CN112510583B - 一种输电线路导地线修补机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种输电线路导地线修补机器人，包括第一台体，所述第一台体上表面的两侧设置均设置行走越障碍机构，还包括捋线装置、补料仓和绕线补强装置。本发明提供了一种输电线路导地线修补机器人，从自主越障到自动添补护线条到捋线作业和绕线补强作业，它可以在输电线路导地线上实现全自动的断股修补作业，设计解决了修补机器人需要频繁上下线的问题；在绕线补强作业时，实现了多根护线条一次性同时安装，解决了护线条人工修补困难工作效率低下的问题。同时全自动的安装模式降低了修补作业的危险系数。

Description

一种输电线路导地线修补机器人

技术领域

本发明涉及机械领域，具体的，涉及一种输电线路导地线修补机器人。

背景技术

目前对输电线路发现的导地线受损、断股处理，采取的主要措施是人工进行修补。修补前由人将分叉断股导线捋回到原来的线槽位置，然后再用单根铝线或预绞护线条将该导地线缠绕，或者用补修管修补断股导地线处。但是导地线断股位置一般处于线路中央受力最大处，需要经过特殊训练的熟练工程技术人员作业，且人工作业整个过程时间长，劳动强度大，危险性高。处理时作业人员需进入到导地线受损断股处进行修补，活动范围小，移动不便，修补困难，耗时长、安全风险高。

通过机器人代替人工完成导地线修复，可根据线路情况带、停电进行处理，在确保线路供电可靠性的情况下解决作业人员面临的巨大安全风险，同时降低现场作业人员的劳动强度，提高作业效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种输电线路导地线修补机器人，解决了输电线路导地线断股低风险修补和修补机器人需要频繁上下线的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种输电线路导地线修补机器人，包括第一台体，所述第一台体上表面的两侧设置均设置行走越障碍机构，还包括捋线装置、补料仓和绕线补强装置，

所述第一台体通过所述行走越障碍机构移动至输电线的断股处，所述捋线装置将所述断股处抱合并施加旋转力，并在所述行走越障碍机构的驱动下作直线运动；

所述第一台体通过所述行走越障碍机构移动至输电线需绕线补强处，所述补料仓将预铰丝传递给所述绕线补强装置，所述绕线补强装置将所述绕线补强处抱和，使得所有预铰丝周向的位于所述绕线补强处周围，同时旋转并作直线运动。

进一步，所述捋线装置包括带有两个凸出的U型框架和一端伸出所述U型框架的丝杆，所述丝杆的伸出端设有转动电机，用于驱动所述丝杆转动，所述U型框架内部安装有两个带有相反内螺纹的移动块，两个所述移动块均与所述丝杆适配。

进一步，所述捋线装置还包括安装在两个所述凸出之间的滑轨，所述滑轨与所述丝杆平行，每个所述移动块与滑轨之间均设有L型连接块，所述L型连接块上安装有半环形的抱合环，两个所述抱合环相对应的侧面设有多个间隔布置的齿。

进一步，所述补料仓包括箱体，所述箱体与所述绕线补强装置相对的一端周向设有多个出料孔，所述箱体内部设有底部可开启和闭合的储料顶仓，所述储料顶仓的底部设有滑槽，所述滑槽与储料顶仓之间设有可沿着所述滑槽的轴向方向移动的推块。

进一步，所述绕线补强装置包括安装在所述第一台体且可相对于所述第一台体升降的第二台体，所述第二台体上表面沿着其轴向方向等间距的布置同轴线的三个V型框架。

进一步，所述绕线补强装置还包括两个平行布置且垂直于所述第二台体径向方向的滑行道，所述滑行道穿过三个所述V型框架，相邻的两个所述V型框架之间在对应的所述滑行道上均安装有绕线盘，两个所述绕线盘可沿着所述滑行道的轴线方向对向和背向运动。

进一步，所述绕线盘包括两个相对布置的半环形的模块，两个所述模块可沿着所述第二台体的径向方向作对向和背向运动。

进一步，所述模块的中部设有半圆形的开口，所述模块的侧面沿着其圆弧线设有多个安装孔，所述安装孔与出料孔的位置相对应。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种输电线路导地线修补机器人，从自主越障到自动添补护线条到捋线作业和绕线补强作业，它可以在输电线路导地线上实现全自动的断股修补作业，设计解决了修补机器人需要频繁上下线的问题；在绕线补强作业时，实现了多根护线条一次性同时安装解决了护线条人工修补困难工作效率低下的问题。同时全自动的安装模式降低了修补作业的危险系数。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为本发明结构示意图；

附图2为捋线装置结构示意图；

附图3为绕线补强装置结构示意图；

附图4为行走越障碍机构结构示意图；

附图5为丝杆滑台结构示意图；

附图6为可升降导轮结构示意图；

附图7为可升降导轮与丝杆滑台配合方式示意图；

附图8为补料仓外观图；

附图9为补料仓截面图；

附图10为可移动机构、滑槽和推块三维结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本实施例提出了一种输电线路导地线修补机器人，如图1所示，包括均设置在第一台体1上的行走越障碍机构2、补料仓3、捋线装置4和绕线补强装置5。

如图2所示，捋线装置4设置在第一台体1上靠后的位置，用于将断股重新捋回，实现捋线作业。捋线装置4包括带有两个凸出的U型框架41和一端伸出U型框架41的丝杆42，丝杆42的伸出端设有转动电机43，用于驱动丝杆42转动。

U型框架41的内部对应的丝杆42上安装有两个带有相反内螺纹的移动块44,45，两个移动块44,45均与丝杆42适配，使得当丝杆42转动时，移动块44和移动块45可以沿着丝杆42的轴线方向做相反运动，即对向和背向运动。

两个凸出之间安装有与丝杆42平行的滑轨49，移动块44和移动块45与滑轨之间均安装有L型连接块46，L型连接块46与滑轨49之间设有与滑轨49适配的凹块，使得L型连接块46可以在移动块44或者移动块45的带动下作直线运动。

L型连接块46通过连接杆连接有半环形的抱合环47，两个抱合环47的开口方向相对，当移动块44和移动块45对向运动至极点时，两个抱合环47可以完成对断股处的抱合，每个抱合环47的开口的内壁沿着半圆形弧线的方向安装有多个带有固定间隔的齿48，两个抱合环47抱合时，所有齿48的连线为圆形。抱合环47的内部带有驱动所有齿48转动的电机，用于驱动断股处旋转，同时再配合行走越障碍机构2带动第一台体1作直线运动，完成对断股处的重新捋回。

如图3所示，绕线补强装置5包括连接在第一台体1上的第二台体51，第二台体51可以通过设置在第一台体1与第二台体51连接处的起升机构实现在竖直方向上往复运动，实现调整维修高度的目的。起升机构为现有技术，结构不限于图中所示。

第二台体51上沿着其轴线方向依次设置等间距的三个V型框架52，两个平行布置且垂直于第二台体51径向方向的滑行道53穿过三个V型框架52，相邻的两个V型框架52之间在对应的滑行道53上均安装有绕线盘54，两个绕线盘54可沿着滑行道53的轴线方向对向和背向运动。滑行道53为螺杆，两个绕线盘54与螺杆的连接处的内螺纹为相反方向。

绕线盘54包括两个相对布置的半环形的模块541，模块541的中部设有半圆形的开口，模块的侧面沿着其圆弧线设有多个安装孔542，安装孔542与出料孔32的位置相对应，具体的：在旋转电机的驱动下使得安装孔542旋转多次与出料孔32依次对准，故出料孔32只有一个。

绕线盘由绕线电机、绕线盘架、传动齿轮和绕线齿轮组成，其中传动齿轮与绕线电机输出轴相连并与绕线齿轮啮合，绕线齿轮由两个半圆组成，每个绕线盘有半个绕线齿轮。绕线齿轮的侧面沿着其圆弧线设有多个安装孔542。

如图4-6所示，行走越障机构2包括两个丝杆滑台21和可沿着丝杆滑台21的轴向方向往复移动的可升降导轮22，两个丝杆滑台21设置在第一台体1上，且平行设置，两者之间带有一定的间隔。

丝杆滑台21包括挡板211、丝杆213、导轨212和旋转电机214。挡板211呈矩形构造，与第一台体1的长度方向平行，两个挡板211相对的侧面安装有丝杆213，丝杆213安装在挡板211的中部，丝杆213的一端安装有旋转电机214，用于驱动丝杆213转动，挡板211上还安装有与丝杆213同侧的导轨212，导轨212的数量为1个或者两个，本实施例为两个，以丝杆213为轴对称安装。

可升降导轮22包括轮体221、推杆223、移动块224和横杆222，两个轮体221相对布置，使得导轨212可以最大限度地靠向电器仓的两侧。轮体221安装在推杆223的顶端，可随着推杆223的推力而升降，在轮体221与推杆223之间安装横杆222，横杆222的轴向方向垂直于推杆223的轴向方向，或者伸缩方向。轮体221的移动面上设有周向的凹槽，凹槽与输电线的尺寸相适配。

轮体221周围结构由导轮支架、舵机、夹紧电机、丝杠滑块组成。舵机、夹紧电机和丝杠滑块固定在导轮支架的同一侧，夹紧轮固定在滑块上，丝杠与电机输出轴相连，带动滑块上下运动实现夹紧轮的夹紧和松开动作。舵机通过连杆与夹紧轮相连，舵机旋转可以带动夹紧轮向外反转从而更好的绕开障碍。

移动块224安装在推杆223的另一端即固定端，用于与丝杆滑台21配合，带动推杆223移动。如图6所示，移动块224带有与丝杆213适配的第一滑道2241和第二滑道2242以及滑块2243，滑块2243设有与丝杆213适配的内螺纹孔。

如图7所示，行走越障机构2的实施方式是：机器人在线上行走时由分布在丝杠滑台21前后两端的轮体221进行驱动，当遇到障碍时，靠后的推杆223升起使所连接的轮体221离线，随后移动至丝杠滑台2中间位置然后着线，然后靠后的推杆223升起使所连接的轮体221离线，由移动至中部的靠后的轮体221驱动机器人前进直至前行走轮越过障碍，然后靠前的轮体221下降着线实现前行走轮的越障。随后靠前的轮体221沿丝杠滑台2移动至丝杠滑台21中间位置，靠后的推杆223升起，靠后的轮体221离线，由移动至中部的靠前的轮体驱动机器人前进直至靠后的轮体221越过障碍，然后靠后的轮体221下降着线实现靠后的轮体221的越障，最后两个轮体221各自移动至丝杠滑台21的前后两端。

如图8-10所示，补料仓3包括箱体31，箱体31的端部带有出料孔32，用于传送护线条至下一工序。本实施例中箱体31安装在输电线补修机器人上，用于输送护线条，每次可输送一根。

箱体31内部设有储料顶仓33、滑槽36、推块35和可移动机构34。

储料顶仓33用于储存护线条，包括多个倾斜布置的挡板331,所有挡板331围成一个用于存储护线条的腔室，腔室的形状可以为漏斗形，也可以为倒三角型。同时，形成腔室的挡板331也不限于倾斜布置，也可以为水平布置，只要可以储存护线条，均在本发明的保护范围之内。

腔室底部设有缝隙332，为挡板331相对的端部所形成的间隔或者距离，该距离可以根据护线条的宽度所设计，该缝隙332延伸的方向与护线条轴向方向相同。同时，将缝隙332设置为可开闭式的，当需要补料时，开启缝隙332，否则关闭缝隙332。

具体的，在缝隙332处设置伺服给进系统控制的伸缩板，伺服给进系统由控制器控制，本实施例采用在挡板331的底部设置挡料推杆38，挡料推杆38的最大行程大于端部至缝隙332远离挡料推杆38一侧的距离。挡料推杆38由控制器控制，可沿着其行程(箱体31的径向方向)的方向往复移动，用于挡住和关闭缝隙332。

挡料推杆38的底部依次设置推块35和滑槽36，滑槽36位于缝隙332的正下方，用于承接护线条，护线条可在推块35的作用下朝向出料孔32的方向移动，因此滑槽36的长度不小于推块35在滑槽36轴向方向的长度和护线条的长度之和。

推块35的形状构造与滑槽36相适配，使得推块35与滑槽36未接触部分的距离最小，进而推动护线条移动。在本实施例中，将推块35设计为倒三角形，滑槽36的凹面7的横截面为尺寸与推块35相似的倒三角形。但不限于其他形状，如菱形等。

在推块35与挡料推杆38之间，设置可移动机构34。推块35的两端安装在可移动机构34上，可移动机构34可驱动推块35移动，可作为推块35的动力。

可移动机构34不限于滚珠丝杆副、齿轮齿条移动机构或者链条传动机构。

具体的，本实施例中，可移动机构34包括设置以推块35为中心，设置在中心两侧的丝杆，推块35伸出两个连接杆与丝杆连接，连接处设置滚珠，并在丝杆的端部设置旋转装置和轴承，用于驱动丝杆旋转，进而驱动推块35移动。齿轮齿条移动机构和链条传动机构均为现有技术，此处不赘述。

为了避免推块35的移动速度过快，同时在滑槽36与护线条接触面的摩擦力的作用下，使得护线条产生弯折，损坏护线条，因此在滑槽36的凹面7上设置多个红外线收发机构(图中未示出)，红外线收发机构沿着护线条移动的方向间隔布置。

红外线收发机构包括一对红外线发出装置和红外线接收装置，两者在同一水平线上，且分别布置在滑槽36相对的内侧壁，红外线发出装置发射的红外线可由红外线接收装置接收，但是当两者之间存在遮挡时，红外线接收装置无法接收红外线，可以通过设置的报警模块进行报警。

因此，红外线发出装置和红外线接收装置与滑槽36底部平面的距离设定，当护线条产生弯折时，弯折的护线条部分会遮挡红外线，进而发出报警。

同时，在推块35上设置接近开关(图中未示出)，接近开关可控制红外线发出装置和红外线接收装置，使得当推块35靠近某一个红外线收发机构时，可控制这个红外线收发机构的电源关闭，使得推块35的运动不会产生误报警。

本发明的实施方式是：不工作时，挡料推杆38将缝隙332挡住防止护线条从缝隙332中下落，当需要补料作业时，挡料推杆38收回，护线条从缝隙332下落，挡料推杆38再次伸出挡住缝隙332，一次补料只下落一根护线条。下落的护线条落在下方滑槽36的凹面7底部中，随后推块35将护线条推出箱体31上的出料孔32，完成出料作业。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种输电线路导地线修补机器人，其特征在于：包括第一台体，所述第一台体上表面的两侧设置均设置行走越障碍机构，还包括捋线装置、补料仓和绕线补强装置，

所述第一台体通过所述行走越障碍机构移动至输电线的断股处，所述捋线装置将所述断股处抱合并施加旋转力，并在所述行走越障碍机构的驱动下作直线运动；

所述第一台体通过所述行走越障碍机构移动至输电线需绕线补强处，所述补料仓将预铰丝传递给所述绕线补强装置，所述绕线补强装置将所述需绕线补强处抱和，使得所有预铰丝周向的位于所述需绕线补强处周围，同时旋转并作直线运动；

所述补料仓包括箱体，所述箱体与所述绕线补强装置相对的一端设有出料孔，所述箱体内部设有底部可开启和闭合的储料顶仓，所述储料顶仓的底部设有滑槽，所述滑槽与储料顶仓之间设有可沿着所述滑槽的轴向方向移动的推块。

2.根据权利要求 1 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述捋线装置包括带有两个凸出的 U 型框架和一端伸出所述 U 型框架的丝杆，所述丝杆的伸出端设有转动电机，用于驱动所述丝杆转动，所述 U 型框架内部安装有两个带有相反内螺纹的移动块，两个所述移动块均与所述丝杆适配。

3.根据权利要求 2 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述捋线装置还包括安装在两个所述凸出之间的滑轨，所述滑轨与所述丝杆平行，每个所述移动块与滑轨之间均设有 L 型连接块，所述 L 型连接块上安装有半环形的抱合环，两个所述抱合环相对应的侧面设有多个间隔布置的齿,所述齿为顶面边缘为圆形倒角的圆柱型构造。

4.根据权利要求 1 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述绕线补强装置包括安装在所述第一台体且可相对于所述第一台体升降的第二台体，所述第二台体上表面沿着其轴向方向等间距的布置同轴线的三个V 型框架。

5.根据权利要求 4 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述绕线补强装置还包括两个平行布置且垂直于所述第二台体径向方向的滑行道，所述滑行道穿过三个所述 V 型框架，相邻的两个所述 V 型框架之间在对应的所述滑行道上均安装有绕线盘，两个所述绕线盘可沿着所述滑行道的轴线方向对向和背向运动。

6.根据权利要求 5 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述绕线盘包括两个相对布置的半环形的模块，两个所述模块可沿着所述第二台体的径向方向作对向和背向运动。

7.根据权利要求6 所述的输电线路导地线修补机器人，其特征在于：所述模块的中部设- 有半圆形的开口，所述模块的侧面沿着其圆弧线设有多个安装孔，所述安装孔与出料孔的位置相对应。

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