CN116654308B - 一种电力设施维修机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设施维修设备的技术领域，公开了一种电力设施维修机器人，包括安装板块，安装板块的四周安装有飞行机构，安装板块的底部中间固定有收纳壳体，收纳壳体的端面安装有摄像机构，收纳壳体的两端均活动设有机架，机架滑动设置在安装板块的底部，机架的底部中间开设有导向槽，导向槽中安装有驱动轮，驱动轮用于驱动整个维修机器人在高空架线上移动，机架的底部远离收纳壳体的一端安装有底板，底板的侧面活动设有辅助夹紧机构。本发明的机器人可无需人工配送，即可将整个机器人运送至高压架线附近，同时在行走过程中，可稳定在高压架线上行走，从而有效的对高压架线进行维护，且可适应不同间距的高压架线。

Description

一种电力设施维修机器人

技术领域

本发明涉及电力设施维修设备的技术领域，公开了一种电力设施维修机器人。

背景技术

随着社会的发展，电力设施的运用越来越广泛，电力设施是所有发电、变电、送电和供电设施的总称。凡是发电厂(站)和变电所区域内的发电设施、变电设施、送电设施以及厂(站)、所区域外的供电、输电设施和辅助设施,如电网的调度设施、通信设施、计量设施、各种管线、建筑物、灰场等,都属于电力设施，而在高空架线等电力设施使用时，需要定时对其进行维护。在维护时，大多是通过人力对高空架线进行维护，而通过人工对高空架线维护，存在安全隐患。

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

在高空架线的维护过程中，可以通过机器人来替代人工，从而尽可能的避免安全隐患，传统的机器人，需要人工将其运送至高空架线附近，而人工运送，依旧存在安全隐患，且机器人在对高空架线上行走过程中，由于缺乏定位组件，容易从高空架线上滑落，导致维修的终止，效率低下，且针对不同间距的高压架线，需要利用到不同的机器人进行使用，导致机器人的适用程度低，存在局限性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种电力设施维修机器人，可无需人工配送，即可将整个机器人运送至高压架线附近，同时在行走过程中，可稳定在高压架线上行走，从而有效的对高压架线进行维护，且可适应不同间距的高压架线。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

一种电力设施维修机器人，包括安装板块，安装板块的四周安装有飞行机构，安装板块的底部中间固定有收纳壳体，收纳壳体的端面安装有摄像机构，收纳壳体的两端均活动设有机架，机架滑动设置在安装板块的底部，机架的底部中间开设有导向槽，导向槽中安装有驱动轮，驱动轮用于驱动整个维修机器人在高空架线上移动，机架的底部远离收纳壳体的一端安装有底板，底板的侧面活动设有辅助夹紧机构，导向槽两侧的中间均开设有第一凹槽，第一凹槽中安装有保护机构；

安装板块的顶部分别安装有电源、信号接收器与单片机。

进一步地，飞行机构包括支架、无刷电机与桨叶，支架、无刷电机与桨叶均设有四组，四组支架均匀安装在安装板块的四周，无刷电机固定在支架的端部，桨叶安装在无刷电机的输出端，无刷电机与单片机电连接。

进一步地，收纳壳体的内部安装有多组双向气缸，双向气缸的两端伸缩端分别与位于收纳壳体两端的机架连接，机架靠近收纳壳体的一端设有活动区，活动区在收纳壳体中活动，机架的内部安装有步进电机，步进电机的输出端与驱动轮驱动连接，导向槽中设有导向板，导向板与驱动轮活动连接，导向板用于导向高空架线。

进一步地，底板的侧面安装有第二气缸，第二气缸的伸缩端连接有活动板，活动板的侧面安装有固定块，固定块上安装有多组第一气缸，第一气缸的伸缩端与辅助夹紧机构连接。

进一步地，辅助夹紧机构包括凹架与辅助轮，凹架的底部与第一气缸的伸缩端连接，辅助轮安装在凹架中，凹架与辅助轮活动设置在驱动轮的下方。

进一步地，第一凹槽在导向槽两侧的中间均有设置，第一凹槽中均安装有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端连接有电磁铁，电磁铁的端部磁性连接有连接板，保护机构包括第一保护机构与第二保护机构，第一保护机构与第二保护机构分别安装在两端的连接板上。

进一步地，第二保护机构包括第二保护套、第二定位区、安装块、扣接块，第二保护套固接在其中一块连接板上，第二定位区呈梯形槽设置，位于第二保护套中间，安装块位于第二保护套的上下两端，且呈凸出设置，安装块的上下端均开设有第二凹槽，第二凹槽中设有弹簧，扣接块呈三角状设置，扣接块铰接在第二凹槽的一端，扣接块与弹簧抵接。

进一步地，第一保护机构包括第一保护套、第一定位区、安装槽与扣接槽，第一保护套固接在另一块连接板上，第一定位区与第二定位区呈对称设置，安装槽设置于第一保护套的上下端，与安装块对应设置，扣接槽呈三角状开设在安装槽中，与扣接块对应设置。

进一步地，摄像机构为摄像头，摄像头用于拍摄两端的高空架线，摄像头与地面的控制端电连接。

进一步地，信号接收器用于接收来自地面控制端的信息，信号接收器与单片机配合设置，单片机用于控制整个维修机器人的电器设备，电源用于对电气设备供电。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

本发明通过设置飞行机构，操控整个机器人飞行，从而可飞行至高空架线附近，无需人工配送，其安全性高；

本发明通过设置收纳壳体与机架，可带动机架伸缩，从而便于整个机器人在不同间距的高空架线进行放置，其适应性强；

本发明通过设置驱动轮，便于整个机器人在高压架线上活动，通过设置辅助夹紧机构，可对驱动轮下的高压架线辅助紧固，从而防止在移动过程中从高空架线上滑落，安全性高，且通过辅助夹紧机构的设置，可增加驱动轮与高空架线的摩檫力，从而便于驱动轮的移动；

本发明通过设置保护机构，可对外皮破损的高压架线进行夹持保护，从而防止高空架线进一步的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制，图中所示的箭头表示整个清理装置的运行方向。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中机架与收纳壳体的剖面连接示意图；

图3为本发明中机架的局部示意图；

图4为本发明中保护机构的连接示意图；

图5为本发明中第二保护机构的连接示意图；

图6为本发明中图5的A处放大示意图。

附图标记：

1-安装板块，2-支架，3-无刷电机，4-桨叶，5-机架，6-底板，7-活动板，8-固定块，9-驱动轮，10-活动区，11-收纳壳体，12-摄像头，13-第一气缸，14-凹架，15-辅助轮，16-步进电机，17-第二气缸，18-双向气缸，19-导向板，20-连接板，21-第一保护套，2101-第一定位区，2102-安装槽，2103-扣接槽，22-第一凹槽，23-伸缩气缸，24-电磁铁，25-第二保护套，2501-第二定位区，2502-安装块，2503-扣接块，2504-第二凹槽，2505-弹簧，26-电源，27-信号接收器，28-单片机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参阅图1-6：一种电力设施维修机器人，包括安装板块1，安装板块1的四周安装有飞行机构，安装板块1的底部中间固定有收纳壳体11，收纳壳体11的端面安装有摄像机构，收纳壳体11的两端均活动设有机架5，机架5滑动设置在安装板块1的底部，机架5的底部中间开设有导向槽，导向槽中安装有驱动轮9，驱动轮9用于驱动整个维修机器人在高空架线上移动，机架5的底部远离收纳壳体11的一端安装有底板6，底板6的侧面活动设有辅助夹紧机构，导向槽两侧的中间均开设有第一凹槽22，第一凹槽22中安装有保护机构；

安装板块1的顶部分别安装有电源26、信号接收器27与单片机28。

在实际使用中，通过设置飞行机构，操控整个机器人飞行，从而可飞行至高空架线附近，无需人工配送，其安全性高；通过设置收纳壳体11与机架5，可带动机架5伸缩，从而便于整个机器人在不同间距的高空架线进行放置，其适应性强；通过设置驱动轮9，便于整个机器人在高压架线上活动，通过设置辅助夹紧机构，可对驱动轮9下的高压架线辅助紧固，从而防止在移动过程中从高空架线上滑落，安全性高，且通过辅助夹紧机构的设置，可增加驱动轮与高空架线的摩檫力，从而便于驱动轮的移动；通过设置保护机构，可对外皮破损的高压架线进行夹持保护，从而防止高空架线进一步的损坏。

本实施例中，飞行机构包括支架2、无刷电机3与桨叶4，支架2、无刷电机3与桨叶4均设有四组，四组支架2均匀安装在安装板块1的四周，无刷电机3固定在支架2的端部，桨叶4安装在无刷电机3的输出端，无刷电机3与单片机28电连接；具体的，可通过控制无刷电机3的启动，带动桨叶4旋转，从而可带动整个机器人飞行至高空架线附近，无需人工配送，其安全性高。

其中，桨叶4与无刷电机3均可通过地面的控制端进行控制，从而可控制整个飞行机构的飞行方向，实用性高。

本实施例中，收纳壳体11的内部安装有多组双向气缸18，双向气缸18的两端伸缩端分别与位于收纳壳体11两端的机架5连接，机架5靠近收纳壳体11的一端设有活动区10，活动区10在收纳壳体11中活动，机架5的内部安装有步进电机16，步进电机16的输出端与驱动轮9驱动连接，导向槽中设有导向板19，导向板19与驱动轮9活动连接，导向板19用于导向高空架线；具体的，可通过控制双向气缸18的启动，驱动机架5进行伸缩，从而调节位于两端的机架5中的驱动轮9的间距，适应不同间距的高空架线，调节后，可通过操作飞行机构，使得高空架线落在驱动轮9中，通过步进电机16的启动，带动驱动轮9转动，从而带动整个机器人移动。

本实施例中，底板6的侧面安装有第二气缸17，第二气缸17的伸缩端连接有活动板7，活动板7的侧面安装有固定块8，固定块8上安装有多组第一气缸13，第一气缸13的伸缩端与辅助夹紧机构连接；辅助夹紧机构包括凹架14与辅助轮15，凹架14的底部与第一气缸13的伸缩端连接，辅助轮15安装在凹架14中，凹架14与辅助轮15活动设置在驱动轮9的下方；具体的，可通过第二气缸17的启动，驱动活动板7活动，活动板7的活动带动辅助夹紧机构呈横向移动，通过驱动第一气缸13，可带动辅助夹紧机构呈竖向移动，从而可使得辅助夹紧机构移动至驱动轮9下方，与驱动轮9下方的高压架线贴合，从而防止整个机器人在移动过程中，从高空架线上滑落，且辅助夹紧机构的设置，可增加驱动轮9与高空架线的摩檫力，从而便于驱动轮9的移动，实用性高。

其中，驱动轮9与辅助轮15均为非硬性材质制备。

本实施例中，第一凹槽22在导向槽两侧的中间均有设置，第一凹槽22中均安装有伸缩气缸23，伸缩气缸23的输出端连接有电磁铁24，电磁铁24的端部磁性连接有连接板20，保护机构包括第一保护机构与第二保护机构，第一保护机构与第二保护机构分别安装在两端的连接板20上；具体的，可通过伸缩气缸23的启动，带动连接板20活动，从而可推动第一保护机构与第二保护机构活动，对破损的高压架线进行保护，通过设置电磁铁24，可在通电时，吸附连接板20，断电时，松开连接板20，从而便于第一保护机构与第二保护机构的连接，便于对高压架线进行保护；其中，第一凹槽22开设在导向槽的两个斜侧面的中间位置。

本实施例中，第二保护机构包括第二保护套25、第二定位区2501、安装块2502、扣接块2503，第二保护套25固接在其中一块连接板20上，第二定位区2501呈梯形槽设置，位于第二保护套25中间，安装块2502位于第二保护套25的上下两端，且呈凸出设置，安装块2502的上下端均开设有第二凹槽2504，第二凹槽2504中设有弹簧2505，扣接块2503呈三角状设置，扣接块2503铰接在第二凹槽2504的一端，扣接块2503与弹簧2505抵接；第一保护机构包括第一保护套21、第一定位区2101、安装槽2102与扣接槽2103，第一保护套21固接在另一块连接板20上，第一定位区2101与第二定位区2501呈对称设置，安装槽2102设置于第一保护套21的上下端，与安装块2502对应设置，扣接槽2103呈三角状开设在安装槽2102中，与扣接块2503对应设置；具体的，可通过第二保护套25与第一保护套21的连接，从而对高压架线进行保护，保护过程中，通过将扣接块2503扣在扣接槽2103中，增加第一保护机构与第二保护机构在连接后的稳定性，从而通过第二保护套25与第一保护套21对破损的高压架线进行保护。

本实施例中，摄像机构为摄像头12，摄像头12用于拍摄两端的高空架线，摄像头12与地面的控制端电连接；具体的，可通过摄像头12，在整个机器人移动时，检查高空架线的情况，从而便于对高空架线维护。

本实施例中，信号接收器27用于接收来自地面控制端的信息，信号接收器27与单片机28配合设置，单片机28用于控制整个维修机器人的电器设备，电源26用于对电气设备供电，其中，信号接收器27既可以接收信息，也可以发送信息至单片机28中，通过信号接收器27接收来自地面控制端的信息，并将接收的信息发送至单片机28中，通过单片机28控制机器人中的电器设备运行，从而对高压架线进行维修。

工作原理：工作人员在地面上通过控制端控制整个机器人飞行，飞行至高空架线附近，并精准操作飞行机构，使其位于高空架线上方，根据高空架线的间距，控制双向气缸18启动，从而带动两端的机架5伸缩，适应高空架线的间距，适应后控制机器人降落在高空架线上，关闭飞行机构，通过导向板19，使得驱动轮9与高空架线贴合，并通过控制辅助夹紧机构，使得辅助夹紧机构与高空架线贴合，防止整个机器人滑落的同时，增大驱动轮9与高空架线的摩檫力，从而便于移动，移动过程中，通过摄像头12获取高空架线的信息，当发现高空架线存在破损区域，控制机器人中的保护机构移动至破碎机构区域，并操作保护机构，控制伸缩气缸23伸缩，从而驱动第二保护套25与第一保护套21活动，第二保护套25与第一保护套21通过扣接块2503与扣接槽2103扣合后，形成整体保护结构，从而对高空架线的破损区域进行保护，保护后对电磁铁24断电，从而可松开保护机构，将保护机构固定在高空架线上，对破损的高空架线进行有效保护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种电力设施维修机器人，包括安装板块（1），其特征在于：所述安装板块（1）的四周安装有飞行机构，所述安装板块（1）的底部中间固定有收纳壳体（11），收纳壳体（11）的端面安装有摄像机构，收纳壳体（11）的两端均活动设有机架（5），机架（5）滑动设置在安装板块（1）的底部，所述机架（5）的底部中间开设有导向槽，导向槽中安装有驱动轮（9），驱动轮（9）用于驱动整个维修机器人在高空架线上移动，机架（5）的底部远离收纳壳体（11）的一端安装有底板（6），底板（6）的侧面活动设有辅助夹紧机构，所述导向槽两侧的中间均开设有第一凹槽（22），第一凹槽（22）中安装有保护机构；

所述安装板块（1）的顶部分别安装有电源（26）、信号接收器（27）与单片机（28）；

所述收纳壳体（11）的内部安装有多组双向气缸（18），双向气缸（18）的两端伸缩端分别与位于收纳壳体（11）两端的机架（5）连接，所述机架（5）靠近收纳壳体（11）的一端设有活动区（10），活动区（10）在收纳壳体（11）中活动，机架（5）的内部安装有步进电机（16），步进电机（16）的输出端与驱动轮（9）驱动连接，所述导向槽中设有导向板（19），导向板（19）与驱动轮（9）活动连接，导向板（19）用于导向高空架线；

所述底板（6）的侧面安装有第二气缸（17），第二气缸（17）的伸缩端连接有活动板（7），活动板（7）的侧面安装有固定块（8），固定块（8）上安装有多组第一气缸（13），第一气缸（13）的伸缩端与辅助夹紧机构连接；

所述辅助夹紧机构包括凹架（14）与辅助轮（15），凹架（14）的底部与第一气缸（13）的伸缩端连接，所述辅助轮（15）安装在凹架（14）中，所述凹架（14）与辅助轮（15）活动设置在驱动轮（9）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于，所述飞行机构包括支架（2）、无刷电机（3）与桨叶（4），所述支架（2）、无刷电机（3）与桨叶（4）均设有四组，四组支架（2）均匀安装在安装板块（1）的四周，无刷电机（3）固定在支架（2）的端部，桨叶（4）安装在无刷电机（3）的输出端，所述无刷电机（3）与单片机（28）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于，所述第一凹槽（22）在导向槽两侧的中间均有设置，第一凹槽（22）中均安装有伸缩气缸（23），伸缩气缸（23）的输出端连接有电磁铁（24），电磁铁（24）的端部磁性连接有连接板（20），所述保护机构包括第一保护机构与第二保护机构，第一保护机构与第二保护机构分别安装在两端的连接板（20）上。

4.根据权利要求3所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于，所述第二保护机构包括第二保护套（25）、第二定位区（2501）、安装块（2502）、扣接块（2503），第二保护套（25）固接在其中一块连接板（20）上，第二定位区（2501）呈梯形槽设置，位于第二保护套（25）中间，所述安装块（2502）位于第二保护套（25）的上下两端，且呈凸出设置，安装块（2502）的上下端均开设有第二凹槽（2504），第二凹槽（2504）中设有弹簧（2505），所述扣接块（2503）呈三角状设置，扣接块（2503）铰接在第二凹槽（2504）的一端，扣接块（2503）与弹簧（2505）抵接。

5.根据权利要求4所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于：所述第一保护机构包括第一保护套（21）、第一定位区（2101）、安装槽（2102）与扣接槽（2103），第一保护套（21）固接在另一块连接板（20）上，第一定位区（2101）与第二定位区（2501）呈对称设置，安装槽（2102）设置于第一保护套（21）的上下端，与所述安装块（2502）对应设置，所述扣接槽（2103）呈三角状开设在安装槽（2102）中，与所述扣接块（2503）对应设置。

6.根据权利要求1所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于：所述摄像机构为摄像头（12），摄像头（12）用于拍摄两端的高空架线，摄像头（12）与地面的控制端电连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种电力设施维修机器人，其特征在于：所述信号接收器（27）用于接收来自地面控制端的信息，信号接收器（27）与单片机（28）配合设置，单片机（28）用于控制整个维修机器人的电器设备，电源（26）用于对电气设备供电。