CN110165599A - 一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人及其作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人及其作业方法，其包括机箱；机体；移动臂；作业臂，可进行伸缩，旋转，横移，纵移。其中作业臂一末端布置有夹持机构，用于夹持间隔棒连杆，作业臂二末端布置有螺栓紧固机构，用于紧固和松开间隔棒螺栓。通过各关节协调运动，本发明装置可实现高压输电线路上带电进行间隔棒更换作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人及其作业方法，属高空高压输电线路带电检修作业技术领域。
技术背景
高压输电线路对于电力工业的发展和稳定有着重要影响，需要定期进行检修维护，以保障架空高压输电线路工作的稳定性。间隔棒的主要用途是限制子导线之间的相对运动及在正常运行情况下保持分裂导线的几何形状。目前220KV及330KV的输电线采用二分裂导线，为了保证分裂导线线束间距保持不变以满足电气性能，降低表面电位梯度，及在短路情况下，导线线束间不致产生电磁力，造成相互吸引碰撞，或虽引起瞬间的吸引碰撞，但事故消除后即能恢复到正常状态，因而在档距中相隔一定距离安装了间隔棒。安装间隔棒对次档距的振荡和微风振动也可起到一定的抑制作用。然而微风、覆冰、雨雪等因素会引起间隔棒移位和锈蚀，因此需要对间隔棒进行定期检查。
处理此种问题主要是人工携带作业工具攀爬上线，对间隔棒进行复位或更换。此类方法须停电作业，效率低，人身安全得不到保障。在此背景下，本发明设计一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人及其作业方法，可代替人工实现带电进行间隔棒更换作业。
发明内容
本发明的目的是为解决现有人工更换间隔棒技术存在的不便和弊端，而提供一种用于高空双分裂输电线路间隔棒检修机器人。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人，包括：机箱；机体；四组移动臂，均布置在机体顶面，末端安装有移动轮；作业臂一，其布置在机体前端，远离机体一侧；作业臂二，其布置在机体前端，靠近机体一侧；夹持机构，其布置在作业臂一末端，用于固定间隔棒连杆；螺栓紧固机构，其布置在作业臂二末端，用于拧紧和拧松间隔棒螺栓；
本发明的间隔棒检修机器人所述的作业臂一，具有二自由度，包括：伸缩关节，旋转关节，可将作业臂一运送至工作位置。
本发明的间隔棒检修机器人所述的作业臂二，具有三自由度，包括：伸缩关节，纵移关节，横移关节，可将作业臂二运送至工作位置。
本发明的间隔棒检修机器人所述的夹持机构，布置在作业臂一末端，其具有两组夹爪，夹爪张角开口直径等于间隔棒连杆直径，内部电机驱动夹爪收缩夹紧间隔棒连杆，张开松开间隔棒连杆。
本发明的间隔棒检修机器人所述的螺栓紧固机构，顶部安装有摄像头，用于自主定位。
本发明的间隔棒检修机器人所述的机箱安装在机体尾部，保持间隔棒检修机器人在作业过程中的平衡性。
本发明的间隔棒检修机器人适用于检修二分裂非阻尼球铰式间隔棒FJQ-405。
本发明的一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人作业方法，其步骤包括：
旧间隔棒拆卸：首先人工将间隔棒检修机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一旋转至工作状态，机器人沿导线行驶至工作位置；作业臂一通过伸缩关节运动至工作位置，电机驱动夹持机构夹爪收缩夹紧旧间隔棒连杆；作业臂二通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构与旧间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧松旧间隔棒螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构与旧间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧松旧间隔棒另一端螺栓；作业臂一通过旋转关节和伸缩关节将旧间隔棒从导线上取下；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。
新间隔棒安装：首先人工将携带新间隔棒的机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一旋转至工作状态，机器人沿导线行驶至工作位置；作业臂一通过伸缩关节运动至工作位置，使间隔棒与输电导线等高，旋转关节将新间隔棒放置在输电导线上，使新间隔棒夹头夹住输电导线；作业臂二通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构与新间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧新间隔棒一端螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构与新间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧新间隔棒另一端螺栓；电机驱动夹持机构夹爪张开松开新间隔棒连杆，所述间隔棒检修机器人将新间隔棒安装；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。
本发明的间隔棒检修机器人与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明可实现代替人工进行双分裂输电导线间隔棒更换作业；
2.本发明可实现不停电进行双分裂输电导线间隔棒更换作业；
3.夹持机构作用于间隔棒连杆使其固定，螺栓紧固(松开)作业更为稳定高效；
4.本发明的间隔棒检修机器人采用四轮驱动，可以保障作业稳定性；
5.在机械设计过程中，对尖端处均采取了倒角处理，减少了间隔棒检修机器人在强电磁场内的尖端放电。
附图说明
图1为本发明间隔棒检修机器人外观结构示意图；
图2为本发明间隔棒检修机器人携带新间隔棒沿导线行驶；
图3为作业臂一进入工作状态；
图4为作业臂一将新间隔棒放置在输电导线上；
图5为螺栓紧固机构与间隔棒一端螺栓对准并拧紧间隔棒螺栓；
图6为螺栓紧固机构与间隔棒另一端螺栓对准并拧紧间隔棒螺栓；
上述图中：1-机箱，2-机体，3-移动臂，4-移动轮，5-移动轮驱动器，6-作业臂一，7-作业臂二，8-夹持机构，9-螺栓紧固机构，10-夹爪，11-摄像头。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明的一种间隔棒检修机器人结构如图1所示，包括机箱1，机体2，移动部件，作业臂部件，作业末端部件等基本部件。所述移动部件具体包括移动臂3，移动轮4，移动轮驱动器5；所述作业臂部件具体包括作业臂一6，作业臂二7，其中移动关节和伸缩关节通过链条轨道配合，旋转关节为曲柄摇杆机构；所述作业末端部件具体包括夹持机构8，螺栓紧固机构9；所述夹持机构，其具有一组夹爪10，通过电机-减速箱控制夹爪开合；所述螺栓紧固机构以涡轮蜗杆传动的方式输出扭矩；所述螺栓紧固机构，顶部均安装摄像头11，用于自主定位。
下面介绍本发明机器人的工作流程：
首先人工将间隔棒检修机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一6旋转至工作状态，移动轮驱动器5驱动移动轮4沿导线行驶至工作位置；作业臂一6通过伸缩关节运动至工作位置，电机驱动夹持机构8夹爪10收缩夹紧旧间隔棒连杆；作业臂二7通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构9与旧间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构9拧松旧间隔棒螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构9与旧间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构9拧松旧间隔棒另一端螺栓；作业臂一通过旋转关节和伸缩关节将旧间隔棒从导线上取下；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。人工将携带新间隔棒的机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一6旋转至工作状态，移动轮驱动器5驱动移动轮4沿导线行驶至工作位置；作业臂一6通过伸缩关节运动至工作位置，使间隔棒与输电导线等高，旋转关节将新间隔棒放置在输电导线上，使新间隔棒夹头夹住输电导线；作业臂二7通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构9与新间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构9拧紧新间隔棒一端螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构9与新间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构9拧紧新间隔棒另一端螺栓；电机驱动夹持机构8夹爪10张开松开新间隔棒连杆，所述间隔棒检修机器人将新间隔棒安装；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。
Claims (8)
1.一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人，其特征在于：包括：机箱；机体；
移动臂，四组，均布置在机体顶面，末端安装有移动轮；
作业臂一，其布置在机体前端，远离机体一侧；
作业臂二，其布置在机体前端，靠近机体一侧；
夹持机构，其布置在作业臂一末端，用于固定间隔棒连杆；
螺栓紧固机构，其布置在作业臂二末端，用于拧紧和拧松间隔棒螺栓。
2.根据权利要求1所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述作业臂一，具有二自由度，包括：伸缩关节，旋转关节，可将作业臂一运送至工作位置。
3.根据权利要求1所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述作业臂二，具有三自由度，包括：伸缩关节，纵移关节，横移关节，可将作业臂二运送至工作位置。
4.根据权利要求1或2所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述夹持机构，布置在作业臂一末端，其具有两组夹爪，夹爪张角开口直径等于间隔棒连杆直径，内部电机驱动夹爪收缩夹紧间隔棒连杆，张开松开间隔棒连杆。
5.根据权利要求1或3所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述螺栓紧固机构，顶部安装有摄像头，用于自主定位。
6.根据权利要求1所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述机箱安装在机体尾部，保持间隔棒检修机器人在作业过程中的平衡性。
7.根据权利要求1所述的间隔棒检修机器人，其特征在于，所述间隔棒检修机器人适用于检修二分裂非阻尼球铰式间隔棒FJQ-405。
8.一种双分裂输电导线四轮驱动间隔棒检修机器人作业方法，其特征在于，其步骤如下：
旧间隔棒拆卸：首先人工将间隔棒检修机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一旋转至工作状态，机器人沿导线行驶至工作位置；作业臂一通过伸缩关节运动至工作位置，电机驱动夹持机构夹爪收缩夹紧旧间隔棒连杆；作业臂二通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构与旧间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧松旧间隔棒螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构与旧间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧松旧间隔棒另一端螺栓；作业臂一通过旋转关节和伸缩关节将旧间隔棒从导线上取下；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。
新间隔棒安装：首先人工将携带新间隔棒的机器人吊装上线，旋转关节将作业臂一旋转至工作状态，机器人沿导线行驶至工作位置；作业臂一通过伸缩关节运动至工作位置，使间隔棒与输电导线等高，旋转关节将新间隔棒放置在输电导线上，使新间隔棒夹头夹住输电导线；作业臂二通过伸缩关节和横移关节运动至工作位置，将螺栓紧固机构与新间隔棒一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧新间隔棒一端螺栓，纵移关节将螺栓紧固机构与新间隔棒另一端螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧新间隔棒另一端螺栓；电机驱动夹持机构夹爪张开松开新间隔棒连杆，所述间隔棒检修机器人将新间隔棒安装；双作业臂退出工作位置，间隔棒检修机器人下线。
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