CN112909816A - 一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，清洁技术领域，本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，纵向伸缩杆的末端固定安装于伸缩组件上，上顶伸机构均匀分布安装于第一对接环上，第一下顶伸机构均匀分布安装于第二对接环上，伸缩组件一端与第一对接环转动连接，另一端与第二对接环转动连接的这种三足顶伸机构提高了机器人攀爬电线杆的质量和爬杆效率，左右对接式躯体结构进行拆分，安装时安装简单灵活，六自由度结构的机械手臂，与旋转式的刷子相结合实现机器人全方位灵活地对绝缘子的内外表面进行清扫，机器人整体既有空间小、便携带、结构简单、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于清洁技术领域，更具体地说，是涉及一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人。
背景技术
随着我国经济的快速发展，电网系统用电负荷也与日俱增。为了适应我国日益增长的用电需求以及城市改造工作的不断进行，城市配电网输电线路架设的里程也在逐年加大，但随着输电线路运行时间的累积，线路金具容易产生缺陷，运行设备故障也时有发生，严重影响供电质量和安全，因此保障杆塔式输电线路安全稳定运行已经我国供电系统安全的重要环节。输电线路中的绝缘子在制造、运输以及安装的过程中，不可避免的会受到外界因素的影响，并且由于长期处于室外环境下，很容易附着灰尘、鸟粪等污垢物。这些问题最终都可能会导致输电线路运行故障率上升，导致停电事故频发。因此对输电线路中的绝缘子进行定期清扫、检修就显得尤为重要。对输电线路绝缘子表面污秽清扫是恢复线路绝缘水平、预防线路污闪事故发生的有效措施，表面清洁的绝缘子能长期耐受最高工作电压的要求，即使是在污秽严重地区采用普通型绝缘子，只要经常清扫、保持瓷表面清洁，也能保证绝缘子的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，旨在解决输电线路中绝缘子出现污闪，机器人爬杆过程中出现的机器人倾斜问题以及机器人快速自动攀爬时机器人出现的下滑问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，包括：
第一对接环；
第二对接环，与所述第一对接环间隔设置；
伸缩组件，设有若干组，各所述伸缩组件一端与所述第一对接环连接，另一端与所述第二对接环连接；
顶推组件，设有若干组，所述顶推组件间隔设置于所述第一对接环和所述第二对接环上；
清扫组件，与所述第一对接环、所述第二对接环、所述伸缩组件、所述顶推组件至少一项连接固定；
观察组件，与所述第一对接环、所述第二对接环、所述伸缩组件、所述顶推组件至少任一项连接固定，且不与所述清扫组件重合安装于同一组件。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，所述清扫组件包括：
第一纵向伸缩杆，与所述顶推组件连接固定；
机械臂，安装于所述第一纵向伸缩杆上；
第三摄像头，安装于所述机械臂上；
刷子，安装于所述机械臂上。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，所述机械臂包括：
第一舵机；
第二舵机，一端与所述第一舵机连接，另一端为第二连接端；
第三舵机，一端与所述第二舵机的第二连接端连接，另一端为第三连接端；
第四舵机，一端与所述第三舵机的第三连接端连接，所述第四舵机另一端自由端。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，所述顶推组件包括：
伸缩杆；
柔性顶片，安装于所述伸缩杆伸出端。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，
所述第一对接环呈圆环状，分为第一半环和第二半环两部分，所述第一半环的尾端和所述第二半环尾端相连接，所述第一半环的前端和所述第二半环前端相连接。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，
所述第二对接环呈圆环状，分为第三半环和第四半环两部分，所述第三半环的尾端和所述第四半环尾端相连接，所述第三半环的前端和所述第四半环前端相连接。
优选地，作为本申请另一实施例，其特征在于，
若干顶推组件均匀分布于所述第一对接环和所述第二对接环上。
本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本发明具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人提出了由呈120°均匀环状分布的三足顶伸机构与伸缩机构相结合的方式实现机器人攀爬圆锥形杆柱的功能，通过采用左右对接式躯体结构解决了机器人的上杆问题，同时设计了一种六自由度结构的清扫机械手臂以及旋转式的清扫末端，通过两者组合的方式实现机器人的清扫机械手臂准确、稳定、无损伤的对绝缘子表面进行清扫。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的顶伸机构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的夹紧示意图；
图4为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的安装示意图；
图5为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的机械臂示意图；
图6为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的三足顶伸机构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的观察组件示意图；
图中：1、刷子；2、机械臂；3、第一纵向伸缩杆；4、第一对接环；5、顶推组件；6、观察组件；7、第二纵向伸缩杆；8、第二对接环；9、第一下顶伸机构；10、控制箱；11、伸缩组件；12、电线杆；13、第一驱动电机；14、第一传动杆；15、第一伸缩杆；16、柔性顶片；17、压紧块；18、第二上顶伸机构；19、第一摄像头；20、右上半环；21、第二下顶伸机构；22、右下半环；23、第三上顶伸机构；24、第三下顶伸机构；25、左下半环；26、左上半环；27、第二摄像头；28、第三摄像头；29、第一舵机；30、第二舵机；31、第三舵机；32、第四舵机；33、第二伸缩机构；34、第三伸缩机构；35、摄像机；36、云台。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图7现对本发明提供的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，包括：第一对接环4、第二对接环8、伸缩组件11、顶推组件5清扫组件，第一对接环4，第二对接环8与第一对接环4间隔设置，伸缩组件11设有若干组，各伸缩组件11一端与第一对接环4连接，另一端与第二对接环8连接，顶推组件5设有若干组，顶推组件5间隔设置于第一对接环4和第二对接环8上，清扫组件与第一对接环4、第二对接环8、伸缩组件11、顶推组件5至少一项连接固定，观察组件6与第一对接环4、第二对接环8、伸缩组件11、顶推组件5至少任一项连接固定，且不与清扫组件重合安装于同一组件，控制箱10安装于第二对接环8上。
本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，与现有技术相比，第一纵向伸缩杆3的末端固定安装于伸缩组件11上，顶推组件5均匀分布安装于第一对接环4上，第一下顶伸机构9均匀分布安装于第二对接环8上，伸缩组件11一端与第一对接环4转动连接，另一端与第二对接环转8动连接的这种三足顶伸机构、伸缩机构、对接式躯体结构以及清扫机械手臂等部位属于机器人的关键部位，提高了机器人攀爬电线杆12的质量和爬杆效率，左右对接式躯体结构进行拆分，并在辅助安装平台上进行重新组装，安装简单灵活，采用六自由度结构的清扫机械手臂，并与旋转式的清扫作业末端相结合的方式实现机器人全方位灵活地对绝缘子的内外表面进行清扫，机器人整体既有空间小、便携带、结构简单、可靠性高的优点。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，顶推组件5包括：伸缩杆，柔性顶片16安装于伸缩杆伸出端，第一驱动电机13固定安装在第一传动杆14一端，第一伸缩杆15与第一传动杆14滑动连接，柔性顶片16位于第一伸缩杆15与压紧块17之间，一端与第一伸缩杆15的伸出端连接，另一端与压紧块17连接，第一下顶伸机构9、第二上顶伸机构18、第二下顶伸机构21、第三上顶伸机构23、第三下顶伸机构24都和此结构一致，此结构针对于电线杆12下粗上细的锥形设计，得到了完美的解决，而且此机构的结构设计结构紧凑，安装简单，可靠性高。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，三足顶伸机构包括：
顶推组件5、第二上顶伸机构18、第三上顶伸机构23安装于第一对接环4上，第一下顶伸机构9、第二下顶伸机构21、第三下顶伸机构24安装于第二对接环8上，分别组成上三足顶伸机构和下三足顶伸机构。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明。具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，整体爬升装置包括：第一对接环4呈圆环状，分为左上半环26和右上半环20，左上半环26的尾端和右上半环20尾端相连接，左上半环26的前端和右上半环20前端相连接，第二对接环8呈圆环状，分为左下半环25和右下半环22，左下半环25的尾端和右下半环22尾端相连接，左下半环25的前端和右下半环22前端相连接，顶推组件5、第二上顶伸机构18；第三上顶伸机构23呈120°均匀分布于第一对接环4上，第一下顶伸机构9、第二下顶伸机构21，第三下顶伸机构24呈120°均匀分布于第二对接环8上。伸缩组件11一端与第一对接环4转动连接，另一端与第二对接环转8动连接。第二伸缩机构33、第三伸缩机构34同伸缩组件11相同一端与第一对接环4转动连接，另一端与第二对接环转8动连接，控制下三足顶伸机构中的三个顶伸关节夹紧电线杆12表面，完成机器人的上杆操作；再由伸缩机构进行伸缩运动推动机器人的上半部分向上攀爬，到达伸缩机构的最大行程时，控制上三足顶伸机构中的三个顶伸关节夹紧电线杆12表面，下三足顶伸机构松开，伸缩机构向上进行收缩运动，通过不断循环上述攀爬操作，实现机器人爬杆的功能。第一摄像头19、第二摄像头27安装在左上半环26和右上半环20上，用于观察上升高度和清扫进度。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，机械臂2包括：第一舵机29、第二舵机30、第三舵机31、第四舵机32，第二舵机30，一端与第一舵机29连接，另一端为第二连接端，第三舵机31一端与第二舵机30的第二连接端连接，另一端为第三连接端，第四舵机32一端与第三舵机31的第三连接端连接，第四舵机32另一端自由端，第三摄像头28、刷子1安装于第一舵机29，第二舵机30位于第一舵机29与第三舵机31之间，第二舵机30一端与第一舵机29转动连接，另一端与第三舵机31转动连接，第三舵机31位于第二舵机30与第四舵机32之间，另一端与第四舵机32转动连接，第四舵机32另一端与第一纵向伸缩杆3小端固定连接，所有机构装配组合成六自由度结构的机械手臂，并与旋转式的清扫作业末端相结合的方式实现机器人全方位灵活地对绝缘子的内外表面进行清扫，第三摄像头28的工作可以清楚的观察绝缘子的内外表面的清洁情况。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，对接环机构包括：
第一对接环4呈圆环状，分为左上半环26和右上半环20，左上半环26的尾端和右上半环20尾端相连接，左上半环26的前端和右上半环20前端相连接，第二对接环8呈圆环状，分为左下半环25和右下半环22，左下半环25的尾端和右下半环22尾端相连接，左下半环25的前端和右下半环22前端相连接，顶推组件5、第二上顶伸机构18；第三上顶伸机构23呈120°均匀分布于第一对接环4上，第一下顶伸机构9、第二下顶伸机构21；第三下顶伸机构24呈120°均匀分布于第二对接环8上。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明，具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，观察组件6包括：
摄像机35安装于云台36上，云台36安装于第二纵向伸缩杆7的伸出端。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图7，现对本发明提供的具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人进行说明。具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人的具体实施方式：
当机器人开始进行输电线路检修作业时首先将机器人的左右对接式躯体结构进行拆分，然后在电线杆12上重新组装，控制下三足顶伸机构中的三个顶伸关节夹紧电线杆12表面，完成机器人的上杆操作，再由伸缩机构进行伸缩运动推动机器人的上半部分向上攀爬，到达伸缩机构的最大行程时，控制上三足顶伸机构中的三个顶伸关节夹紧电线杆12表面，下三足顶伸机构松开，伸缩机构向上进行收缩运动，通过不断循环上述攀爬操作，实现机器人爬杆的功能，同时在机器人攀爬的过程中，可通过适时调节三足顶伸机构中的三个顶伸关节的伸缩量，以适应机器人对于电线杆12这种锥型杆柱的攀爬，最后当机器人到达目标位置时，可通过机械臂2的第一纵向伸缩杆3将机械臂2顶端的刷子1靠近需要进行清扫的绝缘子附近，在机械臂2的作用下，通过刷子1自身的转动对绝缘子的内外表面进行清扫，同时也可以通过云台36纵向伸缩杆、云台36以及摄像机35等装置对绝缘子的状态以及清扫效果进行检测。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，包括：
第一对接环(4)；
第二对接环(8)，与所述第一对接环(4)间隔设置；
伸缩组件(11)，设有若干组，各所述伸缩组件(11)一端与所述第一对接环(4)连接，另一端与所述第二对接环(8)连接；
顶推组件(5)，设有若干组，所述顶推组件(5)间隔设置于所述第一对接环(4)和所述第二对接环(8)上；
清扫组件，与所述第一对接环(4)、所述第二对接环(8)、所述伸缩组件(11)、所述顶推组件(5)至少一项连接固定；
观察组件，与所述第一对接环(4)、所述第二对接环(8)、所述伸缩组件(11)、所述顶推组件(5)至少任一项连接固定，且不与所述清扫组件重合安装于同一组件。
2.如权利要求1所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述清扫组件包括：
第一纵向伸缩杆(3)，与所述顶推组件(5)连接固定；
机械臂(2)，安装于所述第一纵向伸缩杆(3)上；
第三摄像头(28)，安装于所述机械臂(2)上；
刷子(1)，安装于所述机械臂(2)上。
3.如权利要求2所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述机械臂(2)包括：
第一舵机(29)；
第二舵机(30)，一端与所述第一舵机(29)连接，另一端为第二连接端；
第三舵机(31)，一端与所述第二舵机(30)的第二连接端连接，另一端为第三连接端；
第四舵机(32)，一端与所述第三舵机(31)的第三连接端连接，所述第四舵机(32)另一端自由端。
4.如权利要求3所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述顶推组件(5)包括：
伸缩杆；
柔性顶片(16)，安装于所述伸缩杆的伸出端。
5.如权利要求4所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，
所述第一对接环(4)呈圆环状，分为第一半环(26)和第二半环(20)两部分，所述第一半环(26)的尾端和所述第二半环(20)尾端相连接，所述第一半环(26)的前端和所述第二半环(20)前端相连接。
6.如权利要求5所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，
所述第二对接环(8)呈圆环状，分为第三半环(25)和第四半环(22)两部分，所述第三半环(25)的尾端和所述第四半环(22)尾端相连接，所述第三半环(22)的前端和所述第四半环(22)前端相连接。
7.如权利要求6所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，
若干顶推组件(5)均匀分布于所述第一对接环(4)和所述第二对接环(8)上。
8.如权利要求7所述的一种具有爬杆功能的输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于，观察组件(6)包括：
第二纵向伸缩杆(7)，与所述顶推组件(5)连接固定；
云台(36)，安装于所述第二纵向伸缩杆(7)的伸出端；
摄像机(35)，安装于所述云台(36)。
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