CN219648151U - 变电站户外用绝缘子清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及绝缘子清洁领域，公开的变电站户外用绝缘子清扫机器人，包括移动车体、升降机构和清扫组件，清扫组件安装于升降机构，升降机构安装于移动车体，清扫组件包括机械臂和清扫工装，机械臂固定于升降机构顶部，清扫工装可拆卸的安装于沿机械臂伸出方向的末端；还包括主控系统，移动车体、升降机构和清扫组件都通过电信号与主控系统连接；通过对低电位环境的作业特点出发，对刀闸绝缘子进行清扫，在低电位环境下完成某些电气设备的检修和清洁。

Description

变电站户外用绝缘子清扫机器人

技术领域

本实用新型涉及绝缘子清洁领域，具体涉及一种变电站户外用绝缘子清扫机器人。

背景技术

变电站电气检修有相当一部分在电气设备的低电位环境下开展，由于具有触电风险点，往往需要停电检修。一次停电手续繁多，还不能及时处理电气设备出现的问题，如果用目前带电机械人进行作业，设备成本非常高，因此设计了一种低成本的适用于在低电位环境作业的机械，主要通过对低电位环境的作业特点出发，对刀闸绝缘子进行清扫，在低电位环境下完成某些电气设备的检修和清洁。

实用新型内容

为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择，本实用新型提供一种变电站户外用绝缘子清扫机器人，解决了背景技术中的问题。

本实用新型公开的变电站户外用绝缘子清扫机器人，本申请的技术方案中，包括移动车体、升降机构和清扫组件，清扫组件安装于升降机构，升降机构安装于移动车体，清扫组件包括机械臂和清扫工装，机械臂固定于升降机构顶部，清扫工装可拆卸的安装于沿机械臂伸出方向的末端；

还包括主控系统，移动车体、升降机构和清扫组件都通过电信号与主控系统连接。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，升降机构包括上板、下板和柱体，柱体两端分别固定于上板和下板，且自下板至上板方向宽度逐渐减小。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，机械臂位于上板的顶部，机械臂包括连杆、底座和输出法兰，清扫工装安装于输出法兰。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，柱体自下板至上板分为多个伸缩段，每个相邻伸缩段之间设有信号接收点。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，机械臂为六轴机械臂，六轴机械臂的末端安装有摄像机。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，清扫工装包括清扫头以及驱动清扫头的电机。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，清扫头为柔性件，电机与输出法兰连接以驱动清扫头转动。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，移动车体搭建有固定支架，升降机构通过固定支架固定于移动车体中心位置处。

在一种变电站户外用绝缘子清扫机器人优选的实现方式中，移动车体安装有传感器和视觉识别装置。

本实用新型所产生的有益效果：

(1)根据变电站实际应用场景，设计安装有机械臂的机器人，并且通过视觉识别装置和传感器进行辅助定位，进行图像数据采集(包含彩色图、深度图、红外图)，进行数据解析计算三维点云进行三维模型重建，实现目标识别、跟踪与定位。从而在低电位环境下能够做到绝缘子清扫等功能，不需要因为电气设备的低电位环境而对其进行停电检修，通过变电站户外用绝缘子清扫机器人使检修和清扫过程简单化，提高操作的安全性。

(2)移动车体、升降机构和清扫组件均与主控系统通过电信号连接，为了机器人在行走便捷的同时保证工作高度和范围的需求，将升降机构的主体分为多个伸缩段，且每两个相邻的伸缩段之间设有信号接收点，由于升降机构与主控系统电信号连接，在主控系统的控制下，当机器人需要进行作业时，根据作业高度调节升降机构的某几个或全部伸缩段伸出，将位于升降机构顶部的机械臂抬升至所需高度，进而进行机械臂的检修或清扫作业。

(3)垂直升降结构将机械臂、清扫工装等作业装置升高至作业位置，机械臂直接搭载在升降机构的顶部，实现了作业高度的调节，而将机械臂设置为六轴机械臂可以通过6个自由度的调节，实现一定空间范围内任意一点的作业，且清扫工装位于机械臂的端部，两者之间设置为可拆卸的连接，可以根据检修或清洁需求更换不同类型的工装，用于实现系统绝缘子清扫、掏鸟窝、安装螺丝等不同的功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中移动车体的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中升降机构的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例中升降机构的另一结构示意图。

图4为本实用新型一实施例中机械臂的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例中清扫工装的结构示意图。

图6为本实用新型一实施例中清扫工装在工作状态的结构示意图。

附图标记说明：

1-移动车体，2-升降机构，3-机械臂，4-清扫工装，

11-固定支架，21-上板，22-下板，23-柱体，24-伸缩段，31-底座，32-连杆，33-输出法兰，41-清扫头，42-电机。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接的两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

首先，对本实用新型所揭示的技术方案的技术构思进行说明。变电站电气检修有相当一部分在电气设备的低电位环境下开展，由于具有触电风险点，往往需要停电检修。一次停电手续繁多，还不能及时处理电气设备出现的问题，如果用目前带电机械人进行作业，设备成本非常高，因此设计了一种低成本的适用于在低电位环境作业的机器人，主要通过对低电位环境的作业特点出发，分析应用场景设计采用移动车体，同时搭载升降机构和机械臂，利用视觉识别装置和传感器进行辅助定位，让低电位环境螺丝紧固、擦拭瓷瓶、掏鸟窝由机器人作业成为可能。

具体采取的方案是：变电站户外用绝缘子清扫机器人，如图1-6所示，包括：包括移动车体1、升降机构2和清扫组件，清扫组件安装于升降机构2，升降机构2安装于移动车体1，清扫组件包括机械臂3和清扫工装4，机械臂3固定于升降机构2顶部，清扫工装4可拆卸的安装于沿机械臂3伸出方向的末端；

还包括主控系统，移动车体1、升降机构2和清扫组件都通过电信号与主控系统连接。

在一种实施方式中，在移动车体1搭建固定支架11，升降机构2通过固定支架11固定于移动车体1的中心位置处，移动车体1采用AGV小车的运行方式，AGV小车采用阿克曼结构，驱动后置，相对于差动结构的底盘，在普通路面上具有更快速的行走能力和较强的负载能力，同时对轮胎的磨损也更小，搭配整体桥式悬挂，能够通过减速带等常见障碍物，更适合长时间室外运行；并且，该底盘是基于VCU整车控制构建的底层控制系统，采用CAN总线管理，具有高精度、模块化等特点；AGV小车作为系统的移动和载重部分，其它部件均直接或间接的搭载在车体上，可以实现通过平板电脑的控制软件将整个装置移动到准确的位置进行作业，其小车本体前后加装有雷达感应装置，用于感应行进路径上的障碍物，实现防碰撞功能；车体所搭载的升降机构2包括上板21、下板22和柱体23，上板21主要用于与位于升降机构2顶部的机械臂3相连接，下板22主要用于将升降机构2与车体所搭建的固定支架11相连接，保证升降机构2的稳定性；

进一步的，升降机构2主要通过改变柱体23的高度来实现其升降功能，将机械臂3抬升至需要进行作业的高度位置处，变电站户外用绝缘子清扫机器人工作高度在2-3米，作业高度较高，装置本体高度不够，因此采用升降结构进行垂直升降，将机械臂3和清扫工装4等作业装置升高至作业位置，其调节高度为0.5-1.6米，底部固定在AGV小车中心位置，顶部搭载作业装置，在本实施例中，将升降机构2的柱体23自下班至上板21分为多个伸缩段24，且每个相邻伸缩段24之间设有信号接收点，由于升降机构2与主控系统电信号连接，在主控系统的控制下，当机器人需要进行作业时，根据作业高度调节升降机构2的某几个或全部伸缩段24伸出，将位于升降机构2顶部的机械臂3抬升至所需高度，进而进行机械臂3的检修或清扫作业；同时为了保证在伸出抬升到一定高度时整体的稳定性更好，柱体23沿着从下板22到上板21的方向宽度逐渐减小，以使受力面积减少，受力更集中，表现在伸缩段24上即为相邻伸缩段24自下板22至上板21的宽度逐渐减小，若每个伸缩段24能够伸出的最大长度相同，则自下板22至上板21方向的每个伸缩段24重量逐渐减小，可以理解的是，不同伸缩段24的长度可以根据实际需求来调整。

在一种实施方式中，清扫组件安装于升降机构2，清扫组件又包括机械臂3和清扫工装4，机械臂3固定于上板21的顶部，包括底座31、连杆32和输出法兰33，机械臂3设置为六轴机械臂3且末端安装有摄像机，机械臂3直接搭载在升降机构2的顶部，实现了作业高度的调节，通过6个自由度的调节，实现一定空间范围内任意一点的作业，且清扫工装4位于机械臂3的端部，两者之间设置为可拆卸的连接，可以理解的是，由于清扫工装4与机械臂3为可拆卸连接，可以根据检修或清洁需求更换不同类型的工装，用于实现系统绝缘子清扫、掏鸟窝、安装螺丝等不同的功能；

进一步地，清扫工装4包括清扫头41以及驱动清扫头41的电机42，清扫工装4与机械臂3的输出法兰33连接，电机42位于清扫头41与输出法兰33之间，通过接收控制系统的信号以驱动清扫头41转动；由于机械臂3端部安装有摄像头，在进行作业时能够对设备情况进行实时监测，摄像头可以有多种选择，在机械臂3的末端部位加装双目视觉摄像机，例如在对瓷瓶进行清理时，实现3D视觉识别，高速采集连杆32末端的图像用于视频识别、数据处理，是系统定位工作空间位置，自动控制实现瓷瓶清洗的数据基础。因此通过电机42的驱动能够实现清扫头41对设备的定点清理；将清扫头41设置为柔性件，清扫工装4采用环氧树脂作为主体部分，具备轻便和绝缘的场景使用要求，采用正反转电机42和柔性旋转扫帚作为装置清扫部位，在清扫过程不会对刀闸造成损坏，通过电机42的正反转对绝缘子进行定点清扫，结合升降机构2和六轴机械臂3实现无死角的全方位清扫工作。

本实用新型所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本实用新型的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，包括移动车体、升降机构和清扫组件，所述清扫组件安装于所述升降机构，所述升降机构安装于所述移动车体，所述清扫组件包括机械臂和清扫工装，所述机械臂固定于所述升降机构顶部，所述清扫工装可拆卸的安装于沿所述机械臂伸出方向的末端；

还包括主控系统，所述移动车体、升降机构和清扫组件都通过电信号与所述主控系统连接。

2.根据权利要求1所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述升降机构包括上板、下板和柱体，所述柱体两端分别固定于所述上板和下板，且自所述下板至所述上板方向宽度逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述机械臂位于所述上板的顶部，所述机械臂包括连杆、底座和输出法兰，所述清扫工装安装于所述输出法兰。

4.根据权利要求2所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述柱体自所述下板至所述上板分为多个伸缩段，每个相邻伸缩段之间设有信号接收点。

5.根据权利要求3所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述机械臂为六轴机械臂，所述六轴机械臂的末端安装有摄像机。

6.根据权利要求3所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述清扫工装包括清扫头以及驱动所述清扫头的电机。

7.根据权利要求6所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述清扫头为柔性件，所述电机与所述输出法兰连接以驱动所述清扫头转动。

8.根据权利要求1所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述移动车体搭建有固定支架，所述升降机构通过所述固定支架固定于所述移动车体中心位置处。

9.根据权利要求1所述的变电站户外用绝缘子清扫机器人，其特征在于，所述移动车体安装有传感器和视觉识别装置。