CN114389058A - 配电架空线路接地线挂接机器人 - Google Patents

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张佳慧
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王炜
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Abstract

本发明公开了一种配电架空线路接地线挂接机器人，包括机械臂、接地作业模块以及验电作业模块；机械臂设有机械臂关节和机械臂夹爪；接地作业模块包括接地棒，接地棒包括绝缘杆以及设于绝缘杆顶端的挂钩，挂钩连接接地线，挂钩内部设有可实现自动夹紧的夹紧结构，通过机械臂夹爪夹紧绝缘杆；验电作业模块包括验电棒、验电棒夹持器、作业升降平台，所述验电棒夹持器夹持验电棒底部，验电棒夹持器底部固定在作业升降平台上；通过作业升降平台驱动验电棒升降。本发明以带电作业机器人为基础，配备机械臂，通过人机协作完成配网三相线路验电接地作业，提高了配网作业的安全性以及验电接地作业的自动化水平。

Description

配电架空线路接地线挂接机器人
【技术领域】
本发明属于电力工程技术领域，具体涉及验电接地作业设备。
【背景技术】
验电接地作业是停电检修中保障作业人员安全的必要措施。在电力施工检修过程中，人工攀爬杆塔或搭设作业平台进行带电作业，劳动强度大、危险系数高、工作效率低；而常规的绝缘斗臂车带电作业方式只能处理道路沿线的缺陷隐患，对于没有道路或绝缘斗臂车不能进入线路现场，并且只能边相作业，其应用受到较大限制。因此十分有必要研发智能机器人辅助或替代人工作业。
【发明内容】
为了克服现有技术中的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种配电架空线路接地线挂接机器人，可以通过人机协作完成配网三相线路验电接地作业。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
配电架空线路接地线挂接机器人，包括机械臂、接地作业模块以及验电作业模块；所述机械臂设有机械臂关节和机械臂夹爪，通过机械臂关节控制机械臂夹爪移动；
所述接地作业模块包括接地棒，所述接地棒包括绝缘杆以及设于绝缘杆顶端的挂钩，挂钩连接接地线，挂钩内部设有可实现自动夹紧的夹紧结构，通过机械臂夹爪夹紧绝缘杆；
所述验电作业模块包括验电棒、验电棒夹持器、作业升降平台，所述验电棒夹持器夹持验电棒底部，验电棒夹持器底部固定在作业升降平台上；通过作业升降平台驱动验电棒升降；
还包括与机械臂和作业升降平台连接的控制模块，该控制模块设有对机械臂进行控制的机械臂控制模块、对作业升降平台进行控制的平台升降控制模块。
优选的，所述接地作业模块还包括接地线分线箱、接地线栓，接地线分线箱将接地线栓上引出的接地线分成三根，并分别与三根接地棒连接。
优选的，所述机械臂设于绝缘臂上，绝缘臂水平设置并与线路延伸方向平行。
优选的，所述机械臂关节包括夹爪旋转关节、垂直伸缩关节、水平移动关节，所述夹爪旋转关节与机械臂夹爪连接，所述水平移动关节与绝缘臂连接，所述垂直伸缩关节连接在夹爪旋转关节和水平移动关节之间。
优选的，所述机械臂夹爪套设有与绝缘杆绝缘配合的橡胶套或硅胶套。
优选的，作业升降平台通过平台升降步进电机进行驱动控制。
优选的，在架空线路上设有接地环，所述机械臂上还设有雷达和摄像头，通过雷达和摄像头实现识别和定位接地环。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用模块化作业方式，结构紧凑、操作方便。以带电作业机器人为基础，配备机械臂，通过人机协作完成配网三相线路验电接地作业，提高了配网作业的安全性以及验电接地作业的自动化水平。
2、本发明将验电接地作业由单相挂设接地线变为三相同时挂线，节省了单相接地作业依次拆挂线的时间，提高了验电接地作业的效率，减少了作业人员的工作量。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对发明做进一步的说明：
图1为本发明实施例的验电接地作业实际效果图。
图2为本发明侧视结构示意图。
图3为本发明接地作业模块的接地棒示意图。
图4为本发明接地作业模块地面工作示意图。
图中：1、接地作业模块；11、接地棒；111、绝缘棒；112、接地线；113、挂钩；12、接地线桩；13、接地线分线箱；16、接地环；2、验电作业模块；21、验电棒；22、验电棒夹持器；23、作业升降平台；24、平台升降步进电机；3、机械臂模块；31、机械臂夹爪；32、夹爪旋转关节；33、垂直伸缩关节；34、水平移动关节；35、绝缘臂；36、机械臂后端。
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅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/元件必须具有特定的方位或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，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
针对停电验电接地作业中的操作问题，本发明以带电作业机器人为基础，配备机械臂，通过人机协作完成配网三相线路验电接地作业。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
参照图1至图4所示，本实施例一种配电架空线路接地线挂接机器人，对应三相线路，设置三组相同且等距分布的接地作业模块1、验电作业模块2、机械臂模块3、控制模块。
其中，机械臂模块3的前端具有机械臂夹爪31，所述接地作业模块1与机械臂夹爪31相连，所述验电作业模块2安装在作业升降平台23上，并且均位于三组机械臂模块3的右侧。所述机械臂模块3先后进行验电和装设接地线，可三相线路同时进行。
接地作业模块1用于接地线挂接作业，验电作业模块2用于配网线路验电作业，验电作业模块2、机械臂模块3与控制模块连接，具体是机械臂后端36与控制模块连接，控制模块设有人机交互界面。
作业人员通过人机交互界面控制机械臂模块3来完成验电接地作业。本实施例一种验电接地作业机械臂结构紧凑、操作方便，既能隔离作业人员与带电设备，确保作业人员的人身安全，杜绝了人工攀爬杆柱和人工停电检修存在的安全问题，又能提高接地工作效率，减少作业人员工作量和工作强度。
为了更好的完成接地作业，接地作业模块1采用了模块化处理。本实施例中接地作业模块1包括接地棒11、接地线桩12和接地线分线箱13。挂钩13位于绝缘棒上方用于挂接地环16，挂钩右侧缠有接地线112与地面接地线桩12相连。接地棒11包括绝缘棒111、接地线112、挂钩113。接地棒11用于悬挂在线路上的接地环16，上端是挂钩113，挂钩内部有可实现自动夹紧的夹紧结构，接触接地环后自动夹紧，具体结构和原理可以参考现有技术。挂钩右侧是接地线112，挂钩下端连接绝缘棒111。
作为一种可选的实施方式，本实施例中所述接地线分线箱13将地面接地线栓12上引出的接地线112分成三根，机械臂可对三相线路的接地环16同时挂接，只需进行一次验电接地作业。
为了更好的完成验电作业，采用了模块化处理。验电作业模块2包括验电棒21，验电棒夹持器22，作业升降平台23。所述验电棒21底部用验电棒夹持器22夹持，验电棒夹持器22底部固定在作业升降平台23上，作业升降平台23通过平台升降步进电机24进行驱动控制。
为了进一步提升机械臂的可靠性，机械臂同样采用模块化处理。
如图1所示，本实施例中机械臂模块3包括机械臂夹爪31、若干个机械臂关节，机械臂夹爪31位于前端具有机械臂夹爪31的前侧。其中，所述若干个机械臂关节包括夹爪旋转关节32、垂直伸缩关节33、水平移动关节34，所述夹爪旋转关节32与机械臂夹爪31连接，所述水平移动关节34与绝缘臂连接，所述垂直伸缩关节33连接在夹爪旋转关节32和水平移动关节34之间。所述机械臂模块3由各机械臂关节连结传动。
绝缘臂35水平放置并与线路延伸方向平行，水平移动关节34与绝缘臂35连接，可相对绝缘臂35水平移动。作业升降平台23与水平移动关节34连接，可以随水平移动关节34进行水平移动，使验电棒到达指定验电目标位置正下方。
作为一种可选的实施方式，本实施例机械臂夹爪31的末端套设有橡胶套或硅胶套，与绝缘棒111配合高度绝缘。
作为一种可选的实施方式，本实施例机械臂模块3还包括雷达和摄像头，雷达和摄像头分别与控制模块相连，通过视觉与雷达感知，可快速识别定位接地环16。
所述的控制模块设有机械臂控制模块、平台升降控制模块，分别用于对机械臂模块3和平台升降步进电机24进行控制。
本实施例中一种配电架空线路接地线挂接机器人的工作过程如下：
S1)本实施例中一种配电架空线路接地线挂接机器人搭载机器人控制系统开始验电接地作业。作业人员做好地面准备工作，从接地线栓12上引出接地线112接入接地线分线箱13，通过接地线分线箱13引出三根接地线112。
S2)作业人员在人机交互界面下发控制指令，控制机械臂夹爪31抓取接地棒绝缘棒111底部，将机械臂升高至接近验电接地作业位置。
S3)作业人员通过控制绝缘臂水平移动关节34对机械臂位置进行微调，到达指定验电目标位置。
S4)到达作业目标位置后，作业人员控制作业升降平台23上升，用验电棒21进行验电作业。验电作业完成后，控制作业升降平台23下降回到初始位置。
S5)作业人员控制绝缘臂水平移动关节34到达接地目标位置正下方，控制垂直伸缩关节33伸长至挂钩到达接地环附近，然后控制夹爪旋转关节32使挂钩113能顺利挂入接地环16内，完成接地作业。
S6)验电接地作业全部完成后，作业人员将机械臂下降至地面指定位置后，关闭电源。
综上所述，本实施例提供了一种配电架空线路接地线挂接机器人，主要通过接地作业模块，验电作业模块，机械臂模块的模块化作业方式，解决验电接地作业问题，提升了验电接地作业的效率，能够确保作业人员的人身安全，降低了劳动强度，且提高了作业的安全性。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，包括机械臂、接地作业模块以及验电作业模块；所述机械臂设有机械臂关节和机械臂夹爪，通过机械臂关节控制机械臂夹爪移动；
所述接地作业模块包括接地棒，所述接地棒包括绝缘杆以及设于绝缘杆顶端的挂钩，挂钩连接接地线，挂钩内部设有可实现自动夹紧的夹紧结构，通过机械臂夹爪夹紧绝缘杆；
所述验电作业模块包括验电棒、验电棒夹持器、作业升降平台，所述验电棒夹持器夹持验电棒底部，验电棒夹持器底部固定在作业升降平台上；通过作业升降平台驱动验电棒升降；
还包括与机械臂和作业升降平台连接的控制模块，该控制模块设有对机械臂进行控制的机械臂控制模块、对作业升降平台进行控制的平台升降控制模块。
2.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，所述接地作业模块还包括接地线分线箱、接地线栓，接地线分线箱将接地线栓上引出的接地线分成三根，并分别与三根接地棒连接。
3.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，所述机械臂设于绝缘臂上，绝缘臂水平设置并与线路延伸方向平行。
4.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，所述机械臂关节包括夹爪旋转关节、垂直伸缩关节、水平移动关节，所述夹爪旋转关节与机械臂夹爪连接，所述水平移动关节与绝缘臂连接，所述垂直伸缩关节连接在夹爪旋转关节和水平移动关节之间。
5.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，所述机械臂夹爪套设有与绝缘杆绝缘配合的橡胶套或硅胶套。
6.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，作业升降平台通过平台升降步进电机进行驱动控制。
7.根据权利要求1所述的配电架空线路接地线挂接机器人，其特征在于，在架空线路上设有接地环，所述机械臂上还设有雷达和摄像头，通过雷达和摄像头实现识别和定位接地环。
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