悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，包括夹紧机构、提升机构、检测机构和控制电路，所述夹紧机构包括上、下夹紧机构，上、下夹紧机构之间连接有提升机构，所述检测机构包括设置于上夹紧机构上的探针驱动装置和设置于下夹紧机构上的检测仪触发装置；所述上、下夹紧机构上设有与绝缘子串伞裙外沿相配合的柔性绝缘手爪；所述控制电路包括通过无线信号相连的遥控器和机器人本体控制器；所述夹紧机构、提升机构和检测机构均通过线路与机器人本体控制器相连。该机器人充分利用了悬垂瓷质绝缘子串的外形特点设计，夹紧手爪采用橡胶材料对绝缘子磨损小，短接绝缘子少，安全保护性好，上串操作简单，移动速度平稳，检测准确，可沿悬垂瓷质绝缘子方向移动，带电检测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种移动检测机器人，尤其是一种悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统。
技术介绍
随着电力行业的发展，大量的绝缘子被用于输变电系统中，绝缘子是架空高压输电线路上用于导线与铁塔连接的绝缘设备，劣化绝缘子的存在直接威胁着电力系统的安全运行，所以对劣化绝缘子的预防检测对于保证高压输电线路安全运行具有重要意义。传统的瓷质绝缘子串检测方式为人工登塔高空作业，但随着电压等级的提高，绝缘子串长度不断增加，人工检测作业的难度也越来越大，因此研制出一种可以沿瓷质绝缘子串自动行走 的绝缘子带电检测机器人，成为目前解决超高压输电线路绝缘子带电检测的有效途径。超高压输电线路中绝缘子串的使用方式主要有两种水平方式和悬垂方式，而悬垂瓷质绝缘子串检测的自动行走机构国内目前还没有研制出方便可靠的适用机型。现有的绝缘子检测机构在使用中还是存在很多问题，考虑不够充分，例如在检测过程中，绝缘子瓷裙上涂有的防污闪涂料会在现有的绝缘子检测机构检测行走过程中被刮伤、磨损；绝缘子串与铁塔之间的距离和电势差较大，上串检测困难；沿绝缘子串方向的导体容易造成绝缘子的直接或感应短接，使带电作业的安全性降低；悬垂瓷质绝缘子串检测作业速度慢，无法普及带电作业。总之，到目前为止在本
中尚未出现有效、实用的悬垂瓷质绝缘子串带电检测机器人。中国专利ZL200820232350. 0公开了一种绝缘子检测机器人，包括第一履带轮、箱体、第二履带轮、变距伸缩机构及探头驱动机构，箱体上安装有变距伸缩机构，第一、二履带轮位于箱体两侧、分别与变距伸缩机构相铰接，第一、二履带轮上分别连接有第一、二行程传感器；箱体的下方设有探头驱动机构。经分析该专利，其所述绝缘子检测机器人只适应于水平双联绝缘子串的检测，不适用悬垂单联绝缘子串的检测。中国专利ZL201120069946. 5公开了一种高压与超高压输电线路的绝缘子检测设备，包括对称设置的两个环形支架，两个环形支架上分别设置有爬行机构，两个爬行机构之间通过连接板连接；爬行机构包括对称设置的两个导轨，两个导轨上分别设置卡脚机构；卡脚机构包括滑动装置和摆动装置，滑动装置包括滑动设置在导轨上的卡脚滑块，摆动装置包括摆动键套，摆动键套通过轴承连接到卡脚滑块上；摆动键套套设在摆动键轴上，摆动键套上固设有卡脚；卡脚滑块连接有主动驱动步进伺服电机，摆动键轴连接有卡脚摆动驱动伺服机构。经分析该专利，其所述检测设备特别适用于高压及超高压悬垂双联绝缘子串的检测，但对悬垂单联绝缘子串的检测不适用。中国专利申请01102273. 6公开了一种高压输电线路绝缘子带电智能检测仪，它包括有能够套设在绝缘子本体周边的环形支架，环形支架的本体上设置有能够沿绝缘子瓶沿爬行的爬行机构，检测探头设置于环形支架或爬行机构上，其控制电路输出接控制爬行机构、探头的控制端，输入接探头的输出端，控制电路控制爬行机构、探头的检测动作，并接收探头的输出信号。经分析该专利所述检测仪后发现，该检测仪的环形支架为三节以上拼对扣合连接，增加了高空操作人员对绝缘子串套合安装的工作难度；此专利采用上下两个卡爪沿同一轴心摆动卡住绝缘子片伞群的上下面，卡爪定位块接触面是平面的，由常识可知，绝缘子外表面上表面都是弧面的，则卡爪定位块与绝缘子的接触面相当于线接触，即使定位块是弹性体也不能很好的贴合绝缘子外表面，接触面积小，使卡紧不牢固。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，该机器人充分利用了悬垂瓷质绝缘子串的外形特点设计，夹紧手爪采用橡胶材料对绝缘子磨损小，短接绝缘子少，安全保护性好，上串操作简单，移动速度平稳，检测准确，可沿悬垂瓷质绝缘子方向移动，带电检测。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案一种悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，包括夹紧机构、提升机构、检测机构和控 制电路，所述夹紧机构包括上、下夹紧机构，上、下夹紧机构之间连接有提升机构，所述检测机构包括设置于上夹紧机构上的探针驱动装置和设置于下夹紧机构上的检测仪触发装置；所述上、下夹紧机构上设有与绝缘子串伞裙外沿相配合的柔性绝缘手爪；所述控制电路包括通过无线信号相连的遥控器和机器人本体控制器；所述夹紧机构、提升机构和检测机构均通过线路与机器人本体控制器相连。所述下夹紧机构下部设有若干支腿。所述上、下夹紧机构结构相同，其整体呈扇形，且开口处向外扩张；所述上或下夹紧机构包括呈扇形的大手臂和小手臂，其中，上夹紧机构中大手臂和小手臂为下上位置设置，所述下夹紧机构中大手臂和小手臂为上下位置设置；所述大手臂和小手臂之间设有能够水平移动的手爪装置；所述上夹紧机构的大手臂上设有若干吊环；所述上夹紧机构大手臂与下夹紧机构大手臂上均设有限位装置，该限位装置可为光传感器，用来进行测距定位。所述手爪装置包括若干水平收缩件，每个水平收缩件的一端通过销轴与手爪相连，另一端通过双头螺栓安装在大手臂和小手臂之间；所述手爪也通过双头螺栓安装在大手臂与小手臂之间；所述手爪的端部设有绝缘柔性材料，且该端部朝向扇形的中心。所述大手臂和小手臂中均设有轴承，轴承通过单轴承盖或双轴承盖固定在大手臂或小手臂上，双头螺栓的两端分别穿过所述轴承并通过螺母拧紧；其中，穿过水平收缩件的双头螺栓上套有套筒。所述绝缘柔性材料为橡胶材料。所述提升机构包括连接上、下夹紧机构的大手臂的若干竖直伸缩件，分别贯穿上、下夹紧机构的大手臂的若干光杆，所述光杆上端通过上菱形支架固定在连接板上，中部穿过固定在上夹紧机构大手臂上的法兰直线轴承，下端穿过下夹紧机构大手臂并通过安装在大手臂上的下菱形支架固定。所述竖直伸缩件两头通过竖直伸缩件固定座固定在上、下夹紧机构的大手臂上。所述光杆的长度大于两倍的竖直伸缩件的行程。所述连接板呈扇形。所述探针驱动装置包括探针、探针固定座、探针夹板、探针旋座、探针舵机及探针舵机固定座，所述探针舵机固定座固定在上夹紧机构大手臂一端上，探针舵机通过自身安装孔固定在探针舵机固定座上，探针旋座一端与探针舵机固定连接，另一端与探针固定座连接，探针通过探针夹板夹在探针固定座上。所述探针有两根，两根之间的距离正好是两片绝缘子之间的距离，安装位置正好在机器人收缩或者伸长时可准确的接触绝缘子钢帽。所述检测仪触发装置包括检测仪，所述检测仪的固定端穿过下夹紧机构大手臂，经螺栓穿过检测仪的固定孔，再通过螺母拧紧在位于下夹紧机构大手臂上的检测仪固定座上；所述检测仪的开关与触发机构的摆臂相配合，摆臂固定在触发舵机的旋转盘上，触发舵机安装在触发舵机固定座上，触发舵机固定座通过连接座固定在下夹紧机构大手臂的外缘上。所述遥控器包括遥控器MCU微处理器、液晶显示模块、无线发送模块和AD信号采集模块，所述液晶显示模块、无线发送模块和AD信号采集模块均通过线路与遥控器MCU微 处理器相连通信；所述机器人本体控制器包括机器人本体MCU微处理器，机器人本体MCU微处理器的接口上分别通过线路连接有与所述无线发送模块相配合的无线接收模块、激光传感器，以及夹紧机构、提升机构和检测机构上的电器控制元件。本技术安装有绝缘子带电检测仪、水平/竖直伸缩件、控制器、电池等，所述绝缘子带电检测仪所用结构采用中国授权专利号ZL200510063334. 4技术专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，包括夹紧机构、提升机构、检测机构和控制电路，其特征是，所述夹紧机构包括上、下夹紧机构，上、下夹紧机构之间连接有提升机构，所述检测机构包括设置于上夹紧机构上的探针驱动装置和设置于下夹紧机构上的检测仪触发装置；所述上、下夹紧机构上设有与绝缘子串伞裙外沿相配合的柔性绝缘手爪；所述控制电路包括通过无线信号相连的遥控器和机器人本体控制器；所述夹紧机构、提升机构和检测机构均通过线路与机器人本体控制器相连。2.如权利要求I所述的悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，其特征是，所述下夹紧机构下部设有若干支腿。3.如权利要求I所述的悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，其特征是，所述上、下夹紧机构结构相同，其整体呈扇形，且开口处向外扩张；所述上或下夹紧机构包括呈扇形的大手臂和小手臂，其中，上夹紧机构中大手臂和小手臂为下上位置设置，所述下夹紧机构中大手 臂和小手臂为上下位置设置；所述大手臂和小手臂之间设有能够水平移动的手爪装置；所述上夹紧机构的大手臂上设有若干吊环；所述上夹紧机构大手臂与下夹紧机构大手臂上均设有限位装置；所述限位装置利用激光传感器进行测距定位。4.如权利要求3所述的悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，其特征是，所述手爪装置包括若干水平收缩件，每个水平收缩件的一端通过销轴与手爪相连，另一端通过双头螺栓安装在大手臂和小手臂之间；所述手爪也通过双头螺栓安装在大手臂与小手臂之间；所述手爪的端部设有绝缘柔性材料，且该端部朝向扇形的中心。5.如权利要求3或4所述的悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，其特征是，所述大手臂和小手臂中均设有轴承，轴承通过单轴承盖或双轴承盖固定在大手臂或小手臂上，双头螺栓的两端分别穿过所述轴承并通过螺母拧紧；其中，穿过水平收缩件的双头螺栓上套有套筒；所述绝缘柔性材料为橡胶材料。6.如权利要求5所述的悬垂瓷质绝缘子串检测机器人系统，其特征是，所述提升机构包括连接上、下夹紧机...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾娟，仲亮，郭锐，赵金龙，张峰，曹雷，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：实用新型
国别省市：