一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，包括：横向移动平台、纵向移动平台、大臂、小臂、末端执行器。所述的纵向运动平台架设在横向运动平台的第一滚珠丝杠螺母座上；所述的大臂固定于纵向运动平台的第二滚珠丝杠螺母座上；所述的小臂一端通过第一钢丝传动导向轮铰链于大臂末端，另一端通过第二钢丝传动导向轮铰链于末端执行器；所述的小臂通过第一钢丝绳传动，由第三步进电机驱动第一钢丝绕线轮旋转第一钢丝绳动作；所述的末端执行器通过第四步进电机驱动第二钢丝传动导向轮旋转第二钢丝绳动作。本发明专利技术提出一种四自由度的自动清洗臂，来清洗架空线路绝缘子表面污秽，提高作业效率，降低电力工人的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，属于电力系统领域，具体为一种由步进电机驱动的自动化清洗装置，可以实现对输电线路绝缘子表面污秽物的自动清洗操作。
技术介绍
架空输电线路绝缘子长期在在自然条件下运行，其表面受到固体、液体和气体导电物质的污染，在雾、露、毛毛雨等湿润作用下，绝缘子表面污层电导增大、泄漏电流增加，产生局部放电，在运行电压下绝缘子表面的局部电弧就会发展成完全闪络。污秽绝缘子的闪络过程一般经过四个阶段，即积污、湿润、出现干区和局部电弧、局部电弧发展至完全闪络。一般认为完成污闪，这四个阶段缺一不可。其中绝缘子的自然积污是非常复杂的过程，受到自然界各种气象条件、污源、运行电压下等因素的影响，因此不同地区往往体现不同的积污特性。地区污秽造成的污闪事故往往重合闸率低，跳闸率高，容易引发大面积、长时间的恶性停电事故。如：1990年、1996年和2001年我国曾出现了三次大面积污闪事故。由污秽引起的绝缘闪络事故目前在电网总事故中已占第二位，仅次于雷害事故，所造成的损失接近雷害事故的10倍。随着电网电压的提高和容量的增大，污闪事故造成的损失将越来越大。因此，必须对输电线路的绝缘子进行定期清洗操作，然而，依靠大规模人工清扫基础上的输变电设备外绝缘水平已无法满足现代化大电网安全、可靠运行的要求，完全不能杜绝大面积污闪事故的发生。公布号为CN 103831259 A的专利技术专利《一种绝缘子电动清洗臂》，提出了一种电动清洗臂，模拟“人工式”的擦洗方式，具体是使用两个活动关节，模拟人的手腕运动清洗绝缘子表面的污秽。这种方式的局限性在于：未考虑到绝缘子表面特征的复杂性(伞裙状朵叠在一起)，两个活动关节会跟绝缘子表面发生干涉，难以适用与所有绝缘子。此外，其清洗头通过弹簧轴与清洗头驱动电机的转轴连接，尽管增加了其刚性强度，但同时增加了转动惯量，不灵活，在高速情况下，存在较大的离心力与哥式。公布号为CN 105032798 A的专利技术专利《一种绝缘子自动清洗系统》，提出一种自动清洗装置，通过机械手臂将绝缘子运送到清洗机构内进行清洗，该装置主要针对列车顶部受
电弓处绝缘子，整个系统实际上是一种三维运动平台，不适用于输电线路的绝缘子。
技术实现思路
针对
技术介绍
中人工清洗绝缘子任务繁重，资源浪费等问题，本专利技术目的是提供一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂。专利技术专利提出一种四自由度的自动清洗臂，来清洗架空线路绝缘子表面污秽，提高作业效率，降低电力工人的劳动强度。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，包括：横向移动平台、纵向移动平台、大臂、小臂、末端执行器。所述的纵向运动平台架设在横向运动平台的第一滚珠丝杠螺母座上；所述的大臂固定于纵向运动平台的第二滚珠丝杠螺母座上；所述的小臂一端通过第一钢丝传动导向轮铰链于大臂末端，另一端通过第二钢丝传动导向轮铰链于末端执行器；所述的小臂通过第一钢丝绳传动，由第三步进电机驱动第一钢丝绕线轮旋转第一钢丝绳动作，完成小臂的俯仰运动；所述的末端执行器通过第四步进电机驱动第二钢丝传动导向轮旋转第二钢丝绳动作，完成末端执行器的俯仰运动。所述的横向移动平台部件包括第一底座、第一导轨、第一滚珠丝杠、第一滚珠丝杠螺母座、第一步进电机、横向零位接近开关、横向限位接近开关；第一底座部件固定在型材架上，支撑机械臂的整个操作；第一步进电机固定在第一底座的左侧，以一块竖直铝板定位；第一步进电机连接第一滚珠丝杠，带动机械臂靠近或远离绝缘子；横向零位接近开关置于横向移动平台的左侧，固定于第一底座上，决定横向移动平台的起始位置；横向限位接近开关置于横向移动平台的右端，固定于第一底座上，决定横向移动平台的最大行程。所述的纵向移动平台部件包括第二底座、第二导轨、第二滚珠丝杠、第二滚珠丝杠螺母座、第二步进电机、纵向零位接近开关、纵向限位接近开关；第二底座固定在第一滚珠丝杠螺母坐上，用作大臂的支撑；第二步进电机固定在第二底座顶部，以一块水平铝板定位；第二步进电机连接第二滚珠丝杠带动大臂、小臂、末端执行器上下运动；纵向零位接近开关置于纵向移动平台的底部，固定于第二底座上，决定纵向移动平台的起始位置；纵向限位接近开关置于纵向移动平台的顶部，固定于第二底座上，决定纵向移动平台的最大行程。所述的大臂包括大臂基板架、大臂基板、电机支板、第三步进电机、第四步进电机、第五步进电机、第一钢丝绕线轮、第二钢丝绕线轮组成；电机支板垂直固定于第二滚珠丝杠螺母座上；第三步进电机、第四步进电机、第五步进电机固定于电机支板上方；大臂基板架垂直固定于电机支板下方；大臂基板垂直固定于大臂基板架上；第一钢丝绕线轮、第
二钢丝绕线轮安装于电机支板下方，两者分别与第三步进电机、第四步进电机相连，通过第三步进电机、第四步进电机的旋转带动第一钢丝绕线轮、第二钢丝绕线轮旋转，从而使第一钢丝、第二钢丝动作。所述的小臂包括小臂基板、第一钢丝传动导向轮；第一钢丝传动导向轮固定在穿过大臂基板与小臂基板的横轴上。所述的末端执行器包括腕臂基板、第二钢丝传动导向轮、绝缘子清洗头、软轴；第二钢丝传动导向轮固定在穿过小臂基板与腕臂基板的横轴上；清洗头安装在腕臂基板连杆上；软轴一端连接绝缘子清洗头，另一端连接第五步进电机，第五步进电机通过软轴带动绝缘子清洗头旋转，以达到清洗绝缘子的目的。本专利技术具有的有益效果是：(1)本专利技术的自动清洗臂有四个自由度，前两个关节选用两移动关节替代机械手臂给末端进行定位，后两个转动关节作为真正的大臂与小臂给末端进行定向，最后一个旋转式电动软轴，带动清洗臂刷头旋转清洗，可以按着设定空间轨迹运动，实现绝缘子的自动擦洗。(2)自动清洗臂的肘关节和腕关节采用钢丝传动，刷头采用软轴驱动，一方面减小了执行端关节尺寸，使刷头能够进入绝缘子狭小部位；另一方面，钢丝传动和软轴驱动的弹性和柔性能够很好地适应由于烧制翘曲和重力偏摆引起的不规则绝缘子表面，对机械臂起到很好的保护作用；(3)本专利技术专利提出一种四自由度的自动清洗臂，来清洗架空线路绝缘子表面污秽，提高作业效率，降低电力工人的劳动强度。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的大臂、小臂和末端执行器部分的结构示意图。附图标记说明：第一底座-1、第一导轨-2、第一步进电机-3、第一滚珠丝杠-4、第一滚珠丝杠螺母座-5、横向接近开关-6、横向限位开关-7、第二底座-8、第二导轨-9、第二步进电机-10、第二滚珠丝杠-11、第二滚珠丝杠螺母座-12、纵向接近开关-13、纵向限位开关-14、电机支板15、第三步进电机-16、第四步进电机-17、第五步进电机-18、第一钢丝绕线轮-19、第二钢丝绕线轮20、大臂基板架-21、大臂基板-22、小臂基板-23、腕臂-24、第一钢丝传动导向轮-25、第二钢丝导向轮-26、软轴-27、绝缘子清洗头-28、第一钢丝-29、第二钢丝-30具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在图1和图2中，本专利技术提供了一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，它主要包括：横向移动平台、纵向移动平台、大臂、小臂、末端执行器。所述的纵向运动平台架设在横向运动平台的第一滚珠丝杠螺母座5上；所述的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，其特征在于，包括横向移动平台、纵向移动平台、大臂、小臂、末端执行器；所述的纵向运动平台架设在横向运动平台的第一滚珠丝杠螺母座(5)上；所述的大臂固定于纵向运动平台的第二滚珠丝杠螺母座(12)上；所述的小臂一端通过第一钢丝传动导向轮(25)铰链于大臂末端，另一端通过第二钢丝传动导向轮(26)铰链于末端执行器；所述的小臂通过第一钢丝绳(29)传动，由第三步进电机(16)驱动第一钢丝绕线轮(19)旋转第一钢丝绳(29)动作，完成小臂的俯仰运动；所述的末端执行器通过第四步进电机(17)驱动第二钢丝传动导向轮(20)旋转第二钢丝绳(30)动作，完成末端执行器的俯仰运动。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路绝缘子自动清洗机械臂，其特征在于，包括横向移动平台、纵向移动平台、大臂、小臂、末端执行器；所述的纵向运动平台架设在横向运动平台的第一滚珠丝杠螺母座(5)上；所述的大臂固定于纵向运动平台的第二滚珠丝杠螺母座(12)上；所述的小臂一端通过第一钢丝传动导向轮(25)铰链于大臂末端，另一端通过第二钢丝传动导向轮(26)铰链于末端执行器；所述的小臂通过第一钢丝绳(29)传动，由第三步进电机(16)驱动第一钢丝绕线轮(19)旋转第一钢丝绳(29)动作，完成小臂的俯仰运动；所述的末端执行器通过第四步进电机(17)驱动第二钢丝传动导向轮(20)旋转第二钢丝绳(30)动作，完成末端执行器的俯仰运动。2.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子自动清洗机械臂，其特征在于，所述横向移动平台包括第一底座(1)、第一导轨(2)、第一滚珠丝杠(4)、第一滚珠丝杠螺母座(5)、第一步进电机(3)、横向零位接近开关(6)、横向限位接近开关(7)；第一底座(1)固定在型材架上，支撑机械臂的整个操作；第一步进电机(3)固定在第一底座(1)的左侧，以一块竖直铝板定位；第一步进电机(3)连接第一滚珠丝杠(4)，带动机械臂靠近或远离绝缘子；横向零位接近开关(6)置于横向移动平台的左侧，固定于第一底座(1)上，决定横向移动平台的起始位置；横向限位接近开关(7)置于横向移动平台的右端，固定于第一底座(1)上，决定横向移动平台的最大行程。3.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子自动清洗机械臂，其特征在于，所述纵向移动平台包括第二底座(8)、第二导轨(9)、第二滚珠丝杠(11)、第二滚珠丝杠螺母座(12)、第二步进电机(10)、纵向零位接近开关(13)、纵向限位接近开关(14)；第二底座(8)固定在第一滚珠丝杠螺母座(12)上，用作大臂的支撑；第二步进电机(10)固定在第二底座(8)顶部，以一块水平铝板定位；第二步进电机(10)连接第二滚珠丝杠(11)带动大臂、小臂、末端执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈山，潘天红，舒杰，诸言，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32