一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人制造技术

一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，涉及一种机器人。目前国内绝缘子清洗多采用机械清扫、水冲洗、气冲洗等方法，人工爬杆检查清扫，劳动强度大，存在安全隐患，作业效率低。本发明专利技术包括爬杆机器人本体、检测云台、清洗机械臂、控制模块和机器人地面上位机控制系统，所述的地面上位机控制系统包括图像分析处理模块。本技术方案避免了人工攀爬和普通人工机械清扫、水冲洗和气冲洗时存在的安全问题，提升了输电线路维护的方便性和维护效率，降低了劳动强度。

Pole climbing robot with power line insulator cleaning function

The utility model relates to a pole climbing robot with a transmission line insulator cleaning function, relating to a robot. At present, the domestic cleaning insulators by means of mechanical cleaning, water washing, air washing method, artificial climbing check and clean, high labor intensity, there are security risks, low operation efficiency. The invention comprises a climbing rod robot body, a detection pan head, a cleaning mechanical arm, a control module and a robot ground upper computer control system. The technical scheme avoids the safety problems existing in the artificial climbing and the ordinary manual mechanical cleaning, the water flushing and the air flushing, and improves the convenience and the maintenance efficiency of the transmission line maintenance, and reduces the labor intensity.

【技术实现步骤摘要】
一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人
本专利技术涉及一种机器人，尤其是一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人。
技术介绍
输电线路绝缘子表面经常会积累灰尘，产生污垢，污垢的堆积会使绝缘子表面的绝缘能力下降，使线路增大了产生污闪的现象，所以需要定期检查清理绝缘子表面，恢复线路绝缘水平、预防线路污闪事故发生，表面清洁的绝缘子能长期耐受工作电压的要求，保证绝缘子的安全运行。目前国内绝缘子清洗多采用机械清扫、水冲洗、气冲洗等方法，大部分绝缘子由于高度较高，需要作业人员攀爬电线杆才能完成，人工爬杆检查清扫，劳动强度大，存在安全隐患，作业效率低，在酷暑、严寒等恶劣气候环境下尤其明显。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，以安全、快速、高效的实现输电线路电杆攀爬及绝缘子的检查与清洗为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，包括用于攀爬电杆的爬杆机器人本体、设于爬杆机器人本体上部的用于对绝缘子进行摄像监测的带无线通讯模组的检测云台、设于爬杆机器人本体上部的用于对绝缘子进行清洗的清洗机械臂、设于爬杆机器人本体上的用于机器人爬行控制的控制模块和用于控制人员对机器人工作状态进行控制操作的带有无线通讯模组的机器人地面上位机控制系统，所述的地面上位机控制系统包括设有用于监测分析检测云台所发送图像的图像分析处理模块。爬杆机器人可以方便的实现对电杆的攀爬，通过检测云台可以方便的实现对绝缘子的摄像，再把照片传输给机器人地面上位机控制系统进行故障分析，通过机器人地面上位机控制系统实现对机器人的姿态调整，控制清洗机械臂实现对绝缘子的清洗，杜绝了人工攀爬和普通人工机械清扫、水冲洗和气冲洗时存在的安全问题，提升了输电线路维护的方便性和维护效率，降低了劳动强度。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术还包括以下附加技术特征。所述的爬杆机器人本体包括竖向设置的升降导向杆、分别设于升降导向杆上部和下部的用于抱紧电杆的上抱杆臂和下抱杆臂、使上抱杆臂和下抱杆臂在电杆上抱紧张开的张紧装置、实现上抱杆臂和下抱杆臂以攀爬方式式竖向移动的升降机构，所述的上抱杆臂或下抱杆臂的其中之一可沿着升降导向杆竖向滑动，另一个与升降导向杆在高度向固定,所述的张紧装置和升降机构通过驱动电机驱动。通过驱动电机驱动升降机构和张紧装置，实现上抱杆臂和下抱杆臂在电杆上依次抱紧和张开，并使上抱杆臂或下抱杆臂沿着升降导向杆实现向上或向下滑动，并带动机器人本体实现升降，完成在电杆上的攀爬动作。所述的升降导向杆包括左升降杆和右升降杆，对称的设于爬杆机器人本体的左右两侧，所述的上抱杆臂和下抱杆臂均包括左右相对设置的左抱环和右抱环、用于左抱环和右抱环抱紧电杆时压力检测的压力传感器，所述的左抱环和右抱环均包括设于前部的用于抱紧电杆的抓手、设于抓手后方的用于套在左升降杆和右升降杆上的滑套、设于滑套后方的尾杆。通过设于左升降杆和右升降杆上的左抱环和右抱环，利用左抱环和右抱环的抓手，在张紧装置的支持下，实现对电杆的抱紧和张开，压力传感器便于感知抱紧状态。所述的张紧装置包括设于上抱杆臂的左抱环和右抱环之间的上张紧装置、设于下抱杆臂的左抱环和右抱环之间的下张紧装置，所述的上张紧装置和下张紧装置均包括连接于左抱环和右抱环后端之间的用于使抓手抱紧电杆的张紧弹簧、设于左抱环和右抱环后端之间的用于使抓手松开电杆的凸轮机构，所述的驱动电机为2个分别独立驱动上下凸轮机构的驱动电机。通过上张紧装置和下张紧装置的张紧弹簧和驱动电机的各自独立驱动的上下凸轮机构，实现对电杆的抱紧和张开，结构简单可靠。所述的升降机构为连接于上下凸轮机构之间的曲柄连杆机构，每个凸轮机构均包括凸轮轴、设于凸轮轴上的前后排列的双凸轮、分别设于左抱环和右抱环尾杆上的两根位于双凸轮两侧的带抵触轮的触杆，所述的双凸轮旋转时，双凸轮的2个凸轮同时抵触各自触杆的抵触轮，所述的曲柄连杆机构的上下两端均连接于凸轮轴上，曲柄连杆机构运转一周，上下凸轮机构的双凸轮在机器人控制模块的控制下通过传感器传感和各自的电机驱动交替抵触各自两侧的抵触轮。上下双凸轮的形状结构相同，并分别由两个独立的电机带动。双凸轮旋转可以带动左抱环和右抱环的张紧与闭合，曲柄连杆机构使上下双凸轮相连接，下部双凸轮旋转可带动曲柄连杆机构运动产生距离变化，在上下抱杆手臂的配合下实现上下张紧机构的对电杆的交替抱紧和张开，实现机器人躯体的攀爬运动。所述的电机为涡轮蜗杆减速电机。涡轮蜗杆减速电机拥有蜗轮蜗杆良好的自锁性能，能够有效预防断电等突发事件导致机器人下滑情况的发生。所述的检测云台设有高清摄像头，所述的高清摄像头通过其自带的无线通讯模组与上位机控制系统连接。高清摄像头图像清晰，便于提升上位机控制系统的图像处理精确度。所述的清洗机械臂包括旋转平台、可旋转的连接于旋转平台上部的下臂体、可旋转的连接于下臂体上端的上臂体、设于上臂体前端的可拆卸的清洗毛刷和清洗液喷射器，所述的旋转平台、下臂体、上臂体、清洗毛刷和清洗液喷射器均电连接到控制模块，所述的控制模块设有无线通讯模组。通过多个旋转自由度实现对绝缘子清洗时的控制，操控方便，能够实现有效清洗。所述的清洗毛刷为电动旋转棒式毛刷，连接于上臂体前端，所述的清洗喷射器设于上臂体前端的上部。电动旋转棒式毛刷控制简单，清洗效果好，把清洗喷射器设于上臂体前端的上部，便于清洗液喷射到清洗的有效部位，清洗效果好。所述的图像处理模块设有对接收到的图像进行灰度化、二值化、图像去噪、特征提取功能。图像处理模块对图像进行灰度化、二值化、图像去噪、边缘特征提取等处理，通过边缘提取的方法可以获得图像处理后物体的轮廓，可以用来诊断输电导线是否存在导线断股等故障，便于上位机系统识别出输电导线断股、绝缘子积灰等故障，并将识别到的故障及时通知给工作人员。有益效果：能够快速方便的实现输电线路电杆的攀爬、输电线路检测和绝缘子清洗，降低了输电线路维护的劳动强度，提升了作业维护效率，另外机器人结构简单紧凑，便于搬运，智能化程度高、结构可靠性高，特别在气候和环境条件较差时提升了输电线路维护的安全性。附图说明图1是本专利技术正视结构示意图。图2是本专利技术爬杆示意图。图3是本专利技术俯视结构示意图。图中：1-爬杆机器人本体；2-清洗机械臂；3-检测云台；4-电杆；5-绝缘子；101-升降导向杆；102-上抱杆臂；103-曲柄连杆机构；104-双凸轮；105-驱动电机；106-控制模块；107-张紧弹簧；108-下抱杆臂；109-触杆；110-左抱环；111-右抱环；112-尾杆；113-抓手；114-滑套；201-旋转平台；202-下臂体；203-上臂体；204-清洗毛刷；205-清洗液喷射器。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1-3所示，一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，包括用于攀爬电杆4的爬杆机器人本体1、设于爬杆机器人本体1上部的用于对绝缘子5进行摄像监测的带无线通讯模组的检测云台3、设于爬杆机器人本体1上部的用于对绝缘子5进行清洗的清洗机械臂2、设于爬杆机器人本体1上的用于机器人爬行控制的控制模块106和用于控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，其特征在于：包括用于攀爬电杆（4）的爬杆机器人本体（1）、设于爬杆机器人本体（1）上部的用于对绝缘子（5）进行摄像监测的带无线通讯模组的检测云台（3）、设于爬杆机器人本体（1）上部的用于对绝缘子（5）进行清洗的清洗机械臂（2）、设于爬杆机器人本体（1）上的用于机器人爬行控制的控制模块（106）和用于控制人员对机器人工作状态进行控制操作的带有无线通讯模组的机器人地面上位机控制系统，所述的地面上位机控制系统包括设有用于监测分析检测云台（3）所发送图像的图像分析处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，其特征在于：包括用于攀爬电杆（4）的爬杆机器人本体（1）、设于爬杆机器人本体（1）上部的用于对绝缘子（5）进行摄像监测的带无线通讯模组的检测云台（3）、设于爬杆机器人本体（1）上部的用于对绝缘子（5）进行清洗的清洗机械臂（2）、设于爬杆机器人本体（1）上的用于机器人爬行控制的控制模块（106）和用于控制人员对机器人工作状态进行控制操作的带有无线通讯模组的机器人地面上位机控制系统，所述的地面上位机控制系统包括设有用于监测分析检测云台（3）所发送图像的图像分析处理模块。2.根据权利要求1所述的一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，其特征在于：所述的爬杆机器人本体（1）包括竖向设置的升降导向杆（101）、分别设于升降导向杆（101）上部和下部的用于抱紧电杆（4）的上抱杆臂（102）和下抱杆臂（108）、使上抱杆臂（102）和下抱杆臂（108）在电杆（4）上抱紧张开的张紧装置、实现上抱杆臂（102）和下抱杆臂（108）以攀爬方式式竖向移动的升降机构，所述的上抱杆臂（102）或下抱杆臂（108）的其中之一可沿着升降导向杆（101）竖向滑动，另一个与升降导向杆（101）在高度向固定，所述的张紧装置和升降机构通过驱动电机（105）驱动。3.根据权利要求2所述的一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，其特征在于：所述的升降导向杆（101）包括左升降杆和右升降杆，对称的设于爬杆机器人本体（1）的左右两侧，所述的上抱杆臂（102）和下抱杆臂（108）均包括左右相对设置的左抱环（110）和右抱环（111）、用于左抱环（110）和右抱环（111）抱紧电杆时压力检测的压力传感器，所述的左抱环（110）和右抱环（111）均包括设于前部的用于抱紧电杆（4）的抓手（113）、设于抓手（113）后方的套在左升降杆和右升降杆上的滑套（114）、设于滑套（114）后方的尾杆（112）。4.根据权利要求2所述的一种具有输电线路绝缘子清扫功能的爬杆机器人，其特征在于：所述的张紧装置包括设于上抱杆臂（102）的左抱环（110）和右抱环（111）之间的上张紧装置、设于下抱杆臂（108）的左抱环（110）和右抱环（111）之间的下张紧装置，所述的上张紧装置和下张紧装置均包括连接于左抱环（110）和右抱环（111）后端之间的用于使抓手（113）抱紧电杆（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：任新新，刘能，陈涛涛，梁伟明，吕海翔，赵俊，樊绍胜，
申请(专利权)人：国网浙江新昌县供电公司，长沙理工大学，国家电网公司，国网浙江省电力公司，国网浙江省电力公司绍兴供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33