绝缘子串智能检测机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种绝缘子串智能检测机器人系统，用于水平耐张双联绝缘子串的检测，包括机器人运动系统和信息处理系统。所述的机器人运动系统部分包括：机构连扳；攀爬装置；导向装置，用于导向于绝缘子串，设置在机构连扳的在行进方向的两侧，匹配待检测的双联绝缘子串；检测设备，设置在所述机构连扳上；控制单元，输出连接所述攀爬装置的驱动装置，以控制前后各一组攀爬臂间的转角差；以及人机控制终端，与所述控制单元通过无线通信单元进行通信连接，以遥控所述攀爬装置。依据本发明专利技术的机器人系统结构紧凑，移动速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘子串检测机器人系统，用于耐张塔绝缘子串的检测。
技术介绍
随着我国电力系统的不断发展，电网安全、稳定运行越来越受到重视。尤其在近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，为保证高压输电线路的电气安全，在高压输电线路运行使用一段时间后，需要检测线路的电气性能，特别是绝缘子的绝缘安全性能，防止短路或断路等现象的发生。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元件，具有两个基本作用，即支撑和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致各种电应力而失效，否则绝缘子就不会产生所需的作用，会损害整条线路的使用和运行寿命。按照安装结构不同，绝缘子串可分垂直绝缘子串和水平绝缘子串，以及倾斜绝缘子串，当然，由于安装的需要，一般如垂直绝缘子串并不是绝对垂直，而是在竖直方向上一定角度范围之内都可以叫做垂直绝缘子串。显而易见的是，应用于垂直绝缘子串检测的机器人要克服地球引力，并且针对绝缘子串的结构特点进行攀爬，其基本结构特点是，绝缘子串有若干节组成，节间通常存在形体空间。用耐张绝缘子串悬挂导线或分裂导线的承受导线张力的杆塔称为耐张塔，是以基本水平的方向牵拉导线的塔架，当然由于重力的影响，不会绝对水平。这里所说的绝缘子串，在耐张塔上基本上就是水平绝缘子串。随着人性化作业推广的需要和智能机器人的发展，目前，越来越多的智能机器人应用于电力线路巡检或者设备检测上。在如中国第CN201331558Y号技术专利中，公开了一种具有双履带轮结构的绝缘子检测机器人，用于水平双联绝缘子串的检测，其通过履带跨越所述形体空间，并通过两边的阻挡装置进行行走方向的导向。不过显然诸如履带和轮式结构的机器人并不适合于垂直绝缘子串的检测，为了保证机器人能可靠运行，通常需要在辅助在行进方向的导向结构，结构比较复杂。另外显见的一点是，绝缘子串很多是瓷质件，表面非常光滑，很难使机器人获得良好的驱动环境。中国第CN202013392U号技术专利则公开了一种可用于垂直绝缘子串检测的机器人，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；为适应在垂直绝缘子串上的攀爬，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；而卡脚机构又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，结构复杂；并且在实际使用中，需要一系列的运动相配合，不可避免的产生个运动环节的衔接问题，效率比较低。另外，其形体比较大，携带困难，而高压线路多在野外，不便于携带的缺陷会严重影响其实际使用的便捷性。中国第CN1165775C号专利技术专利则公开了一种具有可套设于绝缘子本体周边的环形支架的机器人，在该环形支架上设置爬行机构和检测探头，显然，由于绝缘子串两端连接，环形支架套装在绝缘子串上需要通过辅助结构进行配合，否则无法完成套装，该辅助的结构，如两节或者两节以上拼对口和的结构，造成了其自身结构的复杂性。另外，其仍然采用导轨式结构，并配合卡爪结构，体积仍然比较大，体形笨重而难以携带。同时，卡爪结构动作比较缓慢，检测效率比较低。通常，这类检测机器人需要在断电的情况下进行检测，影响线路的正常运运行。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑，移动速度快的用于耐张塔绝缘子串检测的机器人系统。一种绝缘子串智能检测机器人系统，用于水平耐张双联绝缘子串的检测，包括机器人运动系统和信息处理系统。所述的机器人运动系统部分包括: 机构连扳； 攀爬装置，至少设置在所述机构连扳在行进方向的一侧，且该攀爬装置具有前后各一组的攀爬臂；其中攀爬臂为中部连接有驱动轴并以驱动轴轴线为基准的轴对称杆件； 导向装置，用于导向于绝缘子串，设置在机构连扳的在行进方向的两侧，匹配待检测的双联绝缘子串； 检测设备，设置在所述机构连扳上； 控制单元，输出连接所述攀爬装置的驱动装置，以控制前后各一组攀爬臂间的转角差；以及 人机控制终端，与所述控制单元通过无线通信单元进行通信连接，以遥控所述攀爬装置。依据本专利技术的上述绝缘子串智能检测机器人系统，采用攀爬臂驱动的结构形式，两对攀爬臂交替驱动，其运行速度取决于攀爬臂的转动速度，且该转动速度不会受到绝缘子自身结构的影响，可以因此获得所需要的检测速度。攀爬臂为杆件，结构相对比较简单，整体结构紧凑，方便携带，使其具有更广泛的使用范围。在进一步改进的方案中，上述绝缘子串智能检测机器人系统，当所述攀爬装置设置在所述机构连扳在行进方向的一侧时，或者仅在一侧设置攀爬装置，结构更加紧凑，所述导向装置则包括设置在所述攀爬装置下侧的第一导向部分，可以进一步的简化结构。上述绝缘子串智能检测机器人系统，所述第一导向部分包括在待检测绝缘子串周向呈等腰梯形排布的四条雪橇，整体形成V型槽结构，匹配绝缘子串等效圆柱面，具有可靠的导向性能，且雪橇滑板面长度大于绝缘子串一倍节距而小于三倍节距，从而，在满足正常使用的情况下，所短接的绝缘子比较少。进一步地，关于绝缘子串智能检测机器人系统，所述雪橇滑板长度为绝缘子串两倍节距，在满足结构紧凑的同时，保证运行的可靠性。进而，如前所述的所形成的V型槽结构，对于上述的绝缘子串智能检测机器人，可进一步选的是，绝缘子串与所述导向部分相接合的部分小于等于180度并大于等于120度，且导向部分为以竖直面为为基准的面对称结构，形成两边约束匹配重力作用的形式形成可靠的导向和位置约束作用。优选地，每组攀爬臂有两个攀爬臂，两攀爬臂以竖直面为基准面对称布局，在绝缘子串的书对称平面两边分布，形成有向内的且平衡的一对挤压力，在获得前进动力的同时，形成有自身的导向作用。而连接前后攀爬臂的架体为具有伸缩结构的架体，实现了攀爬机构双转轴、绝缘子双串间距的适应性设计，从而解决了绝缘子串检测机器人在不同电压等级、不同线路上的使用。进一步地，上述绝缘子串智能检测机器人系统，两组攀爬臂之一配置有用于检测攀爬臂转角的传感器，以反馈控制该攀爬臂的转速，以使攀爬装置运行更加平稳。优选地，上述绝缘子串智能检测机器人系统，为了使攀爬臂运行更平稳且可靠，所述传感器有一对，用于攀爬臂周向的位置反馈，从而把攀爬臂的轴向分成两个区间，以反馈控制该组攀爬臂在不同区间的速度匹配，另一组攀爬臂则匀速控制。优选地，上述绝缘子串智能检测机器人系统，两组攀爬臂间转角差通过电机差速运动控制或所述控制单元直接输出的延时运动控制，以使前后两组攀爬臂的转角差在90度附近预定区间内变化，保证驱动的可靠性。一种优选的结构，上述绝缘子串智能检测机器人系统，所述检测设备包括检测议类检测设备和用于检测绝缘子电阻的检测装置，其中，检测装置包括通过同步连杆连接的一对探针，驱动所述同步连杆以使所述探针摆动的舵机。优选地，上述绝缘子串智能检测机器人系统，为了更方便的控制机器人，还包括连接于所述控制单元的可见光摄像机，并配置有图像处理单元，以识别绝缘子串的边缘位置信息，输出控制所述攀爬装置在绝缘子串上的位置。从而，在对边缘信息位置检测时，检测机器人可根据绝缘子检测机器人在绝缘子串上的停靠，通过所携带的可见光摄像机抓取设备图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子串智能检测机器人系统，用于水平耐张双联绝缘子串的检测，其特征在于，包括：机构连扳（2）；攀爬装置（5），至少设置在所述机构连扳在行进方向的一侧，且该攀爬装置具有前后各一组的攀爬臂（50）；其中攀爬臂为中部连接有驱动轴并以驱动轴轴线为基准的轴对称杆件；导向装置，用于导向于绝缘子串，设置在机构连扳的在行进方向的两侧，匹配待检测的双联绝缘子串；?检测设备，设置在所述机构连扳上；?控制单元，输出连接所述攀爬装置（5）的驱动装置，以控制前后各一组攀爬臂间的转角差；以及人机控制终端，与所述控制单元通过无线通信单元进行通信连接，以遥控所述攀爬装置。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘子串智能检测机器人系统，用于水平耐张双联绝缘子串的检测，其特征在于，包括: 机构连扳(2)； 攀爬装置(5 )，至少设置在所述机构连扳在行进方向的一侧，且该攀爬装置具有前后各一组的攀爬臂(50);其中攀爬臂为中部连接有驱动轴并以驱动轴轴线为基准的轴对称杆件； 导向装置，用于导向于绝缘子串，设置在机构连扳的在行进方向的两侧，匹配待检测的双联绝缘子串； 检测设备，设置在所述机构连扳上； 控制单元，输出连接所述攀爬装置(5)的驱动装置，以控制前后各一组攀爬臂间的转角差；以及 人机控制终端，与所述控制单元通过无线通信单元进行通信连接，以遥控所述攀爬装置。2.根据权利要求1所述的绝缘子串智能检测机器人系统，其特征在于，当所述攀爬装置(5)设置在所述机构连扳在行进方向的一侧时，所述导向装置则包括设置在所述攀爬装置(5)下侧的第一导向部分。3.根据权利要求2所述的绝缘子串智能检测机器人系统，其特征在于，所述第一导向部分包括在待检测绝缘子串周向呈等腰梯形排布的四条雪橇，且雪橇滑板面长度大于绝缘子串一倍节距而小于三倍节距。4.根据权利要求4所述的 绝缘子串智能检测机器人系统，其特征在于，绝缘子串与所述导向部分相接合的部分小于等于180度并大于等于120度，且导向部分为以竖直面为为基准的面对称结构。5.根据权利要求1所述的绝缘子串智能检测机...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，曹涛，付崇光，赵德利，张永生，孙大庆，李红玉，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：