CN205290969U - 一种带电作业机器人自提升上线装置 - Google Patents

Abstract

一种带电作业机器人自提升上线装置，包括承载框架（1）、夹紧轮组、电机（6）和控制箱（8），承载框架为长方形框架，两边框两端设有竖板（2），竖板内侧上部固定有定滑轮轴、下部固定有活动支架轴（12），定滑轮轴上有定滑轮（5），活动支架轴上可摆动地支承着一活动支架（4）的一端，活动支架的另一端固定有驱动轮轴，驱动轮轴上有自带电机的驱动轮（3）；两根事先通过射绳器将中部抛射悬挂在输电电缆上的绝缘绳（10），绝缘绳绳头先从驱动轮的外侧绕到与定滑轮相对的驱动轮内侧、再向上绕到定滑轮的内侧、最后从定滑轮的外侧向下延伸固定在底面上。本实用新型可通过在地面上的遥控操作，实现带电作业机器人的自动上线和下线过程。

Description

一种带电作业机器人自提升上线装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力系统输电线路的带电作业机器人自提升上线装置。

背景技术

随着自动化及智能控制水平的提高，各种机器人，如自动巡线机器人、除冰机器人等在电力系统中的应用日益增多。这些机器人能有效的减少工人的劳动强度，降低人工带电作业的风险，有效提高线路的维护水平。

然而，机器人的投放大多仍采用人工辅助投放的方法，上线或下线时需要工人登上塔架或者通过软梯/吊篮等进行带电操作，这与设计机器人的初衷是相悖的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种带电作业机器人自提升上线装置，其可以在避免或减少工人带电登塔的条件下，通过在地面上的遥控操作，实现带电作业机器人的自动上线和下线过程。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种带电作业机器人自提升上线装置，包括承载框架、夹紧轮组、电机和控制箱，其特征是：

所述的承载框架为水平长方形框架，相对的两边框靠近两端的部位上设有竖板，另两根边框的其中之一上，设有两根竖立的配合机器人锁紧用定位柱销；

所述竖板内侧的上部固定有水平的定滑轮轴、下部则固定有水平的活动支架轴，定滑轮轴上支承有定滑轮，活动支架轴上可摆动地支承着一活动支架的一端，活动支架的另一端固定有水平的驱动轮轴，驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮，定滑轮和驱动轮位于同一平面内并使得两者具有相对的内侧和相背的外侧；

还包括两根事先通过人力或者射绳器将中部抛射悬挂在输电电缆上的绝缘绳，绝缘绳绳头对应地缠绕在定滑轮和驱动轮之后固定在地面上，缠绕方式为：绝缘绳绳头从上往下时先从驱动轮的外侧绕到与定滑轮相对的驱动轮内侧、再向上绕到定滑轮的内侧、最后从定滑轮的外侧向下延伸固定在底面上。

在上述基本型的基础上，本实用新型还可以有各种改进型：

所述的活动支架4的转动中心到驱动轮转动中心的距离L和驱动轮的直径D相等。

所述的驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮的结构为：竖板上对应于驱动轮轴摆动之处开有弧形孔，所述的驱动轮穿过弧形孔后与电机输出轴连接，电机轴的另一端支承在一固定在所述竖板上的直角弯板的弧形孔内。

所述承载框架中间设有横梁，安装有控制箱，其包含蓄电池组和控制系统。

所述的蓄电池均布在控制箱的左右两侧，以保证自提升上线装置的左右平衡。

所述电机为步进电机。

有益效果：本实用新型的优点：

1、本实用新型通过绝缘绳和驱动轮之间的摩擦力使带电作业机器人沿着绝缘绳自提升，操作人员在地面就可以完成机器人的上下线操作，使用方便，效率高，安全性好；

2、通过计算选择合适的尺寸参数，可以使驱动轮在失去动力的情况下自锁，防止紧急情况下装置整体坠落导致的安全事故；

3、本实用新型通过四个电机驱动装置上升，每个驱动轮都可独立驱动。系统还具有夹紧轮滑移检测和整体倾斜检测功能，可根据检测结果对每个电机单独进行补偿驱动，保证了带电作业机器人整体平稳上升和下降；

4、本实用新型采用无线通信技术和地面主控系统及机器人进行通信，地面操作人员可以随时掌握设备的工作情况并发送控制命令。

综上所述，本实用新型所描述的带电作业机器人自提升上线装置具有安全性好、可靠性高、操作方便、使用灵活的优点，而且构造简单，维护方便，可大大降低带电作业机器人上线和下线操作的劳动风险、减少劳动强度、提高生产效率，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为图1实施例中一组夹紧轮组的结构以及绝缘绳绕法的示意图；

图3为本实用新型实施例控制系统的结构示意图。

图中：1-承载框架，2-竖板，3-驱动轮，4-活动支架，5-定滑轮，6-电机，7-直角弯板，8-控制箱，9-定位柱销，10-绝缘绳，11-输电电缆，12-活动支架销轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、图2和图3所示，给出了本实用新型的带电作业机器人自提升上线装置实施例，在该实施例中，本实用新型带电作业机器人自提升上线装置由承载框架、夹紧轮组、电机和控制箱组成。

承载框架1为水平长方形框架，相对的两边框靠近两端的部位上设有竖板2，用于安装夹紧轮组和电机6；另两根边框的其中之一上，设有两根竖立的配合机器人锁紧用定位柱销9，可以方便地使机器人检测到就位信息并和承载框架锁紧；

竖板内侧的上部固定有水平的定滑轮轴、下部则固定有水平的活动支架轴，定滑轮轴上支承有定滑轮，活动支架轴上可摆动地支承着活动支架的一端，活动支架的另一端固定有水平的驱动轮轴，驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮，定滑轮和驱动轮位于同一平面内并使得两者具有相对的内侧和相背的外侧；

还包括两根事先通过人力或者射绳器将中部抛射悬挂在输电电缆上的绝缘绳，绝缘绳绳头对应地缠绕在定滑轮和驱动轮之后固定在地面上，缠绕方式为：绝缘绳绳头从上往下时先从驱动轮的外侧绕到与定滑轮相对的驱动轮内侧、再向上绕到定滑轮的内侧、最后从定滑轮的外侧向下延伸固定在底面上。

驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮的结构为：竖板上对应于驱动轮轴摆动之处开有弧形孔，所述的驱动轮穿过弧形孔后与电机输出轴连接，电机轴的另一端支承在一固定在所述竖板上的直角弯板的弧形孔内。

承载框架中间设有横梁，安装有控制箱8，其包含蓄电池组和控制系统，蓄电池均布在控制箱的左右两侧，以保证自提升上线装置的左右平衡。控制箱8并随承载框架1一起升降，为上线装置提供动力和控制。更进一步，控制箱8可以在一定范围内前后移动，用于调节提升装置和机器人的重心。

包括定滑轮和驱动轮的夹紧轮组共有四组，分别安装在侧面的四个竖板2上，每组包含一个驱动轮3和一个定滑轮5。定滑轮5直接固定在竖板2上；驱动轮3通过活动支架4安装在竖板2上，并能随活动支架4在一段范围内摆动。搭在输电电缆11上的两根绝缘绳10可缠绕在驱动轮3和定滑轮5上，在电机6驱动下，装置整体可沿绝缘绳10上升或下降。

通过计算选择合适的尺寸参数，可以使得在载荷自重作用下，驱动轮3向上摆动并夹紧绝缘绳11，实现自锁，确保了紧急情况下设备的安全。

电机6为步进电机，通过直角弯板7安装于竖板上，直接驱动驱动轮3。

如图2所示，悬挂在输电电缆11上的绝缘绳10首先从外侧绕过驱动轮3，再向上从内侧绕过定滑轮5，之后绳头固定在地面上。通过计算选择合适的尺寸参数，可以实现夹紧轮的自锁。具体地，本实施例中选择活动支架4的转动中心到驱动轮转动中心的距离L和驱动轮的直径D相等，均为40mm，定滑轮的直径为30mm，即可满足自锁的条件。

如图3所示，控制系统由主控模块、驱动控制模块和无线通信模块组成。主控模块检测每个夹紧轮组的滑移、高度以及整体的倾斜，并通过驱动控制模块独立驱动不同的电机进行自动调平；驱动控制模块负责产生各步进电机运动所需要的驱动信号；无线通信模块负责和地面控制系统以及机器人进行通讯，接收地面控制人员的控制指令并将指令执行结果及系统状态返回给地面主控系统。

本实用新型在使用时，首先通过人力或者射绳器将两根绝缘绳10抛射悬挂在输电电缆11上；之后，将绳子的四头分别正确缠绕在夹紧轮组上并将绳头固定在地面上；将带电作业机器人固定在自提升上线装置后，主控发送上线命令启动上线操作，控制系统接到命令后驱动四个电机6转动，依靠绝缘绳10和驱动轮3之间的摩擦力，自提升装置沿着绝缘绳上升；在上升过程中，控制系统不断检测夹紧轮的滑移情况和装置整体倾角，并自动对电机的驱动信号进行调整和补偿，使机器人平稳上升；到达指定高度后，控制系统通知地面主控系统，完成机器人的上线操作。

下线操作的过程反之，此处不再赘述。

Claims (5)

1.一种带电作业机器人自提升上线装置，包括承载框架（1）、由定滑轮和动滑轮构成的夹紧轮组、电机（6）和控制箱（8），其特征是：

所述的承载框架为水平长方形框架，其相对的两边框靠近两端的部位上设有竖板（2），另两根边框的其中之一上，设有两根竖立的配合机器人锁紧用定位柱销（9）；

所述竖板内侧的上部固定有水平的定滑轮轴、下部则固定有水平的活动支架轴（12），定滑轮轴上支承有定滑轮（5），活动支架轴上可摆动地支承着一活动支架（4）的一端，活动支架的另一端固定有水平的驱动轮轴，驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮（3），定滑轮和驱动轮位于同一平面内并使得两者具有相对的内侧和相背的外侧；

还包括两根事先通过人力或者射绳器将中部抛射悬挂在输电电缆上的绝缘绳（10），绝缘绳绳头对应地缠绕在定滑轮和驱动轮之后固定在地面上，缠绕方式为：绝缘绳绳头从上往下时先从驱动轮的外侧绕到与定滑轮相对的驱动轮内侧、再向上绕到定滑轮的内侧、最后从定滑轮的外侧向下延伸固定在底面上。

2.根据权利要求1所述的带电作业机器人自提升上线装置，其特征是：所述的活动支架（4）的转动中心到驱动轮转动中心的距离L和驱动轮的直径D相等。

3.根据权利要求2所述的带电作业机器人自提升上线装置，其特征是：所述的驱动轮轴上支承有自带电机的驱动轮的结构为：竖板上对应于驱动轮轴摆动之处开有弧形孔，所述的驱动轮穿过弧形孔后与电机输出轴连接，电机轴的另一端支承在一固定在所述竖板上的直角弯板（7）的弧形孔内。

4.根据权利要求3所述的带电作业机器人自提升上线装置，其特征是：所述承载框架中间设有横梁，安装有控制箱（8），其包含蓄电池组和控制系统。

5.根据权利要求4所述的带电作业机器人自提升上线装置，其特征是：所述的蓄电池均布在控制箱的左右两侧。