CN109318104B - 一种电缆清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆清扫机器人，包括行走装置、清扫装置和自适应调节装置，清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，至少两个所述清扫头组装后形成用于供电缆穿过的通道，所述清扫头包括安装板、以及固定在所述安装板上的砂轮和清扫电机，所述清扫电机驱动所述砂轮转动以去除电缆上的污垢，所述自适应调节装置包括固定架和摆杆，所述固定架的一端固定在所述行走装置上，另一端与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端与所述清扫装置固定安装，以使所述清扫装置能够相对所述固定架上下摆动。通过简化清扫装置的结构减轻清扫机器人的重量，同时还能使清扫装置随着电缆的走势而上下浮动，以使清扫机器人能在电缆上顺畅行走。

Description

一种电缆清扫机器人

技术领域

本发明涉及电缆机器人技术领域，尤其涉及一种电缆清扫机器人。

背景技术

早期架设的电缆一般为无外包绝缘保护层，即电缆以裸线方式架设。这样一来，电缆上的积尘或者污垢会造成线路短路，从而引发跳闸等事故。为了提高裸露的架空输电线输电安全性，需要通过喷涂机器人在电缆外侧喷涂绝缘漆形式以提高其绝缘性能。但在喷涂作业之前需要对裸露的电缆进行清洗，以清除积聚在电缆上的积尘或污垢等。

现有技术中公开了一种架空输电线路自动清洗机器人系统，其清洗装置包括清洗头、清洗剂桶和回收桶，清洗头的上入口与清洗电机的隔膜泵出口相连，隔膜泵的入口与清洗剂桶连通，清洗头的下入口与回收桶相连，以防止清洗剂外泄。由此可知，上述清洗装置的结构较为复杂，且由于配备了清洗剂桶和回收桶，因此增大了整机的重量，对搬运和安装带来极大不便。

另外，由于现有技术中的清洗机器人的清洗头固定安装在机器人的本体上，其不能随着电缆的走势而上下浮动，因此在机器人行走至电缆的弯曲部位时，清洗头的前端会因与电缆发生干涉，导致机器人发生卡滞而停止行进，从而造成清洗中断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种电缆清扫机器人，能够有效简化清扫装置的整体结构，通过简化清扫装置的结构有效减轻电缆清扫机器人的重量，以便于搬运和安装；同时还能使清扫装置随着电缆的走势而上下浮动，以保证电缆清扫机器人能够在电缆上顺畅行走。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电缆清扫机器人，包括行走装置、清扫装置和自适应调节装置，所述清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，至少两个所述清扫头组装后形成用于供电缆穿过的通道，所述清扫头包括安装板、以及固定在所述安装板上的砂轮和清扫电机，所述清扫电机驱动所述砂轮转动以去除电缆上的污垢，所述自适应调节装置包括固定架和摆杆，所述固定架的一端固定在所述行走装置上，另一端与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端与所述清扫装置固定安装，以使所述清扫装置能够相对所述固定架上下摆动。

本发明中的清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，以便于电缆放置于通道内，而清扫头包括安装板、以及固定在安装板上的砂轮和清扫电机，砂轮与电缆接触，清扫电机驱动砂轮转动，砂轮与电缆之间产生滑动摩擦，以去除电缆上被摩擦部位的污垢；加之，砂轮的硬度较低，而电缆的材质硬度较高，因此不会对电缆造成任何损伤，当在电缆的外周设置多个砂轮时，可以对电缆上的整个圆周部位进行清扫，以提高对电缆的清洁强度，由此可知，本发明中的清扫装置省去了清洁剂桶和回收桶等结构，简化了清扫装置的结构，从而减轻了电缆清扫机器人的整机重量，便于搬运和组装。

另外，本发明中的清扫头通过自适应调节装置安装在行走装置上，并能相对行走装置上下摆动，因此当电缆清扫机器人行至电缆的弯曲部位时，清扫装置能够通过自适应调节装置进行自适应调整，以避免清扫装置与电缆发生干涉而造成卡滞，保证了电缆清扫机器人能够在电缆上顺畅行走。

进一步的，所述清扫装置包括两个分别位于所述电缆的上下两侧的所述清扫头，两个安装板的左侧和右侧其中之一铰接固定，而另一侧通过搭扣固定。

更进一步的，所述安装板上安装有两个位于电缆左右两侧的转轴，所述砂轮固定在所述转轴上并与转轴同步转动，所述清扫头还包括传动机构，所述电机的输出轴通过所述传动机构驱动两个转轴同步且同向转动。

更进一步的，所述传动机构包括传动带、主动轮和两个从动轮，所述主动轮固定安装在所述输出轴上，所述从动轮固定安装在所述转轴上，所述主动轮和两个从动轮呈三角形分布并通过所述传动带传动。

更进一步的，所述传动机构安装在所述安装板的后侧，所述清扫电机和砂轮均安装在所述安装板的前侧，且所述砂轮位于两个清扫电机限定形成的空间内。

更进一步的，所述清扫头还包括保护罩，所述保护罩安装在所述安装板后侧并罩盖所述传动机构。

更进一步的，所述摆杆的另一端与位于电缆上侧的清扫头固定安装。

更进一步的，所述自适应调节装置还包括前限位滚轮和后限位滚轮，所述摆杆上设有位于所述清扫装置前后两侧的固定轴，所述前限位滚轮和后限位滚轮分别转动安装在两个固定轴上，并在自重作用下压装在电缆上。

进一步的，所述自适应调节装置还包括连杆，所述固定架的另一端和所述摆杆的一端分别设有U型连接块，所述U型连接块内安装有销轴，所述连杆的两端分别设有与两个销轴转动配合的通孔。

进一步的，所述电缆清扫机器人还包括安装在所述行走装置上的安装架，所述安装架上安装有前摄像头和后摄像头，所述安装架的背面设有卡线槽，所述前摄像头和后摄像头的连接线卡装在所述卡线槽内。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例一中电缆清扫机器人的整机结构示意图；

图2为本发明实施例一中行走装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一中行走装置的爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例一中自适应调节装置的结构示意图；

图5为本发明实施例一中清扫装置的结构示意图；

图6为本发明实施例一中清扫装置的爆炸结构示意图；

图7为本发明实施例一中上下两个清扫头打开时的状态示意图；

图8为本发明实施例一中上下两个清扫头组装后的状态示意图；

图9为本发明实施例一中自适应调节装置和清扫装置的组装结构示意图；

图10为本发明实施例一中摄像头和安装板的组装结构示意图；

图11为本发明实施例一中安装板的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种电缆清扫机器人，包括行走装置、清扫装置和自适应调节装置，所述清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，至少两个所述清扫头组装后形成用于供电缆穿过的通道，所述清扫头包括安装板、以及固定在所述安装板上的砂轮和清扫电机，所述清扫电机驱动所述砂轮转动以去除电缆上的污垢，所述自适应调节装置包括固定架和摆杆，所述固定架的一端固定在所述行走装置上，另一端与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端与所述清扫装置固定安装，以使所述清扫装置能够相对所述固定架上下摆动。

本发明中的清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，以便于电缆放置于通道内，而清扫头包括安装板、以及固定在安装板上的砂轮和清扫电机，砂轮与电缆接触，清扫电机驱动砂轮转动，砂轮与电缆之间产生滑动摩擦，以去除电缆上被摩擦部位的污垢；加之，砂轮的硬度较低，而电缆的材质硬度较高，因此不会对电缆造成任何损伤，当在电缆的外周设置多个砂轮时，可以对电缆上的整个圆周部位进行清扫，以提高对电缆的清洁强度，由此可知，本发明中的清扫装置省去了清洁剂桶和回收桶等结构，简化了清扫装置的结构，从而减轻了电缆清扫机器人的整机重量，便于搬运和组装。

另外，本发明中的清扫头通过自适应调节装置安装在行走装置上，并能相对行走装置上下摆动，因此当电缆清扫机器人行至电缆的弯曲部位时，清扫装置能够通过自适应调节装置进行自适应调整，以避免清扫装置与电缆发生干涉而造成卡滞，保证了电缆清扫机器人能够在电缆上顺畅行走。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

参照图1至3所示，本实施例中的电缆清扫机器人包括控制装置1、行走装置2、清扫装置3和自适应调节装置4，控制装置1包括壳体11、以及安装在壳体11内的控制单元和供电电池包，供电电池包可拆地插装在壳体11内并与控制单元实现插接供电，行走装置2固定安装在壳体11的顶壁上，清扫装置3通过自适应调节装置4安装在行走装置2上。

具体的，本实施例中的行走装置2包括支架21、驱动电机22和多个行走轮23，行走轮23上设有与电缆相匹配的导线槽，本实施例中多个是指大于等于3的正整数，支架21上间隔设有与行走轮23一一对应的多个转轴24，转轴24与支架21上的安装孔之间设有轴承，行走轮23通过键槽结构固定连接在转轴24位于支架21右侧的一端，以实现行走轮23与转轴24同步转动，本实施例中的行走装置2还包括位于支架21左侧的一级传动机构25和二级传动机构26，二级传动机构26连接在相邻两个转轴24之间，驱动电机22的输出轴通过一级传动机构25与其中一个转轴24连接，以使该转轴24通过二级传动机构26带动剩余转轴24做同步转动，从而带动行走轮23在电缆上行走。如此一来，能够使安装在支架21上多个行走轮23均能成为驱动轮，以提高电缆清扫机器人在电缆上的行走顺畅性和平稳性，减少了每个行走轮23与电缆之间的滑动摩擦力，同时相比给每个行走轮配备一个电机的方案，本方案也大大减少了电机的数量和整机的重量，从而降低了生产成本。

为了降低传动机构产生的噪声，同时也能适应两个转轴24中心距离较大的情况，本实施例中的一级传动机构25和二级传动机构26为链传动机构或者带传动机构。本实施例中支架21上安装有三个转轴24，三个转轴24分别为前转轴、中转轴和后转轴，驱动电机22的输出轴通过一级传动机构25与中转轴连接，中转轴与前转轴和后转轴分别通过二级传动机构26连接。

具体的，一级传动机构25和二级传动机构26优选带传动机构，一级传动机构25包括一级主动轮251、一级传动带252和一级从动轮253，一级主动轮251与驱动电机22的输出轴固定连接，一级从动轮253与中转轴固定连接，一级传动带252连接一级主动轮251和一级从动轮253，二级传动机构26包括二级主动轮、二级传动带和二级从动轮，二级主动轮与中转轴固定连接，前转轴和后转轴分别固定连接有上述二级从动轮，二级传动带连接二级主动轮和二级从动轮，如此一来，驱动电机22的输出轴转动时，能够通过一级传动机构25带动中转轴转动，并藉由二级传动机构26带动前转轴和后转轴做同步同向转动，从而驱动三个行走轮23同步且同向转动。

由于架空电缆的中间会向下沉，使电缆形成下凹的弧形曲线，为了能够使电缆清扫机器人能够压装在电缆上平稳地行走，本实施例的中转轴的设置高度低于前转轴和后转轴的设置高度，且前转轴和后转轴同高度设置，如此一来，在中间行走轮向下压紧电缆后，能够保证前行走轮和后行走轮均压装在电缆上，从而保证了电缆清扫机器人在电缆上平稳地行走。

可以理解的是，一级传动机构还可包括一级主动齿轮和一级从动齿轮， 一级主动齿轮固定安装在驱动电机的输出轴上，一级从动齿轮固定安装在中转轴上，一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动；二级传动机构包括二级主动齿轮和二级从动齿轮，前转轴和后转轴上分别固定安装有上述二级从动齿轮，二级主动齿轮啮合连接在一级从动齿轮与二级从动齿轮之间，如此设计，也能使3个行走轮均成为驱动轮。

本实施例中驱动电机22安装在壳体11的顶壁上，壳体11、行走轮23、轴承和支架21均为金属件，壳体11的顶壁还绝缘安装有若干个金属材质的支柱12，支架21通过支柱12安装在驱动电机22上方，且支柱12的底面与壳体的顶壁之间设有绝缘垫片，以防止电缆清扫机器人在电缆带电作业时，行走装置将电传输给壳体11，造成内部控制单元控制失效，由此可实现电缆清扫机器人在电缆带电时作业，无需电缆停电。

如图5至8所示，本实施例中的清扫装置3包括两个位于电缆上下两侧的清扫头31，两个清扫头31可拆连接，两个清扫头31组装后形成用于供电缆穿过的通道30，清扫头31包括安装板310、清扫电机311和砂轮312，清扫电机311和砂轮312固定安装在安装板310上，电缆穿过通道后，砂轮312与电缆接触，清扫电机311驱动砂轮312转动，砂轮312与电缆之间产生滑动摩擦，以去除电缆上被摩擦部位的污垢；加之，砂轮312的硬度较低，而电缆的材质硬度较高，因此不会对电缆造成任何损伤，当在电缆的外周设置多个砂轮312时，可以对电缆上的整个圆周部位进行清扫，以提高对电缆的清洁强度，由此可知，本发明中的清扫装置省去了清洁剂桶和回收桶等结构，简化了清扫装置3的结构，从而减轻了电缆清扫机器人的整机重量，便于搬运和组装。

为了便于电缆清扫机器人放置到电缆上，本实施例中两个安装板310的左侧铰接固定，而右侧可拆连接固定，两个安装板310之间存在上述通道30，如此一来，在将电缆清扫机器人放置在电缆上时，电缆能够从清扫装置的右侧进入通道30中，且同时从行走轮23的右侧进入导线槽内。

优选的，本实施例中两个安装板的左侧通过铰链铰接固定，而右侧通过搭扣固定。当然，两个安装板的左侧还可通过转轴铰接固定，而右侧通过螺钉锁紧固定或者卡扣卡接固定。

可以理解的是，若行走轮位于支架的左侧，则两个安装板的右侧铰接固定，而两个安装板的左侧可拆连接固定。

为了能够提高对电缆的清扫效果，本实施例中的清扫头31包括多个砂轮312，优选设置两个砂轮312，相应的在安装板310上设有两个位于电缆左右两侧的转轴，砂轮312固定在转轴上并与转轴同步转动，清扫头31还包括传动机构，传动机构包括传动带313、主动轮314和两个从动轮315，主动轮314固定安装在清扫电机311的输出轴上，从动轮315固定安装在转轴上，主动轮314和两个从动轮315呈三角形分布并通过传动带313传动，这样一来，可实现清扫电机311的输出轴通过传动机构驱动两个转轴同步且同向转动，从而使两个砂轮312同步且同向转动，以保证电缆受力平衡。两个清扫头31组装完成后，四个砂轮312可对电缆的左上部、右上部、左下部和右下部进行清扫，从而提高了对电缆的清扫效果。

本实施例中同一清扫头31上的两个砂轮312前后错开设置，其中位于电缆上方的清扫头31上设置的靠前的砂轮312与位于电缆下方的清扫头31上设置的靠后的砂轮312位于电缆的左侧和右侧其中之一，而位于电缆上方的清扫头31上设置的靠后的砂轮312与位于电缆下方的清扫头31上设置的靠前的砂轮312位于电缆的另一侧。这样一来，可以在增大砂轮312直径的前提下，避免两个砂轮312发生干涉。

优选的，本实施例中上下两个清扫头31的清扫电机311的输出轴转动方向相反，以使两个清扫头31上的砂轮转向相反，如此一来，可进一步使电缆受力平衡。

可以理解的是，清扫头所包括的传动机构还可包括主动齿轮、从动齿轮和 传动齿轮，清扫电机的输出轴上安装有主动齿轮，转轴上安装有从动齿轮，传动齿轮啮合安装在主动齿轮和从动齿轮之间。

进一步的，本实施例中的传动机构安装在安装板310的后侧，即朝向行走装置2的一侧，而清扫电机311和砂轮312均安装在安装板的前侧，且砂轮312位于两个清扫电机311限定形成的空间内。如此一来，既能减少清扫装置的整体长度尺寸，提升清扫装置3的整体外观，又能对砂轮312起到有效的保护作用。为了避免传动机构积聚灰尘导致传动失效，本实施例中的清扫头31还包括保护罩316，保护罩316安装在安装板后侧并罩盖传动机构。

可以理解的是，清扫装置还可包括3个或3个以上的清扫头，相邻两个清扫头可拆连接，每个清扫头上安装有驱动电机和至少一个砂轮，驱动电机驱动砂轮转动以去除电缆上的污垢。

可以理解的是，砂轮还可为异型砂轮，两个安装板分布在电缆的左右两侧，转轴为水平设置，以使砂轮的轴线与电缆垂直，两个清扫头上的两个砂轮分别分布在电缆的上下两侧，从而使砂轮能够沿着电缆转动行走，这样也能达到去除电缆污垢的效果。

如图4、图7至图9所示，本实施例中的自适应调节装置4包括固定架41和摆杆42，固定架41的一端固定在行走装置2的支架21上，另一端与摆杆42的一端转动连接，摆杆42的另一端与位于电缆上侧的清扫头31固定安装，以使清扫装置3能够相对固定架41上下摆动。当电缆清扫机器人行至电缆的弯曲部位时，清扫装置能够通过自适应调节装置进行自适应调整，以避免清扫头与电缆发生干涉而造成卡滞，保证了电缆清扫机器人能够在电缆上顺畅行走。

具体的，自适应调节装置4还包括连杆44，固定架的另一端和摆杆的一端分别设有U型连接块45，U型连接块45内安装有销轴46，连杆44的两端分别设有与两个销轴46转动配合的通孔，如此设计，能够提升摆杆42的自由度，从而能够更好的适应电缆的走势。

本实施例中的自适应调节装置4还包括前限位滚轮43和后限位滚轮47，摆杆42上还设有位于清扫装置3前后两侧的固定轴，前限位滚轮43和后限位滚轮47分别转动安装在两个固定轴上，并在自重作用下压装在电缆上。如此一来，能够避免电缆位于前限位滚轮43和后限位滚轮47之间的部位与安装板发生摩擦卡滞，同时也能进一步保证砂轮312与电缆的接触，提升清扫装置3的清扫效果。

为了能够使结构更加紧凑，本实施例中的搭扣包括固定片和锁扣，固定片和锁扣其中之一固定在摆杆42上，另一个固定在位于电缆下侧的清扫头31上。

可以理解的是，固定架的另一端和摆杆的一端还可通过转轴转动连接。

如图1和图3所示，为了防止电缆清扫机器人发生跌落，本实施例中的电缆清扫机器人还包括防跌落装置5，防跌落装置5包括支撑柱51和挡条52，支撑柱51安装在支架21朝向电缆的一侧，即支架21的右侧，而挡条52上下滑动安装在支撑柱51上，将电缆清扫机器人放置在电缆上时，向上提拉挡条52，使电缆从电缆清扫机器人的右侧进入导线槽和通道30内，放置完成后，松开挡条52，挡条52在重力作用下向下滑动至最低处，以使行走轮23和电缆限定在挡条52和支架21之间，从而能够避免电缆清扫机器人发生跌落。

如图1、图10至11所示，本实施例中的电缆清扫机器人还包括安装架6，安装架6固定在支架21的左侧上，安装架6的背面前后两端分别安装有前摄像头7和后摄像头8，安装架6的背面设有多个间隔设置的卡线槽61，前摄像头7和后摄像头8的连接线卡装在卡线槽内，而壳体11的顶壁以及内部也设有多个用于卡接连接线的卡块，这样一来，可防止连接线缠绕或与其他结构发生干涉。

本实施例中的电缆清扫机器人还包括罩设在整个装置外侧的外壳，外壳的右侧设有供电缆进入导线槽内的安装口，外壳为树脂件，以便于电缆清扫机器人在电缆带电时进行作业。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种电缆清扫机器人，其特征在于，包括控制装置、行走装置、清扫装置和自适应调节装置，所述控制装置包括壳体、以及安装在壳体内的控制单元和供电电池包，供电电池包可拆地插装在壳体内并与控制单元实现插接供电，所述清扫装置包括至少两个清扫头，相邻两个清扫头之间可拆连接，至少两个所述清扫头组装后形成用于供电缆穿过的通道，所述清扫头包括安装板、以及固定在所述安装板上的砂轮和清扫电机，所述清扫电机驱动所述砂轮转动以去除电缆上的污垢，所述自适应调节装置包括固定架和摆杆，所述固定架的一端固定在所述行走装置上，另一端与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端与所述清扫装置固定安装，以使所述清扫装置能够相对所述固定架上下摆动，所述清扫装置包括两个分别位于所述电缆的上下两侧的所述清扫头，所述摆杆的另一端与位于电缆上侧的清扫头固定安装，两个所述安装板的左侧和右侧其中之一铰接固定，而另一侧通过搭扣固定，所述自适应调节装置还包括前限位滚轮和后限位滚轮，所述摆杆上设有位于所述清扫装置前后两侧的固定轴，所述前限位滚轮和后限位滚轮分别转动安装在两个固定轴上，并在自重作用下压装在电缆上。

2.根据权利要求1所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述安装板上安装有两个位于电缆左右两侧的转轴，所述砂轮固定在所述转轴上并与转轴同步转动，所述清扫头还包括传动机构，所述清扫电机的输出轴通过所述传动机构驱动两个转轴同步且同向转动。

3.根据权利要求2所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述传动机构包括传动带、主动轮和两个从动轮，所述主动轮固定安装在所述输出轴上，所述从动轮固定安装在所述转轴上，所述主动轮和两个从动轮呈三角形分布并通过所述传动带传动。

4.根据权利要求3所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述传动机构安装在所述安装板的后侧，所述清扫电机和砂轮均安装在所述安装板的前侧，且所述砂轮位于两个清扫电机限定形成的空间内。

5.根据权利要求4所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述清扫头还包括保护罩，所述保护罩安装在所述安装板后侧并罩盖所述传动机构。

6.根据权利要求1至5之一所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述自适应调节装置还包括连杆，所述固定架的另一端和所述摆杆的一端分别设有U型连接块，所述U型连接块内安装有销轴，所述连杆的两端分别设有与两个销轴转动配合的通孔。

7.根据权利要求1至5之一所述的电缆清扫机器人，其特征在于，所述电缆清扫机器人还包括安装在所述行走装置上的安装架，所述安装架上安装有前摄像头和后摄像头，所述安装架的背面设有卡线槽，所述前摄像头和后摄像头的连接线卡装在所述卡线槽内。