CN213103430U - 一种输电线路绝缘子清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种输电线路绝缘子清扫机器人，属于绝缘子清扫技术领域，包括上层支架和通过电动推杆与上层支架相连接的下层支架；电动推杆靠近上层支架的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的上夹紧组件；电动推杆靠近下层支架的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的下夹紧组件；上层支架、下层支架均设有用于清扫绝缘子的清扫机构；清扫机构为半圆弧形结构，外侧均设有一根齿条，清扫机构均设于一条弧形轨道上，弧形轨道的两端设有吹风模块和喷洗模块。本实用新型利用夹爪加持绝缘子的钢帽，爬行稳定；结构简单、便于在不同的绝缘子串上轮流作业；不但能够用刷毛清扫，还能用液体清洗，吹干，能够清洗顽固污渍。

Description

一种输电线路绝缘子清扫机器人

技术领域

本实用新型涉及输电线路绝缘子清扫技术领域，具体涉及一种输电线路绝缘子清扫机器人。

背景技术

输电线路绝缘子由于长期处于户外,表面容易附着灰尘,降低其绝缘能力。在潮湿天气情况下，脏污的绝缘子易发生闪络放电即污闪,造成停电事故，给安全供电带来威胁，严重影响电力系统的安全运行。

清扫绝缘子的积污是输电线路检修维护的主要工作之一。目前绝缘子清扫均是在输电线路停电检修期间由人工登塔,用毛刷或抹布进行的。这种清扫方式作业环境危险、恶劣,清扫任务繁重,停电时间短、清扫质量难以得到保证。对于超高压和特高压输电线路,由于绝缘子串长、绝缘子串数量多,使得清扫任务更加繁重,又由于协调停电难度大,往往不能按期清扫而造成绝缘子表面积污严重。虽然目前已经出现了用于高压绝缘子清扫的机器人，但这类机器人一般只能对绝缘子的表面进行简单的清扫，然而绝缘子长期在户外受雨大日晒，表面会粘结污渍，仅仅用刷毛扫一下，清理不干净，仍存在安全隐患。

公开号为CN110899181A的专利文献公开了一种变电站支柱绝缘子清扫机器人及其应用方法，该变电站支柱绝缘子清扫机器人的机器人本体包括一组电动推杆，电动推杆的上端共同连接有上支撑机构、下端共同连接有下支撑机构，上支撑机构、下支撑机构上均设有呈环绕布置以夹持绝缘子边缘的多个夹紧组件，上支撑机构、下支撑机构两者中至少其一带有用于清扫绝缘子外壁的清扫组件，利用多个夹紧组件可实现在绝缘子上的支撑，上支撑机构、下支撑机构和一组电动推杆可实现在绝缘子上的爬升，利用清扫组件可以实现对绝缘子表面的清扫作业，具有实施成本低、作业效率高、安全可靠的优点。

公开号为CN109365406A的专利文献公开了一种用于变电站支柱绝缘子的攀爬清扫机器人，包括夹紧机构、垂直伸缩机构和清扫机构，夹紧机构包括上环抱臂、位于上环抱臂下方的下环抱臂及用于夹紧或松开支柱绝缘子的夹紧件，夹紧件包括设于上环抱臂上的第一夹紧件和设于下环抱臂上的第二夹紧件，垂直伸缩机构包括连接上环抱臂和下环抱臂的电动推杆，通过电动推杆的伸缩使攀爬清扫机器人的位置不断上升，清扫机构包括毛刷和吹风装置，上环抱臂的上端设有环形导轨，环形导轨上设有绕着环形导轨运动的电动车，毛刷设于电动车上，吹风装置位于电动车的下方，在毛刷清扫后，吹风装置对支柱绝缘子进行吹风，使得毛刷清理后留下的灰尘能够被吹掉，进一步提升攀爬清扫机器人的清扫效果。

上述两种机器人夹紧的都是绝缘子，这样容易损伤绝缘子的表面，且不能将绝缘子表层粘结的污垢清扫干净，清扫效果不理想。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种输电线路绝缘子清扫机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种输电线路绝缘子清扫机器人，包括上层支架和通过电动推杆与所述上层支架相连接的下层支架；所述电动推杆靠近所述上层支架的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的上夹紧组件；所述电动推杆靠近所述下层支架的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的下夹紧组件；所述上层支架、下层支架均设有用于清扫绝缘子的清扫机构；所述清扫机构为半圆弧形结构，外侧均设有一根齿条，所述清扫机构均设于一条弧形轨道上，所述弧形轨道的两端设有吹风模块和喷洗模块。

进一步的，所述上层支架为带有第一缺口的环状结构，所述第一缺口位置设有与第一缺口同样形状的上层封口件，所述上层封口件与所述上层支架相连的一端设有用于带动所述上层封口件旋转的上封口电机。

进一步的，所述下层支架为带有第二缺口的环状结构，所述第二缺口位置设有与第二缺口同样形状的下层封口件，所述下层封口件与所述下层支架相连的一端设有用于带动所述下层封口件旋转的下封口电机。

进一步的，所述上层封口件的另一端与所述上层支架连接处，及所述下层封口件的另一端与下层支架连接处均设有自锁组件。

进一步的，所述自锁组件包括相互配合的自锁螺栓和自锁螺母，所述自锁螺母和自锁螺栓之间螺纹配合，所述自锁螺栓带有旋转电机和顶伸电机。

进一步的，所述弧形轨道分别安装于所述上层支架和下层支架上，所述弧形轨道外侧均装有与所述齿条相配合的齿轮,所述齿轮由设置在所述齿轮下方的滑动电机驱动，所述清扫机构安装清扫电机，所述清扫电机的输出轴上安装有毛刷滚筒。

进一步的，所述吹风模块包括设置在弧形轨道两端的电机风扇。

进一步的，所述喷洗模块包括设置在所述弧形轨道两端的喷嘴、与喷嘴相连接的喷管，所述喷管连接液体输送单元，所述液体输送单元包括移动工具车和设置在所述移动工具小车上的储液桶，所述储液桶通过离心泵与所述喷管相连接。

绝缘子的清洁方式主要有两大类：一是接触式清扫；二是水冲式清洗。最早的接触式清扫是人工擦拭，该方法清扫效果好、技术要求低，应用最广泛；但是工作量大、劳动强度高、操作复杂、清扫效率低、安全系数低，逐渐被淘汰。为了提高安全系数、降低劳动强度，设计了长臂绝缘子半自动清扫刷，该清扫刷由两个能够旋转的刷头和两根绝缘杆组成，通过刷头与绝缘子的摩擦实现清扫；但需要人工手持刷杆进行瞄准，操作比较繁琐。随着科学的进步，国内外先后设计了一系列的接触式清扫机器人，自动化程度高、清扫效果好，脱离了人工干预，但是成本太高，很难实现大范围推广。如公开号为CN211160873U的专利公开了一种绝缘子清扫装置，包括：固定架、升降器、凸台、半圆弧轨道、滑台、毛刷架、毛刷、第一电机、第二电机；固定架用于将所述清扫装置固定于绝缘子支架上；升降器固定于固定夹上，用来控制凸台升降；凸台与半圆弧轨道的外侧固定连接，并将半圆弧轨道分成两部分，同时使得半圆弧轨道与升降器呈垂直状；半圆弧轨道的两部分分别设有滑台，滑台可沿半圆弧轨道滑动；每个滑台内固定有第一电机，第一电机与毛刷架连接，第一电机可使毛刷架沿半圆弧轨道的径向平面转动；每个毛刷架内固定有第二电机，第二电机与毛刷连接；毛刷沿半圆弧轨道的径向平面设置。

水冲式清洗是通过高压水束直接冲击污浊的绝缘子，以达到清洗的目的；并且，各种清洗剂的使用提高了清扫效果，喷枪的更新换代增强了其适用性，应用领域越来越广。水冲式清洗包括近距离清洗、远距离清洗和水炮等，其中高压清洗机运用最为广泛，在清洗过程中，工人站在轨道检修车的工作平台上，手持喷枪瞄准绝缘子进行清洗，该方法虽然清洗效率高，但是仍然需要过多的人工干预；远距离清洗与近距离清洗类似，但水束的喷射距离更远，冲击力更大，集中性也更好，该方法清洗效果好，清洗效率高，但仍然需要人工手持水枪来瞄准，操作难度大，水资源浪费严重。如公开号为CN209205893U的专利公开了一种玻璃绝缘子清洗装置，包括固定盒，固定盒上、下端面和一侧表面均设有固定杆套，固定盒一侧表面固定有导杆，导杆一端固定有固定架，固定架一表面铰接有两个半圆环管，两半圆环管周表面设有喷嘴，导杆表面滑动配合有推板，固定盒内表面固定有电机，电机输出轴一端固定有丝杆，丝杆一端与固定架转动连接，丝杆周表面与推板螺纹配合，推板两侧均铰接有一推杆。

本实用新型的有益效果是：

在机器人的上串方式上，将上下层支架的封口打开，通过工作人员利用绝缘杆将机器人托举至待清扫的绝缘子串底部，使机器人的下、上层支架分别对应最底部的第一、第二片绝缘子的钢帽，平移机器人让钢帽通过支架的开口，整串绝缘子进入机器人的内部，之后旋转电机使封口闭合，再由自锁机构拧紧螺栓完成机器人的封口。最后上下夹紧机构分别夹紧对应的绝缘子钢帽后，工作人员即可放下绝缘杆，结束机器人上串操作。

在机器人的攀爬方式上，首先下夹紧机构夹紧，上夹紧机构松开。然后电动推杆伸长，上层支架向上运动，上夹紧机构夹住从下数第三个绝缘子的钢帽。下夹紧机构松开。电动推杆收缩，下层支架向上运动并夹住第二个绝缘子的钢帽，完成一次攀爬运动周期。每完成一次攀爬运动，上清扫机构、下清扫机构即对对应的绝缘子盘进行清扫。

在机器人的清扫方式上，在上下两层支架均装配清扫机构，避免有清扫不到位的情况。清扫工具采用了刷毛更长的滚筒，可以有效对绝缘子片下侧凹槽之间的细小缝隙进行清扫。

本实用新型的优点是：

1.安全性高；本实用新型利用夹爪加持绝缘子的钢帽，具有较大加持力，爬行稳定；在上下支架均装有闭合、自锁装置，形成圆环状结构，受力均匀，避免在夹持中受力导致框架变形，整体框架呈对称结构，防止机器人中心偏移。

2.便携性好；本实用新型结构简单、自重低，可由工作人员用绝缘杆轻松安装、拆卸以及携带，便于在不同的绝缘子串上轮流作业。

3.清洗彻底；不但能够用刷毛清扫，还能用液体清洗，吹干，能够清洗顽固污渍，将绝缘子表面的污垢彻底清洗干净。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例1绝缘子清扫机器人的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1自锁组件的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1清扫机构的结构示意图。

图4是本实用新型实施例2清扫机构的结构示意图。

各附图标记的含义如下：

1：上层支架、2：下层支架、3：电动推杆、4：上夹紧组件、5：下夹紧组件、6：清扫机构、7：上封口件、8：上封口电机、9：下封口件、10：下封口电机、11：自锁组件、111：自锁螺栓、112：自锁螺母、113：旋转电机、114：顶伸电机、61：弧形轨道、62：齿轮、63：毛刷滚筒、64：电机风扇、65：喷管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-4，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种输电线路绝缘子清扫机器人，包括上层支架1和通过电动推杆3与所述上层支架1相连接的下层支架2；所述电动推杆3靠近所述上层支架1的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的上夹紧组件4；所述电动推杆3靠近所述下层支架2的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的下夹紧组件5；所述上层支架1、下层支架2均设有用于清扫绝缘子的清扫机构6。所述清扫机构6为半圆弧形结构，外侧均设有一根齿条，所述清扫机构6均设于一条弧形轨道61上，所述弧形轨道61的两端还安装有吹风模块和喷洗模块。

所述上层支架1为带有第一缺口的环状结构，所述第一缺口位置设有与第一缺口同样形状的上层封口件7，所述上层封口件7与所述上层支架1相连的一端设有用于带动所述上层封口7旋转的上封口电机8；所述下层支架2为带有第二缺口的环状结构，所述第二缺口位置设有与第二缺口同样形状的下层封口件9，所述下层封口件9与所述下层支架2相连的一端设有用于带动所述下层封口件9旋转的下封口电机10；所述上层封口件7的另一端与所述上层支架1连接处，及所述下层封口件9的另一端与下层支架2连接处均设有自锁组件11。

所述自锁组件11包括相互配合的自锁螺栓111和自锁螺母112，所述自锁螺母112和自锁螺栓111之间螺纹配合，所述自锁螺栓111带有旋转电机113和顶伸电机114。

所述弧形轨道61分别安装于所述上层支架1和下层支架2上，所述弧形轨道61外侧均装有与所述齿条相配合的齿轮62,所述齿轮62由设置在所述齿轮62下方的滑动电机驱动，所述清扫机构6安装清扫电机，清扫电机安装在弧形轨道61的两端，所述清扫电机的输出轴上安装有毛刷滚筒63。

自锁螺栓111带有旋转电机113和顶伸电机114，旋转电机113、顶伸电机114旋转、推动自锁螺栓111使得自锁螺栓111与自锁螺母112拧紧并完成自锁。反之则解锁。顶伸电机114为EC22无刷直流电机，旋转电机113为直流电机。

如图1所示，电动推杆3为三个，结构稳定。上层支架1、下层支架2均装有清扫机构6，两个清扫机构6为半圆弧形结构，外侧均设有一根齿条，清扫机构6设于一条弧形轨道61上，所述弧形轨道分别安装于上层支架1和下层支架2上，轨道外侧均装有与齿条相配合的齿轮62,所述齿轮62由齿轮下方的滑动电机驱动，在齿轮62的带动下，清扫机构6可对绝缘子盘进行360°的清扫。清扫机构安装清扫电机，清扫电机的输出轴上安装有毛刷滚筒63。清扫电机和滑动电机均为无刷直流电机。本实施例中，毛刷滚筒63采用了长毛毛刷，可对绝缘子盘下方细小的凹槽进行清扫。上夹紧组件4和下夹紧组件5上设有与绝缘子的钢帽外形相匹配的夹爪。

实施例2

如图4所示，本实施例提供一种输电线路绝缘子清扫机器人是在实施例1的基础上进行的改进：所述吹风模块包括设置在弧形轨道61两端的电机风扇64；所述喷洗模块包括设置在所述弧形轨61道两端的喷嘴、与喷嘴相连接的喷管65，所述喷管连接液体输送单元，所述液体输送单元包括移动工具车和设置在所述移动工具小车上的储液桶，所述储液桶通过离心泵与所述喷管相连接。

储液桶内可以存放清洗液或水，使用步骤为先用毛刷滚筒63清扫，然后开启电机风扇64将清扫后的浮尘吹走，保持绝缘子表面洁净。若遇到顽固污渍清扫不掉时，开启喷头，将污渍润湿，毛刷滚筒63再次清扫，开启电机风扇64将绝缘子吹干，防止沾染灰尘。本实用新型能将绝缘子上的污垢彻底清除干净，有效保证输电线路的安全运行。

实施例3

本实施例提供实施例2所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人的上串方法，分解步骤如下：

S1：首先上层支架1、下层支架2上的自锁组件11解锁，旋转电机113反转、顶伸电机114反转带动自锁螺栓111沿自锁螺母112的螺纹退出；

S2：当自锁螺栓111完全退出后，上封口电机8反转带动上层封口件7旋转，下封口电机10反转带动下层封口件9旋转，使得上层支架1、下层支架2分别打开一个缺口；

S3：由工作人员使用绝缘杆将机器人举至待作业的绝缘子串最底部，上层支架1、下层支架2的缺口分别对应一个绝缘子钢帽位置，移动机器人使得绝缘子串进入机器人内部；

S4：与S2相反的，上层封口件7、下层封口件9将上层支架1、下层支架2的缺口封住，自锁组件11对齐，与S1相反的，自锁组件工作完成自锁；

S5：上夹紧组件4、下夹紧组件5分别夹紧绝缘子的一层钢帽，工作人员即可收回绝缘杆完成机器人的上串工作。

本实用新型所述输电线路绝缘子清扫机器人在使用时，首先上层支架1、下层支架2上的自锁组件11解锁：旋转电机113反转、顶伸电机114反转带动自锁螺栓111沿自锁螺母112的螺纹退出。当自锁螺栓111完全退出后，上封口电机8反转带动上层封口件7旋转，下封口电机10反转带动下层封口件9旋转，使得上层支架1、下层支架2分别打开一个缺口。由工作人员使用绝缘杆将机器人举至待作业的绝缘子串最底部，上层支架1、下层支架2的缺口分别对应绝缘子钢帽位置，移动机器人使得绝缘子串进入机器人内部。之后上层封口件7、下层封口件9将上层支架1、下层支架2的缺口封住，自锁组件11对齐后，自锁组件工作完成自锁。最后上夹紧组件4、下夹紧组件5分别夹紧绝缘子的一层钢帽，工作人员即可收回绝缘杆完成机器人的上串工作。

实施例4

本实施例提供一种输电线路绝缘子清扫机器人的上串方法，是在实施例3的基础上进行的改进：包括机器人本体沿着绝缘子攀爬的步骤，且攀爬的分解步骤包括：

1：首先将下层支架2的下夹紧组件5夹紧绝缘子的钢帽，然后将上层支架1的上夹紧组件4松开绝缘子的钢帽，再将电动推杆3伸长，使得上层支架1的位置被升高；

2：将上层支架1的上夹紧组件4夹紧绝缘子的钢帽，然后将下层支架2的下夹紧组件5松开绝缘子的钢帽，再将电动推杆3收缩，使得下层支架2的位置以及机器人本体的整体位置被升高。

机器人本体作业结束后，下降至绝缘子串的底端，由工作人员用绝缘杆对本体进行拆卸回收，并将清扫、检测结果上传至控制中心。

本实用新型所述输电线路绝缘子清扫机器人在上串后需攀爬至绝缘子串顶部，并在攀爬过程中完成清扫作业任务。由于攀爬是一个周期运动，这里以一个向上攀爬周期为例说明：首先将下层支架2的下夹紧组件5夹紧绝缘子的钢帽，然后将上层支架1的上夹紧组件4松开绝缘子的钢帽，再将电动推杆3伸长，使得上层支架1的位置被升高；之后将上层支架1的上夹紧组件4夹紧绝缘子的钢帽，然后将下层支架2的下夹紧组件5松开绝缘子的钢帽，再将电动推杆3收缩，使得下层支架2的位置以及机器人本体的整体位置被升高，即完成一个攀爬周期。每完成一次攀爬运动，上下清扫机构6的滚筒向内旋转一定角度，清扫机构整体在齿轮的作用下左右回转，同时清扫滚筒高速旋转，可同时清扫上绝缘子的下表面和下绝缘子的上表面。

当本实用新型所述输电线路绝缘子清扫机器人攀爬至绝缘子串最顶端并完成清扫任务后，则开始向下攀爬返回绝缘子底部，过程与上升类似，只是跳过了清扫过程。下降至底部后，由工作人员使用绝缘杆将机器人取下回收，完成清扫任务。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：包括上层支架（1）和通过电动推杆（3）与所述上层支架（1）相连接的下层支架（2）；所述电动推杆（3）靠近所述上层支架（1）的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的上夹紧组件（4）；所述电动推杆（3）靠近所述下层支架（2）的位置设有环绕布置以夹持绝缘子钢帽的下夹紧组件（5）；所述上层支架（1）、下层支架（2）均设有用于清扫绝缘子的清扫机构（6）；所述清扫机构（6）为半圆弧形结构，外侧均设有一根齿条，所述清扫机构（6）均设于一条弧形轨道（61）上，所述弧形轨道（61）的两端设有吹风模块和喷洗模块。

2.如权利要求1所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述上层支架（1）为带有第一缺口的环状结构，所述第一缺口位置设有与第一缺口同样形状的上层封口件（7），所述上层封口件（7）与所述上层支架（1）相连的一端设有用于带动所述上层封口件（7）旋转的上封口电机（8）。

3.如权利要求2所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述下层支架（2）为带有第二缺口的环状结构，所述第二缺口位置设有与第二缺口同样形状的下层封口件（9），所述下层封口件（9）与所述下层支架（2）相连的一端设有用于带动所述下层封口件（9）旋转的下封口电机（10）。

4.如权利要求3所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述上层封口件（7）的另一端与所述上层支架（1）连接处，及所述下层封口件（9）的另一端与下层支架（2）连接处均设有自锁组件（11）。

5.如权利要求4所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述自锁组件（11）包括相互配合的自锁螺栓（111）和自锁螺母（112），所述自锁螺母（112）和自锁螺栓（111）之间螺纹配合，所述自锁螺栓（111）带有旋转电机（113）和顶伸电机（114）。

6.如权利要求5所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述弧形轨道（61）分别安装于所述上层支架（1）和下层支架（2）上，所述弧形轨道（61）外侧均装有与所述齿条相配合的齿轮（62）,所述齿轮（62）由设置在所述齿轮（62）下方的滑动电机驱动，所述清扫机构（6）安装清扫电机，所述清扫电机的输出轴上安装有毛刷滚筒（63）。

7.如权利要求6所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述吹风模块包括设置在弧形轨道（61）两端的电机风扇（64）。

8.如权利要求7所述的一种输电线路绝缘子清扫机器人，其特征在于：所述喷洗模块包括设置在所述弧形轨道（61）两端的喷嘴、与喷嘴相连接的喷管（65），所述喷管连接液体输送单元，所述液体输送单元包括移动工具车和设置在所述移动工具小车上的储液桶，所述储液桶通过离心泵与所述喷管相连接。

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