CN206947855U - 一种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,包括安装架、横向驱动装置、纵向伸缩装置和一对夹持手柄,夹持手柄的上端为夹持环,两夹持手柄的中部通过销轴铰接为一体形成剪刀式结构,横向驱动装置连接于安装架上,包括横向驱动电机和横向丝杆传动组件,夹持手柄的下端连接于横向丝杆传动组件上,横向驱动电机输出的旋转运动使横向丝杆传动组件带动夹持手柄张开和收拢。两夹持手柄铰接成剪刀状的结构具有边移动边升降的优势,使得夹持臂装置的结构相对简单,两夹持手柄边收拢边上升将绝缘子的钢帽夹住,两夹持手柄边张开边下降,松开绝缘子钢帽的同时下降,以避免整个夹持臂装置在移动位置时与绝缘子发生碰撞。

Description

一种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置
技术领域
本实用新型涉及一种特高压输电线路用机器人,具体涉及一种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置。
背景技术
特高压输电线路在长期运行中,线路绝缘子不仅受到污秽、鸟害、冰雪、高温等环境因素的影响,而且在电气上还要承受强电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用,使得绝缘子阻值降低甚至劣化。当线路中低值或零值绝缘子片数超过规定时极易发生闪络事故,影响线路甚至电网的安全稳定运行。同时,由于超和特高压输电线路停电检修的概率低,因此对特高压线路中绝缘子带电检测和清扫具有十分重要的意义。
超和特高输电线路直线串,V串等挂线形式的绝缘子容易受到重力、风速等外界因素影响,导致绝缘子串发生下垂现象。国内外在线检测机器人攀行过程中,运动轨迹容易造成微小偏差,随着检测机器人不断前进,误差将逐渐累积。当爬行到一定距离时,检测机器人无法精确的执行相关任务,也使得超和特高输电线路运用检测机器人成为一道技术难题。
停电清扫通常由人工用抹布或刷子等简易工具在停电设备上进行清扫。受污秽盐密成分的影响,绝缘子很难清扫彻底,而且具有劳动强度大和工作效率低等缺点;同时由于随着设备停电机会越来越少,停电清扫时限性强。
带电水清扫是通过控制水流对绝缘子冲洗,但在潮湿环境下,容易造成人身伤害。
带电气吹清扫主要是通过控制气流进而对绝缘子进行冲洗,这种方法应用时吹出的灰尘或锯末会对绝缘子造成二次污染。
带电干清扫是用绝缘清扫刷干扫绝缘子,但其只用于清扫粘结不牢固的浮尘。带电干清扫设备有便携式软轴连接高压带电清扫杆和叉车配套型高压带电自动清扫机等。前者需要人工把持清扫杆操作,劳动强度大,适用电压等级低,清扫高度低;后者要靠叉车的移动来调整清扫方向和距离,操作不方便,自动化相对较低。
带电机械驱动化学剂清扫,首先是用化学剂冲洗绝缘子污垢,再用操作杆头部的机械马达驱动清扫绝缘子,然而其持举的清扫机较重,导致作业不灵活,容易产生清扫死角,对于不是对地垂直悬挂的一部分悬式绝缘子,该清扫机将无能为力。
目前,绝缘子带电检测的方法有火花叉检测法、电场法、超声波检测法、紫外检测法、电晕脉冲法等。
火花叉检测高电压等级的输电线路绝缘子时,检测的绝缘子片数多,离杆塔较远,检测人员工作强度大,并且输电线路上存在电晕现象,电晕的声音会影响火花放电声音,导致检测人员可能产生误判。
电场法通过检测绝缘子与正常绝缘子的电场分布情况进行比较,用以判断该绝缘子是否为劣质绝缘子,这类方法对软件依赖性比较强,软件的好坏对比较结果影响很大。
超声波检测法通过对接收到的超声波进行处理检测出劣质绝缘子,可以准确的检测出开裂的绝缘子,但对未开裂的绝缘子不起作用,这类方法有很大的局限性。
紫外检测法的原理是局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线,当绝缘子表面形成导电性碳化通道时,局部放电加剧,但检测结果容易受到观察角度的影响,检测设备也比较昂贵。
电晕脉冲法是通过测量绝缘子电晕脉冲电流的方法来判断绝缘子的绝缘状况,该方法容易受到现场干扰的影响,故电晕脉冲电流在绝缘子正常时也可能产生,且随着输电线路电压的波动其值也在发生变化。由于环境因素,绝缘子表面形成污秽,极易引发污闪事故,因此对绝缘子要进行定期清扫。目前绝缘子清扫技术从形式上分为停电清扫、带电水清扫、带电气吹清扫、带电干清扫、带电机械驱动化学剂清扫。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种可用于特高压输电线路自动检测和清扫机器人的自动夹持臂装置,结构简单,运动稳定。
本实用新型提供的这种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,包括安装架、横向驱动装置和一对夹持手柄,夹持手柄的上端为夹持环,两夹持手柄的中部通过销轴铰接为一体形成剪刀式结构,横向驱动装置连接于安装架上,包括横向驱动电机和横向丝杆传动组件,夹持手柄的下端连接于横向丝杆传动组件上,横向驱动电机输出的旋转运动使横向丝杆传动组件带动夹持手柄张开和收拢。
上述技术方案的一种实施方式中,所述安装架包括侧板、连接柱和T型连接座,侧板的形状为Y型,数量有两块,旋转九十度平行布置,连接柱为空心柱,其两端连接于两侧板的下侧分叉上,T型连接座倒置后连接于两侧板的内端之间。
上述技术方案的一种实施方式中,所述横向丝杆传动组件包括横线丝杆、横向导向杆、横向导轨和横向滑块座,横向丝杆和横向导向杆平行连接于所述安装架两侧板叉头的上侧分叉上,横向导向杆位于横向丝杆的外上侧,横向导向杆相对侧板无转动,横向丝杆的两端穿过侧板处均连接轴承,使横向丝杆可相对侧板转动,横向导轨安装于所述连接柱的上表面,位于横向导向杆和横向丝杆之间的下方;横向丝杆的两端螺纹旋向相反,横向丝杆的两端分别连接有螺母座,横向滑块座有两个,分别与螺母座连为一体,横向丝杆和横向导向杆均穿过横向滑块座,横向滑块座上有相应的连接孔。
上述技术方案的一种实施方式中,所述横向丝杆的长度方向中间位置处连接有滚动轴承,所述螺母座连接于滚动轴承两端的横向丝杆上。
上述技术方案的一种实施方式中,所述横向滑块座用于连接所述横向导向杆的连接孔中过盈连接有直线轴承,横向导向杆从直线轴承的中心孔中穿过,直线轴承可沿横向导向杆移动。
上述技术方案的一种实施方式中,所述T型连接座的长度方向中间位置处连接有与所述安装架侧板平行的拉板座,所述横向丝杆上的滚动轴承从拉板座中穿过,所述横向导向杆从拉板座中穿过。
上述技术方案的一种实施方式中,所述横向滑块座的上端有U型槽,所述夹持手柄的下端分别铰接于横向滑块座上端的U型槽中。
上述技术方案的一种实施方式中,所述T型连接座的内侧连接有沿所述夹持手柄高度方向的升降组件,升降组件包括可沿T型连接座上下滑动的升降杆及连接于其上端的T型头,T型头的外端与所述夹持手柄铰接处的销轴连为一体。
上述技术方案的一种实施方式中,所述横向驱动电机为减速电机,安装于所述连接柱上,减速电机的输出轴与所述横向丝杆连为一体。
本装置的一对夹持手柄铰接成剪刀状结构,横向驱动电机使横向丝杆传动组件的横向丝杆的旋转运动转化为夹持手柄下端在横向丝杆上的直线运动,从而实现两夹持手柄的张开和收拢。两夹持手柄铰接成剪刀状的结构具有边移动边升降的优势,使得夹持臂装置的结构相对简单,两夹持手柄边收拢边上升将绝缘子的钢帽夹住,两夹持手柄边张开边下降,松开绝缘子钢帽的同时下降,以避免整个夹持臂装置在移动位置时与绝缘子发生碰撞。为了进一步保证夹持手柄升降过程中的稳定性,在安装架和夹持手柄的铰接销轴之间设置升降组件,通过升降组件给夹持手柄的升降运动提供导向作用。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的主视结构示意图。
图2为图1的俯视示意图(未画横向驱动装置)。
图3为图1的左视示意图。
图4为图1的轴侧示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示,本实施例公开的这种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,包括一对夹持手柄1、安装架2、横向驱动装置。
安装架2包括侧板21、连接柱22和T型连接座23。侧板21有两块,形状为Y型。两块侧板21旋转九十度对称布置,连接柱22位空心柱,其两端连接于两侧板21叉头的下侧分叉上,T型连接座23倒置后连接于两侧板21的内端之间。
横向驱动装置包括横向驱动电机31、输出齿轮SCL、传动齿轮CDL、传动链条LT、横向丝杆32、横向导向杆33、横向导轨34和横向滑块座35。横向驱动电机31在图1中未标示序号,因为本实施例将横向驱动电机31采用安装于连接柱22的内腔中。
横向丝杆32和横向导向杆33平行连接于两侧板21叉头的上侧分叉上,其中横向导向杆33位于横向丝杆32的外上侧,横向导向杆33相对侧板21无转动,横向丝杆32的两端穿过侧板21处均连接有轴承,使横向丝杆32可相对侧板21转动。
横向导轨34安装于连接柱22的上表面,位于横向导向杆33和横向丝杆32之间的下方。
横向丝杆32的长度方向中间位置处连接有滚动轴承,横向丝杆32上滚动轴承的两侧对称连接有包括丝杆螺套和法兰板的T型螺母座,法兰板端靠近滚动轴承。横向丝杆32两端的螺纹旋向相反,以使两端的T型螺母座沿横向丝杆相背或者相向运动。
横向滑块座35有两个,可沿横向导轨34滑动,每个横向滑块座35的下端通过滑槽安装于横向导轨34上,滑块座的上端有U型槽。
横向丝杆32和横向导向杆33均穿过横向滑块座35,横向丝杆32上T型螺母座的丝杆螺套位于横向滑块座35的连接孔中、法兰板与横向滑块座35连为一体,横向滑块座35用于连接横向导向杆33的安装孔中过盈配合连接有直线轴承,横向导向杆从直线轴承的中心孔中穿过,直线轴承可相对于横向导向杆33移动。
T型连接座23的长度方向中间位置处连接有与侧板21平行的拉板座24,将横向丝杆32和横向导向杆33连为一体。
夹持手柄1包括柄臂和其上端的夹持环,两柄臂的中部通过销轴铰接成剪刀状,两柄臂上端的夹持环相对布置,柄臂的下端铰接于横向滑块座35上端的U型槽中。夹持手柄1上端的夹持环内壁有环形凹槽,用于夹住绝缘子钢帽的凸环。
横向驱动电机31输出轴上连接的输出齿轮SCL通过链条LT带动传动齿轮CDL转动,传动齿轮CDL通过联轴器与横向丝杆32的一端连接,所以输出齿轮转动带动横向丝杆32转动。为了安全起见,在输出齿轮、传动齿轮及链条外设置保护罩,保护罩图中未画出。
夹持臂装置的工作原理如下:横向丝杆的转动互转化为横线丝杆上T型螺母座的直线运动,T型螺母座带动两滑块座沿横向丝杆和横向导向杆上相对或者相向运动,滑块座的下端沿横向导轨滑动,两夹持手柄张开时,两滑块座相向运动,两夹持手柄合拢时,两滑块座相背运动。横向导向杆和横向导轨的配合使滑块座的横向滑动更稳定。
两夹持手柄张开和合拢时,铰接处下降和上升,为了保证夹持手柄上升和下降的稳定性,在T型连接座23上设置升降组件,升降组件包括升降杆25和连接于其上端的T型头26。T型连接座的侧壁设置沿高度方向的滑槽,升降杆插接于滑槽中,可沿滑槽上下移动,T型头的外端与夹持手柄的铰接销轴连为一体,这样升降组件即可给夹持手柄的升降运动起稳定的导向作用。

Claims (9)

1.一种带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:该装置包括安装架、横向驱动装置和一对夹持手柄,夹持手柄的上端为夹持环,两夹持手柄的中部通过销轴铰接为一体形成剪刀式结构,横向驱动装置连接于安装架上,包括横向驱动电机和横向丝杆传动组件,夹持手柄的下端连接于横向丝杆传动组件上,横向驱动电机输出的旋转运动使横向丝杆传动组件带动夹持手柄张开和收拢。
2.如权利要求1所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述安装架包括侧板、连接柱和T型连接座,侧板的形状为Y型,数量有两块,旋转九十度平行布置,连接柱为空心柱,其两端连接于两侧板的下侧分叉上,T型连接座倒置后连接于两侧板的内端之间。
3.如权利要求2所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述横向丝杆传动组件包括横线丝杆、横向导向杆、横向导轨和横向滑块座,横向丝杆和横向导向杆平行连接于所述安装架两侧板叉头的上侧分叉上,横向导向杆位于横向丝杆的外上侧,横向导向杆相对侧板无转动,横向丝杆的两端穿过侧板处均连接轴承,使横向丝杆可相对侧板转动,横向导轨安装于所述连接柱的上表面,位于横向导向杆和横向丝杆之间的下方;横向丝杆的两端螺纹旋向相反,横向丝杆的两端分别连接有螺母座,横向滑块座有两个,分别与螺母座连为一体,横向丝杆和横向导向杆均穿过横向滑块座,横向滑块座上有相应的连接孔。
4.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述横向丝杆的长度方向中间位置处连接有滚动轴承,所述螺母座连接于滚动轴承两端的横向丝杆上。
5.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述横向滑块座用于连接所述横向导向杆的连接孔中过盈连接有直线轴承,横向导向杆从直线轴承的中心孔中穿过,直线轴承可沿横向导向杆移动。
6.如权利要求4所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述T型连接座的长度方向中间位置处连接有与所述安装架侧板平行的拉板座,所述横向丝杆上的滚动轴承从拉板座中穿过,所述横向导向杆从拉板座中穿过。
7.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述横向滑块座的上端有U型槽,所述夹持手柄的下端分别铰接于横向滑块座上端的U型槽中。
8.如权利要求2所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述T型连接座的内侧连接有沿所述夹持手柄高度方向的升降组件,升降组件包括可沿T型连接座上下滑动的升降杆及连接于其上端的T型头,T型头的外端与所述夹持手柄铰接处的销轴连为一体。
9.如权利要求3所述的带电检测和清扫一体化机器人的夹持臂装置,其特征在于:所述横向驱动电机为减速电机,安装于所述连接柱上,减速电机的输出轴与所述横向丝杆连为一体。
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