絕緣子帶電檢測與清掃一體化機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電線路檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絕緣子帶電檢測與清掃一體化機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣子是輸電線路上一種極其重要的電力設(shè)備。它是連接輸電桿塔與輸電導(dǎo)線的一種絕緣體，具有較強(qiáng)的機(jī)械性能和良好的絕緣性能。帶電運行的絕緣子工作于野外環(huán)境中，其表面長期裸露在外，極易受濕氣、灰塵等因素影響而導(dǎo)致其表面產(chǎn)生污漬。絕緣子表面長時間積累污漬導(dǎo)致其絕緣性能下降，極易發(fā)生污閃。不良絕緣子的存在給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來極大威脅。因此，對絕緣子進(jìn)行檢測、清掃是輸電線路安全運行的重要保證。
[0003]現(xiàn)有的絕緣子檢測方式主要是人工方式，即工作人員位于桿塔的橫擔(dān)處利用專用檢測工具對每片絕緣子進(jìn)行檢測。在超、特高壓電網(wǎng)中，絕緣子串的絕緣子片數(shù)多、長度較長，對絕緣子的檢測需要大量的人力資源。
[0004]現(xiàn)有的絕緣子清掃方式主要是人工清掃，即需要工作人員爬到絕緣子附近用抹布或毛刷進(jìn)行清掃。這種方式雖然簡單、有效，但是需要大量的人力資源，并且對絕緣子的清掃工作必須在停電情況下進(jìn)行，對正常供電造成嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種作業(yè)安全、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、爬行速度快、工作效率高的絕緣子帶電檢測與清掃一體化機(jī)器人。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開的一種絕緣子帶電檢測與清掃一體化機(jī)器人，其特征在于:它包括機(jī)器人框架本體、設(shè)置在機(jī)器人框架本體上并能從被測絕緣子的鋼腳和鋼帽處獲取被測絕緣子分布電壓的檢測模塊、設(shè)置在機(jī)器人框架本體上并能對絕緣子傘裙進(jìn)行清掃的清掃模塊，所述檢測模塊搭載于機(jī)器人框架本體上，清掃模塊搭載于機(jī)器人框架本體的頂部和底部；
[0007]所述機(jī)器人框架本體包括上層機(jī)架、下層機(jī)架、爬行機(jī)構(gòu)和能使機(jī)器人框架本體抱住被測絕緣子的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述爬行機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均安裝于所述上層機(jī)架和下層機(jī)架之間；
[0008]所述爬行機(jī)構(gòu)包括齒條、爬行機(jī)構(gòu)電機(jī)、齒輪盒、手爪、手爪伸縮機(jī)構(gòu)、手爪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；所述齒條固定在上層機(jī)架與下層機(jī)架之間，所述爬行機(jī)構(gòu)電機(jī)固定齒輪盒的殼體上，該爬行機(jī)構(gòu)電機(jī)的輸出軸上的齒輪通過驅(qū)動齒輪盒中的齒輪組與齒條嚙合，所述齒輪盒的殼體與手爪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)固定連接，所述手爪伸縮機(jī)構(gòu)底座與手爪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)臺固定連接，手爪安裝于手爪伸縮機(jī)構(gòu)頂端的伸縮部上。
[0009]所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向條、頂端導(dǎo)軌凹槽、頂端導(dǎo)軌、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)固定桿、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)、底端導(dǎo)軌凹槽、底端導(dǎo)軌，所述導(dǎo)向條固定在頂端導(dǎo)軌與底端導(dǎo)軌之間；頂端導(dǎo)軌與頂端導(dǎo)軌凹槽滑動連接，底端導(dǎo)軌與底端導(dǎo)軌凹槽滑動連接；頂端導(dǎo)軌凹槽固定安裝于上層機(jī)架上，底端導(dǎo)軌凹槽固定安裝于下層機(jī)架上；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)固定桿頂端與頂端導(dǎo)軌凹槽固定連接，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)固定桿底端與底端導(dǎo)軌凹槽固定連接；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)固定安裝于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)固定桿上，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)的動力輸出軸通過連桿與導(dǎo)向條相連。
[0010]所述檢測模塊包括旋轉(zhuǎn)連桿、第一探測器、第二探測器、檢測機(jī)構(gòu)電機(jī)、從動齒輪、主動齒輪，所述旋轉(zhuǎn)連桿頂端與上層機(jī)架轉(zhuǎn)動連接，旋轉(zhuǎn)連桿底端與從動齒輪固定連接，從動齒輪與下層機(jī)架轉(zhuǎn)動連接，所述第一探測器和第二探測器固定安裝在旋轉(zhuǎn)連桿上，所述檢測機(jī)構(gòu)電機(jī)的外殼與下層機(jī)架固定連接，檢測機(jī)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與主動齒輪固定連接；所述主動齒輪與從動齒輪嚙合。
[0011]所述清掃模塊有兩個，分別設(shè)置在上層機(jī)架和下層機(jī)架上，每個清掃模塊均包括毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)座、毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)、毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動齒輪、毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)從動齒輪、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動齒輪、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤、毛刷，所述毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)座固定安裝在毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)從動齒輪上，毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝于毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)座上，毛刷與毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)的殼體固定安裝于清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤上，毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)的轉(zhuǎn)軸與毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動齒輪固定連接，毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動齒輪與毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)從動齒輪嚙合，清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動齒輪固定連接，清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動齒輪與清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤相嚙合，位于上層機(jī)架的清掃模塊的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)固定安裝于上層機(jī)架上，上層機(jī)架頂面設(shè)有清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤滑道，位于上層機(jī)架的清掃模塊的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤與上層機(jī)架的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤滑道配合；
[0012]位于下層機(jī)架的清掃模塊的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)固定安裝于下層機(jī)架上，下層機(jī)架底面設(shè)有清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤滑道，位于下層機(jī)架的清掃模塊的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤與下層機(jī)架的清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤滑道配合。
[0013]本發(fā)明的工作原理:工作人員將絕緣子帶電檢測與清掃一體化機(jī)器人帶上塔后，打開環(huán)形機(jī)架，工作人員將機(jī)器人放置于待檢測、清掃的絕緣子串靠橫擔(dān)側(cè)，合上環(huán)形機(jī)架，其中第一對手爪調(diào)整位置并進(jìn)入兩片絕緣子鋼腳、鋼帽的連接處，使手爪搭在下一片絕緣子的傘裙結(jié)構(gòu)上；調(diào)整機(jī)器人本體導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的縱深半徑，使機(jī)器人本體“抱緊”絕緣子串；此時，機(jī)器人處于檢測、清掃的準(zhǔn)備階段；機(jī)器人的檢測機(jī)構(gòu)將探測器擺入絕緣子鋼腳、鋼帽連接處，兩個探測器分別與絕緣子的鋼腳、鋼帽充分接觸；機(jī)器人的檢測機(jī)構(gòu)完成分布電壓采集后，將探測器擺出絕緣子鋼腳、鋼帽連接處；
[0014]機(jī)器人清掃機(jī)構(gòu)的毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，將毛刷擺入絕緣子的傘裙上，毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)同時旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人的清掃機(jī)構(gòu)毛刷自轉(zhuǎn)的同時沿絕緣子片公轉(zhuǎn)，完成對絕緣子傘裙的清掃工作；毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)同時停止旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人清掃機(jī)構(gòu)的毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，將毛刷擺出絕緣子的傘裙，恢復(fù)到復(fù)位位置；該對手爪的爬行機(jī)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)動，將機(jī)器人本體向下移動，使毛刷與傘裙下邊緣處于同一水平線，機(jī)器人清掃機(jī)構(gòu)的毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，將毛刷擺入絕緣子的傘棱、傘槽結(jié)構(gòu)中，毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)同時旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人的清掃機(jī)構(gòu)毛刷自轉(zhuǎn)的同時沿絕緣子片公轉(zhuǎn)，完成對絕緣子傘棱、傘槽結(jié)構(gòu)的清掃工作；毛刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、清掃機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機(jī)同時停止旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人清掃機(jī)構(gòu)的毛刷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，將毛刷擺出絕緣子的傘棱、傘槽結(jié)構(gòu)，恢復(fù)到復(fù)位位置；
[0015]機(jī)器人的第二對手爪調(diào)整位置并進(jìn)入下一個鋼腳、鋼帽連接處，使手爪搭在鋼帽所在絕緣子的傘裙上；第一對手爪退出鋼腳、鋼帽連接處，第二對手爪的爬行機(jī)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)動，使機(jī)器人本體沿絕緣子串向?qū)Ь€側(cè)移動，直至移動到下一片待檢測、清掃的絕緣子位置，并按照上述檢測與清掃過程完成對絕緣子的檢測與清掃。機(jī)器人如此往復(fù)地完成對剩余絕緣子的檢測、清掃工作。機(jī)器人完成對整串絕緣子串的檢測、清掃工作后，返回橫擔(dān)側(cè)并推出絕緣子串，由工作人員傳輸至地面。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017](I)作業(yè)安全:在絕緣子檢測、清掃作業(yè)過程中，機(jī)器人本體最多短接3片絕緣子，保證絕緣子串的絕緣距離，提高帶電作業(yè)的安全性；機(jī)器人本體能夠通過導(dǎo)向條和手爪“抱住”絕緣子，避免機(jī)器人發(fā)生墜落，具有更高的安全性。
[0018](2)適應(yīng)性強(qiáng):導(dǎo)向條與機(jī)器人機(jī)架之間采用連桿進(jìn)行連接，導(dǎo)向條對絕緣子的夾持半徑可調(diào)，能夠適應(yīng)不同盤徑的絕緣子。
[0019](3)爬行速度快:機(jī)器人本體的爬行機(jī)構(gòu)采用齒輪、齒條結(jié)構(gòu)，并配合手爪實現(xiàn)機(jī)器人的自動快速爬行。
[0020](4)工作效率高:絕緣子檢測、清掃一體化機(jī)器人將檢測、清掃功能集中于一個機(jī)器人本體上，能夠在一次作業(yè)過程中先后完成對絕緣子的檢測和清掃工作，有效縮短絕緣子檢測、清掃作業(yè)的時間，提高機(jī)器人的作業(yè)效率