CN109494620A - 一种架空输电线路作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空输电线路作业机器人，包括吊座和线缆，所述吊座的上表面设有电器盒，所述电器盒内安装有蓄电池、PLC控制器和无线通讯器，所述吊座的中部设有三个轴孔，且轴孔上侧对应安装有传动座，三个传动座的外侧套接有一条皮带，所述吊座的下表面固定有第一电机，所述第一电机的上侧输出轴上固定有与皮带外侧贴合的主动轮，本架空输电线路作业机器人，结构简单，使用方便，固定轮和压轮配合使得整体能够沿线缆进行行走，从而对架空处线缆的老化程度进行检测，检测便捷，提高了电力人员的工作安全性，具有可越障能力，方便经过悬垂线夹、屏蔽环等电力元件，行走稳定，便于控制，检测效率高。

Description

一种架空输电线路作业机器人

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种架空输电线路作业机器人。

背景技术

由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原来微小的破损和缺陷就可能扩大，巡线机器人可以跨越线路上的金具，如悬垂线夹、防震锤、间隔棒、屏蔽环等，沿线路自动行走，从而对线缆的老化情况进行检测，但现有的作业机器人结构复杂，重心不稳定，不易控制，抓线能力差，容易脱落，从而造成危险和损失，使用非常不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种架空输电线路作业机器人，结构简单，控制和使用方便，能够沿线缆进行移动，从而进行老化检测，稳定性强，不易脱落，越障能力强，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种架空输电线路作业机器人，包括吊座和线缆，所述吊座的上表面设有电器盒，所述电器盒内安装有蓄电池、PLC控制器和无线通讯器，所述吊座的中部设有三个轴孔，且轴孔上侧对应安装有传动座，三个传动座的外侧套接有一条皮带，所述吊座的下表面固定有第一电机，所述第一电机的上侧输出轴上固定有与皮带外侧贴合的主动轮，所述吊座的上表面中部通过支架固定有摄像头，所述传动座的中部设有竖直方向的丝杠，所述丝杠的上端面设有安装座，所述安装座的下表面右端固定有光杆，所述光杆穿过吊座中部的导向孔，所述光杆的下端面固定有端板，所述安装座的上表面左端固定有第一轴座，所述第一轴座内设有固定轮，所述第一轴座的后侧面固定有第二电机，所述第二电机的输出轴与固定轴的轮轴固定相连，所述安装座的上表面右端固定有竖直方向的立板，所述立板的上端安装有距离传感器，所述立板前后端轴孔内相对设有转轴，所述转轴的左端固定有摆板，所述摆板的安装孔内设有压轮，所述转轴的右端固定有齿爪，所述安装座的右端上表面固定有竖直方向的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆上侧伸缩臂的端面固定有齿板，且齿板与前后两个齿爪均啮合，线缆穿过固定轮和压轮的间隙，所述PLC控制器的输入端分别与蓄电池、摄像头和距离传感器的输出端电连接，所述PLC控制器的输出端分别与第一电机、第二电机和第一电动伸缩杆的输入端电连接，所述PLC控制器与无线通讯器双向电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主动轮两侧的吊座上表面固定有支撑轮，所述支撑轮与皮带的内侧面接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动座包括与吊座固定相连的卡座，所述卡座的内侧设有螺母，所述螺母的上端面固定有延伸罩，所述螺母的螺纹孔内设有丝杠，所述延伸罩的外环面与皮带的内侧面接触。

作为本发明的一种优选技术方案，右侧的安装座右端固定有延伸板，所述延伸板的上表面固定有第二轴座。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二轴座的轴孔内设有水平方向的辊轴，所述辊轴的中部固定有齿轮，所述第二轴座的侧面固定有输出轴与辊轴相连的第三电机，所述第三电机的输入端与PLC控制器的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二轴座的上侧设有清洁环，所述齿轮与清洁环外环面的凸齿啮合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述清洁环的左右端面设有弧形的滑槽，所述第二轴座上端固定有卡入滑槽内的定位轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述清洁环为圆心角大于270°的“C”字型弧板，所述清洁环的内侧面均匀分布有清洁刷。

作为本发明的一种优选技术方案，所述丝杠的上端延伸至安装座中部的槽腔内，且丝杠的上端面固定有转盘。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装座的左侧面固定有水平方向的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的右侧伸缩臂上固定有与转盘接触的碟片，所述第二电动伸缩杆的输入端与PLC控制器的输出端电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本架空输电线路作业机器人，结构简单，使用方便，固定轮和压轮配合使得整体能够沿线缆进行行走，从而对架空处线缆的老化程度进行检测，检测便捷，提高了电力人员的工作安全性，具有可越障能力，方便经过悬垂线夹、屏蔽环等电力元件，行走稳定，便于控制，检测效率高；

2)本架空输电线路作业机器人，通过固定轮和压轮的配合实现整体的行走，通过摄像头对线缆全程进行图像数据的采集，从而分析线缆的老化程度，两个压轮与一个固定轮呈三角形的分布方式，提高抓线的稳定性，两个压轮可沿转轴进行翻转，抱线和脱线方便；

3)本架空输电线路作业机器人，越障能力强，吊座垂在线缆的下方，设有三个安装座以及对应的丝杠和光杆，安装座可随丝杠进行升降，跨越电力元件时对应的安装座下降即可，另外两个安装座上的固定轮和压轮始终抱线，提高了整体的平衡性和稳定性，不易脱落；

4)本架空输电线路作业机器人，通过“C”字型的清洁环可对线缆表面进行清扫，除去线缆表面的污物，方便固定轮和压轮的抱线，清洁环可往复转动，清洁效率高，电力人员通过无线通讯器进行辅助操控，从而高效采集数据，同时将采集的数据进行反馈，便于判断线缆的老化程度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明A处放大结构示意图；

图3为本发明安装座处结构示意图；

图4为本发明电器盒内部结构示意图；

图5为本发明左视局部结构示意图；

图6为本发明传动座结构示意图。

图中：1吊座、101支撑轮、2电器盒、3蓄电池、4PLC控制器、5无线通讯器、6传动座、601卡座、602螺母、603延伸罩、7皮带、8第一电机、9主动轮、10第二电机、11摄像头、12丝杠、13安装座、14光杆、15端板、16第一轴座、17固定轮、18立板、19距离传感器、20转轴、21摆板、22压轮、23齿爪、24第一电动伸缩杆、25齿板、26延伸板、27第二轴座、28辊轴、29齿轮、30第三电机、31清洁环、32滑槽、33定位轴、34清洁刷、35转盘、36第二电动伸缩杆、37碟片、38线缆。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种架空输电线路作业机器人，包括吊座1和线缆38，吊座1的上表面设有电器盒2，电器盒2内安装有蓄电池3、PLC控制器4和无线通讯器5，吊座1的中部设有三个轴孔，且轴孔上侧对应安装有传动座6，三个传动座6的外侧套接有一条皮带7，传动座6包括与吊座1固定相连的卡座601，卡座601的内侧设有螺母602，螺母602的上端面固定有延伸罩603，螺母602的螺纹孔内设有丝杠12，延伸罩603的外环面与皮带7的内侧面接触，吊座1的下表面固定有第一电机8，第一电机8的上侧输出轴上固定有与皮带7外侧贴合的主动轮9，主动轮9两侧的吊座1上表面固定有支撑轮101，支撑轮101与皮带7的内侧面接触，吊座1的上表面中部通过支架固定有摄像头11，传动座6的中部设有竖直方向的丝杠12，丝杠12的上端面设有安装座13，丝杠12的上端延伸至安装座13中部的槽腔内，且丝杠12的上端面固定有转盘35，安装座13的左侧面固定有水平方向的第二电动伸缩杆36，第二电动伸缩杆36的右侧伸缩臂上固定有与转盘35接触的碟片37，第二电动伸缩杆36的输入端与PLC控制器4的输出端电连接，安装座13的下表面右端固定有光杆14，光杆14穿过吊座1中部的导向孔，光杆14的下端面固定有端板15，安装座13的上表面左端固定有第一轴座16，第一轴座16内设有固定轮17，第一轴座16的后侧面固定有第二电机10，第二电机10的输出轴与固定轴17的轮轴固定相连，安装座13的上表面右端固定有竖直方向的立板18，立板18的上端安装有距离传感器19，立板18前后端轴孔内相对设有转轴20，转轴20的左端固定有摆板21，摆板21的安装孔内设有压轮22，转轴20的右端固定有齿爪23，安装座13的右端上表面固定有竖直方向的第一电动伸缩杆24，第一电动伸缩杆24上侧伸缩臂的端面固定有齿板25，且齿板25与前后两个齿爪23均啮合，线缆38穿过固定轮17和压轮22的间隙，右侧的安装座13右端固定有延伸板26，延伸板26的上表面固定有第二轴座27，第二轴座27的轴孔内设有水平方向的辊轴28，辊轴28的中部固定有齿轮29，第二轴座27的侧面固定有输出轴与辊轴28相连的第三电机30，第三电机30的输入端与PLC控制器4的输出端电连接，第二轴座27的上侧设有清洁环31，齿轮29与清洁环31外环面的凸齿啮合，清洁环31的左右端面设有弧形的滑槽32，第二轴座27上端固定有卡入滑槽32内的定位轴33，清洁环31为圆心角大于270°的“C”字型弧板，清洁环31的内侧面均匀分布有清洁刷34，PLC控制器4的输入端分别与蓄电池3、摄像头11和距离传感器19的输出端电连接，PLC控制器4的输出端分别与第一电机8、第二电机10和第一电动伸缩杆24的输入端电连接，PLC控制器4与无线通讯器5双向电连接，通过固定轮17和压轮22的配合实现整体的行走，通过摄像头11对线缆38全程进行图像数据的采集，从而分析线缆38的老化程度，两个压轮22与一个固定轮17呈三角形的分布方式，提高抓线的稳定性，两个压轮22可沿转轴20进行翻转，抱线和脱线方便，越障能力强，吊座1垂在线缆38的下方，设有三个安装座13以及对应的丝杠12和光杆14，安装座13可随丝杠12进行升降，跨越电力元件时对应的安装座13下降即可，另外两个安装座13上的固定轮17和压轮22始终抱线，提高了整体的平衡性和稳定性，不易脱落，通过“C”字型的清洁环31可对线缆38表面进行清扫，除去线缆38表面的污物，方便固定轮17和压轮22的抱线，清洁环31可往复转动，清洁效率高，电力人员通过无线通讯器5进行辅助操控，从而高效采集数据，同时将采集的数据进行反馈，便于判断线缆的老化程度，本架空输电线路作业机器人所采用的电子元件均为现有技术并且不在此进行创新，在此不再进行赘述，PLC控制器4采用6ES7 211-0AA23-0XB0，本架空输电线路作业机器人，结构简单，使用方便，固定轮17和压轮22配合使得整体能够沿线缆38进行行走，从而对架空处线缆38的老化程度进行检测，检测便捷，提高了电力人员的工作安全性，具有可越障能力，方便经过悬垂线夹、屏蔽环等电力元件，行走稳定，便于控制，检测效率高。

在使用时：吊座1垂在下方，固定轮17与线缆38的下侧贴合，两个压轮22与线缆38的上侧贴合，实现抱线，压轮22为从动轮，第二电机10工作带动固定轮17转动，使得整体沿线缆38向右行走，摄像头11对准线缆38采集图像数据，整体移动时，线缆38处在清洁环31内侧，第三电机30工作，通过齿轮29带动清洁环31往复摆转，清洁刷34与线缆38的表面接触，第三电机30正反转，使得清洁环31以线缆38为轴，正反交替转动，从而除去表面污物，越障时，“C”字型的清洁环31复位，其“开口处”向上，最右侧安装座13上的第一电动伸缩杆24带动与之相连的齿板25上升，使得与齿板25啮合的齿爪23带动转轴20相对摆动，压轮22随转轴20摆向两侧，与线缆38分离，此时最右侧安装座13上的第二电动伸缩杆36工作，通过碟片37夹紧转盘35，从而使最右侧的安装座13与丝杠12处在锁定状态，左侧的两根安装座13与丝杠12处在分离状态，第一电机8工作，通过主动轮9带动延伸罩603和螺母602转动，由于光杆14的导向和丝杠12的锁定，只有最右端的安装座13下降，左侧的两个安装座13上的固定轮17继续转动，使得最右端的安装座13绕过电力元件，绕过电力元件后，最右端的安装座13上升，通过距离传感器19检测安装座13与线缆38的距离，检测值达到最小时，最右端的固定轮17与线缆38下表面接触，通过PLC控制器4驱动第一电动伸缩杆24工作带动齿板25下降，使得两个压轮22翻转并与线缆38的上侧接触，从右至左三个安装座13依次下降避开电力元件，始终保持两组固定轮17和压轮22抱线，检测数据通过无线通讯器5传送到电力人员的手持终端上。

本发明结构简单，控制和使用方便，能够沿线缆38进行移动，从而进行老化检测，稳定性强，不易脱落，越障能力强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种架空输电线路作业机器人，包括吊座(1)和线缆(38)，其特征在于：所述吊座(1)的上表面设有电器盒(2)，所述电器盒(2)内安装有蓄电池(3)、PLC控制器(4)和无线通讯器(5)，所述吊座(1)的中部设有三个轴孔，且轴孔上侧对应安装有传动座(6)，三个传动座(6)的外侧套接有一条皮带(7)，所述吊座(1)的下表面固定有第一电机(8)，所述第一电机(8)的上侧输出轴上固定有与皮带(7)外侧贴合的主动轮(9)，所述吊座(1)的上表面中部通过支架固定有摄像头(11)，所述传动座(6)的中部设有竖直方向的丝杠(12)，所述丝杠(12)的上端面设有安装座(13)，所述安装座(13)的下表面右端固定有光杆(14)，所述光杆(14)穿过吊座(1)中部的导向孔，所述光杆(14)的下端面固定有端板(15)，所述安装座(13)的上表面左端固定有第一轴座(16)，所述第一轴座(16)内设有固定轮(17)，所述第一轴座(16)的后侧面固定有第二电机(10)，所述第二电机(10)的输出轴与固定轴(17)的轮轴固定相连，所述安装座(13)的上表面右端固定有竖直方向的立板(18)，所述立板(18)的上端安装有距离传感器(19)，所述立板(18)前后端轴孔内相对设有转轴(20)，所述转轴(20)的左端固定有摆板(21)，所述摆板(21)的安装孔内设有压轮(22)，所述转轴(20)的右端固定有齿爪(23)，所述安装座(13)的右端上表面固定有竖直方向的第一电动伸缩杆(24)，所述第一电动伸缩杆(24)上侧伸缩臂的端面固定有齿板(25)，且齿板(25)与前后两个齿爪(23)均啮合，线缆(38)穿过固定轮(17)和压轮(22)的间隙，所述PLC控制器(4)的输入端分别与蓄电池(3)、摄像头(11)和距离传感器(19)的输出端电连接，所述PLC控制器(4)的输出端分别与第一电机(8)、第二电机(10)和第一电动伸缩杆(24)的输入端电连接，所述PLC控制器(4)与无线通讯器(5)双向电连接。

2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述主动轮(9)两侧的吊座(1)上表面固定有支撑轮(101)，所述支撑轮(101)与皮带(7)的内侧面接触。

3.根据权利要求1所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述传动座(6)包括与吊座(1)固定相连的卡座(601)，所述卡座(601)的内侧设有螺母(602)，所述螺母(602)的上端面固定有延伸罩(603)，所述螺母(602)的螺纹孔内设有丝杠(12)，所述延伸罩(603)的外环面与皮带(7)的内侧面接触。

4.根据权利要求1所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：右侧的安装座(13)右端固定有延伸板(26)，所述延伸板(26)的上表面固定有第二轴座(27)。

5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述第二轴座(27)的轴孔内设有水平方向的辊轴(28)，所述辊轴(28)的中部固定有齿轮(29)，所述第二轴座(27)的侧面固定有输出轴与辊轴(28)相连的第三电机(30)，所述第三电机(30)的输入端与PLC控制器(4)的输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述第二轴座(27)的上侧设有清洁环(31)，所述齿轮(29)与清洁环(31)外环面的凸齿啮合。

7.根据权利要求6所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述清洁环(31)的左右端面设有弧形的滑槽(32)，所述第二轴座(27)上端固定有卡入滑槽(32)内的定位轴(33)。

8.根据权利要求7所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述清洁环(31)为圆心角大于270°的“C”字型弧板，所述清洁环(31)的内侧面均匀分布有清洁刷(34)。

9.根据权利要求1所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述丝杠(12)的上端延伸至安装座(13)中部的槽腔内，且丝杠(12)的上端面固定有转盘(35)。

10.根据权利要求1所述的一种架空输电线路作业机器人，其特征在于：所述安装座(13)的左侧面固定有水平方向的第二电动伸缩杆(36)，所述第二电动伸缩杆(36)的右侧伸缩臂上固定有与转盘(35)接触的碟片(37)，所述第二电动伸缩杆(36)的输入端与PLC控制器(4)的输出端电连接。