一种高压变电站电容塔维检作业机器人系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压变电站电容塔维检作业机器人系统，包括移动底盘、升降装置、平移装置、机械臂和作业末端，升降装置上端设置搭载平台，平移装置安装于搭载平台上，两机械臂安装于平移装置上，作业末端置包括第一末端和第二末端，分别安装于两机械臂末端，第一末端清洗支柱绝缘子，第二末端清洗针式绝缘子的同时紧固螺栓，第一末端和第二末端配合检测电容器电容。作业末端集成了清洗功能、螺栓紧固功能和电容检测功能，机械臂不用反复更换不同的功能末端，优化了末端结构，大大提高了作业效率。简言之，本发明专利技术通过机械臂的高度灵活性，配置多功能的作业末端，进行自动化作业，全程只需操作人员进行设备的操作，高效节能。高效节能。高效节能。

【技术实现步骤摘要】
一种高压变电站电容塔维检作业机器人系统


[0001]本技术属于输电运维领域，具体为一种高压变电站电容塔维检作业机器人系统。

技术介绍

[0002]由于高压变电站电容塔的电容器长期暴露于大气之中，并工作在强电场、强机械应力、剧烈天气变化等恶劣环境中，固态、液态和气态的污秽微粒会沉积在电气外绝缘的表面，在雾、露、毛毛雨、融冰(雪)等恶劣气象条件作用下，电容器的电气强度将大大降低，使电容塔的健康状态出现恶化。
[0003]基于变电站安全运行重要性考虑，需要定期的对电容器进行健康状况评估，并完成电容测量、绝缘子清洗、螺栓紧固等作业任务。
[0004]在以往实践中，电容塔维护的工作人员需要依次进行绝缘子清洗、电容检测和螺栓紧定任务。但由于电容塔的电容器数量极为庞大，对其进行测量、清洗、检修等作业任务需要大量人力，且费时费力，对电容塔高处的电容器进行作业时还存在着一定作业风险，为了追求作业效率，施工人员的作业质量可能会存在差异，从而埋下安全隐患。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种能对变电站电容塔健康状态进行实时评估，并能持续、稳定地在变电站中完成绝缘子清洗、电容测量和螺栓紧固作业的作业机器人系统。
[0006]本技术提供的这种高压变电站电容塔维检作业机器人系统，采用以下技术方案：包括移动底盘、升降装置、平移装置、机械臂和作业末端，升降装置的上端设置搭载平台，平移装置安装于搭载平台上，两机械臂安装于平移装置上，作业末端置包括第一末端和第二末端，分别安装于两机械臂的末端，第一末端清洗支柱绝缘子，第二末端清洗针式绝缘子的同时紧固螺栓，第一末端和第二末端配合检测电容器的电容。
[0007]上述系统的一种实施方式中，所述升降装置包括剪式升降架和直线伸缩装置，剪式升降架的下端固定于移动底盘上，直线伸缩装置为倾斜布置的液压缸，其两端分别安装于剪式升降架底部和中部的折叠关节处。
[0008]上述系统的一种实施方式中，所述搭载平台为连接于所述剪式升降架上端的矩形平台。
[0009]上述系统的一种实施方式中，所述平移装置包括固定架、横移架、纵移架、横向丝杆滑块装置和纵向丝杆滑块装置，固定架安装于所述搭载平台上，横向丝杆滑块装置设置于固定架的横向中间位置，横向丝杆滑块装置的滑块与横移架底面连接固定，纵向丝杆滑块装置设置于横移架的纵向外侧，纵向丝杆滑块装置的滑块与纵移架底面连接固定。
[0010]上述系统的一种实施方式中，所述机械臂为六自由度臂，两机械臂沿所述纵移架的纵向安装。
[0011]上述系统的一种实施方式中，第一末端包括第一清洗模块和直线伸缩装置，第一
清洗模块包括固定套板和活动套板，固定套板的内表面为圆弧形，外表面为U形型，活动套板的内表面为圆弧形，外表面为L形，固定套板和活动套板的内壁均设置有高压清洗水道，高压清洗水道连接有喷嘴；固定套板的开口两侧对称铰接活动套板后围成清洗套筒，清洗套筒的内腔为圆形，清洗套筒的高度方向两侧中间位置对称设置直线伸缩装置，直线伸缩装置为气缸，其固定端安装于固定套板上，活动端安装于活动套板上。
[0012]上述系统的一种实施方式中，所述固定套板的内平面外侧中心位置设置有与所述机械臂末端连接的连接座，内平面上端的宽度方向中间位置安装电容静电电荷探针、下端安装摄像头。
[0013]上述系统的一种实施方式中，所述第二末端包括第二清洗模块、伺服电机及其输出轴连接的微型谐波减速器、螺栓紧固模块和电容检测模块；第二清洗模块包括上固定环和其两侧对称布置的侧活动环，微型谐波减速器有两台，它们的刚轮对称安装于上固定环的内端两侧，柔轮分别与侧活动环内端固定，侧活动环的外端与上活动环之间通过平面推力轴承连接，两伺服电机的输出轴分别与微型谐波减速器的波发生器连接，使侧活动环可相对上固定环开合；螺栓紧固模块主要包括伺服电机、蜗杆、蜗轮、三节万向节联轴器、棘轮、内六角套筒、弹簧，伺服电机连接蜗杆水平布置，三节万向节联轴器的一端固定于蜗轮的中心孔中，另一端连接棘轮机构，棘轮的轮轴连接于内六角套筒的内端中心位置；伺服电机、蜗杆、蜗轮安装于保护壳内，三节万向节联轴器穿过保护壳与蜗轮连接；内六角套筒外连接向心轴承，保护壳与向心轴承之间连接定位弹簧；电容检测模块包括静电电荷探针和连接底座，连接底座包括竖直板和水平框，竖直板垂直固定于保护壳的外壁，水平框连接于上固定环内端的中间位置，使内六角套筒与上固定环共轴向中心线；竖直板的外侧设置与所述机械臂连接的连接座，内侧安装有摄像头。
[0014]上述系统的一种实施方式中，所述移动底盘为具有前轮和后轮的汽车底盘，采用阿克曼转向结构，采用独立前轮转向以及摇摆臂悬挂；移动底盘上搭载有所述液压缸配套的液压站，所述气缸配套的空压机，所述第一清洗模块和第二清洗模块配套的水箱和加压泵。
[0015]本技术通过采用汽车底盘作为移动底盘，可适应变电站面积广阔且地面平整度不高的工况，通过移动底盘作为机器人本体的基础结构来搭载升降装置以进行不同高度的作业，在升降装置的上端设置搭载平台，在搭载平台上安装平移装置，在平移装置上安装两机械臂，在两机械臂的末端分别安装用来清洗支柱绝缘子的第一末端，用来清洗针式绝缘子及紧固针式绝缘子螺栓的第二末端，通过平移装置将机械臂及其携带的末端精确的送至指定位置，第二末端在进行清洗作业的同时进行螺栓紧固作业，作业效率高。而两个末端均安装了电容检测结构，通过两个末端的配合可准确的对电容器进行电容检测，进而对电容塔进行健康评估。简言之，本技术通过机械臂的高度灵活性，配置清洗与螺栓紧固及电容检测有机整合的作业末端，进行自动化作业，全程只需操作人员进行设备的操作，高效节能。
附图说明
[0016]图1为本技术一个实施例的主视结构示意图。
[0017]图2为图1的俯视示意图。
[0018]图3为图1的右视示意图。
[0019]图4为本实施例的轴测结构示意图。
[0020]图5为本实施例中机械臂与第一末端的装配示意图。
[0021]图6为本实施例中机械臂与第二末端的装配示意图。
[0022]图7为图6中第二末端的放大结构示意图。
[0023]图8为图7中的螺栓紧固模块放大结构示意图。
[0024]图9为图7的轴测结构示意图。
[0025]图10至图13为第二末端对针式绝缘子进行清洗和紧固螺栓的过程示意图。
[0026]图14至图17为第二末端清洗和螺栓栓紧固作业完成后退出的过程示意图。
[0027]图18和图19为电容检测前第一末端和第二末端调整后的状态示意图。
[0028]图20为第一末端和第二末端协同进行电容检测的示意图。
具体实施方式
[0029]如图1至图9所示，本实施例公开的这种高压变电站电容塔维检作业机器人系统，主要包括移动底盘A、升降装置B、平移装置C、机械臂一D1、机械臂二D2、第一末端E和第二末端F。
[0030]移动底盘A为具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压变电站电容塔维检作业机器人系统，其特征在于：该系统包括移动底盘、升降装置、平移装置、机械臂和作业末端，升降装置的上端设置搭载平台，平移装置安装于搭载平台上，两机械臂安装于平移装置上，作业末端置包括第一末端和第二末端，分别安装于两机械臂的末端，第一末端清洗支柱绝缘子，第二末端清洗针式绝缘子的同时紧固螺栓，第一末端和第二末端配合检测电容器的电容；所述升降装置包括剪式升降架和直线伸缩装置，剪式升降架的下端固定于移动底盘上，直线伸缩装置倾斜布置，其两端分别安装于剪式升降架底部和中部的折叠关节处；所述搭载平台为连接于所述剪式升降架上端的矩形平台；所述平移装置包括固定架、横移架、纵移架、横向丝杆滑块装置和纵向丝杆滑块装置，固定架安装于所述搭载平台上，横向丝杆滑块装置设置于固定架的横向中间位置，横向丝杆滑块装置的滑块与横移架底面连接固定，纵向丝杆滑块装置设置于横移架的纵向外侧，纵向丝杆滑块装置的滑块与纵移架底面连接固定。2.如权利要求1所述的高压变电站电容塔维检作业机器人系统，其特征在于：所述机械臂为六自由度臂，两机械臂沿所述纵移架的纵向安装。3.如权利要求2所述的高压变电站电容塔维检作业机器人系统，其特征在于：第一末端包括第一清洗模块和直线伸缩装置，第一清洗模块包括固定套板和活动套板，固定套板的内表面为圆弧形，外表面为U形型，活动套板的内表面为圆弧形，外表面为L形，固定套板和活动套板的内壁均设置有高压清洗水道，高压清洗水道连接有喷嘴；固定套板的开口两侧对称铰接活动套板后围成清洗套筒，清洗套筒的内腔为圆形，清洗套筒的高度方向两侧中间位置对称设置直线伸缩装置，其固定端安装于固定套板上，活动端安装于活动套板上。4.如权利要求3所述的高压变电站电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖奕，潘舒妍，刘偿，严宇，龚杰，王立德，夏建勋，罗惠钟，于艺盛，陈波，张超峰，曾祥君，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：新型
国别省市：