CN114400115B - 一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，包括支撑架，所述支撑架的底侧连接有绝缘材料定向输送机构、材料导向机构和密封检测机构，材料检测组件以及里程记录组件安装在绝缘材料定向输送机构上；所述支撑架的顶端分别连接热熔处理机构和热压处理机构，支撑架的底端连接有机器人滑轮移动驱动机构。本架空高压电线包覆绝缘层的机器人，固体专用绝缘涂料是被定向传送到高压电线上进行包覆的，包覆结束后包覆的接口处设有密封检测机构，密封检测机构测该包覆的密封性是否良好，同时检测针在伺服电机的驱动下，不断地插入绝缘材料上，通过检测针对绝缘材料的具体材料成分进行检测，检测到不是专用的绝缘材料，该设备是报警停机状态的。

Description

一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人

技术领域

本发明涉及高压电线包覆绝缘层的机器人技术领域，具体为一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人。

背景技术

采用架空线路形式已经成为电力传输的主要形式，它的安全稳定运行直接影响到供电系统的可靠性。架空线路电力传输主要采裸导线形式，特别是配网裸导线高度低，容易与树木、建筑物等接触形成短路。随着配电网的快速发展，规模的日趋扩大，供电区域内种植树木的不断增加，严重的腐蚀、鸟害诸多因素的影响，运行中不可避免地出现人为或自然的故障，如遭受外力的破坏、相间短路、断线等故障越来越频繁，直接影响到企业生产用电和居民生活用电，使配电网的可靠性面临新的困难。

随着机器人技术的发展，越来越多的机器人代替人类从事环境恶劣、工序复杂的工作，机器人在架空线路方面应用技术的研究也逐步开展起来。为提高电力传输的安全性，采用机器人对架空导线进行包覆绝缘功能涂料是一种可行的工程技术途径。利用机器人进行架空线路绝缘包覆作业，不但可以减轻工人的劳动强度，而且提高了作业精度和作业效率，对提高电网自动化作业水平、保障电网安全运行具有重要意义。

而现有架空高压电线没有对材料进行检测以及没有包覆的里程记录，导致需要人工估算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，包括支撑架，所述支撑架的底侧连接有绝缘材料定向输送机构、材料导向机构和密封检测机构，材料检测组件以及里程记录组件安装在绝缘材料定向输送机构上；

所述支撑架的顶端分别连接热熔处理机构和热压处理机构，支撑架的底端连接有机器人滑轮移动驱动机构。

进一步地，绝缘材料定向输送机构包括材料盘、底座、皮带和电机，底座的两端固定在支撑架上，底座上连接有并排的支柱和电机，电机与减速机连接，材料盘圆心处连接的轴穿入支柱的顶端的轴承内，减速机的轴通过皮带与材料盘的轴连接，通过电机传动至减速机内，减速机变速后通过皮带带动材料盘旋转。

进一步地，材料导向机构包括左导向轮、右导向轮、左板和右板，左板和右板并排固定在支撑架上，左导向轮和右导向轮对称安装在左板和右板之间，并且支撑架上加工有供绝缘材料贯穿的槽孔，并且左导向轮和右导向轮与槽孔对齐，左板和右板夹持绝缘材料。

进一步地，密封检测机构包括检测套、前气囊、后气囊、气泵和负压泵，检测套套在高压电线的外部，检测套的前后两端分别连接有前气囊和后气囊，前气囊和后气囊分别接在支撑架上的气泵，负压泵安装在支撑架上，负压泵输入端连接的管道接入检测套，并且负压泵输出端连接的管口与气流传感器相接。

进一步地，材料检测组件包括套环、伺服电机、曲轴、凸轮、上传动杆、下传动杆、导向环和检测针，套环固定在左板上，套环被绝缘材料贯穿，伺服电机固定在支撑架上，伺服电机的轴通过减速机与曲轴相接，曲轴上套有凸轮，凸轮与上传动杆的一端连接，上传动杆的另一端与下传动杆活动连接，导向环固定在套环上，下传动杆穿过导向环延伸至套环内，检测针的一端与下传动杆连接。

进一步地，里程记录组件包括计数轮、挤压轮、气缸和挤压杆，气缸固定在左板上，计数轮的圆心上的轴安装在右板上，挤压杆的一端与气缸连接，挤压杆的另一端与挤压轮活动连接，计数轮和挤压轮之间夹持包覆后的架空高压电线，计数轮上设有计数传感器，挤压轮推动架空高压电线至计数轮，架空高压电线移动带动计数轮和挤压轮同步移动，计数轮旋转通过计数传感器记录架空高压电线的里程。

进一步地，热熔处理机构包括螺旋挤出机、加热层和进料辊，螺旋挤出机安装在左板和右板上，螺旋挤出机的进口与进料辊连接，加热层设置在螺旋挤出机内，左导向轮和右导向轮夹持绝缘材料通过进料辊送入螺旋挤出机，加热层用于加热绝缘材料。

进一步地，热压处理机构包括热压套、热压挤出管和冷却环，热压挤出管的一端与螺旋挤出机的出口相接，热压挤出管的另一端接在热压套内，冷却环套在热压套的出口处，架空高压电线线芯贯穿热压套，螺旋挤出机挤出的绝缘材料包覆在架空高压电线线芯上，通过冷却环冷却后排出。

进一步地，机器人滑轮移动驱动机构包括移动轮和马达，马达驱动移动轮移动，移动轮安装在支撑架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本架空高压电线包覆绝缘层的机器人，该绝缘材料是通过设备输送带定向输送到高压线上面，进行包覆，包覆的接口处先进行热熔以及热压处理，使得接口处密封的更完好。固体专用绝缘涂料是被定向传送到高压电线上进行包覆的，包覆结束后包覆的接口处设有密封检测机构，密封检测机构测该包覆的密封性是否良好，同时检测针在伺服电机的驱动下，不断地插入绝缘材料上，通过检测针对绝缘材料的具体材料成分进行检测，检测到不是专用的绝缘材料，该设备是报警停机状态的。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的材料导向机构结构图；

图3为本发明的密封检测机构结构图；

图4为本发明的密封检测机构未密封结构图；

图5为本发明的密封检测机构密封结构图；

图6为本发明的材料检测组件结构图；

图7为本发明的热熔处理机构结构图；

图8为本发明的热压处理机构结构图。

图中：1、支撑架；2、绝缘材料定向输送机构；21、材料盘；22、底座；23、皮带；24、电机；3、材料导向机构；31、左导向轮；32、右导向轮；33、左板；34、右板；4、密封检测机构；41、检测套；42、前气囊；43、后气囊；44、气泵；45、负压泵；5、材料检测组件；51、套环；52、伺服电机；53、曲轴；54、凸轮；55、上传动杆；56、下传动杆；57、导向环；58、检测针；6、里程记录组件；61、计数轮；62、挤压轮；63、气缸；64、挤压杆；7、热熔处理机构；71、螺旋挤出机；72、加热层；73、进料辊；8、热压处理机构；81、热压套；82、热压挤出管；83、冷却环；9、机器人滑轮移动驱动机构；91、移动轮；92、马达。

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1-8，一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，包括支撑架1，支撑架1的底侧连接有绝缘材料定向输送机构2、材料导向机构3和密封检测机构4，材料检测组件5以及里程记录组件6安装在绝缘材料定向输送机构2上；

支撑架1的顶端分别连接热熔处理机构7和热压处理机构8，支撑架1的底端连接有机器人滑轮移动驱动机构9。

绝缘材料定向输送机构2包括材料盘21、底座22、皮带23和电机24，底座22的两端固定在支撑架1上，底座22上连接有并排的支柱221和电机24，电机24与减速机连接，材料盘21圆心处连接的轴穿入支柱221的顶端的轴承内，减速机的轴通过皮带23与材料盘21的轴连接，通过电机24传动至减速机内，减速机变速后通过皮带23带动材料盘21旋转，利用材料盘21输送绝缘材料。

材料导向机构3包括左导向轮31、右导向轮32、左板33和右板34，左板33和右板34并排固定在支撑架1上，左导向轮31和右导向轮32对称安装在左板33和右板34之间，并且支撑架1上加工有供绝缘材料贯穿的槽孔，并且左导向轮31和右导向轮32与槽孔对齐，左板33和右板34夹持绝缘材料，通过设置的左导向轮31和右导向轮32引导材料盘21旋出的绝缘材料朝向指定的位置移动。

密封检测机构4包括检测套41、前气囊42、后气囊43、气泵44和负压泵45，检测套41套在高压电线的外部，检测套41的前后两端分别连接有前气囊42和后气囊43，前气囊42和后气囊43分别接在支撑架1上的气泵44，负压泵45安装在支撑架1上，负压泵45输入端连接的管道接入检测套41，并且负压泵45输出端连接的管口与气流传感器相接，通过气泵44先向前气囊42和后气囊43内充入气体，则前气囊42和后气囊43膨胀后将包覆后的接头部分两端包覆住，从而包覆后高压电线的处于密封状态，负压泵45再工作抽取检测套41内部的气体，从而判断结构是否密封。

材料检测组件5包括套环51、伺服电机52、曲轴53、凸轮54、上传动杆55、下传动杆56、导向环57和检测针58，套环51固定在左板33上，套环51被绝缘材料贯穿，伺服电机52固定在支撑架1上，伺服电机52的轴通过减速机与曲轴53相接，曲轴53上套有凸轮54，凸轮54与上传动杆55的一端连接，上传动杆55的另一端与下传动杆56活动连接，导向环57固定在套环51上，下传动杆56穿过导向环57延伸至套环51内，检测针58的一端与下传动杆56连接，该设备还具备检测使用的绝缘材料是否为生产的专业绝缘材料，如果不是，会自动停机报警。2个电线杆之间的长度大概50米，每次走完这段距离是要取下来换一个新的材料盘21上去进行再次工作包覆。

固体绝缘涂料，可以是高分子聚合物，橡胶，聚乙烯材料等，如果使用方改用别的绝缘材料，检测针58在伺服电机52的驱动下，不断地插入绝缘材料上，通过检测针58对绝缘材料的具体材料成分进行检测，检测到不是专用的绝缘材料，该设备是报警停机状态的。

里程记录组件6包括计数轮61、挤压轮62、气缸63和挤压杆64，气缸63固定在左板33上，计数轮61的圆心上的轴安装在右板34上，挤压杆64的一端与气缸63连接，挤压杆64的另一端与挤压轮62活动连接，计数轮61和挤压轮62之间夹持包覆后的架空高压电线，计数轮61上设有计数传感器，挤压轮62推动架空高压电线至计数轮61，架空高压电线移动带动计数轮61和挤压轮62同步移动，计数轮61旋转通过计数传感器记录架空高压电线的里程，所以该机器人设备是具有实时检测包覆里程数的功能，即专用绝缘材料的长度，记录里程米数。

热熔处理机构7包括螺旋挤出机71、加热层72和进料辊73，螺旋挤出机71安装在左板33和右板34上，螺旋挤出机71的进口与进料辊73连接，加热层72设置在螺旋挤出机71内，左导向轮31和右导向轮32夹持绝缘材料通过进料辊73送入螺旋挤出机71，加热层72用于加热绝缘材料，热熔温度是140-220℃。

热压处理机构8包括热压套81、热压挤出管82和冷却环83，热压挤出管82的一端与螺旋挤出机71的出口相接，热压挤出管82的另一端接在热压套81内，冷却环83套在热压套81的出口处，架空高压电线线芯贯穿热压套81，螺旋挤出机71挤出的绝缘材料包覆在架空高压电线线芯上，通过冷却环83冷却后排出，热压的压力值1-5kg，该绝缘材料是通过设备输送带定向输送到高压线上面，进行包覆，包覆的接口处先进行热熔以及热压处理，使得接口处密封的更完好。

机器人滑轮移动驱动机构9包括移动轮91和马达92，马达92驱动移动轮91移动，移动轮91安装在支撑架1上。

先是检测高压线有无污渍，积雪，水滴等然后进行清理清扫，然后该设备机器人是在高压导线下方进行移动工作的，固体专用绝缘涂料是被定向传送到高压电线上进行包覆的，包覆过程中有至少热熔以及热压处理，目的是确保包覆绝缘效果更好，包覆结束后包覆的接口处设有密封检测机构4，密封检测机构4测该包覆的密封性是否良好，专用绝缘材料是缠绕在圆形的材料盘21里，固定在设备中间，输送绝缘材料的时候，材料盘21转动进行定向输送。

综上所述：本架空高压电线包覆绝缘层的机器人，该绝缘材料是通过设备输送带定向输送到高压线上面，进行包覆，包覆的接口处先进行热熔以及热压处理，使得接口处密封的更完好。固体专用绝缘涂料是被定向传送到高压电线上进行包覆的，包覆结束后包覆的接口处设有密封检测机构4，密封检测机构4测该包覆的密封性是否良好，同时检测针58在伺服电机52的驱动下，不断地插入绝缘材料上，通过检测针58对绝缘材料的具体材料成分进行检测，检测到不是专用的绝缘材料，该设备是报警停机状态的。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化；修改；替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，包括支撑架（1），其特征在于：所述支撑架（1）的底侧连接有绝缘材料定向输送机构（2）、材料导向机构（3）和密封检测机构（4），材料检测组件（5）以及里程记录组件（6）安装在材料导向机构（3）上；

所述支撑架（1）的顶端分别连接热熔处理机构（7）和热压处理机构（8），支撑架（1）的底端连接有机器人滑轮移动驱动机构（9）；

所述绝缘材料定向输送机构（2）包括材料盘（21）、底座（22）、皮带（23）和电机（24），底座（22）的两端固定在支撑架（1）上，底座（22）上连接有并排的支柱（221）和电机（24），电机（24）与减速机连接，材料盘（21）圆心处连接的轴穿入支柱（221）的顶端的轴承内，减速机的轴通过皮带（23）与材料盘（21）的轴连接，通过电机（24）传动至减速机内，减速机变速后通过皮带（23）带动材料盘（21）旋转；

所述材料导向机构（3）包括左导向轮（31）、右导向轮（32）、左板（33）和右板（34），左板（33）和右板（34）并排固定在支撑架（1）上，左导向轮（31）和右导向轮（32）对称安装在左板（33）和右板（34）之间，并且支撑架（1）上加工有供绝缘材料贯穿的槽孔，并且左导向轮（31）和右导向轮（32）与槽孔对齐，左板（33）和右板（34）夹持绝缘材料；

所述里程记录组件（6）包括计数轮（61）、挤压轮（62）、气缸（63）和挤压杆（64），气缸（63）固定在左板（33）上，计数轮（61）的圆心上的轴安装在右板（34）上，挤压杆（64）的一端与气缸（63）连接，挤压杆（64）的另一端与挤压轮（62）活动连接，计数轮（61）和挤压轮（62）之间夹持包覆后的架空高压电线，计数轮（61）上设有计数传感器，挤压轮（62）推动架空高压电线至计数轮（61），架空高压电线移动带动计数轮（61）和挤压轮（62）同步移动，计数轮（61）旋转通过计数传感器记录架空高压电线的里程；

所述热熔处理机构（7）包括螺旋挤出机（71）、加热层（72）和进料辊（73），螺旋挤出机（71）安装在左板（33）和右板（34）上，螺旋挤出机（71）的进口与进料辊（73）连接，加热层（72）设置在螺旋挤出机（71）内，左导向轮（31）和右导向轮（32）夹持绝缘材料通过进料辊（73）送入螺旋挤出机（71），加热层（72）用于加热绝缘材料；

所述热压处理机构（8）包括热压套（81）、热压挤出管（82）和冷却环（83），热压挤出管（82）的一端与螺旋挤出机（71）的出口相接，热压挤出管（82）的另一端接在热压套（81）内，冷却环（83）套在热压套（81）的出口处，架空高压电线线芯贯穿热压套（81），螺旋挤出机（71）挤出的绝缘材料包覆在架空高压电线线芯上，通过冷却环（83）冷却后排出；

所述密封检测机构（4）包括检测套（41）、前气囊（42）、后气囊（43）、气泵（44）和负压泵（45），检测套（41）套在高压电线的外部，检测套（41）的前后两端分别连接有前气囊（42）和后气囊（43），前气囊（42）和后气囊（43）分别接在支撑架（1）上的气泵（44），负压泵（45）安装在支撑架（1）上，负压泵（45）输入端连接的管道接入检测套（41），并且负压泵（45）输出端连接的管口与气流传感器相接；

所述材料检测组件（5）包括套环（51）、伺服电机（52）、曲轴（53）、凸轮（54）、上传动杆（55）、下传动杆（56）、导向环（57）和检测针（58），套环（51）固定在左板（33）上，套环（51）被绝缘材料贯穿，伺服电机（52）固定在支撑架（1）上，伺服电机（52）的轴通过减速机与曲轴（53）相接，曲轴（53）上套有凸轮（54），凸轮（54）与上传动杆（55）的一端连接，上传动杆（55）的另一端与下传动杆（56）活动连接，导向环（57）固定在套环（51）上，下传动杆（56）穿过导向环（57）延伸至套环（51）内，检测针（58）的一端与下传动杆（56）连接。

2.根据权利要求1所述的一种架空高压电线包覆绝缘层的机器人，其特征在于：机器人滑轮移动驱动机构（9）包括移动轮（91）和马达（92），马达（92）驱动移动轮（91）移动，移动轮（91）安装在支撑架（1）上。

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