CN112436433A - 一种悬挂式机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬挂式机器人，包括机器人本体、安全绳机构、悬挂机构与接电机构；安全绳机构包括安全绳与两个收线绞盘；两个收线绞盘分别设于机器人本体的两侧部；安全绳包括金属绳段与两个绝缘绳段，两个绝缘绳段的一端均缠绕于收线绞盘内；两个绝缘绳段的另一端分别与金属绳段的两端连接；悬挂机构包括旋转摆臂与行走轮；旋转摆臂的一端设于机器人本体的顶部，旋转摆臂的另一端设有行走轮；接电机构包括支柱与接电棒；在机器人本体的顶部设有支柱，其顶部设有接电棒。本发明实施例提供的悬挂式机器人，通过设计悬挂式机器人的结构，避免机器人带电接入工作时所产生的电磁干扰问题，提高了巡检作业的安全性。

Description

一种悬挂式机器人

技术领域

本发明涉及输电线路巡检技术领域，尤其是涉及一种悬挂式机器人。

背景技术

输电线路作为能源输送的命脉，广泛分布在我国的各个区域，由于长期露置在野外环境，会受到各种气象条件(如大风、覆冰雪、气温变化、雷击等)的侵袭、化学气体的腐蚀以及外力的破坏，导致线路老化速度快、线路故障多，严重威胁国家电力的安全运行，严重时会造成输电中断甚至发生输电事故。

考虑到输电线路的供电可靠性不可轻易中断，现如今主要采用诸如行走监测机器人、除冰机器人、涂料机器人等装置来实现对输电线路的巡检，在这些机器人的工作过程中，需要挂载到导线上并与导线等电位才能开展作业，然而，发明人经研究发现，在机器人进入电场时，由于机器人本体的电容效应，当机器人逐渐靠近高压线路时，一旦输电导线与机器人本体之间的电场高于临界值，两者之间将会发生明显的放电过程，高频放电将产生强烈的电磁干扰，会导致巡检机器人的遥控模块或者相关电路发生瘫痪，影响巡检工作的正常进行。

发明内容

本发明提供一种悬挂式机器人，以解决现有的机器人在进入高电位期间的放电问题，通过设计悬挂式机器人的结构，避免机器人带电接入工作时所产生的电磁干扰问题，提高了巡检作业的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种悬挂式机器人，包括：机器人本体、安全绳机构、悬挂机构与接电机构；

所述安全绳机构包括安全绳与两个收线绞盘；两个所述收线绞盘分别设于所述机器人本体的对称两侧部，且每一所述收线绞盘通过对应的第一转轴与所述机器人本体连接；

所述安全绳包括金属绳段与两个绝缘绳段，两个所述绝缘绳段的一端均缠绕于对应的所述收线绞盘内；两个所述绝缘绳段的另一端分别与所述金属绳段的两端对应连接；

所述悬挂机构包括旋转摆臂与行走轮；所述旋转摆臂的一端可旋转地设于所述机器人本体的顶部，所述旋转摆臂的另一端通过第二转轴连接有所述行走轮；

所述接电机构包括支柱与接电棒；在所述机器人本体的顶部，靠近任一设有所述收线绞盘的所述机器人本体的侧部的位置设有所述支柱，所述支柱的顶部设有向所述侧部延伸的所述接电棒。

作为其中一种优选方案，所述金属绳段为编织铝绳或编织铜绳。

作为其中一种优选方案，所述金属绳段的长度为1m～3m。

作为其中一种优选方案，两个绝缘绳段的长度相等。

作为其中一种优选方案，所述支柱通过第三转轴可旋转地设于所述机器人本体的顶部。

作为其中一种优选方案，所述机器人本体包括控制器、分别与所述控制器连接的电源、若干数量的驱动电机；

所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴分别与对应的所述驱动电机连接。

作为其中一种优选方案，所述机器人本体为行走监测机器人、除冰机器人或涂料机器人。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，通过设计集成式的悬挂式机器人结构，在机器人本体上设置相互配合的安全绳机构、悬挂机构与接电机构，其中安全绳是一种特殊设计的悬挂绳，由绝缘绳与金属绳构成，在绝缘绳中间位置设置有一定长度的金属绳段，从而实现与接电机构配合动作，当收线绞盘转动，机器人位置上升时，接电棒与安全绳接触，接触位置随着高度的上升而变化，最终使得接电棒与安全绳中的金属绳段接触，进而完成机器人的安全带电接入。整个装置结构精巧简单，避免机器人进入高电位期间所产生的放电现象，对机器人的内部电子器件起到了良好的保护作用，安全系数较高，保障了输电线路巡检机器人的正常工作。

附图说明

图1是本发明其中一种实施例中的悬挂式机器人的结构示意图；

图2是本发明其中一种实施例中的悬挂式机器人的工作示意图；

其中，1、机器人本体；21、收线绞盘；22、金属绳段；23、绝缘绳段；31、旋转摆臂；32、行走轮；41、支柱；42、接电棒。

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作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。

在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明一实施例提供了一种悬挂式机器人，具体的，请参见图1～图2，其中图1示出为本发明其中一种实施例中的悬挂式机器人的结构示意图，图2示出为本发明其中一种实施例中的悬挂式机器人的工作示意图，其中包括：机器人本体1、安全绳机构、悬挂机构与接电机构；

所述安全绳机构包括安全绳与两个收线绞盘21；两个所述收线绞盘21分别设于所述机器人本体1的对称两侧部，且每一所述收线绞盘21通过对应的第一转轴与所述机器人本体1连接；收线绞盘21的作用为固定安全绳，通过缠绕收紧绳子实现机器人上升或者下降；

所述安全绳包括金属绳段22与两个绝缘绳段23，两个所述绝缘绳段23的一端均缠绕于对应的所述收线绞盘21内；两个所述绝缘绳段23的另一端分别与所述金属绳段22的两端对应连接；

所述悬挂机构包括旋转摆臂31与行走轮32；所述旋转摆臂31的一端可旋转地设于所述机器人本体1的顶部，所述旋转摆臂31的另一端通过第二转轴连接有所述行走轮32；

所述接电机构包括支柱41与接电棒42；在所述机器人本体1的顶部，靠近任一设有所述收线绞盘21的所述机器人本体1的侧部的位置设有所述支柱41，所述支柱41的顶部设有向所述侧部延伸的所述接电棒42。接电棒与支柱均为良导体，相互连同且与机器人本体的金属外壳形成良好的电连接。

应当说明的是，本发明实施例中的悬挂式机器人，适用于400V-1100kV的高压输电线路，输电线路上的输电线缆一般为圆形，由铝线绞合而成，通常架设在10m-100m左右高度的输电杆塔上，在实际应用中，由于高度的问题，可以将本发明实施例中的悬挂式机器人与无人机配合使用，从而方便技术人员对机器人的使用。

本发明实施例中的悬挂式机器人，优选地，具体使用包括四个步骤：

S1、挂线，当机器人本体1在地面状态时，悬挂机构中的行走轮32及旋转摆臂31往侧向旋转一定角度，此时利用小型无人机或者其他设备带着安全绳从输电线缆上方绕过带电导线并坠到地面，将安全绳中的金属绳段22平均布置在导线两端并与导线接触带电，坠到地面的两个线端分别固定在收线绞盘21上；

S2、收线上升，在完成安全绳的挂线操作后，由机器人内的控制器发送控制指令，使得两个收线绞盘21转动，不断将安全绳中的两个绝缘绳段23收紧缠绕，与之相对的，机器人本体1的高度不断上升，在这期间，若发现金属绳段22的位置发生偏移，可控制一侧的收线绞盘21停止收线，相反侧的收线绞盘21单独旋转，使得金属绳段22一直平均分布在输电导线两边；

S3、接电棒接入，随着机器人本体1高度的不断上升，接电机构中的接电棒42由一开始的不与安全绳接触，移动至与安全绳的绝缘绳段23接触，再移动至与安全绳的金属绳段22接触，此时，机器人本体1已经移动至靠近输电导线的位置，接电棒42与金属绳段22接触，从而完成机器人的带电接入动作；

S4、挂载，在机器人本体1到达预设高度时，悬挂机构中的旋转摆臂31不断旋转至垂直于机器人本体1顶侧的角度(即垂直于地面)，此时悬挂机构中的行走轮32的位置刚好在输电导线的正上方，通过略微放松调整绝缘绳段23，使得行走轮32架在输电导线上，完成整个机器人带电接入及上线过程。

由于机器人的材质都包括金属，在输电导线上工作时很容易产生放电现象，产生强烈的电磁干扰，本发明实时提供的悬挂式机器人，通过分段式的安全绳结构，配合接电棒、旋转臂等其他机构部件，实现了机器人的带电接入高电位，安全系数较高，使得机器人本体在靠近高压导线时提前接入，避免严重的放电和电磁干扰问题。

进一步地，在上述实施例中，所述金属绳段22为编织铝绳或编织铜绳。

进一步地，在上述实施例中，所述金属绳段22的长度为1m～3m。关于安全绳的制备，可以将一根绝缘绳从中间位置断开，再接入一定长度的金属绳，金属绳优选为编织铝或者编织铜带一类较为柔软的金属绳，此外，需要注意的是，绝缘绳段的总长度与输电杆塔的高度需要互相匹配并留有一定裕度。

优选地，两个绝缘绳段23的长度相等，当然，两个绝缘绳段23的长度也可不相等，通过设置两边收线绞盘的缠绕长度，来对安全绳机构的工作进行调整。

在另一种实施例中，所述支柱41通过第三转轴可旋转地设于所述机器人本体1的顶部。考虑到产品的成本因素，接电机构在机器人本体顶侧可以为固定连接，也可将支柱与转轴连接，设置可旋转的支柱，从而提高接电棒的使用灵活性。

在上述实施例中，所述机器人本体1包括控制器、分别与所述控制器连接的电源、若干数量的驱动电机；

所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴分别与对应的所述驱动电机连接。在本实施例中，除了机器人进行巡检作业所必须的驱动电机外，两边的收线绞盘21各自配备有独立的驱动电机，从而能够对安全绳的露出长度进行精准的调整，与接电棒42连接的支柱也配备有独立的驱动电机，由控制器发送对应的指令，控制支柱旋转，带动接电棒旋转，从而方便与安全绳的接触。

上述实施例中的机器人本体1为行走监测机器人、除冰机器人或涂料机器人。

本发明实施例提供的悬挂式机器人，通过设计集成式的悬挂式机器人结构，在机器人本体上设置相互配合的安全绳机构、悬挂机构与接电机构，其中安全绳是一种特殊设计的悬挂绳，由绝缘绳与金属绳构成，在绝缘绳中间位置设置有一定长度的金属绳段，从而实现与接电机构配合动作，当收线绞盘转动，机器人位置上升时，接电棒与安全绳接触，接触位置随着高度的上升而变化，最终使得接电棒与安全绳中的金属绳段接触，进而完成机器人的安全带电接入。整个装置结构精巧简单，避免机器人进入高电位期间所产生的放电现象，对机器人的内部电子器件起到了良好的保护作用，安全系数较高，保障了输电线路巡检机器人的正常工作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种悬挂式机器人，其特征在于，包括：机器人本体、安全绳机构、悬挂机构与接电机构；

所述安全绳机构包括安全绳与两个收线绞盘；两个所述收线绞盘分别设于所述机器人本体的对称两侧部，且每一所述收线绞盘通过对应的第一转轴与所述机器人本体连接；

所述安全绳包括金属绳段与两个绝缘绳段，两个所述绝缘绳段的一端均缠绕于对应的所述收线绞盘内；两个所述绝缘绳段的另一端分别与所述金属绳段的两端对应连接；

所述悬挂机构包括旋转摆臂与行走轮；所述旋转摆臂的一端可旋转地设于所述机器人本体的顶部，所述旋转摆臂的另一端通过第二转轴连接有所述行走轮；

所述接电机构包括支柱与接电棒；在所述机器人本体的顶部，靠近任一设有所述收线绞盘的所述机器人本体的侧部的位置设有所述支柱，所述支柱的顶部设有向所述侧部延伸的所述接电棒。

2.如权利要求1所述的悬挂式机器人，其特征在于，所述金属绳段为编织铝绳或编织铜绳。

3.如权利要求1所述的悬挂式机器人，其特征在于，所述金属绳段的长度为1m～3m。

4.如权利要求1所述的悬挂式机器人，其特征在于，两个绝缘绳段的长度相等。

5.如权利要求1所述的悬挂式机器人，其特征在于，所述支柱通过第三转轴可旋转地设于所述机器人本体的顶部。

6.如权利要求5所述的悬挂式机器人，其特征在于，所述机器人本体包括控制器、分别与所述控制器连接的电源、若干数量的驱动电机；

所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴分别与对应的所述驱动电机连接。

7.如权利要求1所述的悬挂式机器人，其特征在于，所述机器人本体为行走监测机器人、除冰机器人或涂料机器人。

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