一种输配电系统绝缘子自动维护方法技术方案

本发明专利技术涉及一种输配电系统绝缘子自动维护方法，利用机器人进行维护，机器人包括固定部、调整部、直角部、伸缩部、定位部、液压动力部、监测部、控制部和机载装置，所述固定部、调整部和直角部共两套与伸缩部的前后两端连接。所述固定部与调整部连接，固定部通过调整部相对于直角部转动。直角部与伸缩部连接，伸缩部顶端固定有定位部，监测部固定于固定部侧面，控制部对机器人进行动作和姿态控制，并与无人机通讯，机载装置固定在无人机下端。本发明专利技术可实现自动化操作，提高作业效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘子维护方法，特别是涉及一种输配电系统绝缘子自动维护方法。
技术介绍
绝缘子串指两个或多个绝缘子组合在一起，柔性悬挂导线的组件。用于悬挂导线并使导线与杆塔和大地绝缘。绝缘子广泛的运用于输电配电系统中，在电力网络中发挥着重要作用。电力公司每年会对网络内的绝缘子串进行维保，包括检查、擦洗、更新维护等作业。个别环境较条件不理想的地方，绝缘子每半年就会进行一次维保。传统方式的绝缘子维保需要电力作业人员人工爬到基塔上，对绝缘子进行目视检查、擦洗，或采用地面望远镜目视观察的方式进行绝缘子检查。目前，已经出现部分可自动对绝缘子串进行检查的设备，但是自动化程度不够高，仍需要维保人员带设备爬到高空中，安放设备进行检查，安放过程复杂，安全风险高。综合上述情况，现需要一种创新的维护保养方法，便利对输配电系统的绝缘子串进行检查维保，安全风险小，检查方便，减少人工参与，提高维护水平。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种输配电系统绝缘子自动维护方法。本专利技术所采用的技术方案是：输配电系统绝缘子自动维护方法，包括一种输配电系统绝缘子维保机器人；(1)利用所述的输配电系统绝缘子维保机器人维护绝缘子；其中，所述的输配电系统绝缘子维保机器人，包括固定部、调整部、直角部、伸缩部、定位部、液压动力部、监测部、控制部和机载装置。所述固定部、调整部和直角部共两套与伸缩部的前后两端连接。所述固定部与调整部连接，固定部通过调整部相对于直角部转动。直角部与伸缩部连接，可相对于伸缩部转动。伸缩部顶端固定有定位部。定位部为无人机连接的装置，将机器人释放或回收。液压动力部为固定部和伸缩部提供动力。监测部固定于固定部侧面，实时监测绝缘子的状态。控制部对机器人进行动作和姿态控制。并与无人机协调，实现机器人的释放和回收。所述机载装置固定在无人机下端，机载装置通过定位部与维保机器人定位。所述固定部夹持绝缘子，上端与调整部连接，侧面固定有监测部。所述固定部包括固定基座、方轴缸、方轴弹簧、连接盒、连接上盖、压力传感器、固定手、测距传感器和连接盒弹簧。所述固定基座为拱形，两端有两个圆通孔，通过圆通孔与两个方轴缸固定。所述基座顶端有圆通孔。所述固定基座在夹持状态时，与绝缘子串的方向垂直。所述固定基座侧面固定有基板。所述方轴缸为液压缸，方轴缸的缸体与固定基座固定，方轴缸的活塞杆与连接盒固定。所述液压缸体的活塞缸截面为方形，方轴缸的活塞杆为截面为方形。所述方轴弹簧一端与连接盒固定，另一端与方轴缸固定。所述连接盒一端与方轴缸的活塞杆固定，另一端有两个半圆形孔，插入固定手的两个轴。所述连接盒上端与连接上盖固定。所述压力传感器置于连接盒内，一个连接盒内有两个压力传感器。所述固定手前端为弧形抓手面。所述抓手面正中央固定有测距传感器并与控制部连接。所述测距传感器固定在抓手面的正中央，与控制部连接，不断将检测的数值传输至控制部。本实施例中，所述测距传感器共四个，固定在固定手的抓手面上。所述调整部包括调整齿轮轴、调整轴承、固定盖、舵机。所述调整齿轮轴中央为齿轮，上端与直角部的支撑杆固定，下端与调整轴承的内壁过盈配合。所述调整齿轮轴可相对于固定部的固定基座发生转动。所述调整轴承与固定部固定基座上端固定。所述固定盖与调整齿轮轴的下端固定。所述舵机与控制部连接，舵机输出轴的齿轮与调整齿轮轴的齿轮啮合。所述直角部包括支撑杆、支撑耳、直角齿轮、蜗杆、蜗杆座、齿轮传动盒、电机和限位开关。所述支撑杆顶端左右两侧各固定一个支撑耳，每个支撑耳上固定有一个限位开关。所述支撑杆下端与调整部的调整齿轮轴固定。所述支撑杆侧面固定有一个液压动力部，为该支撑杆下方的固定部提供动力。所述支撑耳下端有安装孔，与支撑杆固定，支撑耳上部有方形孔，与直角齿轮的方形轴部分过盈配合，进而将直角齿轮与支撑耳固定。所述支撑耳中部有限位开关。蜗杆座与支撑杆夹角为90度时，一号位开关被蜗杆座触碰闭合。蜗杆座与支撑杆夹角为270度时，二号限位开关被蜗杆座触碰闭合。所述直角齿轮与蜗杆为蜗轮蜗杆传动。直角齿轮两端有方形轴，进而与支撑耳固定，最终与支撑杆固定。所述方形轴的外侧有圆柱轴，圆柱轴与轴承的内圈固定，轴承的外圈与蜗杆座固定。在直角齿轮和蜗轮的传动下，蜗杆座相对于支撑杆转动。转动范围为90度至270度。所述蜗杆两端通过轴承与蜗杆座连接，靠近齿轮传动盒一端的蜗杆末端固定有齿轮，齿轮与齿轮传动盒内的齿轮为齿轮传动。所述蜗杆座两个凸起处有孔，通过轴承与直角齿轮连接。所述蜗杆座侧面通过轴承与蜗杆连接，其中一侧固定有齿轮传动盒。所述蜗杆座顶面固定有电机，蜗杆座与伸缩部固定。所述齿轮传动盒固定于蜗杆座一侧，将电机输出转动通过齿轮啮合的方式传输至蜗杆。所述电机与控制部连接，控制部控制电机转动，电机的输出轴通过齿轮传动盒将转动传递至蜗杆，蜗杆转动，进而使蜗杆座与支撑杆的相对位置变化，最终使伸缩部和固定部的角度位置关系。一个直角部包含两个限位开关，分别为一号限位开关和二号限位开关。所述伸缩部包括一号伸缩座、伸缩弹簧、液压缸、底座和二号伸缩座。所述一号伸缩座一端与两个液压缸的缸体固定，另一端与主腿固定。所述二号伸缩座一端与两个液压缸的活塞杆和两个弹簧固定，另一端与副腿固定。所述伸缩弹簧一端与一号伸缩座固定，另一端与液压缸的缸体固定。所述液压缸内注入液体，活塞杆伸出，液压缸液体被抽出，活塞杆在弹簧的作用力下被来回。所述液压缸共两个，并排分布。所述液压缸的下侧面固定有底座，上侧面固定有定位部。所述底座固定于液压缸的下侧面。底座下侧面固定有一个液压动力部，该液压动力部为伸缩部的两个液压缸提供动力。所述底座下面固定有控制部。所述定位部包括定位基座和圆形永磁铁。所述定位基座下表面与两个液压缸侧面固定，上部为圆盘形，圆盘的上表面固定有圆形永磁铁。所述机载装置包括：机载架、电磁铁、触碰开关、齿轮手、机载电机和摄像头。所述机载架固定于无人机下部，电磁铁为环形，固定于机载架的正下方，触碰开关固定于机载架下方的正中央，机载电机共三个，固定于机载架的三个凸起处。电磁铁、触碰开关、机载电机与无人机的控制系统连接。所述机载装置的电磁铁最大圆直径与定位部的圆形永磁铁直径<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输配电系统绝缘子自动维护方法，其特征在于：包括(1)一种输配电系统绝缘子维保机器人；(2).使用无人机操控，利用该机器人，对绝缘子进行维护；所述维保机器人包括固定部、调整部、直角部、伸缩部、定位部、液压动力部、监测部、控制部和机载装置，所述固定部、调整部和直角部共两套与伸缩部的前后两端连接，所述固定部与调整部连接，固定部通过调整部相对于直角部转动，直角部与伸缩部连接，伸缩部顶端固定有定位部，液压动力部共三个，监测部固定于固定部侧面，控制部对机器人进行动作和姿态控制，并与无人机通讯，机载装置固定在无人机下端；通过地面站的遥控器遥控无人机，使用无人机操控，维保机器人对绝缘子进行维护，其具体进行作业的方法如下：(1)维保机器人处于上电状态，位于地面，α＝β＝180°，机载装置电磁铁通电，与定位部吸引，齿轮手处于锁扣状态锁扣定位基座，触碰开关为闭合状态，主腿、副腿的固定部均为放松状态；(2)遥控无人机升空一定高度H，无人机控制系统与维保机器人控制部通讯，维保机器人主腿进行α＝90°动作，副腿进行β＝90°动作；(3)操作无人机飞至绝缘子串的正上方，将机器人的主、副腿的固定部飞至绝缘子串的最细部，固定部的测距传感器检测到两个固定手之间且距离值同时变小)，控制部对主、副腿的固定部的液压动力部的动力部电机进行转动控制，固定部的固定手夹住绝缘子串，控制部与无人机控制系统通讯，对机载装置的三个机载电机进行控制，齿轮手处于解扣状态，同时无人机控制系统对电磁铁断电，地面操作员遥控、操作无人机飞离；(4)α＝β＝90°，固定部的摄像头对主、副腿之间的绝缘子进行拍摄，并将画面传输至地面站；(5)通过地面站的遥控器遥控机器人前进或后退：(5‑1)机器人前进：副腿固定部放松状态，α＝270°动作，β＝270°动作，副腿固定部夹持状态，完成前进动作；(5‑2)若继续前进，主腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°动作，主腿固定部夹持状态，完成移动；若后退，副腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°动作，副腿固定部夹持状态，完成移动；(5‑3)机器人后退：主腿固定部放松状态，α＝270°动作，β＝270°动作，主腿固定部夹持状态，完成前进动作；(5‑4)若继续后退，副腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°动作，副腿固定部夹持状态，完成移动；若前进，主腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°动作，主腿固定部夹持状态，完成移动；(6)完成检测，操控无人机飞至维保机器人上方，竖直下降一段高度，在电磁铁的磁力作用下，机载装置与定位部贴合，触碰开关闭合，齿轮手处于锁扣状态，操控无人机将维保机器人飞离已检测绝缘子串，飞向下个待检测绝缘子串，并重复(3)至(6)步骤；(7)检测完毕，操作无人机将维保机器人带至地面。...

【技术特征摘要】
1.一种输配电系统绝缘子自动维护方法，其特征在于：
包括(1)一种输配电系统绝缘子维保机器人；(2).使用无人机操控，
利用该机器人，对绝缘子进行维护；
所述维保机器人包括固定部、调整部、直角部、伸缩部、定位
部、液压动力部、监测部、控制部和机载装置，所述固定部、调整部
和直角部共两套与伸缩部的前后两端连接，所述固定部与调整部连接，
固定部通过调整部相对于直角部转动，直角部与伸缩部连接，伸缩部
顶端固定有定位部，液压动力部共三个，监测部固定于固定部侧面，
控制部对机器人进行动作和姿态控制，并与无人机通讯，机载装置固
定在无人机下端；
通过地面站的遥控器遥控无人机，使用无人机操控，维保机
器人对绝缘子进行维护，其具体进行作业的方法如下：
(1)维保机器人处于上电状态，位于地面，α＝β＝180°，机载
装置电磁铁通电，与定位部吸引，齿轮手处于锁扣状态锁扣定位基座，
触碰开关为闭合状态，主腿、副腿的固定部均为放松状态；
(2)遥控无人机升空一定高度H，无人机控制系统与维保机器
人控制部通讯，维保机器人主腿进行α＝90°动作，副腿进行β＝90°
动作；
(3)操作无人机飞至绝缘子串的正上方，将机器人的主、副腿
的固定部飞至绝缘子串的最细部，固定部的测距传感器检测到两个固
定手之间且距离值同时变小)，控制部对主、副腿的固定部的液压动
力部的动力部电机进行转动控制，固定部的固定手夹住绝缘子串，控

\t制部与无人机控制系统通讯，对机载装置的三个机载电机进行控制，
齿轮手处于解扣状态，同时无人机控制系统对电磁铁断电，地面操作
员遥控、操作无人机飞离；
(4)α＝β＝90°，固定部的摄像头对主、副腿之间的绝缘子进
行拍摄，并将画面传输至地面站；
(5)通过地面站的遥控器遥控机器人前进或后退：
(5-1)机器人前进：副腿固定部放松状态，α＝270°动作，β
＝270°动作，副腿固定部夹持状态，完成前进动作；
(5-2)若继续前进，主腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°
动作，主腿固定部夹持状态，完成移动；若后退，副腿固定部放松状
态，α＝90°动作，β＝90°动作，副腿固定部夹持状态，完成移动；
(5-3)机器人后退：主腿固定部放松状态，α＝270°动作，β
＝270°动作，主腿固定部夹持状态，完成前进动作；
(5-4)若继续后退，副腿固定部放松状态，α＝90°动作，β＝90°
动作，副腿固定部夹持状态，完成移动；若前进，主腿固定部放松状
态，α＝90°动作，β＝90°动作，主腿固定部夹持状态，完成移动；
(6)完成检测，操控无人机飞至维保机器人上方，竖直下降一
段高度，在电磁铁的磁力作用下，机载装置与定位部贴合，触碰开关
闭合，齿轮手处于锁扣状态，操控无人机将维保机器人飞离已检测绝
缘子串，飞向下个待检测绝缘子串，并重复(3)至(6)步骤；
(7)检测完毕，操作无人机将维保机器人带至地面。
2.根据权利要求1所述的一种输配电系统绝缘子自动维护方法，

\t其特征在于：所述固定部包括固定基座、方轴缸、方轴弹簧、连接
盒、连接上盖、压力传感器、固定手、测距传感器和连接盒弹簧，所
述固定基座为拱形，两端与两个方轴缸固定，顶端有圆通孔，侧面固
定有基板，所述固定基座在夹持状态时，与绝缘子串的方向垂直，所
述方轴弹簧一端与连接盒固定，另一端与方轴缸固定，所述连接盒一
端与方轴缸的活塞杆固定，另一端有两个半圆形孔，插入固定手的两
个轴，所述连接盒上端与连接上盖固定，所述压力传感器置于连接盒
内，一个连接盒内有两个压力传感器，所述固定手前端为弧形抓手面，
抓手面正中央固定有测距传感器并与控制部连接。
3.根据权利要求1所述的一种输配电系统绝缘子自动维护方法，
其特征在于：所述调整部包括调整齿轮轴、调整轴承、固定盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，张玉国，王文平，孙磊，刘琳，王东华，曹宏光，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司茌平县供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37