CN113193511B - 一种基于脱险机器人损伤自保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于脱险机器人损伤自保护装置，包括挂线机构，其特征在于：所述挂线机构的外部设置有自清理机构，所述自清理机构包括转动轴，所述转动轴的外部转动连接有轴套，所述轴套的下方连接有吊杆，所述吊杆下方吊接有装置本体，所述装置本体的上方设置有自保护机构，所述挂线机构包括挂线筒，所述挂线筒的内壁上环绕设置有若干组长支撑组件和短支撑组件，若干组所述长支撑组件和短支撑组件的另一端均固定连接有支架，若干组所述支架的另一端固定连接有滚轴，若干组所述滚轴的外侧转动连接有滚球，若干组滚球之间转动连接有输电线，本发明，具有自保护能力强和具有清理修复输电线功能的特点。

Description

一种基于脱险机器人损伤自保护装置

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体为一种基于脱险机器人损伤自保护装置。

背景技术

巡线机器人不仅可以减轻工人巡线的劳动强度，降低高压输电的运行维护成本，还可以提高巡检作业的质量和科学管理技术水平，对于增强电力生产自动化综合能力，创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义。

巡检机器人在巡检工作过程中会附着于输电线路上检测，但由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，会造成巡检机器人在输电线路上发生意外损伤。

巡检机器人的挂线处极易受到恶劣天气影响发生腐蚀卡合等，不但影响巡检速度，还会造成巡检机器人本体损毁的可能。因此，设计自保护能力强和具有清理修复输电线功能的一种基于脱险机器人损伤自保护装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脱险机器人损伤自保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于脱险机器人损伤自保护装置，包括挂线机构，其特征在于：所述挂线机构的外部设置有自清理机构，所述自清理机构包括转动轴，所述转动轴的外部转动连接有轴套，所述轴套的下方连接有吊杆，所述吊杆下方吊接有装置本体，所述装置本体的上方设置有自保护机构。

根据上述技术方案，所述挂线机构包括挂线筒，所述挂线筒的内壁上环绕设置有若干组长支撑组件和短支撑组件，若干组所述长支撑组件和短支撑组件的另一端均固定连接有支架，若干组所述支架的另一端固定连接有滚轴，若干组所述滚轴的外侧转动连接有滚球，若干组滚球之间转动连接有输电线，所述长支撑组件包括伸缩套柱一，所述短支撑组件包括伸缩套柱二，所述伸缩套柱一的最大长度大于伸缩套柱二，所述伸缩套柱一与伸缩套柱二的内部均安装有伸缩弹簧，所述滚球的表面设置有摩擦纹。

根据上述技术方案，所述自保护机构包括固定罐，所述固定罐固定在装置本体的上方，所述固定罐的内壁上设置有弹性膜，所述弹性膜的中间处固定有铁块，所述铁块的上方固定连接有探测棒，所述弹性膜的上方设置有隔离板，所述隔离板的中间处设置有探测管，所述探测管的内壁上固定有打火石，所述探测管的上方一侧连接有保护伞，所述固定罐的顶部设置有密封膜，所述弹性膜与保护伞之间填充有甲烷气体。

根据上述技术方案，所述转动轴的内壁上固定有若干个弹性片，所述挂线筒的外壁上固定有若干个凸块，若干所述弹性片的左侧端贯穿有软管一，若干所述弹性片的右侧端贯穿有软管二，所述转动轴的外壁上设置有若干个收纳腔，若干个收纳腔均位于软管二外部，所述收纳腔的外壁处安装有滤灰网。

根据上述技术方案，所述转动轴的内壁上设置有若干组纵向槽纹，若干组所述纵向槽纹均位于弹性片的内部，所述软管一的直径大于软管二的直径。

根据上述技术方案，所述伸缩套柱一和伸缩套柱二靠滚球一端均设置有弹性囊，所述弹性囊的内部填充有浓氨水，所述弹性囊的外表面设置有若干摩擦粒，所述弹性囊的固定有限位罩。

根据上述技术方案，所述支架具有弹性。

根据上述技术方案，所述吊杆的顶部设置有弧形片，所述吊杆于装置本体的接合处固定有卡块，所述卡块的一侧滑动连接有卡接槽，所述卡块的两侧设置有液压伸缩柱，所述液压伸缩柱固定在吊杆上，所述弧形片经吊杆内部管道与液压伸缩柱管道连接，所述吊杆另一侧与装置本体之间连接有压力弹簧，所述弧形片的内部填充有液压油。

根据上述技术方案，所述保护伞有耐高温材质制成。

根据上述技术方案，所述收纳腔的内部安装有静电板。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有挂线机构，可以将巡线机器人装置本体挂于输电线上，自清理机构用于清理自身内部的灰尘，避免输送时卡合，自保护机构用于在发生危险坠落时对装置本体起到保护作用，进而实现了自保护能力强和具有清理修复输电线功能的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的挂线机构内部具体结构示意图；

图3是本发明的自保护机构内部具体结构示意图；

图4是本发明的自清理机构内部具体结构示意图；

图5是本发明的图4中A处放大示意图；

图中：1、挂线筒；2、输电线；3、伸缩套柱一；4、支架；5、滚球；6、滚轴；7、伸缩弹簧；8、伸缩套柱二；9、吊杆；10、装置本体；11、固定罐；12、密封膜；13、保护伞；14、弹性膜；15、铁块；16、探测棒；17、探测管；18、打火石；19、转动轴；20、轴套；21、弹性片；22、软管一；23、软管二；24、收纳腔；25、滤灰网；26、凸块；27、弹性囊；28、限位罩；29、弧形片；30、卡接槽；31、卡块；32、液压伸缩柱。

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做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。

请参阅图1-5，本发明提供技术方案：一种基于脱险机器人损伤自保护装置，包括挂线机构，其特征在于：挂线机构的外部设置有自清理机构，自清理机构包括转动轴19，转动轴19的外部转动连接有轴套20，轴套20的下方连接有吊杆9，吊杆9下方吊接有装置本体10，装置本体10的上方设置有自保护机构；挂线机构可以将巡线机器人装置本体挂于输电线上，自清理机构用于清理自身内部的灰尘，避免输送时卡合，自保护机构用于在发生危险坠落时对装置本体起到保护作用，进而实现了自保护能力强和具有清理修复输电线功能的效果。

挂线机构包括挂线筒1，挂线筒1的内壁上环绕设置有若干组长支撑组件和短支撑组件，若干组长支撑组件和短支撑组件的另一端均固定连接有支架4，若干组支架4的另一端固定连接有滚轴6，若干组滚轴6的外侧转动连接有滚球5，若干组滚球5之间转动连接有输电线2，长支撑组件包括伸缩套柱一3，短支撑组件包括伸缩套柱二8，伸缩套柱一3的最大长度大于伸缩套柱二8，伸缩套柱一3与伸缩套柱二8的内部均安装有伸缩弹簧7，滚球5的表面设置有摩擦纹；当装置检测的输电线直径较小时，其直径将小于短支撑组件所支撑滚球的内圆直径，使得仅有长支撑组件所支撑滚球可以与输电线贴合，并在伸缩弹簧的作用下，伸缩套柱一顶住滚球，让滚球始终对输电线产生一定的挤压力，且滚球表面具有摩擦纹，因此滚球与输电线之间存在一定摩擦力，同时在外部转矩带动下使得滚球旋转，在摩擦力作用下，滚球带动挂线机构在输电线上行进，从而实现带动装置本体不断检测输电线的作用；当输电线直径较大时，长支撑组件将受输电线外壁挤压回弹变短，使得长支撑组件所支撑的滚球之间间距变大，而此时短支撑组件所支撑的滚球同样可以支撑贴合于输电线，使得输电线表面可以有更多的滚球与其贴合并带动挂线机构行进，实现了可以适应不同直径的输电线，同时在输电线直径较大时自动增加滚球数量，有效提高输电线支撑挂线筒的稳定性和进一步增强与输电线的摩擦力，提高了挂线机构抓紧度的效果。

自保护机构包括固定罐11，固定罐11固定在装置本体10的上方，固定罐11的内壁上设置有弹性膜14，弹性膜14的中间处固定有铁块15，铁块15的上方固定连接有探测棒16，弹性膜14的上方设置有隔离板，隔离板的中间处设置有探测管17，探测管17的内壁上固定有打火石18，探测管17的上方一侧连接有保护伞13，固定罐11的顶部设置有密封膜12，弹性膜14与保护伞13之间填充有甲烷气体；挂线机构套接在输电线上，当输电线发生断裂时，挂线机构将从输电线上脱落，下方吊接的装置本体将会快速呈自由落体掉落，装置本体上方的固定罐跟随自然落体后，整体处于失重状态，原弹性膜在铁块作用下始终处于被拉伸向下状态，而在失重状态后，铁块对弹性膜向下的重力消失，弹性膜回弹带动铁块在固定罐内部向上，使得探测棒跟随上行，当探测棒上行至探测管内时，将弹性膜至隔离板处的腔室被堵塞，随着弹性膜继续向上挤压，腔室内部压力过大，同时探测管的内壁上有打火石，当探测棒进入探测管后撞击到打火石时，产生火花，火花将周围甲烷气体瞬间点燃，并在高压下发生爆炸，爆炸的推力将保护伞瞬间撑开，同时将固定罐顶部的密封膜撑爆，使得保护伞可以快速的展开；通过上述步骤，实现了在输电线发生断裂时，自动打开保护伞增加装置本体掉落时的空气阻力，有效避免装置本体高空摔落损坏而造成经济损失。

转动轴19的内壁上固定有若干个弹性片21，挂线筒1的外壁上固定有若干个凸块26，若干弹性片21的左侧端贯穿有软管一22，若干弹性片21的右侧端贯穿有软管二23，转动轴19的外壁上设置有若干个收纳腔24，若干个收纳腔24均位于软管二23外部，收纳腔24的外壁处安装有滤灰网25；转动轴通过外部转矩不断旋转，带动弹性片旋转时不断受到挂线筒外部的凸块挤压，并在凸块外侧滑动，当凸块刚挤压到卡弹片左侧时，左侧将被凸块挤扁，此侧设有的软管一也将被堵住，随着凸块继续移动，会到弹性片的另一侧，将软管二堵住，而软管一的一侧被弹性片弹性回弹，其内部产生负压，从软管一吸入挂线机构附近的空气，随着继续滑动，凸块将移出弹性片，使其完全回弹，而随后下一个凸球又对弹性片处软管一的一侧进行挤压，将刚刚负压吸入的空气跟随移动从软管二挤出，进而实现了软管一不断重复吸收周围空气到弹性片内部后再从软管二排出的过程，软管二排出的气体经过收纳腔后再从滤灰网排出，可以将空气中含有的灰尘过滤收集到收纳腔内，达到了不断净化挂线机构附近的灰尘的作用，避免灰尘进入到挂线机构内部影响挂线机构前行。

转动轴19的内壁上设置有若干组纵向槽纹，若干组纵向槽纹均位于弹性片21的内部，软管一22的直径大于软管二23的直径；当挂线机构在输电线上行进到空气中含有大量沙尘的地方时，软管一吸入的灰尘量过多以至于软管二跟不上排出灰尘，使得灰尘逐渐在弹性片内部堆积，不能及时排出到收纳腔内，当弹性片内部的灰尘堆积到一定量后，凸块挤压弹性片时弹性片内因填充灰尘堆积成块而无法被压扁，使得凸块与弹性片卡合摩擦，并带动挂线筒旋转，同时弹性片内部的纵向槽纹可以在灰尘受到凸块挤压时，避免灰尘底部打滑，从而进一步增加凸块与弹性片之间的摩擦力，使得转动轴带动挂线筒的旋转扭力增大，挂线筒可以用较大的扭力在输电线上旋转，因空气中飘有大量的沙尘，会有较多沙尘残留在输电线上以及部分沙尘吹入到挂线机构内部，此时挂线机构在前行的同时绕输电线横向旋转，使滚球与输电线之间挤压摩擦，可以将输电线和滚球处的沙尘摩擦碾碎，有效避免较大的砂石将滚轮卡合造成滚轮无法滚动等情况；同时，在滚轮与输电线摩擦过程中因含有砂石，砂石可以增强剐蹭输电线效果，因输电线长期暴露在野外，部分表面会被腐蚀，砂石可以将腐蚀处脏物剐蹭掉，避免脏物继续腐蚀输电线，还达到了清理输电线的效果，提高输电线的使用寿命。

伸缩套柱一3和伸缩套柱二8靠滚球5一端均设置有弹性囊27，弹性囊27的内部填充有浓氨水，弹性囊27的外表面设置有若干摩擦粒，弹性囊27的固定有限位罩28；当挂线机构在输电线上行进到大风环境下时，大风会吹动输电线不断摇摆晃动，进而带动挂线机构不断晃动，弹性囊内部的浓氨水在晃动下会析出氨气，从而将弹性囊撑开膨胀，膨胀后弹性囊贴合于滚球上，使得摩擦粒与摩擦纹摩擦，对滚球前行产生阻力，进而达到了对挂线机构刹车的作用，弹性囊两侧的限位罩可以使得弹性囊在膨胀后，与滚球摩擦时不会受到摩擦力而产生错位导致摩擦力减小，从而达到了减速效果好的效果，通过上述步骤，实现了在大风环境下自动减缓滚球的行进速度，避免大风环境下高速前行造成检测度下降和装置本体受到大风吹落的可能。

支架4具有弹性；当输电线受到飓风影响时，输电线剧烈晃动，输电线每次晃动摆动的力都通过滚球传递到挂线机构上，当输电线突然以较快速度改线晃动方向时，滚球受惯性作用无法及时变向，会对晃动方向处的滚球快速并带有较大的挤压力，支架承受不住较大的挤压力后被压弯发生弹性形变，使得滚球可以进一步靠近并挤压弹性囊，弹性囊在受碰撞同时再受到滚球压扁，与滚球贴合处呈凹槽状，滚球与弹性囊可以更大面积的接触摩擦，对滚球的减速效果大大提升，以至于滚球可以停止旋转；同时支架具有弹性可以有效对输电线的冲击力缓冲，避免输电线的冲击力使滚球与弹性囊直接撞击导致弹性囊被挤爆的可能；实现了在飓风下可以进一步降低装置本体行进速度甚至停止前进的作用，达到了保护装置本体的效果。

吊杆9的顶部设置有弧形片29，吊杆9于装置本体10的接合处固定有卡块31，卡块31的一侧滑动连接有卡接槽30，卡块31的两侧设置有液压伸缩柱32，液压伸缩柱32固定在吊杆9上，弧形片29经吊杆9内部管道与液压伸缩柱32管道连接，吊杆9另一侧与装置本体10之间连接有压力弹簧，弧形片29的内部填充有液压油；通过上述步骤可知，当输电线发生断裂时，固定罐内爆炸将保护伞打开，爆炸的推力推动保护伞，使保护伞推向弹性片，弹性片被保护伞压扁后内部的液压泵沿着吊杆内部管道到出至液压伸缩柱内，可以将液压伸缩柱撑长，然后将卡接槽抵开，时吊杆底部克服压力弹簧弹力被撑开，卡块跟随滑出卡接槽外部，使得吊杆与装置本体脱落分离；进而使得装置本体可以与完全脱离输电线后被保护伞保护缓慢飘落，有效防止保护伞撑开后，输电线的重力较重而带动挂线机构快速下压装置本体，造成即使保护伞撑开也不足以起到有效保护。

保护伞13有耐高温材质制成；进而可以保证保护伞不会受到爆炸影响而损坏。

收纳腔24的内部安装有静电板；可以使收集到收纳腔内的灰尘被吸附到静电板上，有效防止灰尘回流到弹性片内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于脱险机器人损伤自保护装置，包括挂线机构，其特征在于：所述挂线机构的外部设置有自清理机构，所述自清理机构包括转动轴(19)，所述转动轴(19)的外部转动连接有轴套(20)，所述轴套(20)的下方连接有吊杆(9)，所述吊杆(9)下方吊接有装置本体(10)，所述装置本体(10)的上方设置有自保护机构；

所述挂线机构包括挂线筒(1)，所述挂线筒(1)的内壁上环绕设置有若干组长支撑组件和短支撑组件，若干组所述长支撑组件和短支撑组件的另一端均固定连接有支架(4)，若干组所述支架(4)的另一端固定连接有滚轴(6)，若干组所述滚轴(6)的外侧转动连接有滚球(5)，若干组滚球(5)之间转动连接有输电线(2)，所述长支撑组件包括伸缩套柱一(3)，所述短支撑组件包括伸缩套柱二(8)，所述伸缩套柱一(3)的最大长度大于伸缩套柱二(8)，所述伸缩套柱一(3)与伸缩套柱二(8)的内部均安装有伸缩弹簧(7)，所述滚球(5)的表面设置有摩擦纹；

所述自保护机构包括固定罐(11)，所述固定罐(11)固定在装置本体(10)的上方，所述固定罐(11)的内壁上设置有弹性膜(14)，所述弹性膜(14)的中间处固定有铁块(15)，所述铁块(15)的上方固定连接有探测棒(16)，所述弹性膜(14)的上方设置有隔离板，所述隔离板的中间处设置有探测管(17)，所述探测管(17)的内壁上固定有打火石(18)，所述探测管(17)的上方一侧连接有保护伞(13)，所述固定罐(11)的顶部设置有密封膜(12)，所述弹性膜(14)与保护伞(13)之间填充有甲烷气体。

2.根据权利要求1所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述转动轴(19)的内壁上固定有若干个弹性片(21)，所述挂线筒(1)的外壁上固定有若干个凸块(26)，若干所述弹性片(21)的左侧端贯穿有软管一(22)，若干所述弹性片(21)的右侧端贯穿有软管二(23)，所述转动轴(19)的外壁上设置有若干个收纳腔(24)，若干个收纳腔(24)均位于软管二(23)外部，所述收纳腔(24)的外壁处安装有滤灰网(25)。

3.根据权利要求2所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述转动轴(19)的内壁上设置有若干组纵向槽纹，若干组所述纵向槽纹均位于弹性片(21)的内部，所述软管一(22)的直径大于软管二(23)的直径。

4.根据权利要求3所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述伸缩套柱一(3)和伸缩套柱二(8)靠滚球(5)一端均设置有弹性囊(27)，所述弹性囊(27)的内部填充有浓氨水，所述弹性囊(27)的外表面设置有若干摩擦粒，所述弹性囊(27)的固定有限位罩(28)。

5.根据权利要求4所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述支架(4)具有弹性。

6.根据权利要求5所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述吊杆(9)的顶部设置有弧形片(29)，所述吊杆(9)于装置本体(10)的接合处固定有卡块(31)，所述卡块(31)的一侧滑动连接有卡接槽(30)，所述卡块(31)的两侧设置有液压伸缩柱(32)，所述液压伸缩柱(32)固定在吊杆(9)上，所述弧形片(29)经吊杆(9)内部管道与液压伸缩柱(32)管道连接，所述吊杆(9)另一侧与装置本体(10)之间连接有压力弹簧，所述弧形片(29)的内部填充有液压油。

7.根据权利要求6所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述保护伞(13)有耐高温材质制成。

8.根据权利要求7所述的一种基于脱险机器人损伤自保护装置，其特征在于：所述收纳腔(24)的内部安装有静电板。

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