四分裂高压输电线路除冰机器人制造技术

本发明专利技术提供一种四分裂高压输电线路除冰机器人，包括机器人支撑平台、分别安装在机器人支撑平台的两端的两个6自由度手臂、除冰装置、中间支撑臂，采用两个6自由度手臂和两个除冰装置以及中间支撑臂相互配合，可实现单相四分裂高压输电线的除冰任务，一般应用于500Kv的输电线路。一个机器人一次可以清除单相四分裂输电线，除冰机器人不但可以越过四分裂阻尼间隔棒，而且还可以越过杆塔，跨越连续的三个杆塔可以成直线排列，也可以成折线排列。本发明专利技术能轻松跨越四分裂阻尼间隔棒；不论是杆塔直线排列，还是处于角点的杆塔，本发明专利技术都可以直接越过杆塔而不用间断除冰作业；除冰机器人重量轻、体积相对较小。

【技术实现步骤摘要】
四分裂高压输电线路除冰机器人
本专利技术涉及一种四分裂高压输电线路除冰机器人，属于除冰机器人

技术介绍
由于极端天气，多地气候骤变，不管北方还是南方都面临着冰雪天气，高压电线上结冰后，冰越结越厚，电线不堪重负，最后被压断或者高压电塔被压垮，给高压输电线路等高空设备带来了很大伤害。尤其是因雪灾导致的电力设施损毁，给工农业生产和交通运输带来了巨大损失。因此，研究高压线除冰设备具有重大意义。通过总结国内外的各种除冰技术研究工作，高压线路除冰基本上分为机械除冰法与热力融冰法两种。机械除冰方法有强力震动法、滑轮铲刮法，该方法价格低廉，但是除冰效率低；热力融冰主要有三相短路融冰、带负荷融冰等方法，与机械除冰相比，除冰速度快，安全性高，但是只能用于局部线路。国内外对高压线除冰机器人进行了许多研究，但目前真正投入使用的高压线除冰机器人基本没有。主要原因是在寒冷天气下，除冰机器人在高空环境中作业，不仅要承受住低温、大风的考验，还要克服高压线的挠曲进行爬行。一般，除冰机器人都具有行走和除冰两个机构，行走机构需要可靠的抓住高压线行走越障；除冰机构通过敲击或者铲刮除去积冰。除冰机器人的主要技术难点是越障，障碍包括阻尼间隔棒、杆塔等，因此，为了达到降低成本、操作简单、提高效率的目的，应该设计一种可以跨越杆塔的除冰机器人，从而减少工作人员反复的攀登杆塔安装或者卸下机器人的次数。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种四分裂高压输电线路除冰机器人。本专利技术的目的是这样实现的：包括机器人支撑平台、对称设置在支撑平台上的两个结构相同的六自由度手臂、设置在每个六自由度手臂上端部的除冰装置，所述机器人支撑平台包括支撑板、对称设置在支撑板两侧的两根直线导轨、安装在每根导轨上的滑块、与滑块固连的控制箱连接件、设置在两个控制箱连接件之间的控制箱、安装在支撑板一端的丝杠电机、与丝杠电机输出端连接的齿轮b、与直线导轨平行设置在支撑板上的丝杠、安装在丝杠端部的齿轮a，所述齿轮b与齿轮a啮合，所述控制箱位于支撑板的下方；每个六自由度手臂包括设置在支撑板下端的肩部回转托架、安装在肩部回转托架内的肩部回转、与肩部回转的输出轴连接的肩部回转轴、与肩部回转轴上端连接的关节连接架、与关节连接架铰接的肩部俯仰、与肩部俯仰上端固连的连杆a、安装在连杆a端部的肘部俯仰、与肘部俯仰铰接连接的连杆b和连杆c、设置在连杆b和连杆c端部间的腕部俯仰、与腕部俯仰铰接的腕部连接件、与腕部连接件固连的腕部回转拖箱、设置在腕部回转拖箱内的腕部回转、与腕部回转输出轴连接的腕部回转轴、与腕部回转轴上端连接的行走机构，所述行走机构包括与腕部回转轴上端固连的驱动箱、安装在驱动箱内的驱动电机、安装在电机输出轴上的齿轮A、通过轴承安装在驱动箱内的驱动轴、安装在驱动轴的齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合，所述驱动轴的两端伸出至驱动箱外且驱动轴的两端分别设置有在电缆上行走的驱动轮；所述除冰装置包括安装在驱动箱上端的安装板、通过电机支架设置在安装板上的除冰机构电机、安装在除冰电机输出轴上的除冰主动齿轮、通过轴承座设置在安装板上的除冰机构转轴、安装在除冰机构转轴上的除冰从动齿轮、设置在除冰机构转轴端部上的敲击架连接件、设置在敲击架连接件两端的敲击架a和敲击架b，除冰主动齿轮与除冰从动齿轮啮合，敲击架a和敲击架b均是十字型结构，且在敲击架a与桥机架b之间对称设置有四根敲击杆轴，每个敲击杆轴上安装有敲击杆。本专利技术还包括这样一些结构特征：1.在机器人支撑平台中间位置还设置有中间支撑臂，中间支撑臂包括安装在支撑板中间位置的底部固定架、与底部固定架两端连接的支撑杆、同时与两个支撑杆连接的顶部连接件、安装在顶部连接件上的齿轮箱托架、安装在齿轮箱托架内的齿轮箱、与齿轮箱输出轴连接的中间回转轴、与中间回转轴上端部固连的轴支架、安装在轴支架上的从动轴、安装在从动轴两端的两个与电缆配合的从动轮。2.所述肩部回转、腕部回转和齿轮箱的结构相同，均包括一号方形箱体、外置在方形箱体侧面上的一号电机、与一号电机输出轴连接的且水平设置在一号方形箱体内的一号蜗杆、竖直安装在一号方形箱体内的一号蜗轮轴、安装在一号蜗轮轴的上的一号蜗轮，一号蜗杆与一号蜗轮啮合，且一号蜗轮轴的上端部伸出至一号方形箱体外作为输出轴。3.所述肩部俯仰、肘部俯仰和腕部俯仰的结构相同，均包括二号方形箱体、外置在二号方形箱体侧面的二号电机、与二号电机输出轴连接的且水平设置在二号方形箱体内的二号蜗杆、水平设置在二号方形箱体内的二号蜗轮轴、安装在二号蜗轮轴上的二号蜗轮，二号蜗轮与二号蜗杆啮合，且二号蜗轮轴的一端部伸出至二号方形箱体外部作为输出轴。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术包括机器人支撑平台、6自由度手臂、除冰装置、中间支撑臂，两个6自由度手臂分别安装在机器人支撑平台的两端，两个除冰装置分别安装在两个6自由度手臂末端，中间支撑臂起到类似于张紧轮的作用。本专利技术采用两个6自由度手臂和两个除冰装置以及中间支撑臂相互配合，可以实现单相四分裂高压输电线的除冰任务，一般应用于500Kv的输电线路。一个机器人一次可以清除单相四分裂输电线，除冰机器人不但可以越过四分裂阻尼间隔棒，而且还可以越过杆塔，跨越连续的三个杆塔可以成直线排列，也可以成折线排列。本专利技术相对于其他输电线除冰机器人，具有很大优点：轻松跨越四分裂阻尼间隔棒；不论是杆塔直线排列，还是处于角点的杆塔，本专利技术都可以直接越过杆塔而不用间断除冰作业；除冰机器人重量轻、体积相对较小。具体的说是：1、本专利技术相对于其他输电线除冰机器人，具有很大优点，其明显的增强了除冰机器人的越障能力，不但可以越过四分裂阻尼间隔棒，而且还可以越过杆塔，跨越连续的三个杆塔可以成直线排列，也可以成折线排列；2、本专利技术自动化程度高:本专利技术可以直接越过杆塔而不用间断除冰作业，避免了线路工人每到一个杆塔就需要反复登杆/塔安装和卸载机器人；3、本专利技术设计结构独特，重量轻、体积小、可靠性高，一般应用在500Kv四分裂高压输电线路上,安装除冰机器人到达电缆上操作方便。附图说明图1是本专利技术的四分裂高压输电线路除冰机器人轴测图；图2是本专利技术的机器人支撑平台Ⅰ的结构示意图；图3是本专利技术的6自由度手臂Ⅱ下半部分的结构示意图；图4是本专利技术的6自由度手臂Ⅱ上半部分的结构示意图；图5是本专利技术的肩部回转Ⅱ-1的结构示意图；图6是本专利技术的肘部俯仰Ⅱ-9的结构示意图；图7是本专利技术的行走机构Ⅱ-18的结构示意图；图8是本专利技术的除冰装置Ⅲ的结构示意图；图9是本专利技术的中间支撑臂Ⅳ的结构示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1至图8，本专利技术的四分裂高压输电线路除冰机器人包括机器人支撑平台Ⅰ、6自由度手臂Ⅱ、除冰装置Ⅲ、中间支撑臂Ⅳ。两个6自由度手臂分别安装在机器人支撑平台的两端，两个除冰装置分别安装在两个6自由度手臂末端，中间支撑臂起到类似于张紧轮的作用。如图2所示，机器人支撑平台Ⅰ主要由：控制箱Ⅰ-1、控制箱连接件Ⅰ-2、THK直线导轨Ⅰ-3、丝杠Ⅰ-4、深沟球轴承Ⅰ-5、丝杠座Ⅰ-6、直齿轮aⅠ-7、锁紧挡圈Ⅰ-8、电机座Ⅰ-9、支撑板Ⅰ-10、齿轮bⅠ-11、丝杠电机Ⅰ-12、THK直线导轨滑块Ⅰ-13、丝杠螺母Ⅰ-14、丝杠螺母座Ⅰ本文档来自技高网...

【技术保护点】
四分裂高压输电线路除冰机器人，其特征在于：包括机器人支撑平台、对称设置在支撑平台上的两个结构相同的六自由度手臂、设置在每个六自由度手臂上端部的除冰装置，所述机器人支撑平台包括支撑板、对称设置在支撑板两侧的两根直线导轨、安装在每根导轨上的滑块、与滑块固连的控制箱连接件、设置在两个控制箱连接件之间的控制箱、安装在支撑板一端的丝杠电机、与丝杠电机输出端连接的齿轮b、与直线导轨平行设置在支撑板上的丝杠、安装在丝杠端部的齿轮a，所述齿轮b与齿轮a啮合，所述控制箱位于支撑板的下方；每个六自由度手臂包括设置在支撑板下端的肩部回转托架、安装在肩部回转托架内的肩部回转、与肩部回转的输出轴连接的肩部回转轴、与肩部回转轴上端连接的关节连接架、与关节连接架铰接的肩部俯仰、与肩部俯仰上端固连的连杆a、安装在连杆a端部的肘部俯仰、与肘部俯仰铰接连接的连杆b和连杆c、设置在连杆b和连杆c端部间的腕部俯仰、与腕部俯仰铰接的腕部连接件、与腕部连接件固连的腕部回转拖箱、设置在腕部回转拖箱内的腕部回转、与腕部回转输出轴连接的腕部回转轴、与腕部回转轴上端连接的行走机构，所述行走机构包括与腕部回转轴上端固连的驱动箱、安装在驱动箱内的驱动电机、安装在电机输出轴上的齿轮A、通过轴承安装在驱动箱内的驱动轴、安装在驱动轴的齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合，所述驱动轴的两端伸出至驱动箱外且驱动轴的两端分别设置有在电缆上行走的驱动轮；所述除冰装置包括安装在驱动箱上端的安装板、通过电机支架设置在安装板上的除冰机构电机、安装在除冰电机输出轴上的除冰主动齿轮、通过轴承座设置在安装板上的除冰机构转轴、安装在除冰机构转轴上的除冰从动齿轮、设置在除冰机构转轴端部上的敲击架连接件、设置在敲击架连接件两端的敲击架a和敲击架b，除冰主动齿轮与除冰从动齿轮啮合，敲击架a和敲击架b均是十字型结构，且在敲击架a与桥机架b之间对称设置有四根敲击杆轴，每个敲击杆轴上安装有敲击杆。...

【技术特征摘要】
1.四分裂高压输电线路除冰机器人，其特征在于：包括机器人支撑平台、对称设置在支撑平台上的两个结构相同的六自由度手臂、设置在每个六自由度手臂上端部的除冰装置，所述机器人支撑平台包括支撑板、对称设置在支撑板两侧的两根直线导轨、安装在每根导轨上的滑块、与滑块固连的控制箱连接件、设置在两个控制箱连接件之间的控制箱、安装在支撑板一端的丝杠电机、与丝杠电机输出端连接的齿轮b、与直线导轨平行设置在支撑板上的丝杠、安装在丝杠端部的齿轮a，所述齿轮b与齿轮a啮合，所述控制箱位于支撑板的下方；每个六自由度手臂包括设置在支撑板下端的肩部回转托架、安装在肩部回转托架内的肩部回转、与肩部回转的输出轴连接的肩部回转轴、与肩部回转轴上端连接的关节连接架、与关节连接架铰接的肩部俯仰、与肩部俯仰上端固连的连杆a、安装在连杆a端部的肘部俯仰、与肘部俯仰铰接连接的连杆b和连杆c、设置在连杆b和连杆c端部间的腕部俯仰、与腕部俯仰铰接的腕部连接件、与腕部连接件固连的腕部回转拖箱、设置在腕部回转拖箱内的腕部回转、与腕部回转输出轴连接的腕部回转轴、与腕部回转轴上端连接的行走机构，所述行走机构包括与腕部回转轴上端固连的驱动箱、安装在驱动箱内的驱动电机、安装在电机输出轴上的齿轮A、通过轴承安装在驱动箱内的驱动轴、安装在驱动轴的齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合，所述驱动轴的两端伸出至驱动箱外且驱动轴的两端分别设置有在电缆上行走的驱动轮；所述除冰装置包括安装在驱动箱上端的安装板、通过电机支架设置在安装板上的除冰机构电机、安装在除冰电机输出轴上的除冰主动齿轮、通过轴承座设置在安装板上的除冰机构转轴、安装在除冰机构转轴上的除冰从动齿轮、设置在除冰机构转轴端部上的敲击架连接件、设置在敲击架连接件两端的敲击架a和敲击架b，除冰主动齿轮与除冰从动齿轮啮合，敲击架a和敲击架b均是十字型结构，且在敲击架a与桥机架b之间对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，蔡明智，王茁，王涛，李宁，兰荻，邢泽阳，周剑琦，形家轩，王程，李文琦，谢敏燕，王大欢，傅质彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23