CN114024252B - 一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法，机器人包括机箱、吊臂、行走轮、压紧轮组件、压紧轮组件升降装置、吊臂摆动驱动装置、机械臂、机械臂移动装置和双滚筒提升绞车；机箱为方形箱体；行走轮连接于吊臂上端，压紧轮组件升降装置安装于吊臂上，压紧轮与压紧轮组件升降装置的升降构件连接；两吊臂分别布置于机箱的两端，吊臂摆动驱动装置固定于机箱上，其输出运动为转动，吊臂底部与吊臂摆动驱动装置连接；机械臂为多关节多自由度臂，机械臂移动装置固定于机箱底部，机械臂通过连接头安装于机械臂移动装置上；双滚筒提升绞车固定于机箱上，其两滚筒上的绝缘绳分别连接有吊钩线夹。本机器人可自动跨越多分裂导线上的间隔棒。

Description

一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法

技术领域

本发明输电线路运维领域，具体为一种适用于多分裂导线的巡检机器人及其跨越间隔棒的方法。

背景技术

高压输电线路暴露在外，长期经历风吹日晒，面对狂风暴雨、电闪雷鸣等恶劣气候条件时，常常发生输电线路或其金具损伤事件，如绝缘子串的损伤、防震锤移位、金具销的缺失、耐张线夹引流板螺栓松动等等。为了不影响供电，目前输电线路的检修方式主要是人工带电检修，常见的引流板螺栓紧固、销钉和弹簧销补装等工作都必须由作业人员登塔上线进行等电位操作方可完成，劳动强度大、工作效率低、而且还存在严重的人身安全隐患。

也有单位采用巡检机器人进行上述操作，但目前的巡检机器人在遇到多分裂导线档中的间隔棒时无法跨越，其推广应用受到严重限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可安全跨越多分裂导线间隔棒的巡检机器人及其跨越间隔棒的方法。

本发明为了实现上述目的，采用的技术方案如下：本巡检机器人包括机箱、吊臂、行走轮、压紧轮组件、压紧轮组件升降装置、吊臂摆动驱动装置、机械臂、机械臂移动装置和双滚筒提升绞车；机箱为方形箱体；行走轮连接于吊臂上端，压紧轮组件升降装置安装于吊臂上，压紧轮组件的压紧轮与压紧轮组件升降装置的升降构件连接；两吊臂分别布置于机箱的两端，吊臂摆动驱动装置固定于机箱上，其输出运动为转动，吊臂底部与吊臂摆动驱动装置连接；机械臂为多关节多自由度臂，机械臂移动装置固定于机箱底部，机械臂通过连接头安装于机械臂移动装置上；双滚筒提升绞车固定于机箱上，其两滚筒上的绝缘绳分别连接有吊钩线夹。

上述方案的一种实施方式中，所述压紧轮组件包括安装架和所述压紧轮，安装架为矩形架，其长度方向两端对称连接压紧轮。

上述方案的一种实施方式中，所述压紧轮的轮轴两端伸出所述安装架后对称连接限位头，限位头的底面连接竖向杆，竖向杆外套置压簧，竖向杆的下端穿过安装架侧伸的套环后连接限位螺母，压簧的两端分别通过限位头和套环限位。

上述方案的一种实施方式中，所述安装架上的轮轴安装孔为沿竖向的长圆孔。

上述方案的一种实施方式中，所述压紧轮升降装置为沿竖向的丝杆滑块装置，其滑块与所述安装架连接固定。

上述方案的一种实施方式中，所述吊臂摆动装置为蜗轮蜗杆装置，所述吊臂的下端端部垂直固连有转轴，蜗轮蜗杆装置的蜗轮固定于转轴上。

上述方案的一种实施方式中，所述机械臂移动装置为丝杆滑块装置，所述连接头与丝杆滑块装置的滑块连接。

利用上述巡检机器人跨越多分裂导线上间隔棒的方法，包括以下步骤：

(1)机器人在导向上行走至接近间隔棒位置时，行走轮和压紧轮将导线夹紧，机器人在导线上驻留；

(2)机器人的机械臂将两个吊钩线夹分别挂于间隔棒前后侧的导线上；

(3)压紧轮组件的丝杆滑块装置的伺服电机工作，使安装架下降指定距离；

(4)双滚筒提升绞车工作，使位于间隔棒后侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收

紧，将机器人往上提，使吊臂上端的行走轮往上脱离导线，此时机器人通过间隔棒后侧吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住，间隔棒前侧吊钩线夹连接的绝缘绳处于松弛状态；

(5)吊臂摆动驱动装置工作，使吊臂偏转指定角度摆动至导线的外侧；

(6)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收紧，同时后侧吊钩线夹连接的绝缘绳放绳，使机器人被拉至间隔棒的前侧越过间隔棒，并通过前侧的吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住机器人；

(7)吊臂摆动驱动装置反向工作，使吊臂回位，机械臂取下间隔棒后侧的吊钩线夹；

(8)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的绝缘绳放松，吊臂上端的行走轮落至导线上，此时机器人通过吊臂挂于导线上；

(9)压紧轮组件上升复位至初始状态；

(10)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的处于松弛状态；

(11)机械臂将间隔棒前侧的吊钩线夹取下；

(13)机器人通过行走轮在导线上行走。

本机器人的行走轮配套压紧轮，通过行走轮实现在导线上的行走，通过压紧轮和行走轮夹紧导线实现机器人在导线上的驻留。双滚筒绞车两滚筒上的绝缘绳分别连接吊钩线夹。通过机器人的机械臂将吊钩线夹挂于导线上可将机器人整体提升，使行走轮可向上移动脱离导线，同时压紧轮可上下升降，配合整个机器人上升时行走轮脱离导线。安装行走轮和压紧轮组件的吊臂可通过吊臂摆动驱动装置摆动至导线外侧，使机器人通过吊钩线夹及绝缘绳吊住机器人。机械臂的水平位置移动通过机械臂移动装置实现。本机器人跨越间隔棒时，先通过行走轮和压紧轮夹紧导线驻留；然后通过机械臂将两个吊钩线夹分别挂于间隔棒前后侧的导线上；然后使压紧轮下降一定距离；然后通过间隔棒后侧的吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住机器人，间隔棒前侧吊钩线夹连接的绝缘绳处于松弛状态；然后使吊臂偏转指定角度摆动至导线的外侧；然后收紧间隔棒前侧吊钩线夹连接的绝缘绳，同时防松后侧吊钩线夹，使机器人被拉至间隔棒的前侧越过间隔棒，并通过前侧的吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住机器人；然后使吊臂回位，机械臂取下间隔棒后侧的吊钩线夹；然后使间隔棒前侧的绝缘绳放松，行走轮落至导线上，机器人通过吊臂挂于导线上；最后使压紧轮上升复位，放松间隔棒前侧的绝缘绳，机械臂将吊钩线夹取下，机器人通过行走轮恢复在导线上的行走。

附图说明

图1为本发明一个实施例的轴侧结构示意图。

图2为本实施例中吊臂、行走轮、压紧轮组件及压紧轮组件升降装置和吊臂摆动驱动装置装配件的轴侧结构放大示意图。

图3为图2另一个方位的轴侧结构示意图。

具体实施方式

结合图1至图3可以看出，本实施例公开的这种多分裂导线巡检机器人，包括机箱1、吊臂2、行走轮3、压紧轮组件4、压紧轮组件升降装置5、吊臂摆动驱动装置6、双滚筒提升绞车7、机械臂8、机械臂移动装置9。

机箱1为方形箱体。

吊臂2为有内腔的方形臂，其内腔上部固定有套筒21，吊臂下端端部垂直固连有转轴22。

行走轮3为外购件，自带驱动电机。

压紧轮组件4包括安装架41、压紧轮42、限位头43、竖向杆44、压簧45和限位螺母46。

安装架41为矩形架，其长度方向两端对称连接压紧轮42。

压紧轮42的轮轴两端伸出安装架后对称连接限位头43，限位头的底面连接竖向杆44，竖向杆外套置压簧45，竖向杆的下端穿过安装架41侧伸的套环后连接限位螺母46，压簧45的两端分别通过限位头和套环限位。

安装架41上的轮轴安装孔为沿竖向的长圆孔。

压紧轮组件升降装置5为沿竖向布置的丝杆滑块装置，其丝杆位于吊臂内腔的套筒21中，两端通过轴承及轴承座与套筒间隙配合装配，丝杆上的螺母座垂直连接有共直径面的径向柱51，吊臂2的侧壁对应径向柱处设置有竖向槽。

压紧轮组件升降装置5的丝杆下端通过联轴器连接伺服电机52，伺服电机的机壳与吊臂2的侧壁固连。

吊臂内腔的套筒外壁固定有与丝杆平行的导轨53。

吊臂2的外壁套置有与径向柱连接的滑套54。

滑套54一侧的连接座与压紧轮组件的安装架41固定。

压紧轮组件升降装置5的伺服电机52工作，可使滑套54带着安装架41沿吊臂2上下滑动，从而实现压紧轮42在行走轮3下方的升降。

行走轮3在导线上行走时，压紧轮组件4位于导线下方，当机器人在导线上驻留时，压紧轮42上升与行走轮3一起将导线夹紧。

吊臂摆动驱动装置6为蜗轮蜗杆装置，安装于机箱1内。

两吊臂2分别布置于机箱1的长度方向两端，其转轴一端穿过机箱侧壁，蜗轮蜗杆装置6的蜗轮固定于转轴上。

蜗轮蜗杆装置6的蜗杆连接的电机工作，即可通过蜗轮驱动转轴带着吊臂2摆动。

双滚筒提升绞车7固定于机箱1内，其两滚筒上的绝缘绳分别连接吊钩线夹(绝缘绳和吊钩线夹均未示出)。

机械臂移动装置9为丝杆滑块装置，固定于机箱1的底部，其驱动电机91与水平丝杆92之间通过同步带传动(图中未示出)。同步带的材质为绝缘材料。

机械臂8为多关节臂多自由度臂，通过连接头与机械臂移动装置9的滑块连接。驱动电机工作使水平丝杆转动，使水平丝杆上的滑块沿水平丝杆移动，滑块带着通过连接头带着机械臂一起移动，改变机械臂的水平位置。

机械臂的空间位置改变通过各关节处的电机工作实现。

本机器人通过行走轮在多分裂导线上行走，其在导线上跨越间隔棒的具体步骤如下：

(1)机器人在导向上行走至接近间隔棒位置时，行走轮和压紧轮将导线夹紧，机器人在导线上驻留。

压紧轮升降装置的伺服电机工作使丝杆转动，丝杆上滑块两侧径向柱连接的位于吊臂外侧的滑套向上滑动，使压紧轮组件通过安装向上移动，使压紧轮的轮槽上侧多住导线下侧，压紧轮托住导线时，压紧轮轮轴两端的压簧处于压缩状态，将压紧轮的轮轴往上顶，保证压紧轮压紧导线。

(2)机器人的机械臂运动，将两个吊钩线夹分别挂于间隔棒前后侧的导线上。

双滚筒提升绞车7为标准外购件，其工作原理为：主滚筒正向缠绳，副滚筒反向缠绳。当绞车正向转时，主滚筒提升绳收起，副滚筒提升绳放出。同理，绞车反向转时，主滚筒放绳，副滚筒收绳。

(3)压紧轮组件的丝杆滑块装置的伺服电机工作，使安装架下降指定距离，使压紧轮远离导线；

(4)双滚筒提升绞车工作，使位于间隔棒后侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收

紧，将机器人往上提，使吊臂上端的行走轮往上脱离导线，此时机器人通过间隔棒后侧吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住，间隔棒前侧吊钩线夹连接的绝缘绳处于松弛状态；

(5)吊臂摆动驱动装置工作，其蜗轮转动使吊臂偏转指定角度摆动至导线的外侧；

(6)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收紧，同时后侧吊钩线夹连接的绝缘绳放绳，使机器人被拉至间隔棒的前侧越过间隔棒，并通过前侧的吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住机器人；

(7)吊臂摆动驱动装置反向工作，使吊臂回位，机械臂取下间隔棒后侧的吊钩线夹；

(8)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的绝缘绳放松，吊臂上端的行走轮落至导线上，此时机器人通过吊臂挂于导线上；

(9)压紧轮组件上升复位至初始状态；

(10)双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的绝缘绳处于松弛状态；

(11)机械臂将间隔棒前侧的吊钩线夹取下；

(13)机器人通过行走轮在导线上行走。

Claims (8)

1.一种多分裂导线巡检机器人，其特征在于：它包括机箱、吊臂、行走轮、压紧轮组件、压紧轮组件升降装置、吊臂摆动驱动装置、机械臂、机械臂移动装置和双滚筒提升绞车；

机箱为方形箱体；

行走轮连接于吊臂上端，压紧轮组件升降装置安装于吊臂上，压紧轮组件的压紧轮与压紧轮组件升降装置的升降构件连接；

两吊臂分别布置于机箱的两端，吊臂摆动驱动装置固定于机箱上，其输出运动为转动，吊臂底部与吊臂摆动驱动装置连接；

机械臂为多关节臂多自由度臂，机械臂移动装置固定于机箱底部，机械臂通过连接头安装于机械臂移动装置上；

双滚筒提升绞车固定于机箱上，其两滚筒上的绝缘绳分别连接有吊钩线夹。

2.如权利要求1所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述压紧轮组件包括安装架和所述压紧轮，安装架为矩形架，其长度方向两端对称连接压紧轮。

3.如权利要求2所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述压紧轮的轮轴两端伸出所述安装架后对称连接限位头，限位头的底面连接竖向杆，竖向杆外套置压簧，竖向杆的下端穿过安装架侧伸出的套环后连接限位螺母，压簧的两端分别通过限位头和套环限位。

4.如权利要求3所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述安装架上的轮轴安装孔为沿竖向的长圆孔。

5.如权利要求2所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述压紧轮组件升降装置为沿竖向的丝杆滑块装置，其滑块与所述安装架连接固定。

6.如权利要求1所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述吊臂摆动驱动装置为蜗轮蜗杆装置，所述吊臂的下端端部垂直固连有转轴，蜗轮蜗杆装置的蜗轮固定于转轴上。

7.如权利要求1所述的多分裂导线巡检机器人，其特征在于：所述机械臂移动装置为丝杆滑块装置，所述连接头与丝杆滑块装置的滑块连接。

8.一种权利要求5所述巡检机器人跨越多分裂导线上间隔棒的方法，包括以下步骤：

（1）机器人在导向上行走至接近间隔棒位置时，行走轮和压紧轮将导线夹紧，机器人在导线上驻留；

（2）机器人的机械臂将两个吊钩线夹分别挂于间隔棒前后侧的导线上；

（3）压紧轮组件升降装置工作，使安装架下降指定距离；

（4）双滚筒提升绞车工作，使位于间隔棒后侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收紧，将机器人往上提，使吊臂上端的行走轮往上脱离导线，此时机器人通过间隔棒后侧吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住，间隔棒前侧吊钩线夹连接的绝缘绳处于松弛状态；

（5）吊臂摆动驱动装置工作，使吊臂偏转指定角度摆动至导线的外侧；

（6）双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的吊钩线夹连接的绝缘绳收紧，同时后侧吊钩线夹连接的绝缘绳放绳，使机器人被拉至间隔棒的前侧越过间隔棒，并通过前侧的吊钩线夹及其连接的绝缘绳吊住机器人；

（7）吊臂摆动驱动装置反向工作，使吊臂回位，机械臂取下间隔棒后侧的吊钩线夹；

（8）双滚筒提升绞车工作，使间隔棒前侧的绝缘绳放松，吊臂上端的行走轮落至导线上，此时机器人通过吊臂挂于导线上；

（9）压紧轮组件升降装置上升复位至初始状态；

（10）双滚筒提升绞车工作，使间隔前侧的处于松弛状态；

（11）机械臂将间隔棒前侧的吊钩线夹取下；

（13）机器人通过行走轮在导线上行走。