一种高适应性电缆除冰机器人及除冰方法技术

一种高适应性电缆除冰机器人及除冰方法，涉及机器人技术领域。机器人主体，包括控制平台以及数据采集单元、控制单元；两根前支撑杆的一端分别与控制平台的前部活动连接，另一端分别活动连接有前套环，两个前套环分别套设于两根电缆；两根后支撑杆的一端分别与控制平台的后部活动连接，另一端分别活动连接有后套环，两个后套环分别位于对应的前套环之后，并分别套设于两根电缆；除冰机构，安装于所述后套环下方，用于去除电缆表面冰层。前套环可去除悬挂于电缆上的冰凌，除冰机构可对电缆表面的冰层进行破除，通过位置调节机构实现后支撑杆与前支撑杆保持随动性，以高度适应两电缆间的位置变化，自动化程度高，无需人工除冰，效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种高适应性电缆除冰机器人及除冰方法


[0001]本专利技术涉及一种高适应性电缆除冰机器人及除冰方法，涉及机器人


技术介绍

[0002]高压电缆是电力输送最普遍的方式，随着电缆的普及应用，在我国北方大多地区，冬季电缆的表面会因为温度的降低结冰，形成冰层和冰凌。
[0003]电缆结冰后会增加电缆自身重量，也会增大电缆自身的表面积，使得电缆受风阻力变大，严重时容易造成杆塔倒坍、导线接地、断线、短路等不容易恢复的严重故障，而故障的修复工程庞大、周期延续长、破坏面积较广等对电网的运行和人们的正常生活造成不便，因此，需要工作人员对电缆表面的冰层和冰凌进行去除。
[0004]但是，在遭受结冰灾害的环境下，人工除冰显得效率低下且危险系数高，费时费力。因此，需要一种除冰设备代替人工除冰工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种高适应性电缆除冰机器人及除冰方法，以代替人工除冰，保障电缆不受冰层、冰凌的负面影响。
[0006]本专利技术的技术方案如下：本专利技术的第一个目的是提供：一种高适应性电缆除冰机器人，包括：机器人主体，包括控制平台以及数据采集单元、控制单元；前支撑杆，设有两根；两根前支撑杆的一端分别与控制平台的前部活动连接，另一端分别活动连接有前套环，两个前套环分别套设于两根电缆；后支撑杆，设有两根；两根后支撑杆的一端分别与控制平台的后部活动连接，另一端分别活动连接有后套环，两个后套环分别位于对应的前套环之后，并分别套设于两根电缆；除冰机构，安装于所述后套环下方，用于去除电缆表面冰层；所述控制平台通过数据采集单元获取两根前支撑杆的位置状态，并通过控制单元调节两根后支撑杆的位置状态，以随两前支撑杆的位置变化一致。
[0007]本专利技术的除冰机器人适用于平行铺设的两根电缆，可同时对两根电缆的冰层进行破除，实质上是双臂除冰机器人。由于两根电缆无法始终保持处于同一平面的平行状态，受限于铺设条件、外部环境等，两根电缆时常会出现一高一低、以及非平行等位置状态。
[0008]由于两根前支撑杆的端部采用活动连接，在机器人前行过程中，随着两根电缆的位置状态变化，两根前支撑杆的位置状态会跟随两根电缆的位置状态发生相应的变化。由于后套环上带有的除冰机构具有一定重力，两根后支撑杆不具备随动性，不会做出相应的位置变化，若不对后支撑杆进行随动性位置调节，则后套环会对电缆产生一定的外力损坏。因此，这时需要实时采集两根前支撑杆的位置变化情况，并利用控制单元来调节两根后支撑杆的位置状态，使前、后支撑杆与两根电缆的位置状态变化保持一致。
[0009]进一步的，所述数据采集单元采用照相机，由照相机实时采集捕捉两根前支撑杆的位置状态，包括高低、夹角等位置状态，并将数据实时发送给控制单元；所述控制平台搭载于无人机，通过控制无人机使除冰机器人可保持悬空、前行状态。
[0010]进一步的，所述后支撑杆与控制平台连接处设有位置调节机构，所述位置调节机构与控制单元相连。所述位置调节机构包括竖直面角度调节机构、水平面角度调节机构以及长度调节机构。具体的：所述长度调节机构采用套筒，所述后支撑杆的端部安装于套筒内，并与套筒滑动配合。所述水平面角度调节机构采用旋转轴，所述套筒的底部与旋转轴固接；通过控制旋转轴带动套筒、后支撑杆在水平面进行角度调节。所述竖直面角度调节机构采用旋转法兰，所述旋转法兰安装于所述控制平台；所述旋转法兰固接有U型支架，所述旋转轴安装于所述支架；通过控制旋转法兰带动旋转轴、套筒、后支撑杆在竖直面进行角度调节。
[0011]采用上述方案，通过旋转法兰，调节两后支撑杆之间高低状态，通过旋转轴，调节两后支撑杆之间的夹角大小，后支撑杆在套筒内适应性伸缩，可以调节后支撑杆的长度，以使后支撑杆与前支撑杆保持随动性，始终沿电缆运行，不对电缆产生外力。
[0012]进一步的，所述除冰机构包括工作头以及抬升结构，所述工作头与所述抬升结构相连，所述抬升结构安装于所述后套环下方，工作头可采用铣刀，抬升结构用于将铣刀靠近电缆进行除冰或远离电缆待工。所述抬升结构底部安装有竖直布置的螺旋桨，该螺旋桨由电机驱动旋转，并作为除冰机构的一部分，螺旋桨位于铣刀前方，由抬升结构带动上升继而破除电线表面冰层，或由抬升结构带动下降复位待工。
[0013]本专利技术的第二个目的是提供：一种高适应性电缆除冰机器人的除冰方法，包括以下步骤：1）将两前套环、两后套环分别安装套设于需要除冰的两根电缆上，启动控制平台搭载的无人机，控制无人机平稳前进，即带动整个机器人前行；2）机器人前行过程中，由于两根电缆无法始终保持处于同一平面的平行状态，两根前支撑杆之间的夹角、高低等位置关系会随之发生变化，控制平台通过数据采集单元实时获取两根前支撑杆的位置状态，并将所采集数据发送至控制单元，由控制单元进行数据处理，并和前一时间段的两根前支撑杆的位置状态比对；若两根前支撑杆的位置状态发生变化，立即通过控制旋转轴和/或旋转法兰使两根后支撑杆在竖直面和/或水平面进行角度调节，同时，后支撑杆在套筒内适应性伸缩，对后支撑杆的长度进行补偿调节，以使两根后支撑杆与两根前支撑杆的位置状态变化一致；通过旋转法兰，调节两后支撑杆之间高低状态，以与两根前支撑杆的高低变化一致；通过旋转轴，调节两后支撑杆之间的夹角大小，以与两根前支撑杆的夹角变化一致；通过后支撑杆在套筒内自适应伸缩，调节后支撑杆的长度，以使后支撑杆始终沿电缆运行，不对电缆产生外力，不损坏电缆；3）机器人在前行过程中，控制抬升机构抬升，使除冰机构的工作头与电缆表面冰层接触，且工作头保持工作状态，以破坏电缆表面冰层；若机器人停止前行，则控制抬升机构下降，使除冰机构复位待工；同理，竖直布置的螺旋桨由抬升结构带动上升继而破除电线表面冰层，或由抬升结构带动下降复位待工。
[0014]本专利技术中，前套环与电缆之间留有一定空隙，机器人在前行过程中，前套环可去除
悬挂于电缆上的长柱状的冰凌，后套环下方的除冰机构可对电缆表面的冰层进行破除，通过位置调节机构实现后支撑杆与前支撑杆保持随动性，以高度适应两电缆间的位置变化；本专利技术结构简单合理，自动化程度高，无需人工除冰，效率高。
附图说明
[0015]图1为本专利技术除冰机器人的使用状态图；图2为图1中控制平台与前、后支撑杆的连接示意图；图3为图1中控制平台的结构示意图；图4为图1中除冰机构的示意图；图5为图1中前套环的结构示意图；图中：控制平台1、照相机2、前支撑杆3、万向节4、后支撑杆5、豁口6、支撑肋板7、铣刀8、升降平台9、螺旋桨10、前套环11、电缆12、后套环13、套筒14、旋转轴15、旋转法兰16、U型支架17、抬升结构18。
具体实施方式
[0016]实施例1一种高适应性电缆除冰机器人，包括机器人主体、前后支撑杆以及除冰机构，如图1所示，具体的：1、机器人主体机器人主体包括控制平台1以及数据采集单元、控制单元；控制平台搭载于无人机（图中未示出），通过控制无人机使除冰机器人可保持悬空、前行状态；数据采集单元采用照相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，包括：机器人主体，包括控制平台以及数据采集单元、控制单元；前支撑杆，设有两根；两根前支撑杆的一端分别与控制平台的前部活动连接，另一端分别活动连接有前套环，两个前套环分别套设于两根电缆；后支撑杆，设有两根；两根后支撑杆的一端分别与控制平台的后部活动连接，另一端分别活动连接有后套环，两个后套环分别位于对应的前套环之后，并分别套设于两根电缆；除冰机构，安装于所述后套环下方，用于去除电缆表面冰层；所述控制平台通过数据采集单元获取两根前支撑杆的位置状态，并通过控制单元调节两根后支撑杆的位置状态，以随两前支撑杆的位置变化一致。2.根据权利要求1所述的一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，所述数据采集单元采用照相机，所述控制平台搭载于无人机。3.根据权利要求2所述的一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，所述后支撑杆与控制平台连接处设有位置调节机构，所述位置调节机构与控制单元相连。4.根据权利要求3所述的一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，所述位置调节机构包括竖直面角度调节机构、水平面角度调节机构以及长度调节机构。5.根据权利要求4所述的一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，所述长度调节机构包括套筒，所述后支撑杆的端部安装于套筒内，并与套筒滑动配合。6.根据权利要求5所述的一种高适应性电缆除冰机器人，其特征是，所述水平面角度调节机构采用旋转轴，所述套筒的底部与旋转轴固接；通过控制旋转轴带动套筒、后支撑杆在水平面进行角度调节。7.根据权利要求6所述的一种高适应性电缆除冰机器人，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓东，张浩杰，顾异深，张思航，仇义，钱春贵，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：