專利名稱：高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于高壓帶電作業(yè)機器人絕緣防護系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓帶 電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]為了提高帶電作業(yè)的自動化水平和安全性，減輕操作人員的勞動強度和強電磁 場對操作人員的人身威脅，從80年代起許多國家都先后開展了帶電作業(yè)機器人的研究， 如日本、西班牙、美國、加拿大、法國等國家。2005年我國也完成了高壓帶電作業(yè)機器 人產(chǎn)品化樣機的研制。由于高壓帶電作業(yè)對人或設(shè)備的危害主要為流過的電流大小和電 場的強弱，因此高壓帶電作業(yè)機器人的絕緣問題是研究的關(guān)鍵。目前國外采用的絕緣系 統(tǒng)，操作安全性不高，制作成本高，控制不靈活，不適合國內(nèi)高壓帶電作業(yè)機器人作業(yè) 的需要。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系 統(tǒng)，它可使的高壓帶電作業(yè)機器人通過絕緣斗臂車進(jìn)行相對地絕緣，通過光纖通信實現(xiàn) 高壓線對人的絕緣，機械臂外包玻璃鋼、絕緣平臺外包玻璃鋼、邊相加遮蔽罩進(jìn)行相間 絕緣系統(tǒng)。整個高壓帶電作業(yè)機器人絕緣防護系統(tǒng)設(shè)計合理，防護性能可靠，操作簡單 方便，可以滿足高壓帶電機器人IOKV作業(yè)任務(wù)的要求。[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案[0005]一種高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，它包括斗臂車，斗臂車設(shè)有斗臂車絕緣 臂，在斗臂車絕緣臂頂部設(shè)有絕緣平臺，絕緣平臺上安裝有獨立的機械手操作裝置和操 作主手系統(tǒng)，它們采用分開獨立供電方式，彼此間采用光纖通信。[0006]所述絕緣平臺為鋼材方管焊接而成的支架，支架與絕緣斗連接，絕緣斗外包玻 璃鋼材料，機械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)安裝在支架上。[0007]所述機械手操作裝置包括絕緣機械臂I和絕緣機械臂II，它們安裝在各自的底座 上；每個絕緣機械臂均包括液壓機械臂本體，液壓機械臂本體與供油裝置和液壓伺服驅(qū) 動器連接，液壓伺服驅(qū)動器與機械臂電源連接，同時液壓伺服驅(qū)動器通過光纖與操作主 手系統(tǒng)的主手控制器連接；操作主手系統(tǒng)還包括主手操作控制器和主手，主手控制器通 過逆變器與主手電源連接，主手控制器通過雙絞線與主手操作控制器連接，主手操作控 制器與主手連接，主手操作控制器上設(shè)有鍵盤和顯示器；機械臂電源與主手電源相互獨 立。[0008]所述絕緣機械臂I和絕緣機械臂II的底座間距不小于0.4m，兩者與主手控制器安 全距離不小于0.4m。[0009]所述絕緣機械臂I和絕緣機械臂II為雙面玻璃鋼模模壓成型，操作首先從邊相開 始，邊相完成后，應(yīng)迅速對安裝有絕緣遮蔽罩，然后再對另一相開展作業(yè)。[0010]所述絕緣遮蔽罩為帶有開口的圓柱形，其上部設(shè)有夾持板，下部開口處設(shè)有鎖 緊板，在遮蔽罩兩端為倒角。[0011]所述供油裝置為斗臂車的供油系統(tǒng)。[0012]本實用新型的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)主要由斗臂車、斗臂車絕緣臂、絕 緣機械臂I、絕緣機械臂II、主手控制系統(tǒng)、絕緣平臺、絕緣斗等組成。操作人員位于絕 緣斗內(nèi)穿著絕緣服，采用中間電位法作業(yè)，同時操作主手系統(tǒng)與絕緣機械臂I、絕緣機械 臂II之間采用光纖相連，保證作業(yè)人員的安全問題。機器人絕緣平臺與斗臂車絕緣臂相 連，斗臂車絕緣臂與斗臂車相連，斗臂車與地面相連，機器人絕緣平臺與地面沒有電器 連接，可以保證對地絕緣。絕緣機械臂I、絕緣機械臂II與絕緣平臺相連，絕緣機械臂 I、絕緣機械臂II間的安全距離為0.4米，絕緣機械臂I、絕緣機械臂II采用液壓機械臂， 絕緣機械臂I、絕緣機械臂II和操作主手系統(tǒng)之間采用分開供電，電氣上完全隔離。絕 緣機械臂I、絕緣機械臂II本體采用絕緣材料包裝，同時操作首先從邊相開始，邊相完成 后，應(yīng)迅速對安裝有絕緣遮蔽罩，然后再對另一相開展作業(yè)，防止兩絕緣機械臂同時接 觸兩相線路或從兩相中穿過可能造成相間短路。[0013]光纖隔離是指操作人員站在絕緣斗內(nèi)操控主手作業(yè)，操作主手系統(tǒng)與絕緣機械 臂I、絕緣機械臂II僅通過光纖通訊。操作人員完全與高壓電場隔離。[0014]斗臂車整車耐電壓(絕緣平臺與大地之間)105κν/1η ι，泄露電流測試 70KV/lmin (泄露電流《0.5mA)。[0015]絕緣平臺采用鋼材支架，支架外部采用玻璃鋼開模具。[0016]絕緣機械臂I、絕緣機械臂II均采用雙面玻璃鋼模模壓成型，內(nèi)外表面光滑，無 毛刺，無氣泡，密實程度好。[0017]絕緣遮蔽罩，絕緣等級17KV。[0018]絕緣機械臂I、絕緣機械臂II采用主從式六自由度液壓機械臂，斗臂車給它們供 液壓油。[0019]絕緣機械臂I、絕緣機械臂II的底座之間大于0.4m，同時采用分開供電。絕緣 機械臂I、絕緣機械臂II都采用絕緣材料封裝。操作主手系統(tǒng)與絕緣機械臂I、絕緣機械 臂II之間安全距離0.4m。[0020]采用上述方案，本實用新型具有以下優(yōu)點，一是采用目前通用絕緣斗臂車改 造，活動空間、絕緣等級參照國標(biāo)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)對地絕緣可靠。二是操作主手系統(tǒng) 與機械臂系統(tǒng)采用光纖隔離，人采用中間點位法作業(yè)，高壓線對人安全。三是在相-相 之間，空氣間隙和絕緣平臺起主絕緣作用，絕緣遮蔽罩形成相間后備防護，因作業(yè)機械 臂等電位作業(yè)，機械臂外包絕緣材料，形成最后一道防線，防止機械臂偶然觸及兩相導(dǎo) 線造成短路，絕緣性能可靠。四是高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)符合國家電網(wǎng)公司有關(guān) 帶電作業(yè)的規(guī)定和要求，操作靈活、方便，確保作業(yè)人員高壓電的隔離，確保操作人員 的安全。


[0021]圖1是本實用新型高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)原理圖；[0022]圖2是本實用新型絕緣平臺結(jié)構(gòu)圖；[0023]圖&是圖2的側(cè)視圖；[0024]圖3是本實用新型機械臂控制系統(tǒng)組成圖；[0025]圖4是本實用新型絕緣遮蔽罩結(jié)構(gòu)圖；[0026]圖乜是圖4的正面視圖。[0027]其中，1.斗臂車，2.斗臂車絕緣臂，3.絕緣平臺，4.絕緣機械臂I，5.絕緣機械 臂II，6.操作主手系統(tǒng)，7.大地，8.絕緣斗，9.遮蔽罩，10.液壓機械臂本體，11.供油裝 置，12.液壓伺服驅(qū)動器，13.主手控制器，14.主手操作控制器，15.主手，16.逆變器， 17.主手電源，18.鍵盤和顯示器，19.夾持板，20.開口，21.鎖緊板，22.倒角，23.機械 臂電源，24.主手位置，25.邊相。
具體實施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。[0029]圖1、圖2、圖&中，高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)包括斗臂車1，斗臂車1設(shè) 有斗臂車絕緣臂2，在斗臂車絕緣臂2頂部設(shè)有絕緣平臺3，絕緣平臺3上安裝有獨立的 機械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)，它們采用分開獨立供電方式，彼此間采用光纖通信。[0030]所述絕緣平臺3為鋼材方管焊接而成的支架，支架與絕緣斗8連接，絕緣斗8外 包玻璃鋼材料，機械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)安裝在支架上。[0031]所述機械手操作裝置包括絕緣機械臂14和絕緣機械臂115，它們安裝在各自的底 座上；每個絕緣機械臂均包括液壓機械臂本體10，液壓機械臂本體10與供油裝置11和 液壓伺服驅(qū)動器12連接，液壓伺服驅(qū)動器12與機械臂電源連接，同時液壓伺服驅(qū)動器12 通過光纖與操作主手系統(tǒng)6的主手控制器13連接，操作主手系統(tǒng)6上設(shè)有主手位置M ； 操作主手系統(tǒng)6還包括主手操作控制器14和主手15，主手控制器13通過逆變器16與主 手電源17連接，主手控制器13通過雙絞線與主手操作控制器14連接，主手操作控制器 14與主手15連接，主手操作控制器14上設(shè)有鍵盤和顯示器18 ；機械臂電源與主手電源 相互獨立，如圖3所示。液壓伺服驅(qū)動器12為RSD9100型；機械臂電源23為DC24V、 IOAH的電源；主手控制器13為KMC9100型，主手電源為MV、50AH鋰電池。主手 控制器13、主手操作控制器14具有低電壓關(guān)斷，低電壓顯示，開關(guān)按鍵，過流保護等功 能。所述供油裝置11為斗臂車1的供油系統(tǒng)。[0032]所述絕緣機械臂14和絕緣機械臂115的底座間距不小于0.4m，兩者與主手控制器 13安全距離不小于0.4m。絕緣機械臂14和絕緣機械臂115為雙面玻璃鋼模模壓成型，操 作首先從邊相開始，邊相完成后，應(yīng)迅速對安裝有絕緣遮蔽罩9，然后再對另一相開展作 業(yè)。絕緣機械臂14和絕緣機械臂115采用控制精度高、實時性好、持重大、自重小、性 能穩(wěn)定可靠的主從式6自由度液壓機械臂。[0033]圖4、圖如中，所述絕緣遮蔽罩9為帶有開口的圓柱形，其上部設(shè)有夾持板19， 下部開口 20處設(shè)有鎖緊板21，在遮蔽罩9兩端為倒角22，便于夾持導(dǎo)線從一側(cè)壓入其 內(nèi)。絕緣遮蔽罩9的絕緣等級17KV。絕緣遮蔽罩利用自身重力和鎖緊板21以及底部開 口 20，自上而下將導(dǎo)線壓入其內(nèi)；上部的夾持板19便于絕緣機械臂14和絕緣機械臂115 夾持，并有效防止絕緣機械臂14和絕緣機械臂115同步動作發(fā)生干涉。權(quán)利要求1.一種高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，它包括斗臂車，斗臂車設(shè)有斗臂 車絕緣臂，在斗臂車絕緣臂頂部設(shè)有絕緣平臺，絕緣平臺上安裝有獨立的機械手操作裝 置和操作主手系統(tǒng)，它們采用分開獨立供電方式，彼此間采用光纖通信。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，所述絕緣平臺為鋼 材方管焊接而成的支架，支架與絕緣斗連接，絕緣斗外包玻璃鋼材料，機械手操作裝置 和操作主手系統(tǒng)安裝在支架上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，所述機械手操 作裝置包括絕緣機械臂I和絕緣機械臂II，它們安裝在各自的底座上；每個絕緣機械臂均 包括液壓機械臂本體，液壓機械臂本體與供油裝置和液壓伺服驅(qū)動器連接，液壓伺服驅(qū) 動器與機械臂電源連接，同時液壓伺服驅(qū)動器通過光纖與操作主手系統(tǒng)的主手控制器連 接；操作主手系統(tǒng)還包括主手操作控制器和主手，主手控制器通過逆變器與主手電源連 接，主手控制器通過雙絞線與主手操作控制器連接，主手操作控制器與主手連接，主手 操作控制器上設(shè)有鍵盤和顯示器；機械臂電源與主手電源相互獨立。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，所述絕緣機械臂I 和絕緣機械臂II的底座間距不小于0.4m，兩者與主手控制器安全距離不小于0.4m。
5.如權(quán)利要求3所述的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，所述絕緣機械臂I 和絕緣機械臂II為雙面玻璃鋼模模壓成型。
6.如權(quán)利要求3所述的高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)，其特征是，所述供油裝置為斗 臂車的供油系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓帶電作業(yè)機器人絕緣系統(tǒng)。它可使的高壓帶電作業(yè)機器人通過絕緣斗臂車進(jìn)行相對地絕緣，通過光纖通信實現(xiàn)高壓線對人的絕緣，機械臂外包玻璃鋼、絕緣平臺外包玻璃鋼、邊相加遮蔽罩進(jìn)行相間絕緣系統(tǒng)。整個高壓帶電作業(yè)機器人絕緣防護系統(tǒng)設(shè)計合理，防護性能可靠，操作簡單方便，可以滿足高壓帶電機器人10kV作業(yè)任務(wù)的要求。其結(jié)構(gòu)為它包括斗臂車，斗臂車設(shè)有斗臂車絕緣臂，在斗臂車絕緣臂頂部設(shè)有絕緣平臺，絕緣平臺上安裝有獨立的機械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)，它們采用分開獨立供電方式，彼此間采用光纖通信。
文檔編號B25J5/00GK201808061SQ201020278798
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者戚暉, 李健, 趙玉良, 陳凡明 申請人:山東電力研究院