CN110333250B - 一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法属于机器人技术领域。爬行机器人包括机器人定页、机器人动页、扭动弹簧、中心轴体、随动轮、电机主动轮和空心杯电机。本发明通过空心杯电机可以精准控制爬行机器人在电抗器包封缝隙间爬行的具体位置。本发明中机器人动页与机器人静页受到电抗器包封对其的挤压，压力传导到扭动弹簧，使扭动弹簧压缩，进而可以自由调节机器人的体积，使其能够在包封缝隙发生变化时依旧能够穿梭爬行。本发明的重量轻，体积小，成本低，在对电抗器包封缝隙微裂纹检测的应用中可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别是涉及到一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法。
背景技术
电力系统中的干式空心电抗器的运行可靠性受到温度等环境条件的严重影响，运行过程中的昼夜温差以及电抗器投切产生的温升等因素会使电抗器包封材料热胀冷缩，出现微裂纹故障。若微裂纹得不到及时的处理，故障会进一步扩大，致使电抗器绝缘性能被破坏，最终导致电抗器出现自燃等一系列严重危害电网安全、人身安全的事故。
因电抗器包封间距离狭窄，检修人员无法通过人眼来检查电抗器的微裂纹故障，现有的发明专利CN105373129-《干式空心电抗器包封微裂纹检测机器人》虽然能在电抗器包封间爬行，但其采用的是气动系统，运动不平稳，控制精度低，控制单元的体积大。在电抗器中包封微裂纹非常细小，如果不能精准的控制机器人位置，便会在检查中漏掉微裂纹故障，造成安全隐患。
因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法，它能够自由精准地爬行到干式电抗器包封的任意位置对包封微裂纹诊断，进而将电抗器的严重故障扼杀在萌芽中。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，包括机器人定页、机器人动页、扭动弹簧、中心轴体、随动轮、电机主动轮和空心杯电机，
所述机器人动页的两端均通过轴承与随动轮连接，机器人动页的中部设置有通孔，机器人动页中部的通孔通过中心轴体与机器人定页的一端同轴连接并且机器人动页与机器人定页之间设置有夹角；所述机器人定页的另一端两侧均通过轴承与电机主动轮连接；所述电机主动轮与空心杯电机同轴连接；所述扭动弹簧套装在中心轴体的外部并且扭动弹簧位于机器人定页和机器人动页的夹角之间。
所述机器人动页与机器人定页之间的夹角调节范围为5°～90°
所述机器人动页的表面设置有镂空结构。
所述电机主动轮的外部套装有橡胶圈。
所述扭动弹簧套装在中心轴体上，扭动弹簧的两端分别与机器人定页以及机器人动页连接，控制机器人定页和机器人动页之间的夹角。
所述中心轴体包括端部和中间圆柱体；所述端部为圆柱体，端部的圆柱体直径大于中间圆柱体的直径，中心轴体限制机器人定页、机器人动页以及扭动弹簧在同一个轴线上。
所述随动轮安装在机器人动页两端的孔洞中。
所述电机主动轮安装在机器人定页的另一端外部。
所述空心杯电机的最高转速的调节范围为0转/分钟～45000转/分钟，空心杯电机外接3.7V电源。
一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人的使用方法，利用所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，
步骤一、所述随动轮和电机主动轮分别接触包封间隙的两侧，依靠随动轮以及电机主动轮与包封结构之间的摩擦力支撑机器人自身的重量；
步骤二、通过控制空心杯电机的转速控制机器人在包封内部的位置；
步骤三、包封缝隙小于机器人定页与机器人动页之间的夹角，机器人定页与机器人动页之间的夹角压缩变小以适应包封缝隙的空间；
包封缝隙大于机器人定页与机器人动页之间的夹角，机器人定页与机器人动页之间的夹角在扭动弹簧的支撑下变大以适应包封缝隙的空间。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
1、本发明通过空心杯电机可以精准控制爬行机器人在电抗器包封缝隙间爬行的具体位置。
2、本发明中机器人动页与机器人静页受到电抗器包封对其的挤压，压力传导到扭动弹簧，使扭动弹簧压缩，进而可以自由调节机器人的体积，使其能够在包封缝隙发生变化时依旧能够穿梭爬行。
3、本发明的重量轻，体积小，成本低，在对电抗器包封缝隙微裂纹检测的应用中可靠性高。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法中爬行机器人的结构示意图。
图2为本发明一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法中爬行机器人的正视图。
图3为本发明一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人及其使用方法中爬行机器人在电抗器包封缝隙中应用示意图。
图中1-机器人定页、2-机器人动页、3-扭动弹簧、4-中心轴体、5-随动轮、6-电机主动轮、7-空心杯电机、8-橡胶圈。
具体实施方式
如图所示，一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，包括机器人定页1、机器人动页2、扭动弹簧3、中心轴体4、随动轮5、电机主动轮6、空心杯电机7、橡胶圈8。
所述机器人定页1的材质为钛合金，机器人定页1的两端开有孔洞，一端孔洞与所述中心轴体4嵌套在一起，另一端孔洞中部与空心杯电机7嵌套在一起，另一端孔洞的两侧安装有电机主动轮6，并且电机主动轮6与空心杯电机7连接。
所述机器人动页2的材质为钛合金，机器人动页2的表面设置有镂空结构，减轻整体重量，在机器人动页2的两端和中部均开有孔洞，机器人动页2两端的孔洞分别与两个所述随动轮5嵌套在一起，中部孔洞与所述中心轴体4嵌套在一起。
所述扭动弹簧3的内径为5mm，外径为5.9mm，其由直径为0.9mm的不锈钢丝弯曲制成，套在中心轴体4上，分别连接着机器人定页1和机器人动页2，控制机器人定页1和机器人动页2之间的夹角，夹角的调节范围为5°～90°。
所述中心轴体4的材质为不锈钢，由端部和中间圆柱体组成，端部为直径为5.2mm的圆柱体组成，中间圆柱体的直径为5mm，通过中心轴体4使机器人定页1、机器人动页2以及扭动弹簧3限制在同一个轴线上。
所述随动轮5的直径为12mm，共四个，材质为聚乙烯，安装在机器人动页2两端的孔洞中。
所述电机主动轮6的直径为12mm，共2个，材质为聚乙烯，安装在所述机器人定页1的一端孔洞外部两侧中。
所述空心杯电机7的半径为6mm，长度为15mm，额定工作电压为3.7V，最高转速的调节范围为0～45000转/分钟，外接3.7V电源。
所述橡胶圈8半径为12mm，材质为硅橡胶，套在电机主动轮6的外侧。
一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人的使用方法利用所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，包括以下步骤：
步骤一、所述随动轮5与所述电机主动轮6分别接触包封间隙的两侧，依靠它们与包封结构之间的摩擦力来支撑机器人自身的重量。
步骤二、通过控制空心杯电机7的转速来控制机器人在包封内部的位置。
步骤三、当包封缝隙狭小时，所述机器人动页2与机器人静页1之间的夹角会被压缩变小以适应狭窄的空间。当包封缝隙变大时，机器人动页2与机器人静页1之间的夹角会在扭动弹簧3的支撑下变大以适应较宽阔的空间。
所述机器人动页2与所述机器人静页1之间的夹角变化范围为5°～90°。
Claims (8)
1.一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：包括机器人定页（1）、机器人动页（2）、扭动弹簧（3）、中心轴体（4）、随动轮（5）、电机主动轮（6）和空心杯电机（7），
所述机器人动页（2）的两端均通过轴承与随动轮（5）连接，机器人动页（2）的中部设置有通孔，机器人动页（2）中部的通孔通过中心轴体（4）与机器人定页（1）的一端同轴连接并且机器人动页（2）与机器人定页（1）之间设置有夹角；所述机器人定页（1）的另一端两侧均通过轴承与电机主动轮（6）连接；所述电机主动轮（6）与空心杯电机（7）同轴连接；所述扭动弹簧（3）套装在中心轴体（4）的外部并且扭动弹簧（3）位于机器人定页（1）和机器人动页（2）的夹角之间；
所述扭动弹簧（3）套装在中心轴体（4）上，扭动弹簧（3）的两端分别与机器人定页（1）以及机器人动页（2）连接，控制机器人定页（1）和机器人动页（2）之间的夹角；
所述中心轴体（4）包括端部和中间圆柱体；所述端部为圆柱体，端部的圆柱体直径大于中间圆柱体的直径，中心轴体（4）限制机器人定页（1）、机器人动页（2）以及扭动弹簧（3）在同一个轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述机器人动页（2）与机器人定页（1）之间的夹角调节范围为5°～90°。
3.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述机器人动页（2）的表面设置有镂空结构。
4.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述电机主动轮（6）的外部套装有橡胶圈（8）。
5.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述随动轮（5）安装在机器人动页（2）两端的孔洞中。
6.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述电机主动轮（6）安装在机器人定页（1）的另一端外部。
7.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：所述空心杯电机（7）的最高转速的调节范围为0转/分钟～45000转/分钟，空心杯电机（7）外接3.7V电源。
8.一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人的使用方法，利用权利要求1所述的一种干式空心电抗器包封缝隙爬行机器人，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，
步骤一、所述随动轮（5）和电机主动轮（6）分别接触包封间隙的两侧，依靠随动轮（5）以及电机主动轮（6）与包封结构之间的摩擦力支撑机器人自身的重量；
步骤二、通过控制空心杯电机（7）的转速控制机器人在包封内部的位置；
步骤三、包封缝隙小于机器人定页（1）与机器人动页（2）之间的夹角，机器人定页（1）与机器人动页（2）之间的夹角压缩变小以适应包封缝隙的空间；
包封缝隙大于机器人定页（1）与机器人动页（2）之间的夹角，机器人定页（1）与机器人动页（2）之间的夹角在扭动弹簧（3）的支撑下变大以适应包封缝隙的空间。
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