CN116921118B - 一种用于电力线路的智能维护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电力线路的智能维护装置及方法，涉及输电线路维护技术领域，包括中心控制室，所述中心控制室上固定安装有六个驱动组件，所述驱动组件包括驱动外壳，驱动外壳上固定安装有桨叶转动中心柱底座，桨叶转动中心柱底座上转动安装有桨叶转动中心柱。本发明采用无人作业的方式，来代替人工对绝缘子表面喷涂PRTV防污闪涂料，降低人工喷涂的成本；可以喷涂绝缘子串的下表面，解决人工喷涂绝缘子下表面不方便的问题，同时降低了作业风险；通过设置的导向杆，无需精准的控制，可以降低操作人员对装置的操控难度。

Description

一种用于电力线路的智能维护装置及方法

技术领域

本发明涉及输电线路维护技术领域，具体为一种用于电力线路的智能维护装置及方法。

背景技术

高压线通常指的是输送10kV以上电压的输电线路，因此为了保证输电线路安全稳定的运行，在塔杆与电线连接处需要安装绝缘子，而绝缘子的表面需要喷涂PRTV的防污闪涂料，该涂料具有优良的憎水性和快速均衡的迁移性，能有效的避免设备在恶劣的雨雪天气下形成水膜，对线路安全造成威胁，而目前PRTV的防污闪涂料的喷涂工作都是采用人工攀爬的方式进行喷涂的，不仅效率低，而且PRTV的防污闪涂料喷涂工作属于高危职业，因此会对施工人员造成安全隐患。

其中现有技术，公告号为CN102412530B的发明专利，公开了一种线航两栖电力线路综合维护机器人及其线路维护方法，该发明专利所使用的技术方案，虽然可以利用多旋翼无人机和线上机器人技术的结合，克服两种技术各自的局限性，促进电力线路智能巡检和维护系统方案的建立和实施，还可以革新电力线路巡检和维护的人工作业方式，提高线路维护的自动化水平和作业效率，但是无法实现在绝缘子表面喷涂PRTV的防污闪涂料，并且在操作无人机时，还是需要精准的控制无人机的运动轨迹，提高了作业的技术门槛，从而提升电力线路维护的成本。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种用于电力线路的智能维护装置，包括中心控制室，所述中心控制室上固定安装有六个驱动组件，所述驱动组件包括驱动外壳，驱动外壳上固定安装有桨叶转动中心柱底座，桨叶转动中心柱底座上转动安装有桨叶转动中心柱，桨叶转动中心柱上原点对称设置有两个桨叶，两个桨叶均转动安装在桨叶转动中心柱上，桨叶转动中心柱上还开设有导向滑槽，导向滑槽上滑动安装有执行转动拉环，执行转动拉环与两个桨叶的边缘分别通过两个中间拉杆活动连接，所述执行转动拉环内转动配合有执行固定拉环，执行固定拉环上通过执行拉杆固定安装有执行环，其中一个所述的驱动外壳上通过导向杆支架固定安装有两个平行设置的导向杆；所述中心控制室上转动安装有执行组件，所述执行组件包括支撑框，支撑框上固定安装有弧形架，弧形架的其中一个侧面固定安装有限制块，限制块上套接有传动带，所述支撑框上固定安装有喷涂电机，喷涂电机的输出轴上固定安装有用于带动传动带转动的主动带轮，所述弧形架上开设有弧形滑槽，弧形滑槽内滑动安装有喷涂管支架，喷涂管支架上固定安装有喷涂管，喷涂管上设置有多个雾化喷口，所述喷涂管支架通过连接滑片与传动带固定连接。

优选的，所述桨叶转动中心柱底座上还固定安装有用于驱动桨叶转动中心柱和桨叶转动的驱动电机，所述执行环上对称安装有两个执行齿条。

优选的，所述桨叶转动中心柱底座上固定安装有传动支撑板和执行齿轮支架，传动支撑板和执行齿轮支架上分别转动安装有两个执行齿轮和主动齿轮，同一侧的执行齿轮和主动齿轮之间通过传动杆固定连接，两个所述执行齿轮分别与两个执行齿条啮合。

优选的，所述传动支撑板上还固定安装有两个对称设置的传动齿轮，每个传动齿轮上均固定安装有蜗轮，并且两个传动齿轮分别与对应的主动齿轮啮合，两个所述蜗轮之间螺纹啮合有蜗杆，蜗杆转动安装在传动支撑板上，蜗杆上还固定安装有输出锥齿轮。

优选的，所述驱动外壳通过支撑臂固定安装在中心控制室上，中心控制室内固定安装有调节电机，所述驱动外壳内转动安装有与输出锥齿轮啮合的输入锥齿轮，输入锥齿轮通过传动轴与调节电机的输出轴固定连接，所述传动轴转动设置在支撑臂内部。

优选的，所述的限制块由两个半圆弧凸块组成，凸块表面与传动带滑动连接，其中一个凸块用于支撑传动带，使传动带保持圆弧形状布置在弧形架上。

优选的，所述支撑框通过旋转盘与中心控制室下表面转动连接，所述中心控制室内部固定安装有用于驱动旋转盘转动的微调电机。

优选的，所述中心控制室上固定安装有支撑平台，支撑平台上固定安装有储存桶，储存桶内设置有水泵，水泵通过水管与喷涂管相连通，所述支撑平台上还固定安装有蓄电池。

优选的，所述支撑框的两侧分别固定安装有第一防护罩和第二防护罩，用于减少桨叶转动对喷涂管喷雾的影响。

一种用于电力线路的智能维护装置的维护方法，包括以下步骤：S11、通过飞控系统控制六个驱动电的转动速度，将装置移动至绝缘子串的上方；S22、将储存桶内的PRTV防污闪涂料雾化，并喷涂在绝缘子表面；S33、将喷涂管沿着绝缘子串的轴向方向移动；S44、将喷涂管旋转180°，使喷涂管位于绝缘子串下方；S55、继续通过喷涂管向绝缘子表面喷涂PRTV防污闪涂料；S66、将装置旋转180°，然后降落。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明采用无人作业的方式，来代替人工对绝缘子表面喷涂PRTV防污闪涂料，降低人工喷涂的成本；（2）本发明可以喷涂绝缘子串的下表面，解决人工喷涂绝缘子下表面不方便的问题，同时降低了作业风险；（3）本发明通过设置的导向杆，无需精准的控制，可以降低操作人员对装置的操控难度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明中心控制室处结构示意图。

图3为本发明中心控制室内部结构示意图。

图4为本发明支撑臂安装位置图。

图5为本发明图4中A处结构示意图。

图6为本发明传动支撑板处结构示意图。

图7为本发明桨叶转动中心柱底座处结构示意图。

图8为本发明执行环处结构示意图。

图9为本发明桨叶转动中心柱结构示意图。

图10为本发明执行转动拉环处结构示意图。

图11为本发明支撑框处结构示意图。

图12为本发明图11中B处结构示意图。

图13为本发明喷涂管处结构示意图。

图中：101-支撑臂；102-驱动外壳；103-调节电机；104-传动轴；105-输入锥齿轮；106-输出锥齿轮；107-蜗杆；108-蜗轮；109-传动齿轮；110-主动齿轮；111-传动杆；112-执行齿轮；113-执行齿轮支架；114-执行齿条；115-传动支撑板；116-桨叶转动中心柱底座；117-桨叶转动中心柱；1171-导向滑槽；118-执行环；119-执行拉杆；120-执行转动拉环；121-执行固定拉环；122-中间拉杆；123-桨叶；124-驱动电机；201-中心控制室；202-支撑平台；203-蓄电池；204-储存桶；205-水管；301-支撑框；302-旋转盘；303-弧形架；3031-弧形滑槽；304-限制块；305-传动带；306-喷涂电机；307-主动带轮；308-连接滑片；309-喷涂管支架；310-喷涂管；311-第一防护罩；312-第二防护罩；313-导向杆支架；314-导向杆；315-微调电机。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图13所示，本发明提供一种用于电力线路的智能维护装置，包括中心控制室201，中心控制室201上固定安装有六个驱动组件，驱动组件包括驱动外壳102，驱动外壳102上固定安装有桨叶转动中心柱底座116，桨叶转动中心柱底座116上转动安装有桨叶转动中心柱117，桨叶转动中心柱117上原点对称设置有两个桨叶123，两个桨叶123均转动安装在桨叶转动中心柱117上，桨叶转动中心柱117上还开设有导向滑槽1171，导向滑槽1171上滑动安装有执行转动拉环120，执行转动拉环120与两个桨叶123的边缘分别通过两个中间拉杆122活动连接，执行转动拉环120内转动配合有执行固定拉环121，执行固定拉环121上通过执行拉杆119固定安装有执行环118，其中一个驱动外壳102上通过导向杆支架313固定安装有两个平行设置的导向杆314，桨叶转动中心柱底座116上还固定安装有用于驱动桨叶转动中心柱117和桨叶123转动的驱动电机124，执行环118上对称安装有两个执行齿条114，桨叶转动中心柱底座116上固定安装有传动支撑板115和执行齿轮支架113，传动支撑板115和执行齿轮支架113上分别转动安装有两个执行齿轮112和主动齿轮110，同一侧的执行齿轮112和主动齿轮110之间通过传动杆111固定连接，两个执行齿轮112分别与两个执行齿条114啮合，传动支撑板115上还固定安装有两个对称设置的传动齿轮109，每个传动齿轮109上均固定安装有蜗轮108，并且两个传动齿轮109分别与对应的主动齿轮110啮合，两个蜗轮108之间螺纹啮合有蜗杆107，蜗杆107转动安装在传动支撑板115上，蜗杆107上还固定安装有输出锥齿轮106，驱动外壳102通过支撑臂101固定安装在中心控制室201上，中心控制室201内固定安装有调节电机103，驱动外壳102内转动安装有与输出锥齿轮106啮合的输入锥齿轮105，输入锥齿轮105通过传动轴104与调节电机103的输出轴固定连接，传动轴104转动设置在支撑臂101内部。

中心控制室201上转动安装有执行组件，执行组件包括支撑框301，支撑框301上固定安装有弧形架303，弧形架303的其中一个侧面固定安装有限制块304，限制块304上套接有传动带305，支撑框301上固定安装有喷涂电机306，喷涂电机306的输出轴上固定安装有用于带动传动带305转动的主动带轮307，弧形架303上开设有弧形滑槽3031，弧形滑槽3031内滑动安装有喷涂管支架309，喷涂管支架309上固定安装有喷涂管310，喷涂管310上设置有多个雾化喷口，喷涂管支架309通过连接滑片308与传动带305固定连接。限制块304由两个半圆弧凸块组成，凸块表面与传动带305滑动连接，其中一个凸块用于支撑传动带305，使传动带305保持圆弧形状布置在弧形架303上。支撑框301通过旋转盘302与中心控制室201下表面转动连接，中心控制室201内部固定安装有用于驱动旋转盘302转动的微调电机315。中心控制室201上固定安装有支撑平台202，支撑平台202上固定安装有储存桶204，储存桶204内设置有水泵，水泵通过水管205与喷涂管310相连通，支撑平台202上还固定安装有蓄电池203。支撑框301的两侧分别固定安装有第一防护罩311和第二防护罩312，用于减少桨叶123转动对喷涂管310喷雾的影响。

本发明公开的一种用于电力线路的智能维护装置的工作原理如下：在储存桶204内灌入PRTV防污闪涂料，然后启动驱动电机124，驱动电机124的输出轴带动桨叶转动中心柱117转动，桨叶转动中心柱117转动带动两个桨叶123转动，桨叶123转动会产生升力，从而带动整个装置起飞，然后让两个导向杆314卡在绝缘子串的两侧，具体的使用者可以通过控制微调电机315，使得执行组件微调，让喷涂管310与绝缘子串对齐，然后启动储存桶204内的水泵，然后将涂料送到喷涂管310内，从雾化喷口喷涂到绝缘子表面，通过控制装置在绝缘子串上移动（浮空移动，通过导向杆314来导向，降低操控装置飞行的难度），通过控制四个驱动电机124的转速差来控制装置的飞行姿态，通过控制对称的一侧的驱动电机124转速突然快速提高，即可完成装置整体旋转180°，与此同时启动调节电机103，调节电机103的输出轴通过传动轴104带动输入锥齿轮105转动，输入锥齿轮105转动带动输出锥齿轮106转动，输出锥齿轮106转动带动蜗杆107转动，蜗杆107转动带动两个蜗轮108转动，蜗轮108转动带动传动齿轮109转动，传动齿轮109转动带动主动齿轮110转动，主动齿轮110转动会通过传动杆111带动执行齿轮112转动，执行齿轮112转动带动执行齿条114直线移动，执行齿条114移动带动执行环118移动（此时向下），执行环118会通过桨叶转动中心柱117带动执行固定拉环121移动，执行固定拉环121移动会带动执行转动拉环120移动，执行转动拉环120移动会通过两个中间拉杆122带动两个桨叶123在桨叶转动中心柱117上转动，当桨叶123转动的时候，就会改变桨叶123旋转时的螺旋角，从而调整升力（相同转速下），当桨叶123的水平角度为0时，升力消失，当角度为负数时，升力方向发生改变，此时装置整体正好反转180°，因此刚好与升力的方向对应。然后继续让导向杆314与绝缘子串对齐，对绝缘子底部的表面进行喷涂，当遇到靠近塔杆的位置时（最靠近塔杆的绝缘子），为了降低操作难度，可以缓慢的控制无人机移动，并且控制喷涂电机306，喷涂电机306的输出轴会带动主动带轮307转动，主动带轮307转动会带动传动带305转动，传动带305转动会通过连接滑片308带动喷涂管支架309在弧形架303上滑动，从而带动喷涂管310跟随同步移动，将喷涂管310对准绝缘子的两侧进行喷涂。需要额外说明的是，为了方便起降，可以在支撑臂101上安装支撑起落架，以及安装便于喷涂作业的摄像机和图传系统。

Claims (5)

1.一种用于电力线路的智能维护装置，包括中心控制室（201），其特征在于：所述中心控制室（201）上固定安装有六个驱动组件，所述驱动组件包括驱动外壳（102），驱动外壳（102）上固定安装有桨叶转动中心柱底座（116），桨叶转动中心柱底座（116）上转动安装有桨叶转动中心柱（117），桨叶转动中心柱（117）上关于原点对称设置有两个桨叶（123），两个桨叶（123）均转动安装在桨叶转动中心柱（117）上，桨叶转动中心柱（117）上还开设有导向滑槽（1171），导向滑槽（1171）上滑动安装有执行转动拉环（120），执行转动拉环（120）与两个桨叶（123）的边缘分别通过两个中间拉杆（122）活动连接，所述执行转动拉环（120）内转动配合有执行固定拉环（121），执行固定拉环（121）上通过执行拉杆（119）固定安装有执行环（118），其中一个所述的驱动外壳（102）上通过导向杆支架（313）固定安装有两个平行设置的导向杆（314）；

所述中心控制室（201）上转动安装有执行组件，所述执行组件包括支撑框（301），支撑框（301）上固定安装有弧形架（303），弧形架（303）的其中一个侧面固定安装有限制块（304），限制块（304）上套接有传动带（305），所述支撑框（301）上固定安装有喷涂电机（306），喷涂电机（306）的输出轴上固定安装有用于带动传动带（305）转动的主动带轮（307），所述弧形架（303）上开设有弧形滑槽（3031），弧形滑槽（3031）内滑动安装有喷涂管支架（309），喷涂管支架（309）上固定安装有喷涂管（310），喷涂管（310）上设置有多个雾化喷口，所述喷涂管支架（309）通过连接滑片（308）与传动带（305）固定连接；

所述驱动外壳（102）通过支撑臂（101）固定安装在中心控制室（201）上，中心控制室（201）内固定安装有调节电机（103），所述驱动外壳（102）内转动安装有与输出锥齿轮（106）啮合的输入锥齿轮（105），输入锥齿轮（105）通过传动轴（104）与调节电机（103）的输出轴固定连接，所述传动轴（104）转动设置在支撑臂（101）内部，所述的限制块（304）由两个半圆弧凸块组成，凸块表面与传动带（305）滑动连接，其中一个凸块用于支撑传动带（305），使传动带（305）保持圆弧形状布置在弧形架（303）上，所述支撑框（301）通过旋转盘（302）与中心控制室（201）下表面转动连接，所述中心控制室（201）内部固定安装有用于驱动旋转盘（302）转动的微调电机（315），所述中心控制室（201）上固定安装有支撑平台（202），支撑平台（202）上固定安装有储存桶（204），储存桶（204）内设置有水泵，水泵通过水管（205）与喷涂管（310）相连通，所述支撑平台（202）上还固定安装有蓄电池（203），所述支撑框（301）的两侧分别固定安装有第一防护罩（311）和第二防护罩（312），用于减少桨叶（123）转动对喷涂管（310）喷雾的影响。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力线路的智能维护装置，其特征在于：所述桨叶转动中心柱底座（116）上还固定安装有用于驱动桨叶转动中心柱（117）和桨叶（123）转动的驱动电机（124），所述执行环（118）上对称安装有两个执行齿条（114）。

3.根据权利要求2所述的一种用于电力线路的智能维护装置，其特征在于：所述桨叶转动中心柱底座（116）上固定安装有传动支撑板（115）和执行齿轮支架（113），传动支撑板（115）和执行齿轮支架（113）上分别转动安装有两个执行齿轮（112）和主动齿轮（110），同一侧的执行齿轮（112）和主动齿轮（110）之间通过传动杆（111）固定连接，两个所述执行齿轮（112）分别与两个执行齿条（114）啮合。

4.根据权利要求3所述的一种用于电力线路的智能维护装置，其特征在于：所述传动支撑板（115）上还固定安装有两个对称设置的传动齿轮（109），每个传动齿轮（109）上均固定安装有蜗轮（108），并且两个传动齿轮（109）分别与对应的主动齿轮（110）啮合，两个所述蜗轮（108）之间螺纹啮合有蜗杆（107），蜗杆（107）转动安装在传动支撑板（115）上，蜗杆（107）上还固定安装有输出锥齿轮（106）。

5.根据权利要求4所述的一种用于电力线路的智能维护装置的维护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11、通过飞控系统控制六个驱动电机（124）的转动速度，将装置移动至绝缘子串的上方；

S22、将储存桶（204）内的PRTV防污闪涂料雾化，并喷涂在绝缘子表面；

S33、将喷涂管（310）沿着绝缘子串的轴向方向移动；

S44、将喷涂管（310）旋转180°，使喷涂管（310）位于绝缘子串下方；

S55、继续通过喷涂管（310）向绝缘子表面喷涂PRTV防污闪涂料；

S66、将装置旋转180°，然后降落。