CN108963936A - 一种用于高压线除冰巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压线除冰巡检机器人，属于高压线除冰巡检机器人领域。包括支撑架，支撑架的上端面设置三个伸缩杆，所述伸缩杆上设有滑动组件，伸缩杆上设有第一支架，第一支架的两端部均设有第一伺服电机，第一伺服电机输出轴设有第二支架，第二支架的端部设有第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴设有第三支架，第三支架端部设有U型滚轮，运动前沿一侧的伸缩杆的顶部设有第四支架，第四支架端部设有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴设有一横板，横板两端均设有除冰支架，除冰支架的两侧都设有第四伺服电机，第四伺服电机输出轴设有相啮合的两爪型架，除冰支架另一侧设有加热板，支撑架下端面设有控制箱，该装置能完成除冰巡检功能。

Description

一种用于高压线除冰巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及高压线除冰的巡检机器人。

背景技术

高压输电一般常采用铁塔承载的架空线方式传输，采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。电力线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪烙、材料老化的影响而容易产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积的停电和巨大的经济损失。高压线上覆冰后给线缆的损伤很大，高压线由于其危险性和高度的限制，除冰带来了很大的困难，传统人力除冰难度大，效率低，而且危险系数高，缺少自动化机械实现除冰。同时，高压线上还存在避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等障碍物，进一步加大除冰的难度。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种稳定性高，结构简单，具有除冰功能的巡线机器人，减轻劳动强度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于高压线除冰巡检机器人，包括支撑架，所述支撑架的上端面设置三个伸缩杆，所述伸缩杆上设有滑动组件，所述滑动组件包括第一支架，所述第一支架中部与伸缩杆顶部连接，所述第一支架轴线与伸缩杆轴线垂直，所述第一支架两端部分别设有对称的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴轴线与第一支架轴线平行，所述第一伺服电机的输出轴设有第二支架，所述第二支架顶部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机输出轴轴线与第二支架的轴线平行，所述第二伺服电机输出轴设有与之垂直的第三支架，所述第三支架上设有U型滚轮；所述运动前端的靠近运动前沿一侧的所述伸缩杆的顶部设有第四支架，所述第四支架轴线与伸缩杆轴线重合，所述第四支架端部设有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴轴线与第四支架轴线垂直，所述第三伺服电机的输出轴设有一横板，横板两端均设有除冰支架，所述除冰支架的两侧都设有第四伺服电机，所述第四伺服电机输出轴设有第一爪型架，所述第一爪型架外轮廓设有轮齿，所述第一爪型架相啮合有第二爪型架，所述除冰支架另一侧设有加热板，所述支撑架下端面设有控制箱。

优选的，所述支撑架下端面设有相对的第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台穿设有丝杆，所述控制箱上设有与丝杆相配合的螺纹，所述控制箱置于丝杆中部。

优选的，所述第一凸台内设有轴承，所述第二凸台内设有与丝杆相配合的螺纹，所述丝杆一端置于轴承内，所述丝杆另一端连有第五伺服电机，所述第五伺服电机固定于第二凸台上。

优选的，所述第二滑动组件置于第一滑动组件中间，且等间分布。

优选的，所述第二支架的长度大于50mm。

优选的，所述加热板之间的间隔在30-60mm。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果：

当高压线需要除冰时，将除冰装置安装在运动前端的第一伸缩杆上，加热板加热融化接触部位的冰冻部分，第四伺服电机做半程往复旋转，从而带动第一爪型架和第二爪型架旋转，在轮齿的作用下粉碎高压线上的冰块；U型滚轮架设高压线路上，通过伺服电机带动丝杆运动，从而调整控制箱的位置来调整整个装置的重心位置，当需要翻越障碍物时，运动前端的第一伸缩杆伸长，其他伸缩杆保持原状，第一伸缩杆的第一伺服电机带动第二支架旋转，使得U型滚轮偏离高压线，伸缩杆缩短，整个装置向前运动，伸缩杆通过障碍物后，伸缩杆伸长，重复U型滚轮脱离高压线的逆过程，第一伸缩杆的U型滚轮回复到高压线上，后面伸缩杆均通过以此步骤通过障碍物，直至所有伸缩杆通过障碍物。

附图说明

图1-2是本发明的高压线除冰巡检机器人结构示意图；

图3是图1中除冰装置结构示意图；

图4是图3中爪型架的结构示意图；

图5是图1中滑动组件的结构示意图；

图中，1-控制箱；2-第一凸台；3-第二凸台；4-丝杆；5-伺服电机；6-支撑架；7-伸缩杆；701-第一支架；702-第二支架；703-第三支架；704- U型滚轮；705-第一伺服电机；706-第二伺服电机；8-第一伸缩杆；9-第二伸缩杆；10-第三伸缩杆；11-第四支架；12-第三伺服电机；13-横板；14-除冰支架；15-第四伺服电机；16-第一爪型架；161-第一轴；17-第二爪型架；171-第二轴；18-加热板；19-障碍物；20-高压线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1-5所示，一种用于高压线除冰巡检机器人，包括支撑架6，所述支撑架6的上端面设置三个伸缩杆7，所述伸缩杆7上设有滑动组件，所述滑动组件包括第一支架701，所述第一支架701中部与伸缩杆7顶部连接，所述第一支架701轴线与伸缩杆7轴线垂直，所述第一支架701两端部分别设有对称的第一伺服电机705，所述第一伺服电机705的输出轴轴线与第一支架701轴线平行，所述第一伺服电机705的输出轴设有第二支架702，所述第二支架702顶部设有第二伺服电机706，所述第二伺服电机706输出轴轴线与第二支架702的轴线平行，所述第二伺服电机706输出轴设有与之垂直的第三支架703，所述第三支架703上设有U型滚轮704；所述运动前端的靠近运动前沿一侧的所述伸缩杆7的顶部设有第四支架11，所述第四支架11轴线与伸缩杆7轴线重合，所述第四支架11端部设有第三伺服电机12，所述第三伺服电机12的输出轴轴线与第四支架11轴线垂直，所述第三伺服电机12的输出轴设有一横板13，横板13两端均设有除冰支架14，所述除冰支架14的两侧都设有第四伺服电机15，所述第四伺服电机15输出轴设有第一爪型架16，所述第一爪型架16外轮廓设有轮齿，所述第一爪型架16相啮合有第二爪型架17，所述除冰支架14另一侧设有加热板18，加热板18的作用用来融化高压线上的冰块，所述支撑架6下端面设有控制箱1，控制箱1用来放置电源和装置控制器等器件。

进一步地，所述支撑架6下端面设有相对的第一凸台2和第二凸台3，所述第一凸台2和第二凸台3穿设有丝杆4，所述控制箱1上设有与丝杆4相配合的螺纹，所述控制箱1置于丝杆4中部，可以用来调整控制箱在支撑架6底部的位置。

进一步地，所述第一凸台2内设有轴承，所述第二凸台3内设有与丝杆4相配合的螺纹，所述丝杆4一端置于轴承内，所述丝杆4另一端连有第五伺服电机5，所述第五伺服电机5固定于第二凸台3上，此结构可以实现自动控制控制箱在支撑架6底部的位置，通过伺服电机带动丝杆运动，从而调整控制箱的位置来调整整个装置的重心位置，当巡检高压线前半段时，可通过调整重心使得整个装置往前运动。

进一步地，所述第二滑动组件置于第一滑动组件中间，且等间分布，尽可能将装置重心控制在支撑架6的中点。

进一步地，所述第二支架702的长度大于50mm，是为了防止伸缩杆在伸长过程中，U型滚轮脱离高压线时，伸缩杆顶部不至于靠近高压线太近。

进一步地，所述加热板18之间的间隔在30-60mm，防止在运动过程中高压线触碰到加热板壁。

在本实施例中，为叙述方便，从运动前端到运动后端的伸缩杆分别命名为第一伸缩杆8、第二伸缩杆9和第三伸缩杆10，其结构均相同。

一种用于高压线除冰巡检机器人具体过程如下：

当不需要除冰工作时，可将除冰装置取下，装置进行高压线检测时可以减重节省能源。U型滚轮架设高压线路上，通过伺服电机带动丝杆运动，从而调整控制箱的位置来调整整个装置的重心位置，根据检测环境适当调节控制箱的位置保持装置的稳定性，当巡检高压线前半段时，可通过调整重心使得整个装置往前运动。当装置检测到有障碍物时，首先，第一伸缩杆8伸长，第二伸缩杆9和第三伸缩杆10不动，然后第一伺服电机705带动第二支架702旋转，使得U型滚轮704脱离高压线，第一伸缩杆8缩短，使得U型滚轮704处于高压线水平面以下，第二伸缩杆9和第三伸缩杆10的第二伺服电机706转动，带动第二伸缩杆9和第三伸缩杆10的U型滚轮704继续沿高压线向前运动，第一伸缩杆8通过障碍物后，第一伸缩杆8伸长，第一伺服电机705逆转，带动U型滚轮704处于高压线上方，第一伸缩杆8缩短，U型滚轮a803作用于高压线上，第一伸缩杆8的第二伺服电机706转动，带动第一伸缩杆8的U型滚轮704沿着高压线前进；第二伸缩杆9遇到障碍物后，重复第一伸缩杆8动作程序，第一伸缩杆8和第三伸缩杆10不动，直至第二伸缩杆9越过障碍物；第三伸缩杆10遇到障碍物后，重复第一伸缩杆8动作，第一伸缩杆8和第二伸缩杆9不动，直至第二伸缩杆9越过障碍物，整个装置完成翻越障碍物。

当装置进行除冰工作时，首先将除冰装置安装在运动前端的第一伸缩杆上，加热板加热融化接触部位的冰冻部分，第四伺服电机做半程往复旋转，第四伺服电机带动第一爪型架旋转，与第一爪型架啮合的第二爪型架旋转方向与第一爪型架相反，加热板融化的冰冻部分直径小于冰冻部分，当爪型架作用于融化的冰冻部分时，更加便于爪型架的轮齿粉碎冰块，在滚轮的带动下，整个装置向前运动，轮齿持续粉碎冰块。当进行除冰安装有除冰装置遇到障碍物时，整个动作和未安装除冰装置相似，唯一的不同在于，第一伸缩杆8伸长后，第三伺服电机12带动横板13旋转，使得除冰装置旋转为竖直状态，后续动作一样和未安装除冰装置相似，当第一伸缩杆8通过障碍物时，第一伸缩杆8伸长后，第三伺服电机12反转，使得除冰装置旋转为水平状态。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，包括支撑架（6），所述支撑架（6）的上端面设置三个伸缩杆（7），所述伸缩杆（7）上设有滑动组件，所述滑动组件包括第一支架（701），所述第一支架（701）中部与伸缩杆（7）顶部连接，所述第一支架（701）轴线与伸缩杆（7）轴线垂直，所述第一支架（701）两端部分别设有对称的第一伺服电机（705），所述第一伺服电机（705）的输出轴轴线与第一支架（701）轴线平行，所述第一伺服电机（705）的输出轴设有第二支架（702），所述第二支架（702）顶部设有第二伺服电机（706），所述第二伺服电机（706）输出轴轴线与第二支架（702）的轴线平行，所述第二伺服电机（706）输出轴设有与之垂直的第三支架（703），所述第三支架（703）上设有U型滚轮（704）；所述运动前端的靠近运动前沿一侧的所述伸缩杆（7）的顶部设有第四支架（11），所述第四支架（11）轴线与伸缩杆（7）轴线重合，所述第四支架（11）端部设有第三伺服电机（12），所述第三伺服电机（12）的输出轴轴线与第四支架（11）轴线垂直，所述第三伺服电机（12）的输出轴设有一横板（13），横板（13）两端均设有除冰支架（14），所述除冰支架（14）的两侧都设有第四伺服电机（15），所述第四伺服电机（15）输出轴设有第一爪型架（16），所述第一爪型架（16）外轮廓设有轮齿，所述第一爪型架（16）相啮合有第二爪型架（17），所述除冰支架（14）另一侧设有加热板（18），所述支撑架（6）下端面设有控制箱（1）。

2.根据权利要求1中所述的一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，所述支撑架（6）下端面设有相对的第一凸台（2）和第二凸台（3），所述第一凸台（2）和第二凸台（3）穿设有丝杆（4），所述控制箱（1）上设有与丝杆（4）相配合的螺纹，所述控制箱（1）置于丝杆（4）中部。

3.根据权利要求2中所述的一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，所述第一凸台（2）内设有轴承，所述第二凸台（3）内设有与丝杆（4）相配合的螺纹，所述丝杆（4）一端置于轴承内，所述丝杆（4）另一端连有第五伺服电机（5），所述第五伺服电机（5）固定于第二凸台（3）上。

4.根据权利要求1中所述的一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，所述第二滑动组件置于第一滑动组件中间，且等间分布。

5.根据权利要求1中所述的一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，所述第二支架（702）的长度大于50mm。

6.根据权利要求1中所述的一种用于高压线除冰巡检机器人，其特征在于，所述加热板（18）之间的间隔在30-60mm。