CN1317110C - 高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构 - Google Patents

高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在高压线路悬垂绝缘子上爬行的机构，包括支撑架、具有夹爪的旋转臂和具有夹爪的固定臂以及使固定臂沿支撑架作直线运动的升降机构；支撑架上设有使旋转臂旋转的旋转机构，旋转臂与旋转机构中的旋转轴联接；旋转臂和固定臂上的夹爪都由活动手指和固定手指组成，旋转臂和固定臂上分别设有使活动手指旋转的旋转机构。本发明配备相应的装置后，可用来完成高压线路悬垂绝缘子污秽的清扫及零值绝缘子的检测工作，以代替人工作业。避免了人工高空危险事故的发生和停电检测清扫所引起的经济损失，具有很强的实用性。

Description

高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构
技术领域
本发明涉及一种在高压线路悬垂绝缘子上爬行的机器人机构，如配备相应的设备，可用来完成高压线路悬垂绝缘子的清扫及检测工作，以代替人工作业。
背景技术
绝缘子是架空高压输电线路上用于导线与铁塔绝缘连接的装置，且是用量最大的绝缘体之一，尤其对老线路更是如此。由于长期的使用，绝缘子表面必然会堆积污垢，从而导致绝缘子的阻值减小，绝缘性能下降，为输电线路的安全正常运行埋下了隐患。
污秽绝缘子的清扫通常是由人工高空作业来完成，属于高空危险作业，危险性很强，而停电检测清扫则会带来巨大的经济损失。鉴于以上原因，如何有效解决污秽绝缘子的带电清扫以及零值绝缘子的带电检测，成为输电部门亟需解决的关键技术问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种在高压线路悬垂绝缘子上爬行的机构，配备相应的设备，可用来完成绝缘子的清扫及检测工作。
本发明提供的技术方案是，一种高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，包括支撑架、具有夹爪的旋转臂和具有夹爪的固定臂以及使固定臂沿支撑架作直线运动的升降机构；支撑架上设有使旋转臂旋转的旋转机构，旋转臂与旋转机构中的旋转轴联接；旋转臂和固定臂上的夹爪都由活动手指和固定手指组成，旋转臂和固定臂上分别设有使活动手指旋转的旋转机构。
上述升降机构由电机驱动的蜗轮蜗杆机构和与蜗轮蜗杆机构传动联接的曲柄滑块机构构成；支撑架上设有滑槽，曲柄滑块机构的滑块设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与滑块固接。
上述升降机构也可以由丝杆螺母机构和驱动丝杆螺母机构的电机构成；支撑架上设有滑槽，丝杆螺母机构的螺母设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与螺母固接。
或者，升降机构由齿轮齿条机构和驱动齿轮齿条机构的电机构成；支撑架上设有滑槽，齿轮齿条机构的齿条设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与齿条固接。
上述使旋转臂旋转的旋转机构由蜗轮蜗杆机构或齿轮机构及驱动蜗轮蜗杆机构或齿轮机构的电机构成，旋转臂与蜗轮蜗杆机构或齿轮机构中的蜗轮轴或齿轮轴联接。
上述旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构由蜗轮蜗杆机构及驱动蜗轮蜗杆机构的电机构成；旋转臂上的蜗轮蜗杆机构中的蜗轮和固定臂上的蜗轮蜗杆机构中的蜗轮分别与其上的活动手指传动联接。
上述旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构也可以由齿轮机构和驱动齿轮机构的电机构成；旋转臂上的齿轮机构中的齿轮和固定臂上的齿轮机构中的齿轮分别与其上的活动手指传动联接。
上述旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构还可以由凸轮机构和驱动凸轮机构的电机构成。旋转臂上的凸轮机构中的凸轮轴和固定臂上的凸轮机构中的凸轮轴分别与其上的活动手指传动联接。
上述旋转臂和固定臂上的夹爪都由单活动手指和双固定手指组成，单活动手指位于双固定手指之间(即在夹爪处于夹紧状态时单活动手指与绝缘子的接触点位于双固定手指与结缘子的接触点之间)。基于相同原理，上述旋转臂和固定臂上的夹爪分别由双活动手指和单固定手指组成，单固定手指位于双活动手指之间(即在夹爪处于夹紧状态时单固定手指与绝缘子的接触点位于双活动手指与结缘子的接触点之间)。
本发明由于采用上述结构，两夹爪相互交替抓紧相邻绝缘子颈部，当旋转臂和固定臂其中之一固定时，通过旋转臂的运动可实现非紧抓于绝缘子臂的旋转运动。当旋转臂和固定臂其中之一固定时，通过升降机构的运动可实现非紧抓于绝缘子臂的升降运动。由此实现高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行沿绝缘子的爬行运动。采用本发明再配备必要的装置，可完成绝缘子清扫和检测等工作；将高压线路悬垂绝缘子清扫工作由人工高空危险作业变为了对人体自身没有危害的机器作业，必将给社会带来巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的旋转臂或固定臂手臂部分的结构示意图；
图3为图1的A-A放大图；
图4为图1的B-B放大图。
具体实施方式
参照图1-4，本发明包括支撑架1、设在支撑架1上的升降机构6、具有夹爪11、13的旋转臂10和具有夹爪18、16的固定臂17；其中升降机构6由电机2驱动的蜗轮蜗杆机构7和与蜗轮蜗杆机构7传动联接的曲柄滑块机构3、4、21构成；支撑架1上设有滑槽22，曲柄滑块机构3、4、21的滑块21设在滑槽22内，具有夹爪16、18的固定臂17与滑块21固接；支撑架1上设有使旋转臂10旋转的蜗轮蜗杆机构9(也可采用齿轮机构)及驱动蜗轮蜗杆机构9的电机8，旋转臂10与蜗轮蜗杆机构9中的蜗轮轴15传动联接；旋转臂10和固定臂17上的夹爪11、13和18、16分别由活动手指11、16和固定手指13、18组成，旋转臂10和固定臂17上分别设有蜗轮蜗杆机构(也可采用齿轮机构或凸轮机构)12、5及驱动蜗轮蜗杆机构的电机14、19，旋转臂10上的蜗轮蜗杆机构12和固定臂17上的蜗轮蜗杆机构5分别与其上的活动手指11、16传动联接。
本发明也可以由丝杆螺母机构和驱动丝杆螺母机构的电机代替由电机2驱动的蜗轮蜗杆机构7和与蜗轮蜗杆机构7传动联接的曲柄滑块机构3、4、21构成的上述升降机构；丝杆螺母机构的螺母设在滑槽22内，具有夹爪的固定臂17与螺母固接。
或者，由齿轮齿条机构和驱动齿轮齿条机构的电机代替由电机2驱动的蜗轮蜗杆机构7和与蜗轮蜗杆机构7传动联接的曲柄滑块机构3、4、21构成的上述升降机构；齿轮齿条机构的齿条设在滑槽22内，具有夹爪的固定臂17与齿条固接。
本发明运动过程如下：初始状态两夹爪11、13和18、16均分别抓住上下相邻两绝缘子颈部，电机19作用于蜗轮蜗杆机构5，固定臂17活动手指16松开绝缘子；接下来，电机8作用于旋转臂10旋转传动蜗轮蜗杆副9，固定臂17摆出绝缘子部分；由升降机构6实现固定臂17的上升：电机2驱动升降传动蜗轮蜗杆副7，曲柄4旋转180°，连杆3推动滑块21及固定手臂部分17升高一绝缘子高度，滑块21与滑槽22之间通过滚珠20实现相对运动。电机8作用于旋转传动蜗轮蜗杆副9，固定臂17靠近绝缘子颈部，电机19作用于蜗轮5，固定臂活动手指16夹紧绝缘子。固定臂夹紧绝缘子后，电机14作用于旋转臂活动手指传动蜗轮蜗杆机构10，旋转臂活动手指11旋转松开绝缘子；接下来，电机8作用于旋转传动蜗轮蜗杆机构9，旋转手臂摆出绝缘子，电机2驱动升降传动蜗轮蜗杆机构7，曲柄4旋转180°，连杆3拉伸滑块21收缩一绝缘子高度，旋转臂上升，电机8作用于旋转臂旋转传动蜗轮蜗杆机构9，旋转手臂靠近绝缘子，电机14作用于旋转臂活动手指传动蜗轮蜗杆机构12，旋转臂活动手指11旋转夹紧绝缘子。依次如此实现其爬升运动。
本发明上述整个运动过程可以通过PLC、单片机等多种方式进行控制。

Claims (10)

1.一种高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：包括支撑架、具有夹爪的旋转臂和具有夹爪的固定臂以及使固定臂沿支撑架作直线运动的升降机构；支撑架上设有使旋转臂旋转的旋转机构，旋转臂与旋转机构中的旋转轴联接；旋转臂和固定臂上的夹爪都由活动手指和固定手指组成，旋转臂和固定臂上分别设有使活动手指旋转的旋转机构。
2.如权利要求1所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：升降机构由电机驱动的蜗轮蜗杆机构和与蜗轮蜗杆机构传动联接的曲柄滑块机构构成；支撑架上设有滑槽，曲柄滑块机构的滑块设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与滑块固接。
3.如权利要求1所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：升降机构由丝杆螺母机构和驱动丝杆螺母机构的电机构成；支撑架上设有滑槽，丝杆螺母机构的螺母设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与螺母固接。
4.如权利要求1所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：升降机构由齿轮齿条机构和驱动齿轮齿条机构的电机构成；支撑架上设有滑槽，齿轮齿条机构的齿条设在滑槽内，具有夹爪的固定臂与齿条固接。
5.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：使旋转臂旋转的旋转机构由蜗轮蜗杆机构及驱动蜗轮蜗杆机构的电机构成，旋转臂与蜗轮蜗杆机构中的蜗轮轴联接。
6.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：使旋转臂旋转的旋转机构由齿轮机构和驱动齿轮机构的电机构成，旋转臂与齿轮机构中的齿轮轴联接。
7.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构由蜗轮蜗杆机构及驱动蜗轮蜗杆机构的电机构成；旋转臂上的蜗轮蜗杆机构中的蜗轮和固定臂上的蜗轮蜗杆机构中的蜗轮分别与其上的活动手指传动联接。
8.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构由齿轮机构和驱动齿轮机构的电机构成；旋转臂上的齿轮机构中的齿轮和固定臂上的齿轮机构中的齿轮分别与其上的活动手指传动联接。
9.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：旋转臂和固定臂上使活动手指旋转的旋转机构由凸轮机构和驱动凸轮机构的电机构成；旋转臂上的凸轮机构中的凸轮轴和固定臂上的凸轮机构中的凸轮轴分别与其上的活动手指传动联接。
10.如权利要求1或2或3或4所述的高压线路悬垂绝缘子清扫机器人爬行机构，其特征在于：旋转臂和固定臂上的夹爪都由单活动手指和双固定手指组成，单活动手指位于双固定手指之间。
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