的带动下转动。

优选地，承重绳拉力机构还包括：承重绳拉力轮，承重绳拉力轮固定设置在承重绳拉力轮驱动轴上，用于在承重绳拉力轮驱动轴的带动下往下拉动承重绳。

优选地，承重绳拉力机构还包括：承重绳锁紧轮，承重绳锁紧轮隔着承重绳紧贴于承重绳拉力轮表面，用于施压确保承重绳拉力轮与承重绳之间的摩擦力。

优选地，承重绳拉力机构还包括：承重绳导引轮，承重绳导引轮设置于承重绳拉力轮的正上方，用于导引承重绳的下垂方向。

优选地，还包括电控锁，电控锁设置于机器人固定框架上，用于将机器人固定锁紧于机器人固定框架上。

优选地，还包括：第三承重绳拉力机构和第四承重绳拉力机构；

第一承重绳拉力机构、第二承重绳拉力机构、第三承重绳拉力机构和第四承重绳拉力机构分别设置于机器人固定框架的四个边角上。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

通过利用机器人固定框架承载固定机器人，并在机器人固定框架上设置绝缘皮带减速装置和一对承重绳拉力机构，然后将搭挂于输电线路上的绝缘承重绳的两端分别系于设置在机器人固定框架两侧的承重绳拉力机构上。然后利用电机或人工拉动设置在绝缘皮带减速装置上的绝缘皮带，通过绝缘皮带的减速出力同时带动机器人固定框架两侧的承重绳拉力机构转动工作，使得两侧的承重绳拉力机构在绝缘皮带减速装置的减速带动下同时往下拉动承重绳的两端，令到机器人固定框架平稳上升。由于承重绳两端均系于机器人固定框架两侧的对称设置的承重绳拉力机构上，使得机器人固定框架受力平衡，在上升过程中遇到外力或受风吹动也能平稳上升，大大增加了上线机构的稳定性；另外，挂在输电线路上的承重绳与输电线路之间不会发生相对摩擦，承重绳只与承重绳拉力机构发生相对运动，凭借与承重绳拉力机构之间的摩擦力，使得承重绳与承重绳拉力机构发生相对运动，因此确保了在机器人上升过程中承重绳不会摩擦输电线路使输电线路受损，从而最大程度上的保护了输电线路的表面。且本发明中提供的输电线路带电作业机器人上下线装置可实现带电作业机器人的自动独立上下线，无需作业人员攀登到等电位的输电线路上，降低了作业人员的劳动强度的同时还保证了作业人员的生命安全，解决了目前的带电作业机器人上下线方法中存在安全隐患且容易对输电线路造成磨损，影响输电线路的寿命的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种绝缘皮带减速装置的仰视图。

图3为本发明实施例提供的一种承重绳拉力机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种输电线路带电作业机器人上下线装置，用于解决目前的带电作业机器人上下线方法中存在安全隐患且容易对输电线路造成磨损，影响输电线路的寿命的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置的结构示意图。

本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置，包括：

机器人固定框架F、绝缘皮带减速装置D和承重绳拉力机构C，承重绳拉力机构C包括第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构；机器人固定框架F用于承载固定机器人；第一承重绳拉力机构C和第二承重绳拉力机构C对称固定设置于机器人固定框架F的两侧，绝缘皮带减速装置D固定设置于机器人固定框架F的底部，用于通过输出轴减速带动第一承重绳拉力机构C和第二承重绳拉力机构C转动工作；绝缘皮带减速装置D由外力通过绝缘皮带带动；第一承重绳拉力机构C和第二承重绳拉力机构C分别连接搭挂于输电线上的承重绳B的两端，用于在输出轴的减速带动下同时往下拉动承重绳B的两端，使得机器人固定框架F平稳上升。

进一步地，请参阅图2，为本发明实施例提供的一种绝缘皮带减速装置的仰视图。绝缘皮带减速装置D具体包括：绝缘皮带输入轮J、减速齿轮组I、减速输出皮带H、输出轴G和皮带轮自锁装置K。绝缘皮带输入轮J上设置有绝缘皮带E，用于由外力通过绝缘皮带E带动转动，即在绝缘皮带输入轮J上挂载绝缘皮带E，只要在地面上通过外力往下拉动绝缘皮带E，即可输入转动力矩至绝缘皮带输入轮J上，带动绝缘皮带输入轮J同时转动。减速齿轮组I通过传动轴与绝缘皮带输入轮J连接，用于减速加力带动输出轴G转动。其中，减速齿轮组I内部是由多级大小齿轮啮合传动，比如一个大齿轮和一个小齿轮啮合(一级)，就产生了传动比、减速比以及提升了扭矩，齿轮级数越多传动比、减速比越大(转速越慢)力矩就越大，载荷能力越强。因此，在地面利用人力或者电机拉动绝缘皮带的时候，可以通过减速齿轮组I进行减速并加大输入力矩，使得承载固定有机器人的机器人固定框架F可以平稳缓慢的上升。可以理解的是，可根据实际工程现场中拉力的大小以及机器人的重量等因素确定选取减速齿轮组I内部的大小齿轮配合关系，此处不做具体限定。减速齿轮组I中的输出齿轮与减速输出皮带H同轴连接，用于通过减速输出皮带H驱动与减速输出皮带H连接的输出轴G转动。皮带轮自锁装置K设置于绝缘皮带输入轮J与减速齿轮组I之间，用于锁止减速齿轮组I并防止减速齿轮组I反转。即皮带轮自锁装置K的作用在于确保只能通过绝缘皮带输入轮J驱动减速齿轮组I，而减速齿轮组I无法反过来驱动绝缘皮带输入轮J，以确保在机器人的上线过程中，即通过人力或电机拉动绝缘皮带E使机器人上升的过程中，即使人员突然松手或者电机突然故障不动，也不会导致减速齿轮组I反转从而导致机器人掉落，大大提高了作业人员的安全性以及保障了机器人不会因高空掉落而损坏。

进一步地，请参阅图3，为本发明实施例提供的一种承重绳拉力机构的结构示意图。承重绳拉力机构C包括：承重绳拉力轮驱动轴O、承重绳拉力轮N和承重绳导引轮L。承重绳拉力轮驱动轴O通过拉力轮驱动皮带P与输出轴G连接，用于在输出轴G的带动下转动。承重绳拉力轮N固定设置在承重绳拉力轮驱动轴O上，用于在承重绳拉力轮驱动轴O的带动下往下拉动承重绳B。承重绳锁紧轮M隔着承重绳B紧贴于承重绳拉力轮N表面，用于施压确保承重绳拉力轮N与承重绳B之间的摩擦力，即保证承重绳B始终紧贴在承重绳拉力轮N上而不会发生相对滑动，确保承重绳拉力轮N能够与承重绳B发生相对移动而顺利使得机器人上升。承重绳导引轮L设置于承重绳拉力轮N的正上方，用于导引承重绳B的下垂方向，担当方向性的保障，避免承重绳B的摇摆晃动。

为了便于理解，以下将结合图2和图3对本发明实施例提供的输电线路带电作业机器人上下线装置的力传动方向进行详细说明。

首先，作业人员通过手动或电机拉动绝缘皮带E带动绝缘皮带减速装置D上的绝缘皮带输入轮J转动，绝缘皮带输入轮J通过轴承带动减速齿轮组I工作，而减速齿轮组I中的齿轮组经过减速、加大力矩后通过同轴的输出皮带将扭矩输出至输出轴G上。然后，设置于输出轴G两侧的拉力轮驱动皮带P带动承重绳拉力轮驱动轴O转动，使得与承重绳拉力轮驱动轴O同轴的承重绳拉力轮N转动往下收绳，将机器人固定框架F进行抬升。

需要说明的是，作业人员通过手动或电机拉动绝缘皮带为通过人为在地面利用手动或电机拉动绝缘皮带的设计。此外，还可以通过在机器人固定框架F上设置电机直接驱动绝缘皮带输入轮J。采用人工拉动绝缘皮带E时，通过两个绝缘皮带减速装置D驱动四个承重绳拉力机构C，这样可通过调整两边拉动绝缘皮带E的快慢调节机器人的姿态。若采用电机驱动的方式，可采用四个电机，分别驱动绝缘皮带减速装置D和承重绳拉力机构C，通过调节电机速度的方式调节机器人姿态。由于承重绳B直接下垂至地面，有可能造成承重绳B直接触地的违规操作，可在四个角的下方挂载承重绳回收吊篮，承重绳B经过承重绳拉力机构C后落在吊篮内避免触地。采用人工拉绝缘皮带的方式时，机器人和机器人固定框架F之间的电控锁可以安装在机器人上，利用机器人本身的控制系统进行控制；采用电机进行自动拉升的方式时，电控锁可安装在机器人固定框架F上，以减轻机器人重量和控制复杂度。

进一步地，本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置还包括电控锁，电控锁设置于机器人固定框架F上，用于将机器人固定锁紧于机器人固定框架F上。

进一步地，本发明实施例提供的一种输电线路带电作业机器人上下线装置还包括：第三承重绳拉力机构C和第四承重绳拉力机构C。为了机器人固定框架F在上升过程中的稳定性，可以将第一承重绳拉力机构C、第二承重绳拉力机构C、第三承重绳拉力机构C和第四承重绳拉力机构C分别设置于机器人固定框架F的四个边角上，即可大大增强机器人固定框架F的受力平衡性，保证机器人固定框架F在上升过程中的稳定。

为了便于理解，以下将以一具体实施例详细说明带电作业机器人通过本发明实施例提供的输电线路带电作业机器人上下线装置进行上下线的具体过程。

首先，通过无人机将轻质的绝缘牵引绳挂载在导线A上并垂至地面；然后利用较轻的绝缘牵引绳将较重的绝缘的承重绳B拉到导线A上，承重绳B的两端下垂至地面高度(地面需做好绝缘防护)。再将带电作业机器人安装在机器人固定框架F内，并控制电控锁锁死带电作业机器人，避免带电作业机器人与机器人固定框架F发生相对位移或晃动。将承重绳B经过承重绳导引轮L安装在承重绳拉力机构C上，并将绝缘皮带E安装在绝缘皮带减速装置D上。同时拉动输电线路带电作业机器人上下线装置两边的绝缘皮带E，绝缘皮带E带动绝缘皮带减速装置D，使得输出轴G带动承重绳拉力机构C在输电线路带电作业机器人上下线装置(以下简称上下线装置)的四个角上同时拉绳，从而拉升整个上下线装置。机器人固定框架F上升到接近输电线附近时，即输电线进入机器人导线A行走机构的活动范围时停止拉动绝缘皮带E，等待机器人将导线A行走轮或其他固定装置安装在输电线上。机器人在输电线上固定好后，松开电控锁，并反向拉动绝缘皮带E，使上线机构下降、离开导线A直到降到地面。此外，若机器人具备越过承重绳装置则不收回承重绳B，否则收回承重绳B。等待机器人作业完成后，返回原位置。再次使用无人机将绝缘牵引绳挂在机器人两侧，并使用绝缘牵引绳将承重绳B重新挂回导线A。然后仿照上线过程将上下线装置上升到机器人的正下方，托住机器人并稍微抬起，以消除机器人和导线A间的作用力，同时控制电控锁，锁死机器人和上下线装置的相对位置。等待机器人将导线A行走、固定装置从导线A上拆除、收回后，上下线装置缓慢下降至地面，机器人随上下线装置下降至地面，最后地面工作人员回收承重绳B，拆下机器人即可完成机器人的上下线。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，包括：

机器人固定框架、绝缘皮带减速装置和承重绳拉力机构，所述承重绳拉力机构包括第一承重绳拉力机构和第二承重绳拉力机构；

所述机器人固定框架用于承载固定机器人；

所述第一承重绳拉力机构和所述第二承重绳拉力机构对称固定设置于所述机器人固定框架的两侧，所述绝缘皮带减速装置固定设置于所述机器人固定框架的底部，用于通过输出轴减速带动所述第一承重绳拉力机构和所述第二承重绳拉力机构转动工作；

所述绝缘皮带减速装置由外力通过绝缘皮带带动；

所述第一承重绳拉力机构和所述第二承重绳拉力机构分别连接搭挂于输电线上的承重绳的两端，用于在所述输出轴的减速带动下同时往下拉动承重绳的两端，使得所述机器人固定框架平稳上升。

2.根据权利要求1所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述绝缘皮带减速装置包括：绝缘皮带输入轮，所述绝缘皮带输入轮上设置有绝缘皮带，用于由外力通过绝缘皮带带动转动。

3.根据权利要求2所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述绝缘皮带减速装置还包括：减速齿轮组，所述减速齿轮组通过传动轴与所述绝缘皮带输入轮连接，用于减速加力带动所述输出轴转动。

4.根据权利要求3所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述绝缘皮带减速装置还包括：皮带轮自锁装置，所述皮带轮自锁装置设置于所述绝缘皮带输入轮与所述减速齿轮组之间，用于锁止所述减速齿轮组并防止所述减速齿轮组反转。

5.根据权利要求1所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述承重绳拉力机构包括：承重绳拉力轮驱动轴，所述承重绳拉力轮驱动轴通过拉力轮驱动皮带与所述输出轴连接，用于在所述输出轴的带动下转动。

6.根据权利要求5所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述承重绳拉力机构还包括：承重绳拉力轮，所述承重绳拉力轮固定设置在所述承重绳拉力轮驱动轴上，用于在所述承重绳拉力轮驱动轴的带动下往下拉动承重绳。

7.根据权利要求6所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述承重绳拉力机构还包括：承重绳锁紧轮，所述承重绳锁紧轮隔着承重绳紧贴于所述承重绳拉力轮表面，用于施压确保所述承重绳拉力轮与承重绳之间的摩擦力。

8.根据权利要求6所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，所述承重绳拉力机构还包括：承重绳导引轮，所述承重绳导引轮设置于所述承重绳拉力轮的正上方，用于导引承重绳的下垂方向。

9.根据权利要求1所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，还包括电控锁，所述电控锁设置于所述机器人固定框架上，用于将机器人固定锁紧于所述机器人固定框架上。

10.根据权利要求1所述的输电线路带电作业机器人上下线装置，其特征在于，还包括：第三承重绳拉力机构和第四承重绳拉力机构；

所述第一承重绳拉力机构、所述第二承重绳拉力机构、第三承重绳拉力机构和所述第四承重绳拉力机构分别设置于所述机器人固定框架的四个边角上。