水平绝缘子串智能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水平绝缘子串智能检测机器人系统，包括若干履带轮、若干旋转抱紧机构、至少一个绝缘子带电检测仪及若干防掉落保护机构，所述履带轮、绝缘子带电检测仪及防掉落保护机构均设置于旋转抱紧机构上，所述履带轮和旋转抱紧机构均通过线路与控制系统相连。履带轮与旋转抱紧机构连接成一体，并且在机器人运行时成120度均匀环抱于绝缘子周围。携带电场式绝缘子检测仪，机器人运行时可自动检测绝缘子串电场强度分布，识别绝缘子是否完好。本实用新型专利技术结构紧凑，爬行平稳，对绝缘子磨损小，最多短接3片绝缘子，运行安全可靠，可沿水平单串绝缘子串带电检测。（*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系统，尤其是一种可用来完成高压输电线路水平绝缘子的检测工作，以代替人工作业的水平绝缘子串带电检测机器人系统。
技术介绍
高压输电线路的绝缘子是用于输电导线与铁塔进行绝缘连接的设备。在高压输电线路上，其长期工作于强电场、机械应力、污秽及温湿度等共同构成的错综复杂的恶劣环境中，出现故障老化的几率很大；当绝缘子的劣化发展到一定程度，或者遇到雷击过电压、冲击过电压、污秽闪络等外部作用，容易发生流注放电、头部绝缘击穿等现象，有可能发展成 瓷裙炸裂、钢帽爆炸、钢脚烧断等故障，甚至发展为断串、掉线事故，对电网安全构成严重威胁。为了实现在线检测不良绝缘子，人们采用了许多方法，其中常用的有火花叉法、光电法、静电探头法、自走式不良绝缘子电阻检测法等。但是，根据这些方法研制的装置在使用时都要求操作人员爬上杆塔，逐个检测塔上所有的绝缘子，其上串劳动强度很大。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。综合分析，此专利主要有如下缺点无法检测单串耐张绝缘子串。此专利采用能够伸缩变化的变距伸缩机构，能适应双联水平绝缘子串的距离变化，但是，在输电线路中110KV有大部分为单串耐张绝缘子串，其只能沿水平双串绝缘子串行走，无法完成对单串绝缘子串进行检测；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。综合分析，此专利主要有如下缺点(I)、无法检测输电线路耐张绝缘子串。此专利主要针对高压成对并垂直设置的绝缘子的检测，无法应用于输电线路耐张绝缘子串的检测工作，特别是水平单串耐张绝缘子串。(2)、移动速度缓慢，检测效率较低。此专利的行走方式主要采用移动机构上的卡爪卡住每个绝缘子瓶的外沿，交替向上移动，这种移动机构在检测过程在，移动比较缓慢，检测时间较长，效率低下。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监测仪，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。综合分析，此专利主要有如下缺点(I)、检测效率较低。此专利的通过套设在平行导向柱上的卡爪卡住绝缘子边沿，卡爪分为上下两层，交替向上移动，检测时间较长，效率低下。(2)、不易上串安装。此技术主要有三节以上的环形支架拼对扣合而成，在安装前需要工作人员针对绝缘子的尺寸套合·安装，费时费力。(3)、不能为履带提供持续的张紧力，适应性较小。履带与绝缘子的卡紧力来自于履带弹性支撑架上的很多弹簧，但机器人在抱紧绝缘子后，如果绝缘子尺寸稍大，弹簧压缩量较大，则会造成履带比较松弛，起不到对履带的张紧作用，对电机的动力传输造成影响。
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，提供一种水平绝缘子串智能检测机器人系统，能够沿水平单串绝缘子自主爬行，可带电检测绝缘子绝缘性能。要求机器人结构紧凑，可实现自主检测、自动记录，检测效率较高，并且能够适应双联水平绝缘子串及单串耐张绝缘子串。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案一种水平绝缘子串智能检测机器人系统，包括若干履带轮、若干旋转抱紧机构、若干防掉落保护机构、一套绝缘子带电检测仪、相应控制电路及手持遥控器。所述履带轮、绝缘子带电检测仪及防掉落保护机构均设置于旋转抱紧机构上，所述履带轮和旋转抱紧机构均通过线路与控制系统相连。所述履带轮的纵向长度大于两片且小于三片绝缘子串的轴向长度。所述履带轮包括履带、驱动电机、主动轮、若干张紧轮、两个联板、若干支撑柱、传动轴和从动轮，所述两个平行的联板之间通过若干支撑柱连接，每两个支撑住之间设有一个涨紧轮，涨紧轮套在传动轴上，传动轴两端设置于两个联板上，两个联板之间的两端分别设置有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动上绕有履带；所述一个联板的外侧设有与主动轮相连的驱动电机，所述驱动电机通过线路与控制系统相连。所述每个旋转抱紧机构均包括直流电机、轴承座、旋转轴、旋转块及连接拐角，所述旋转轴的下端与直流电机的输出轴相连，所述旋转轴的上端和下端上分别套有一轴承，轴承的外圈固定于轴承座上，轴承座上固定连接有一短连接支架；所述两轴承座之间的旋转轴上固定连接有两块平行设置的旋转块，两旋转块上分别固定有一长连接支架；所述短连接支架和长连接支架的末端均设有连接履带轮的连接拐角。所述直流电机固定于旋转轴下端的轴承座上，且所述直流电机通过线路与控制系统相连。所述两短连接支架平行设置。所述两长连接支架平行设置。所述每个防掉落保护机构均包括一个连杆、两个固定块、一个锁紧块及若干快锁插销，所述两个固定块设置于旋转轴上部的长连接支架上，所述锁紧块固定于旋转轴上部的短连接支架上；所述连杆一端与其中一个固定块铰接，另一端通过快锁插销与锁紧块铰接。所述连杆上与锁紧块铰接端以及中部分别开有U型槽。所述控制系统采用基于CAN总线的分布式电机控制系统，其包括运动控制板，运动控制板与数据收发板通过RS-232总线连接，所述数据收发板通过全向天线与手持遥控器一对一建立无线连接；所述运动控制板通过CAN总线与分别与履带轮和旋转抱紧机构的电机驱动器相连，各电机驱动器分别连接设置于与其相对应的电机上；所述CAN总线上还连接有错误检测板；所述运动控制板和错误检测板均包括中央处理器，中央处理器上分别设有指示灯及无线状态数字输入输出接口，RS-232、CAN串行总线接口 ；所述运动控制板还通过电源采集电路采集电池电压；所述数据收发板包括无线模块，无线模块接全向天线，及RS-232串行接口电路，并扩展数字输出接口。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技术专利中所述结构。该检测仪通过检测各绝缘子的场强变化分析绝缘子的绝缘性能。检测仪上装有绝缘子位置检测传感器，能够自动开始检测，自动存储。本技术中的控制系统与手持遥控器通过无线连接，输出分别接履带轮部分的三个步进电机和旋转抱紧机构的两个直流电机。本技术包括三个履带轮、旋转抱紧机构、绝缘子带电检测仪及防掉落保护机构；左右两侧及中间的履带轮通过旋转抱紧机构连接成一体，并且在机器人运行时成120度均匀环抱于绝缘子周围；旋转抱紧机构上安装有防掉落保护机构；操作人员可以通过手持遥控器发送控制指令遥控机器人运行；绝缘子检测仪自动检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平绝缘子串智能检测机器人系统，其特征是，包括若干履带轮、若干旋转抱紧机构、至少一个绝缘子带电检测仪及若干防掉落保护机构，所述履带轮、绝缘子带电检测仪及防掉落保护机构均设置于旋转抱紧机构上，所述履带轮和旋转抱紧机构均通过线路与控制系统相连。

【技术特征摘要】

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