一种绝缘子清扫机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种绝缘子清扫机器人，包括爬行机构、清扫机构、锁紧机构、检测机构及电池控制系统，其中，所述爬行机构为闭合圆周形结构，包围绝缘子串，带动机器人沿绝缘子串连续移动；所述清扫机构为闭合圆周形结构，环绕绝缘子串，所述锁紧机构均匀设置于爬行机构上，所述爬行机构通过锁紧机构与清扫机构连接；检测机构布置在锁紧机构一侧，电池控制系统安装于爬行机构上。本发明专利技术结构简单，整体对称式结构，机器人稳定性好，采用连续式移动方式，移动速度快，清扫方式简单，清扫速度快，对绝缘子涂层磨损小，锁紧可靠，其上调节机构可适应结构高度和盘径不同的绝缘子串，可进行带电清扫绝缘子串作业及检测绝缘子片优劣。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘子清扫机器人。
技术介绍
随着我国电力系统的不断发展，电网安全、稳定运行越来越受到重视。尤其在近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，为保证高压输电线路的电气安全，在高压输电线路运行使用一段时间后，需要检测线路的电气性能，特别是绝缘子的绝缘安全性能，防止短路等现象的发生。绝缘子在使用一段时间后，绝缘子表面必然会堆积污垢，从而导致绝缘子的阻值减小，绝缘性能下降，易产生污闪事故，为输电线路的安全正常运行埋下隐患，因此，绝缘子需要定期清洁。当前绝缘子的清洁工作一般采用人工清扫，或配合有限的简单机械工具进行清扫，作业危险性高，且时常需要停电进行清扫作业，不仅劳动强度大、清扫速度慢，而且作业安全性低、经济损失大。随着机器人技术的发展，目前，越来越多的作业机器人应用于电力设备及线路作业上。中国专利CN103042000A公开了一种绝缘子串智能清扫机器人系统，包括支架、导向部件、驱动机构、清扫机构及控制装置，其清洁部件可在支架横剖面内摆动及自身转动完成清扫动作。综合分析，其驱动机构采用单侧布置，容易形成重心不稳造成机器人偏心及清扫平面偏斜；其清扫机构虽可在平面内摆动及自身转动，但无法整圆周清扫绝缘子，而且无法彻底清扫绝缘子底部凹槽。同时，无论在任何状态，机器人驱动机构上下两组滚轮至少有一组是搭在绝缘子片上的，因此清扫过程中清扫辊势必会与驱动机构滚轮有干涉，造成机构不稳定。美国专利US005119851A公开了一种清扫高压线路绝缘子串的设备，清扫设备环绕卡在绝缘子串上，其驱动机构中的舌形拨齿循环拨动绝缘子串上表面带动清扫设备沿绝缘子串上下运动，清扫机构沿绝缘子片周向布置有多个喷头，利用地面水罐车提供绝缘清洗液，液体经过加压设备后传送给清扫设备，通过清扫喷头喷射绝缘清洗液进行绝缘子串清洗。由此可见，这种清扫设备采用的是绝缘液体进行清洗，需要配置水罐车及加压设备，工程量比较大，配备作业人员比较多，耗资比较大，不利于大范围的普及和应用。清扫设备本身结构复杂，又连接有提供清扫液体的水管等，重量增大，作业难度加大，其舌形拨齿连接在履带上，需要拨动绝缘子片，但履带是有屈服弹性的，因此舌形拨齿在拨动绝缘子片受力时会在履带上发生角度变化，造成相邻舌形拨齿间距不稳定，不利于攀爬绝缘子串。美国专利US7797781B2公开了一种带电清扫和检测绝缘子串的机器人机构，主要包括移动机构、清扫机构、锁紧机构和检测仪等，移动方式采用间歇式移动，水平方向利用舵机旋转带动夹爪沿导轨线性运动进行夹持绝缘子片，垂直方向利用丝杠滑块配合进行上下移动。清扫机构可在圆周方向旋转，利用毛刷进行绝缘子片的清扫，并带有检测仪进行绝缘子检测。此机构采用的是间歇式移动方式，移动速度慢，且清扫机构单次只能清扫绝缘子片的上表面或下表面，完成一片绝缘子清扫需要进行两次夹持及升降过程，清扫速度慢，且绝缘子串两端的绝缘子片清扫不到，清扫范围有限，清扫不彻底，同时，见说明书附图9，检测机构设置在圆周内圈，在清扫毛刷进行清扫时势必会造成毛刷与检测机构竖直支架的干涉。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种绝缘子清扫机器人，本装置移动速度快，清扫范围广，清扫彻底，可以带电清扫。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种绝缘子清扫机器人，包括爬行机构、清扫机构、锁紧机构、检测机构及电池控制系统，其中，所述爬行机构为闭合圆周形结构，包围绝缘子串，带动机器人沿绝缘子串连续移动；所述清扫机构为闭合圆周形结构，环绕绝缘子串，所述锁紧机构均匀设置于爬行机构上，所述爬行机构通过锁紧机构与清扫机构连接；检测机构布置在锁紧机构一侧，电池控制系统安装于爬行机构上。所述爬行机构包括驱动机构、连接机构和若干个导向板，其中，所述驱动机构为上下两层布置，导向板均匀圆周分布于爬行机构上，驱动机构之间通过连接机构连接，导向板固定于驱动机构的内侧。所述驱动机构在绝缘子片径向平面内对称布置，且为同步控制，驱动机构包括驱动电机、传动机构、驱动手爪机构及固定框架，驱动电机输出轴与传动机构连接，传动机构为齿轮减速器装置，包括主从动齿轮组、固定轴和传动轴，传动机构输出端与驱动手爪机构连接，驱动电机安装在固定框架内部，传动机构、驱动手爪机构安装在固定框架外侧。所述驱动手爪机构末端安装有滚轮，滚轮为绝缘性材料，可自由转动，爬行过程中滚轮与绝缘子片接触。所述连接机构为竖直支架及各种环形支架，连接各个驱动机构形成一个环形整体，竖直支架连接轴向驱动机构，环形支架连接径向驱动机构，竖直支架上有调节安装孔，可进行轴向驱动机构间距调整。所述清扫机构，包括左右对称半圆盘、上下对称齿条、齿条驱动机构、齿条导轨、上下毛刷机构及若干导向杆，其中，所述半圆盘为清扫机构基础底座，由左右对称两个半圆盘体组成圆周环形结构，其内侧圆弧内安装有若干导向杆，半圆盘上安装有齿条导轨，所述齿条导轨为上下对称结构，由若干个大小滚轮轴承组形成，在齿条驱动机构的作用下，齿条沿滚轮轴承组形成的圆形导轨进行圆周运动；上下毛刷机构分别安装在上下齿条上，每个齿条上安装有至少两组毛刷机构。所述导向杆为绝缘性材料，且导向杆长度不干涉毛刷清扫路径。所述齿条为半圆形，对称分布在半圆盘上下两侧。所述齿条驱动机构固定在半圆盘上，每个半圆盘上安装有至少一组齿条驱动机构，当设计为每个半圆盘有一个齿条驱动机构时，为保证半圆形齿条在经过两齿条驱动机构时衔接顺利，两齿条驱动机构的分布角度小于180°。所述齿条驱动机构，包括齿条驱动电机、对称齿轮、齿轮轴及电机座；齿条驱动电机固定在电机座上，电机座固定在半圆盘上，齿条驱动电机输出轴经过齿轮轴与对称齿轮连接，对称齿轮分别与上下两对称齿条配合，在驱动电机轴旋转时，上下对称齿条可同步进行周向运动。所述上下毛刷机构，包括舵机座、舵机、毛刷电机、毛刷电机座、电机座连接、轴盘和毛刷，所述毛刷分为上下毛刷两种；毛刷通过轴盘连接在毛刷电机输出轴末端，毛刷电机固定在毛刷电机座内部，并通过电机座连接固定在舵机上，舵机通过舵机座固定在齿条上，当舵机轴旋转时，带动毛刷在绝缘子片径向面摆动，在毛刷电机轴旋转时，带动毛刷沿自身轴线进行自转。为增加清扫机构的可适应性，舵机座通过增减垫高块及毛刷可更换等方式，适应不同大小绝缘子片。锁紧机构分为左右两部分，一处为铰接旋转中心，机器人围绕此处进行旋转开合，另一处为锁紧开关；铰接旋转中心的折页围绕铰轴旋转，折页带动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子清扫机器人，其特征是：包括爬行机构、清扫机构、锁紧机构、检测机构及电池控制系统，其中，所述爬行机构为闭合圆周形结构，包围绝缘子串，带动机器人沿绝缘子串连续移动；所述清扫机构为闭合圆周形结构，环绕绝缘子串，所述锁紧机构均匀设置于爬行机构上，所述爬行机构通过锁紧机构与清扫机构连接；检测机构布置在锁紧机构一侧，电池控制系统安装于爬行机构上。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子清扫机器人，其特征是：包括爬行机构、清扫机构、锁紧机构、检测机构
及电池控制系统，其中，所述爬行机构为闭合圆周形结构，包围绝缘子串，带动机器人沿绝
缘子串连续移动；所述清扫机构为闭合圆周形结构，环绕绝缘子串，所述锁紧机构均匀设置
于爬行机构上，所述爬行机构通过锁紧机构与清扫机构连接；检测机构布置在锁紧机构一侧，
电池控制系统安装于爬行机构上。
2.如权利要求1所述的一种绝缘子清扫机器人，其特征是：所述爬行机构包括驱动机构、
连接机构和若干个导向板，其中，所述驱动机构为上下两层布置，导向板均匀圆周分布于爬
行机构上，驱动机构之间通过连接机构连接，导向板固定于驱动机构的内侧。
3.如权利要求2所述的一种绝缘子清扫机器人，其特征是：所述驱动机构在绝缘子片径
向平面内对称布置，且为同步控制，驱动机构包括驱动电机、传动机构、驱动手爪机构及固
定框架，驱动电机输出轴与传动机构连接，传动机构为齿轮减速器装置，包括主从动齿轮组、
固定轴和传动轴，传动机构输出端与驱动手爪机构连接，驱动电机安装在固定框架内部，传
动机构、驱动手爪机构安装在固定框架外侧。
4.如权利要求3所述的一种绝缘子清扫机器人，其特征是：所述驱动手爪机构末端安装
有滚轮，滚轮为绝缘性材料，可自由转动，爬行过程中滚轮与绝缘子片接触。
5.如权利要求2所述的一种绝缘子清扫机器人，其特征是：所述连接机构为竖直支架及
各种环形支架，连接各个驱动机构形成一个环形整体，竖直支架连接轴向驱动机构，环形支
架连接径向驱动机构，竖直支架上有调节安装孔，可进行轴向驱动机构间距调整。
6.如权利要求1所述的一种绝缘子清扫机器人，其特征是：所述清扫机构，包括左右对
称半圆盘、上下对称齿条、齿条驱动机构、齿条导轨、上下毛刷机构及若干导向杆，其中，
所述半圆盘为清扫机构基础底座，由左右对称两个半圆盘体组成圆周环形结构，其内侧圆弧
内安装有若干导向杆，半圆盘上安装有齿条导轨，所述齿条导轨为上...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾娟，仲亮，郭锐，慕世友，王滨海，李建祥，张峰，曹雷，贾永刚，程志勇，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11