CN212343179U - 输电线路挂线机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路挂线机器人，机器人包括马鞍机架、导线爪夹和电磁吸附机构，马鞍机架包括要导线布置的条形槽，一对导线爪夹连接于马鞍机架上、分设于条形槽两侧，电磁吸附机构连接于马鞍机架上。上线时，通过无人机携运机器人至导线上，调位至与导线对正，通过马鞍机架与导线挂接，通过导线爪夹与导线锁紧，完成上线。即可控制电磁吸附机构断电，释放无人机，留挂线机器人在导线上作为作业支点。下线时，控制无人机飞至挂线机器人上，电磁吸附机构通电与无人机吸附；操控导线爪夹松开导线，即可运回地面。能够避免常规作业需要人员将电力机器人通过拉扯吊绳上下导线，减少了检修人员的体力消耗，降低了作业风险。

Description

输电线路挂线机器人

技术领域

本实用新型属于输电线路带电作业技术领域，特别是涉及一种输电线路挂线机器人。

背景技术

输电线路带电作业是在高压架空输电线路上不停电进行检修、测试的一种作业方法，是保障电网安全稳定运行和确保电网供电可靠性的重要技术手段，能给电网运营带来巨大的经济效益，给可靠供电带来巨大的社会效益，但目前带电作业依然存在以下问题：一是作业人员劳动强度大。带电作业要靠作业人员去现场实施，劳动强度大、工作效率低、运行成本高，一些简单的带电作业可以用机器人代替，但目前没有成熟带电作业机器人而无法实现。二是现场安全管控风险高。带电作业现场安全管控主要以“人防”为主，严重依赖作业人员的工作经验，安全防护手段极为单一，个体管控差异参差不齐，存在较大的安全风险。

带电维修作业工作的开展都必须由带电作业人员处于等电位工位、地电位工位和中间电位工位，借助带电作业工具方可完成。等电位作业有许多优点，能够在零距离接触带电设备做检修工作，能够完成许多细致、复杂的检修工作，且能保证取得理想的工作效果；然而，在紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔线路上作业时，横担间和相间距离过小，检修人员要从事等电位作业，必须使人体沿绝缘子移入带电部位，或是用吊栏放入，在进入的过程中会引起相间、相对地短路，这一点严重制约了等电位作业的有效开展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种降低劳动强度和作业风险的输电线路挂线机器人。

本实用新型提供的这种输电线路挂线机器人，该机器人包括马鞍机架、导线爪夹和电磁吸附机构，马鞍机架包括要导线布置的条形槽，一对导线爪夹连接于马鞍机架上、分设于条形槽两侧，电磁吸附机构连接于马鞍机架上。

所述马鞍机架包括侧板、顶座和压线组件；侧板为矩型板，其底边向外折弯，其几何中心设有安装座、顶部设有升降槽、实体上设若干减重孔；一对侧板相对布置，顶座连接于两侧板之间、顶边与侧板的顶边平齐，压线组件连接于两侧板内。

所述侧板的底部连接有外扩的折弯板。

所述压线组件包括压线轮、轮座和导向杆；压线轮包括轮体和轮轴，轮轴为阶梯轴，其两端为螺纹小径段；一对轮座分设于两所述侧板外；一对导向杆分设于螺纹小径段上通过螺母锁紧；压线轮的轮体设置于两侧板内，轮轴两端伸至升降槽中使导向杆的顶端伸至轮座内。

所述轮座包括安装侧板和导向套，导向套的底端设有豁口以便压线轮升降，顶端设有封板；所述导向杆伸至导向套内，导向杆外套弹簧，弹簧的一端与轮轴接触、另一端与封板接触。

所述导线爪夹包括爪座和安装于爪座内的电机、传动机构、丝杆、螺母座、主爪和副爪；传动机构的输入端与电机的输出轴相连、输出端与丝杆相连，螺母座连接于丝杆外、主爪和副爪相对布置于螺母座两侧、中部分别与爪座铰接。

所述爪座包括并列布置的电机安装位和丝杆安装位；丝杆安装位底部设有耳板。

所述传动机构包括输入齿轮、输出齿轮和封壳，输入齿轮固接于电机的输出轴外、位于电机安装位下，输出齿轮与丝杆固接位于丝杆安装位下，输入齿轮和输出齿轮常啮合，封壳可拆卸连接于所述爪座底部封闭输入齿轮和输出齿轮。

所述主爪包括主夹手和连杆，主夹手中部设有插槽，连杆的顶端与所述螺母座铰接、底端与主夹手铰接，主夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处；副爪包括副夹手和连杆，副夹手的底端能够插入插槽内，连杆的顶端与所述螺母座铰接、底端与副夹手铰接，副夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处；电机驱动螺母座沿丝杆升降控制副爪与主爪开、合。

本实用新型投入使用后上线时，将挂线机器人电磁吸附与无人机下，然后通过无人机携运至导线上方，调位至与导线对正后，通过马鞍机架与导线挂接，通过导线爪夹与导线锁紧，完成上线，即可控制电磁吸附机构断电，释放无人机，控制无人机返回并留挂线机器人在导线上作为作业支点。作业完成后需下线时，无人机飞至挂线机器人上方，电磁吸附机构通电与无人机吸附；操控导线爪夹松开导线，即可操控无人机将设备运回地面。能够通过无人机辅助完成上下线操作，避免常规作业需要人员将电力机器人通过拉扯吊绳上下导线，减少了检修人员的体力消耗，降低了作业风险。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的立体示意图。

图2为图1的左视放大示意图。

图3为本优选实施例中顶座的立体放大示意图。

图4为本优选实施例中压线组件的立体放大示意图。

图5为本优选实施例中导线爪夹的立体放大示意图。

图6为本优选实施例中导线爪夹去掉爪座后的立体放大示意图。

图7为本优选实施例携运带电作业机器人挂线初态示意图。

图示序号：

A—挂线机器人，

1—马鞍机架，

11—侧板,

12—顶座,

13—压线组件、131—压线轮、132—轮座、133—导向杆、134—弹簧、a—轮体、b—轮轴、c—安装侧板、d—导向套、e—封板，

14—安装座,

15—折弯板，

2—导线爪夹，

21—爪座、211—电机安装位、212—丝杆安装位、213—耳板，

22—电机，

23—传动机构、231—输入齿轮、232—输出齿轮、233—封壳，

24—丝杆，

25—螺母座，

26—主爪、261—主夹手、262—连杆、263—插槽，

27—副爪、271—副夹手，

3—电磁吸附机构；

B—带电作业机器人；

C—无人机；

D—连接机构，D1—顶板，D2—金属底板，D3—伸缩杆；

E—导线。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种输电线路挂线机器人，包括马鞍机架1、导线爪夹2和电磁吸附机构3。电磁吸附机构3选用吸附能力不小于100kg的电磁铁，电磁铁通过底座安装于马鞍机架顶面上。一对导线爪夹2连接于马鞍机架1的两端、分设于条形槽两侧，一对电磁吸附机构3对称连接于马鞍顶面。

其中马鞍机架1包括侧板11、顶座12和压线组件13。侧板为矩型板，其底边向外折弯，其中一侧板的几何中心设有安装座14用以装配带电作业机器人，两侧板的顶部均设有升降槽，实体上设若干减重孔；一对侧板相对布置，顶座12连接于两侧板之间、顶边与侧板的顶边平齐，压线组件13连接于两侧板内，两侧板之间的空间形成用于挂接导线的条形槽，并在侧板底部设有向外延伸的折弯板14以便增加槽口的宽度利于挂线。

如图3所示，顶座12为矩型座，其两端设有豁口以便安装压线组件13，其顶部设有安装口用于安装电磁吸附机构3，其侧壁中部设有孔组用以与侧板相连。

如图1、图4所示，压线组件13包括压线轮131、轮座132和导向杆133；压线轮131包括轮体a和轮轴b，轮轴为阶梯轴，其两端为螺纹小径段，一对导向杆分设于螺纹小径段上通过螺母锁紧；轮座132包括安装侧板c和导向套d，导向套的底端设有豁口以便压线轮升降，顶端设有封板；导向杆伸至导向套内，导向杆外套弹簧134，弹簧的一端与轮轴接触、另一端与封板e接触。装配时，将一对轮座连接于两侧板升降槽外；压线轮的轮体设置于两侧板内，轮轴两端伸至升降槽中使导向杆的顶端伸至轮座内。挂线时轮体压在导线上，在重力的作用下弹簧压缩保证与导线贴合，以利于导线爪夹2更好的与导线夹紧。

如图5所示，导线爪夹2包括爪座21、电机22、传动机构23、丝杆24、螺母座25、主爪26和副爪27。

爪座21包括并列布置的电机安装位211和丝杆安装位212，丝杆安装位底部设有耳板213。

如图6所示，传动机构23包括输入齿轮231、输出齿轮232和封壳233，输入齿轮固接于电机的输出轴外、位于电机安装位下，输出齿轮与丝杆固接位于丝杆安装位下，输入齿轮和输出齿轮常啮合，封壳可拆卸连接于爪座底部封闭输入齿轮和输出齿轮。

主爪26包括主夹手261和连杆262，主夹手中部设有插槽263，连杆的顶端与螺母座铰接、底端与主夹手铰接，主夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处。

副爪27包括副夹手271和连杆，副夹手的底端能够插入插槽内，连杆的顶端与螺母座铰接、底端与副夹手铰接，副夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处；电机驱动螺母座沿丝杆升降控制副爪进入主爪插槽内或从插槽内退离。

当挂线机器人挂于导线上方时，在挂线机器人重力的反作用力的作用下，压缩弹簧保证挂线机器人的压线轮与导线紧密接触；在控制导线爪夹的电机启动，通过传动机构带动丝杆转动，螺母座沿丝杆升降，带动主爪与副爪相对运动，当副夹手插入主夹手的插槽内时夹紧导线，副夹手自主夹手的插槽内退离时松开导线。

如图7所示，运用这种挂线机器人A携带带电作业机器人B上下线时，可配合无人机C进行。具体步骤为：

1)、根据检修需要，选择需要进入等电位的带电作业机器人，并将它安装于挂线机器人的安装座外；

2)、配合无人机作业，在无人机下设摄像头，控制电磁吸附机构通电将无人机与挂线机器人通过连接机构D相连；

3)、启动无人机，带动装置与带电作业机器人的装配体飞行至导线E上方；

4)、根据摄像头实时监测的视觉信息调整无人机位置，使挂线机器人与导线对正，控制无人机下行使马鞍机架挂于导线上；

5)、控制导线爪夹夹紧导线，完成挂线，即可操控带电作业机器人进入等电位工作；

6)、切断电磁吸附机构电源，使无人机与挂线机器人断开连接，控制无人机返回地面；

7)、控制无人机飞至挂线机器人上方，电磁吸附机构通电与连接机构吸附；

8)、控制导线爪夹松开导线，即可操控无人机将设备运回地面。

无人机C选用八旋翼机器人，并在其底部配制摄像头以更好的贯穿挂线机器人与导线的相对位置。连接机构D包括顶板D1、金属底板D2和伸缩杆D3，伸缩杆的一端与顶杆相连、另一端与金属底板相连，连接结构以其顶板与无人机的底杆相连、以金属底板与挂线机器人电磁吸附，通过伸缩杆实现无人机与挂线机器人的软连接，避免吸附时出现倾倒的现象。

本实用新型在使用时通过无人机与挂线机器人协同作业，将无人机与挂线机器人通过连接机构相连，连接机构与挂线机器人电磁吸附，通过通断电即可控制连接或断开。上线时，将带电作业机器人装配于挂线机器人上，然后通过无人机携运至导线上方，并调位至与导线对正后使挂线机器人与导线挂接锁紧，即可控制电磁吸附机构断电，释放无人机与连接机构，即可控制无人机返回并留挂线机器人与带电作业机器人在导线上进行作业，作业完成后无人机飞至挂线机器人上方，电磁吸附机构通电与连接机构吸附；操控挂线机器人的导线爪夹松开导线，即可操控无人机将设备运回地面。能够通过无人机辅助完成上下线操作，避免常规作业需要人员将电力机器人通过拉扯吊绳上下导线，减少了检修人员的体力消耗，降低了作业风险。

Claims (9)

1.一种输电线路挂线机器人，其特征在于：该机器人包括马鞍机架、导线爪夹和电磁吸附机构，马鞍机架包括要导线布置的条形槽，一对导线爪夹连接于马鞍机架上、分设于条形槽两侧，电磁吸附机构连接于马鞍机架上。

2.如权利要求1所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述马鞍机架包括侧板、顶座和压线组件；侧板为矩型板，其底边向外折弯，其几何中心设有安装座、顶部设有升降槽、实体上设若干减重孔；一对侧板相对布置，顶座连接于两侧板之间、顶边与侧板的顶边平齐，压线组件连接于两侧板内。

3.如权利要求2所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述侧板的底部连接有外扩的折弯板。

4.如权利要求2所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述压线组件包括压线轮、轮座和导向杆；压线轮包括轮体和轮轴，轮轴为阶梯轴，其两端为螺纹小径段；一对轮座分设于两所述侧板外；一对导向杆分设于螺纹小径段上通过螺母锁紧；压线轮的轮体设置于两侧板内，轮轴两端伸至升降槽中使导向杆的顶端伸至轮座内。

5.如权利要求4所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述轮座包括安装侧板和导向套，导向套的底端设有豁口以便压线轮升降，顶端设有封板；所述导向杆伸至导向套内，导向杆外套弹簧，弹簧的一端与轮轴接触、另一端与封板接触。

6.如权利要求1所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述导线爪夹包括爪座和安装于爪座内的电机、传动机构、丝杆、螺母座、主爪和副爪；传动机构的输入端与电机的输出轴相连、输出端与丝杆相连，螺母座连接于丝杆外、主爪和副爪相对布置于螺母座两侧、中部分别与爪座铰接。

7.如权利要求6所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述爪座包括并列布置的电机安装位和丝杆安装位；丝杆安装位底部设有耳板。

8.如权利要求6所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述传动机构包括输入齿轮、输出齿轮和封壳，输入齿轮固接于电机的输出轴外、位于电机安装位下，输出齿轮与丝杆固接位于丝杆安装位下，输入齿轮和输出齿轮常啮合，封壳可拆卸连接于所述爪座底部封闭输入齿轮和输出齿轮。

9.如权利要求6所述的输电线路挂线机器人，其特征在于：所述主爪包括主夹手和连杆，主夹手中部设有插槽，连杆的顶端与所述螺母座铰接、底端与主夹手铰接，主夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处；

副爪包括副夹手和连杆，副夹手的底端能够插入插槽内，连杆的顶端与所述螺母座铰接、底端与副夹手铰接，副夹手的中部铰接于丝杆安装位下方的耳板处；电机驱动螺母座沿丝杆升降控制副爪与主爪开、合。

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