架空输电线路自动清洗机器人系统及清洗方法技术方案

本发明专利技术公开了一种架空输电线路自动清洗机器人系统及方法，其由若干模块结构组成，模块结构包括移动车体、机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器、压紧装置及清洗装置，移动车体悬挂在架空输电线上，并能够沿架空输电线路前后运动，机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器及压紧装置安装在移动车体上盖板上，上盖板下部与清洗装置相连；机载控制系统通过无线通信单元与地面站通信，接收地面站发送控制指令，并把检测数据发送回地面站。本发明专利技术同时还公开了利用该系的清洗方法。本发明专利技术单独使用或与喷涂机器人配套使用。本发明专利技术采用模块化结构和设计方法，效降低了设计成本、提高了通用性，为裸露形式的架空输电线提供安全和高质量自动清洗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种架空输电线路自动清洗机器人系统及方法，其由若干模块结构组成，模块结构包括移动车体、机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器、压紧装置及清洗装置，移动车体悬挂在架空输电线上，并能够沿架空输电线路前后运动，机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器及压紧装置安装在移动车体上盖板上，上盖板下部与清洗装置相连；机载控制系统通过无线通信单元与地面站通信，接收地面站发送控制指令，并把检测数据发送回地面站。本专利技术同时还公开了利用该系的清洗方法。本专利技术单独使用或与喷涂机器人配套使用。本专利技术采用模块化结构和设计方法，效降低了设计成本、提高了通用性，为裸露形式的架空输电线提供安全和高质量自动清洗。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
架设的架空输电线一般无外包绝缘保护层，普遍采用裸线形式。在电力线上挂有风筝及塑料布等杂物，及绝缘子、防震锤、线夹上的积尘在暴风雨或大雨时形成的泥流容易造成高压电力线之间的短路，引发意外断电等事故，从而威胁电网的安全运行。为提高架空输电线路输电和运行的安全性，需要采用自动喷涂或人工喷涂绝缘漆方法以为裸线包覆绝缘层。但在保护绝缘漆之前，还需使用二甲苯等化学试剂清洗裸露的架空输电线以去除其上的积尘等杂物。经现有文献检索，中国专利申请CN102228876A公开了一种输电线路防覆冰遥控自动喷涂机器人，包括车体，车体的上部设有主动滚轮和从动滚轮，还包括控制系统、电源模块、毛刷系统和喷涂系统，毛刷系统设于车体的前部，喷涂系统设于车体的后部，控制系统设有遥控接收模块。能够在输电线路上行走，并能够通过线下无线遥控装置控制线上机器人车体的双电动喷枪，对导地线表面进行自动喷涂防冰涂料。但存在如下问题:I)采用接触式机械旋转毛刷作为清洗装置，也没有采用化学试剂，仅能清洁表面的积尘，无法清洁导线上的残余油迹、线丝夹缝之间的积尘及鸟屎等污迹，2)没有压紧装置等保护装置，易于发生意外掉落等事故。中国专利申请CN203140222U公开了一种输电线路防覆冰涂料带电涂装机器人。机器人主要包括机器人本体、控制系统、电源系统和涂装系统。机器人本体是机器人的骨架，构成各个模块的安装载体，本体的两侧为机器人手臂，机器人的行走机构和涂装系统中涂装刷总成装设在手臂上。机器人本体的下部分为三个区域，分别安装控制系统及电源、蓄料池、汽油机及液泵。但存在如下问题:I)主动滚轮未采取压紧装置等压紧措施，无法在较大倾角的导线上行走，在防覆冰喷涂作业中也易于产生意外滑动而影响喷涂防覆冰质量；2)系统需要携带气源和液压源，系统体积大，较重，易应密封问题引起泄露；3)机械臂负载较重，在作业过程中将产生较大的变形，影响控制精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种，该清洗机器人可单独使用，也可与喷涂机器人配套使用，自动清洗机器人采用模块化结构和设计方法，能有效降低设计成本、提高通用性，为裸露形式的架空输电线提供高效、安全和高质量的自动清洗。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案:一种架空输电线路自动清洗机器人系统，其由若干模块结构组成，所述模块结构包括移动车体、机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器、压紧装置及清洗装置，移动车体悬挂在架空输电线上，并能够沿架空输电线路前后运动，机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器及压紧装置安装在移动车体的上盖板上，上盖板下部与清洗装置相连；机载控制系统通过无线通信单元与地面站通信，接收地面站发送控制指令，并把检测数据发送回地面站；所述移动车体包括行走电机、主支撑板、辅助支撑板、滚轮、中间连杆和上盖板，一对平行设置的主支撑板之间通过前后两个滚轮连接，一对平行设置的辅助支撑板之间通过另外前后两个滚轮连接，由四个滚轮、主支撑板及辅助支撑板组成行走支架，行走支架通过中间连杆与下部的上盖板相连，组成移动车体，行走支架通过滚轮悬挂在架空输电线上，并能够带动移动车体行走，行走支架下端固定于上连板上；行走电机固定在主支撑板上，且行走电机输出轴驱动其中一个滚轮；所述的压紧装置包括曲柄滑块机构及压紧滚轮，曲柄滑块机构具有死点，压紧滚轮安装在曲柄滑块机构滑块末端，压紧滚轮与行走电机带动的传动轴上的滚轮共同压紧在架空输电线上，防止机器人的意外掉落及在架空输电线上滑动。所述的清洗电机包括相连的一个高压喷雾器用电机和隔膜泵，隔膜泵入口与清洗装置的清洗剂桶相连通，用于将清洗剂桶中的清洗剂吸取并输送至清洗装置的清洗头中。所述清洗装置包括清洗头、连接装置、连接杆、清洗剂桶、下盖板及回收桶，清洗头通过弹簧、滚轮装置压紧在架空输电线上，架空输电线从两个180°对分绞接结构的清洗头的机械中心孔穿过；架空输电线与清洗头中间的机械中心孔采用密封件密封；清洗头经连接装置与辅助支撑板相连，实现沿架空输电线路的运动；清洗头的上入口与清洗电机的隔膜泵出口相连通，清洗头的下出口经回收装置与回收桶相连，以防止清洗剂外泄；回收桶及清洗剂桶固定安装在下盖板上，下盖板经连接杆与上盖板相连。所述清洗头的上入口和下出口均与机械中心孔相通。所述架空输电线与机械中心孔之间有间隙。所述清洗剂桶中盛放有二甲苯清洗剂。所述的机载控制系统为触摸屏控制系统，包括:电源管理芯片、主控MCU、信号转换电路、无线通信模块和吸盘天线，电源管理芯片、主控MCU、信号转换电路及无线通信模块固定在PCB电路板上，PCB电路板再通过机械连接固定在上盖板上；无线通信模块通过信号线与主控MCU相连；吸盘天线利用吸盘吸附在主支撑板上，通过SMA接口与无线通信模块相连，构成与地面站的通信回路。所述的电源模块为锂离子动力电池，安装在移动车体的上盖板上，为机载控制系统、清洗电机、伺服驱动器提供所需电力。所述的伺服驱动器包括一个BLDC-5015A直流无刷电机驱动器，与机载控制系统、电源模块和行走电机相连，提供行走电机运动所需的各类控制功能。一种利用架空输电线路自动清洗机器人系统的清洗方法，具体步骤为:I)在清洗剂桶内注满清洗剂；2)自动清洗机器人悬挂在架空输电线上，压紧装置压紧；3)打开电源模块为系统供电，地面站与自动清洗机器人进行通信测试；4)地面站接收到机器人的反馈数据后，发送控制指令；5)机器人接收到地面站或触摸屏发送的清洗指令时，具有隔膜作用的清洗电机运转，将清洗剂经液压管道送至清洗头，再经雾化喷头加压后形成具有一定压力的气雾喷洒在导线上；从线上流下的回收清洗剂经液压管道、回收装置回流至清洗剂桶，形成闭合的液压管路；同时，清洗头与导线之间采用液压密封，避免清洗剂从清洗头前端和后端的测漏。本专利技术的工作过程:清洗剂桶内注满清洗剂。自动清洗机器人悬挂在架空输电线上，压紧装置压紧。打开电源模块为系统供电。地面站通过无线装置与板载控制器通信，发送前进、后退、停止、开始清洗、停止清洗、速度调节等控制信号，实现前进、后退、停止、开始清洗、停止清洗、速度调节等控制。清洗时，具有隔膜作业的清洗电机运转，清洗剂经液压管道送至清洗头，再经雾化喷头加压后形成具有一定压力的气雾喷洒在导线上。从线上流下的回收清洗剂经液压管道、回收装置回流至清洗剂桶，形成闭合的液压管路，完成一定压力的雾化清洗。本专利技术与现有技术相比其有益效果是:I)安装有压紧装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空输电线路自动清洗机器人系统，其特征是，其由若干模块结构组成，所述模块结构包括移动车体、机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器、压紧装置及清洗装置，移动车体悬挂在架空输电线上，并能够沿架空输电线路前后运动，机载控制系统、电源模块、清洗电机、伺服驱动器及压紧装置安装在移动车体的上盖板上，上盖板下部与清洗装置相连；机载控制系统通过无线通信单元与地面站通信，接收地面站发送控制指令，并把检测数据发送回地面站；所述移动车体包括行走电机、主支撑板、辅助支撑板、滚轮、中间连杆和上盖板，一对平行设置的主支撑板之间通过前后两个滚轮连接，一对平行设置的辅助支撑板之间通过另外前后两个滚轮连接，由四个滚轮、主支撑板及辅助支撑板组成行走支架，行走支架通过中间连杆与下部的上盖板相连，组成移动车体，行走支架通过滚轮悬挂在架空输电线上，并能够带动移动车体行走，行走支架下端固定于上连板上；行走电机固定在主支撑板上，且行走电机输出轴驱动其中一个滚轮；所述的压紧装置包括曲柄滑块机构及压紧滚轮，曲柄滑块机构具有死点，压紧滚轮安装在曲柄滑块机构滑块末端，压紧滚轮与行走电机带动的传动轴上的滚轮共同压紧在架空输电线上，防止机器人的意外掉落及在架空输电线上滑动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，程志勇，郭锐，贾娟，仲亮，曹雷，张峰，慕世友，蒋斌，李红梅，牛进苍，任杰，傅孟潮，高郎宏，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37