带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及输电线路运行维护机器人，具体地说是一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人。包括爬行机构及设置于爬行机构上的作业手臂Ⅰ、作业手臂Ⅱ及环形抱夹装置，其中环形抱夹装置位于作业手臂Ⅰ和作业手臂Ⅱ的上方，爬行机构可带动作业手臂Ⅰ、作业手臂Ⅱ及环形抱夹装置沿绝缘子串的高度方向运动；环形抱夹装置用于夹持绝缘子串进行定位；作业手臂I和作业手臂II配合完成输电线路绝缘子串的辅助更换作业任务。本实用新型专利技术代替等电位电工带电作业，保证了人员安全，同时装置本体在封闭的绝缘杆框架内工作，保证装置不会从高空脱落，安全性好，可靠性高。

Equipotential robot for live replacement of suspension insulator string

【技术实现步骤摘要】
带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人
本技术涉及输电线路运行维护机器人，具体地说是一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人。
技术介绍
输电线路中的绝缘子在运行过程中长期经受机电负荷以及恶劣气象环境的影响，使绝缘子的机电性能劣化，对这些劣化的绝缘子必须及早地予以更换，否则将威胁线路的安全运行，造成停电事故。目前，现场更换绝缘子串的作业方式主要采用人工进入强电场等电位作业，等电位电工进入强电场环境中带电作业的危险性极高，而且更换作业难以操作，尽管相关的专用工具和施工工艺在不断改进，但并不能从根本上改变作业人员必须进入强电场等电位这种高危作业方式。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人替代等电位电工，以解决在不停电状态下对输电线路绝缘子串进行辅助更换。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，包括爬行机构及设置于所述爬行机构上的作业手臂Ⅰ、作业手臂Ⅱ及环形抱夹装置，其中环形抱夹装置位于所述作业手臂Ⅰ和作业手臂Ⅱ的上方，所述爬行机构可带动作业手臂Ⅰ、作业手臂Ⅱ及环形抱夹装置沿绝缘子串的高度方向运动；所述环形抱夹装置用于夹持绝缘子串进行定位；所述作业手臂I和所述作业手臂II配合完成输电线路绝缘子串的辅助更换作业任务。所述爬行机构包括爬行支撑框架和爬行驱动装置，其中，所述爬行支撑框架包括上连接架、绝缘支撑杆、绝缘齿条及下连接架，其中上连接架和下连接架通过两个相互平行的绝缘支撑杆连接，各绝缘支撑杆上均设有绝缘齿条；所述上连接架连接在输电线路杆塔上，所述下连接架通过第一下支撑座和第二下支撑座支撑在输电线路的导线上；所述爬行驱动装置包括第一电气箱体、第二电气箱体、第一爬行驱动电机、第一爬行驱动齿轮、第二爬行驱动电机及第二爬行驱动齿轮，其中第一电气箱体和第二电气箱体通过连接轴连接为一体，所述第一爬行驱动电机设置所述第一电气箱体上，且输出端与所述第一爬行驱动齿轮连接，所述第一爬行驱动齿轮与一绝缘齿条啮合；所述第二爬行驱动电机设置于第二电气箱体上、且输出端与第二爬行驱动齿轮连接，所述第二爬行驱动齿轮与另一绝缘齿条啮合。所述第一电气箱体和所述第二电气箱体之间连接有第一辅助支撑轮和第二辅助支撑轮，所述第一辅助支撑轮与一绝缘齿条啮合，所述第二辅助支撑轮与另一绝缘齿条啮合。所述作业手臂Ⅰ和所述作业手臂Ⅱ结构相同，均包括依次连接的垂直升降关节、水平伸缩关节和夹爪夹紧松开关节，所述垂直升降关节包括升降驱动机构、齿条、齿条支架、升降导轨、升降导轨滑块、升降滑块连接座及驱动齿轮，其中齿条支架与所述爬行机构连接，所述齿条和升降导轨沿竖直方向设置于所述齿条支架上，所述升降滑块连接座通过升降导轨滑块与升降导轨滑动连接，所述升降驱动机构设置于所述升降滑块连接座上、且输出端与所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与所述齿条啮合，所述升降滑块连接座与所述水平伸缩关节连接；所述升降驱动机构包括升降电机和蜗轮蜗杆减速箱，所述升降电机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速箱的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速箱的输出轴与所述驱动齿轮连接。所述齿条支架的上端设有升降限位撞块，所述升降滑块连接座上设有升降限位开关，所述升降限位开关与所述升降限位撞块配合限制所述升降滑块连接座的上升极限位置。所述水平伸缩关节包括伸缩导轨、伸缩导轨滑块、导轨丝杠前连接架、伸缩电机安装座、丝母轴承座、伸缩电机、伸缩丝杠、导轨丝杠后连接架、伸缩丝母、伸缩限位开关、伸缩限位撞块及传动机构，其中伸缩导轨和伸缩丝杠平行设置、且两端分别通过导轨丝杠前连接架和导轨丝杠后连接架连接，所述丝母轴承座通过伸缩导轨滑块与所述伸缩导轨滑动连接，所述伸缩导轨滑块与所述垂直升降关节连接，所述伸缩丝母可转动地安装在所述丝母轴承座上、且与所述伸缩丝杠螺纹连接，形成螺纹副，所述伸缩电机安装座与丝母轴承座连接，所述伸缩电机安装在伸缩电机安装座上、且输出端通过传动机构与所述伸缩丝母连接；所述伸缩限位撞块设置于所述导轨丝杠前连接架上，所述伸缩限位开关设置于所述垂直升降关节上，所述伸缩限位开关和伸缩限位撞块配合限制所述水平伸缩关节的极限伸缩行程。所述伸缩丝母的一端与丝母支撑轴连接，所述丝母支撑轴通过轴承与所述丝母轴承座连接，所述丝母支撑轴与所述传动机构连接；所述传动机构包括主动同步带轮、同步带及从动同步带轮，其中主动同步带轮设置于所述伸缩电机的输出轴上，所述从动同步带轮同轴连接在所述丝母支撑轴和所述伸缩丝母之间，所述主动同步带轮通过同步带与从动同步带轮传动连接。所述夹爪夹紧松开关节包括剖分电机、剖分电机安装座、导轨丝杠支撑架、剖分丝杠、剖分导轨、第一夹爪、第二夹爪及齿轮传动机构，其中导轨丝杠支撑架与所述水平伸缩关节连接，所述剖分丝杠和剖分导轨平行设置于所述导轨丝杠支撑架上，所述剖分电机设置于所述导轨丝杠支撑架上、且输出端通过齿轮传动机构与所述剖分丝杠传动连接，所述剖分丝杠上设有两段反向螺纹，所述第一夹爪和第二夹爪通过导轨滑块与剖分导轨滑动连接，所述第一夹爪和第二夹爪分别通过左旋剖分丝母和右旋剖分丝母与所述剖分丝杠上的两段反向螺纹连接。所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，还包括摄像头固定座和微型摄像头，其中摄像头固定座设置于所述夹爪夹紧松开关节上，所述微型摄像头设置于所述摄像头固定座上，所述微型摄像头用于观察作业手臂I和作业手臂II的作业情况。所述环形抱夹装置包括第一抱夹移动滑轨、第二抱夹移动滑轨、第一抱夹及第二抱夹，其中第一抱夹移动滑轨和第二抱夹移动滑轨设置于所述爬行机构上，所述第一抱夹和第二抱夹分别与所述第一抱夹移动滑轨和第二抱夹移动滑轨滑动连接。本技术的优点与积极效果为：1.本技术对不同类型的悬垂绝缘子串适应能力强。本技术爬行移动方式不依赖绝缘子串本体，采用两条三自由度作业手臂协调作业，灵活性强，能适应多种类型的悬垂绝缘子串。2.本技术对绝缘子串表面无磨损。由于爬行驱动装置不接触绝缘子串，因此对绝缘子表面不会造成磨损。3.本技术模块化设计、易维护。本技术两条作业手臂及其余各部件均采用模块化设计，且作业手臂的各关节串联安装，因此易于拆卸及维护。4.本技术爬行速度快、作业方式易实现、作业效率高。本技术采用轮式滚动爬行方式，爬行速度快，到位准确，双作业手臂模拟人工作业方式进行弹簧销插拔和碗头与球头脱离和装入，相对于人工操作动作更准确，作业效率更高。5.本技术安全性好、可靠性高。本技术代替等电位电工带电作业，保证了人员安全，同时装置本体在封闭的绝缘杆框架内工作，保证装置不会从高空脱落，安全性好，可靠性高。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的轴测图；图3为本技术中输电线路器材的结构示意图；图4为本技术中爬行支撑框架的结构示意图；图5为本技术中爬行驱动装置的结构示意图之一；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，包括爬行机构及设置于所述爬行机构上的作业手臂Ⅰ(4)、作业手臂Ⅱ(5)及环形抱夹装置(6)，其中环形抱夹装置(6)位于所述作业手臂Ⅰ(4)和作业手臂Ⅱ(5)的上方，所述爬行机构可带动作业手臂Ⅰ(4)、作业手臂Ⅱ(5)及环形抱夹装置(6)沿绝缘子串的高度方向运动；所述环形抱夹装置(6)用于夹持绝缘子串进行定位；所述作业手臂Ⅰ(4)和所述作业手臂Ⅱ(5)配合完成输电线路绝缘子串的辅助更换作业任务。/n

【技术特征摘要】
1.一种带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，包括爬行机构及设置于所述爬行机构上的作业手臂Ⅰ(4)、作业手臂Ⅱ(5)及环形抱夹装置(6)，其中环形抱夹装置(6)位于所述作业手臂Ⅰ(4)和作业手臂Ⅱ(5)的上方，所述爬行机构可带动作业手臂Ⅰ(4)、作业手臂Ⅱ(5)及环形抱夹装置(6)沿绝缘子串的高度方向运动；所述环形抱夹装置(6)用于夹持绝缘子串进行定位；所述作业手臂Ⅰ(4)和所述作业手臂Ⅱ(5)配合完成输电线路绝缘子串的辅助更换作业任务。


2.根据权利要求1所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，所述爬行机构包括爬行支撑框架(2)和爬行驱动装置(3)，其中，
所述爬行支撑框架(2)包括上连接架(201)、绝缘支撑杆(202)、绝缘齿条(203)及下连接架(204)，其中上连接架(201)和下连接架(204)通过两个相互平行的绝缘支撑杆(202)连接，各绝缘支撑杆(202)上均设有绝缘齿条(203)；所述上连接架(201)连接在输电线路杆塔上，所述下连接架(204)通过第一下支撑座(205)和第二下支撑座(206)支撑在输电线路的导线(103)上；
所述爬行驱动装置(3)包括第一电气箱体(301)、第二电气箱体(302)、第一爬行驱动电机(303)、第一爬行驱动齿轮(304)、第二爬行驱动电机(306)及第二爬行驱动齿轮(307)，其中第一电气箱体(301)和第二电气箱体(302)通过连接轴连接为一体，所述第一爬行驱动电机(303)设置所述第一电气箱体(301)上，且输出端与所述第一爬行驱动齿轮(304)连接，所述第一爬行驱动齿轮(304)与一绝缘齿条(203)啮合；所述第二爬行驱动电机(306)设置于第二电气箱体(302)上、且输出端与第二爬行驱动齿轮(307)连接，所述第二爬行驱动齿轮(307)与另一绝缘齿条(203)啮合。


3.根据权利要求2所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，所述第一电气箱体(301)和所述第二电气箱体(302)之间连接有第一辅助支撑轮(305)和第二辅助支撑轮(308)，所述第一辅助支撑轮(305)与一绝缘齿条(203)啮合，所述第二辅助支撑轮(308)与另一绝缘齿条(203)啮合。


4.根据权利要求1所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，所述作业手臂Ⅰ(4)和所述作业手臂Ⅱ(5)结构相同，均包括依次连接的垂直升降关节(401)、水平伸缩关节(402)和夹爪夹紧松开关节(403)，所述垂直升降关节(401)包括升降驱动机构、齿条(4013)、齿条支架(4014)、升降导轨(4015)、升降导轨滑块(4016)、升降滑块连接座(4019)及驱动齿轮(40110)，其中齿条支架(4014)与所述爬行机构连接，所述齿条(4013)和升降导轨(4015)沿竖直方向设置于所述齿条支架(4014)上，所述升降滑块连接座(4019)通过升降导轨滑块(4016)与升降导轨(4015)滑动连接，所述升降驱动机构设置于所述升降滑块连接座(4019)上、且输出端与所述驱动齿轮(40110)连接，所述驱动齿轮(40110)与所述齿条(4013)啮合，所述升降滑块连接座(4019)与所述水平伸缩关节(402)连接；
所述升降驱动机构包括升降电机(4011)和蜗轮蜗杆减速箱(4012)，所述升降电机(4011)的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速箱(4012)的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速箱(4012)的输出轴与所述驱动齿轮(40110)连接。


5.根据权利要求4所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人，其特征在于，所述齿条支架(4014)的上端设有升降限位撞块(4017)，所述升降滑块连接座(4019)上设有升降限位开关(4018)，所述升降限位开关(4018)与所述升降限位撞块(4017)配合限制所述升降滑块连接座(4019)的上升极限位置。


6.根据权利要求4所述的带电更换悬垂绝缘子串等电位机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪光，王岩，凌烈，胡聪，吕鹏，石俏，孙鹏，杨鑫，吴慧峰，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：新型
国别省市：辽宁;21