CN1385283A - 高压带电作业机器人装置 - Google Patents

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鲁守银
戚晖
厉秉强
苏建军
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Abstract

一种高压带电作业机器人装置,包括移动汽车、升降机构、绝缘支撑平台、作业机械臂、液压机械手、隔离变压器、发电机和液压油泵、控制柜。升降机构、发电机和液压油泵安装在汽车底盘上,绝缘支撑平台与升降机构的末端相联。作业机械臂、隔离变压器和低压控制柜安装在绝缘支撑平台上。作业机械臂由电机驱动,机械手由液压驱动,计算机通过低压控制装置控制作业机械臂和机械手及其所夹持的装用工具完成各种高压带电作业。

Description

高压带电作业机器人装置
技术领域
本发明涉及了一种高压电力线路带电作业的机器人自动化装置，特别是10kv以上高压线路的高压带电作业机器人装置。
技术背景
高压线路的带电作业已成为保证供电设备安全、可靠运行、提高电网经济运行和为用户服务质量的一个重要检修手段。带电作业的价值也是非常明显的，经济效益和社会效益都是很可观的。但是，目前的带电作业都是人工完成的，即所谓人工带电作业。随着计算机、机器人技术的发展，如果能由机器人进行带电作业，操作人员在远离高压电场的地方通过低压控制装置控制机器人进行带电作业，则可避免高压的威胁。2002年2月20日中华人民共和国知识产权局公开的上海交通大学的“超高压带电清扫机器人”，专利申请号：01126817.4，公开号：CN1336270A，该技术方案只能进行带电清扫作业，无法完成诸如更换绝缘子、避雷器等带电抢修和维护工作，应用范围十分有限。
发明内容
本发明的目的是提供一套能适应高压线路带电断、接引线，带电更换绝缘子，带电修补导线，带电短接跌落开关等带电维护与抢修工作的高压带电作业机器人装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种高压带电作业机器人装置，它包括拖动汽车、升降机构、绝缘支撑平台。升降机构、发电机和液压油泵安装在汽车底盘上，可由汽车拖动，绝缘支撑平台与升降机构的末端相联。升降机构采用液压驱动，有回转、伸缩、末端摆动和平台找平四个自由度。其特点是：有二个关节式六自由度作业机械臂固定在绝缘支撑平台上，作业机械臂的末端手腕安装高绝缘强度的机械手、作业机械臂关节采用电机带动减速器驱动，机械手采取液压驱动，由液压油泵向机械手供油，安装在绝缘支撑平台上的隔离变压器的二次绕组引线与作业机械臂的关节驱动电机和安装在绝缘支撑平台上的控制柜相连，并供给电力，计算机通过低压控制装置控制作业机械臂及机械手所夹持的专用工具，完成相应的带电作业。
作业机械臂由高绝缘强度绝缘材料制成，额定绝缘强度大于10kv，能满足带电作业的绝缘安全要求。绝缘材料采用9363环氧玻璃布制品，密度不小于3*103kg/m3。
作业机械臂关节驱动采用MINS伺服电机和高精度RV减速器，保证了作业中的定位精度。
机械手和液压供油管材料的绝缘强度大于10kv，满足高压带电作业的要求，整个机械手可用综合性能优良的9363环氧玻璃布制品制造。
隔离变压器有一个一次三相线圈、两个及以上二次三相线圈，且其一二次侧及二次侧线圈之间的绝缘强度均大于10kv。多组二次出线实现了每个机械臂、控制系统都分别由单独的二次线圈供电，实现了两个机械臂之间、机械臂与控制系统之间的电气隔离，以确保电气安全。
本发明具有以下优点：
绝缘强度高，三级绝缘防护，能确保带电作业操作人员的人身和设备安全。机械臂轻便灵活，动作准确，定位精度高。车载机动、灵活，应用范围广。
附图说明
下面对说明书附图进一步说明如下：
图1为本发明的结构示意图，各标注顺序如下：1--汽车，2--发电机和液压油泵，3--升降系统，4--绝缘支撑平台，6--控制柜，7--隔离变压器，8--作业机械臂，9--液压机械手，10--控制装置。
具体实施例
在图1所示实施例中，升降系统(3)、发电机和液压油泵(2)安装在汽车(1)底盘上，可由汽车拖动，绝缘支撑平台(4)与升降系统(3)的末端相联。升降机构(3)采用液压驱动，最大油压可达20Mpa，有回转、伸缩、末端摆动和平台找平四个自由度。二个关节式6自由度作业机械臂(8)固定在绝缘平台(4)上，作业机械臂(8)的末端手腕安装高绝缘强度的机械手(9)、作业机械臂(8)采用MINS伺服电机带动RV减速器驱动，机械手(9)采取液压驱动，由液压泵(2)向机械手(9)供油，安装在绝缘支撑平台上的隔离变压器(7)的二次绕组引线与作业机械臂(8)的关节驱动电机和控制柜(6)相连，给其提供220v电源，计算机通过低压控制装置(10)控制作业机械臂(8)及机械手(9)所夹持的专用工具，完成相应的带电作业。
作业机械臂(8)由高绝缘强度材料制成，绝缘强度为42kv，能满足带电作业的绝缘安全要求。绝缘材料可用9363环氧玻璃布制品，密度为3.6*103kg/m3。
作业机械臂(8)关节驱动采用了6台MINS伺服电机和高精度RV减速器，控制精度为0.8mm，保证了作业中的定位精度。
机械手(9)及其液压供油管材料的绝缘强度为42kv，油压可达20Mpa，满足高压带电作业的要求，整个机械手可用综合性能优良的9363环氧玻璃布制品制造。
隔离变压器(7)容量为15KVA，有一个输入电压为380v的一次三相线圈，三个二次三相线圈输出电压均为220v，且其一二次侧及二次侧线圈之间的额定绝缘强度均大于10kv。三组二次出线分别向每个机械臂(8)、控制柜(6)供电，实现了两个机械臂之间、机械臂与控制系统之间的电气隔离，确保电气安全。

Claims (5)

1、一种高压带电作业机器人装置，它包括拖动汽车、升降机构、绝缘支撑平台。升降机构、发电机和液压油泵安装在汽车底盘上，可由汽车拖动，绝缘支撑平台与升降机构的末端相联。升降机构采用液压驱动，有回转、伸缩、末端摆动和平台找平四个自由度。其特征是：有二个关节式六自由度作业机械臂固定在绝缘支撑平台上，作业机械臂的末端手腕安装高绝缘强度的机械手、作业机械臂关节采用电机带动减速器驱动，机械手采取液压驱动，由液压油泵向机械手供油，安装在绝缘支撑平台上的隔离变压器的二次绕组引线与作业机械臂的关节驱动电机和安装在绝缘支撑平台上的控制柜相连，并供给电力，计算机通过低压控制装置控制作业机械臂及机械手所夹持的专用工具，完成相应的带电作业。
2、据权力要求1所述的高压带电作业机器人装置，其特征在于：所说的作业机械臂是由绝缘强度大于10kv的材料制成的，可采用9363环氧玻璃布制品，密度不小于3*103kg/m3。
3、据权力1要求所述的高压带电作业机器人装置，其特征是：所说的作业机械臂关节驱动采用MINS伺服电机和RV减速器。
4、根据权力1要求所述的高压带电作业机器人装置，其特征是：所说的机械手和液压供油管材料的绝缘强度大于10kv，机械手可采用9363环氧玻璃布制品制造。
5、根据权力1要求所述的高压带电作业机器人装置，其特征是：隔离变压器有一个一次三相线圈、两个及以上二次三相线圈，且其一二次侧及二次侧线圈之间的绝缘强度均大于10kv。
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