本發(fā)明涉及電力電纜清洗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種架空輸電線清洗機器人和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

架設(shè)的架空輸電線一般無外包絕緣保護層，普遍采用裸線形式，例如使用鋼芯鋁絞線。輸電線上的積塵、油污和雜物會降低輸電效率，易引發(fā)意外斷電等事故，從而威脅電網(wǎng)的安全運行。

為提高架空輸電線路輸電和運行的安全性，需要進行輸電線清洗。現(xiàn)有的清洗方式包括利用人工清洗或者清洗機器人，常見的人工清洗方式是通過接觸式毛刷進行清潔，清洗效率差；清洗機器人則是通過向電線上噴液體并使用旋轉(zhuǎn)毛刷等進行清潔，使用的液體易泄露和揮發(fā)，造成環(huán)境污染，并且刷洗的效果差，無法有效清洗輸電線表面的油污、線絲夾縫之間的積塵及鳥屎等污跡。

針對上述架空輸電線清洗方式存在的清洗效果差、效率低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種架空輸電線清洗機器人和系統(tǒng)，以提高清洗效果和效率。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種架空輸電線清洗機器人，包括：牽引裝置、清洗裝置、循環(huán)裝置、電源裝置和控制器；

清洗裝置包括水箱、超聲波發(fā)生器和至少一個超聲波換能器；超聲波發(fā)生器和超聲波換能器連接，水箱包括可打開的上部和下部，在上部和下部接合處設(shè)置有供輸電線穿過水箱的兩個通孔，水箱用于容納清洗介質(zhì)；

循環(huán)裝置安裝在清洗裝置的下部，包括回收箱、連接管和安裝于回收箱內(nèi)的微型水泵；回收箱包括至少一個開口，開口位于通孔的下方以收集從通孔中泄露的清洗介質(zhì)，微型水泵通過連接管與水箱相連；

牽引裝置與清洗裝置連接，包括行走電機、支撐件和至少一對滾輪；行走電機用于驅(qū)動滾輪帶動牽引裝置沿架空輸電線前后運動；

控制器與清洗裝置、循環(huán)裝置、牽引裝置和電源裝置分別連接；清洗裝置、循環(huán)裝置、牽引裝置和電源裝置在控制器控制下運行。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，水箱的內(nèi)表面是不銹鋼板；多個超聲波換能器均勻固定在水箱的底部或者側(cè)面。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，通孔安裝有密封件；密封件包括多個不同內(nèi)徑的橡膠密封圈；水箱還包括位于上部的注水孔和回收孔，微型水泵通過連接管與回收孔連接。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，回收箱的開口安裝有過濾網(wǎng)；回收箱底部為弧形底部，微型水泵固定安裝于弧形底部的最低點。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一至三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，牽引裝置具有多對滾輪，分別安裝于清洗裝置的前側(cè)和后側(cè)；滾輪沿圓周方向開設(shè)有與輸電線相對應(yīng)的滾輪槽，滾輪槽內(nèi)設(shè)置有絕緣橡膠層。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一至三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，電源裝置為鋰離子電池，安裝于回收箱的外側(cè)底部，用于向超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、微型水泵、行走電機和控制器供電。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一至三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，控制器包括開關(guān)、速度調(diào)節(jié)按鈕和頻率調(diào)節(jié)按鈕；控制器還包括無線接收模塊，無線接收模塊用于接收用戶發(fā)送的指令。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一至三種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，行走電機為無刷直流伺服電機；微型水泵為無刷直流磁力水泵。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種架空輸電線清洗系統(tǒng)，包括：遠程遙控終端和第一方面及其各實施方式提供的架空輸電線清洗機器人，遠程遙控終端與清洗機器人無線通信連接。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，遠程遙控終端包括控制器、與控制器分別連接的顯示器和無線收發(fā)器。

本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：

本發(fā)明提供的架空輸電線清洗機器人，通過超聲波清洗的方式對架空輸電線進行清洗，可以在輸電線上自行移動清洗，并且設(shè)置了循環(huán)裝置，保證了清洗介質(zhì)不會泄露導(dǎo)致污染，提高了對架空輸電線的清洗效果和效率。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種架空輸電線清洗機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的清洗機器人的水箱側(cè)面示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種架空輸電線清洗機器人的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種架空輸電線清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在通知信息訪問方法及通知信息訪問裝置的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

目前對于架空輸電線清洗方式存在的清洗效果差、效率低，基于此，本發(fā)明實施例提供的一種架空輸電線清洗機器人和系統(tǒng)，以提高清洗效果和效率。

為便于對本實施例進行理解，首先對本發(fā)明實施例所公開的一種架空輸電線清洗機器人進行詳細介紹。

實施例1：

本發(fā)明實施例1提供了一種架空輸電線清洗機器人，參見圖1所示的架空輸電線清洗機器人的結(jié)構(gòu)示意圖，該架空輸電線清洗機器人包括：牽引裝置110、清洗裝置120、循環(huán)裝置130、電源裝置140和控制器150。其中待清洗的架空輸電線路穿過上述牽引裝置110和清洗裝置120。對各部分具體介紹如下：

清洗裝置120，包括水箱、超聲波發(fā)生器和至少一個超聲波換能器；超聲波發(fā)生器和超聲波換能器連接。其中，超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻高壓，通過電纜連接線傳導(dǎo)給換能器，換能器振子產(chǎn)生高頻共振，從而清洗液受超聲波作用對污垢進行洗凈。超聲波清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗液中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復(fù)雜，形狀特異的物件，對小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對不吸音或吸音系數(shù)小的物體清洗效果最佳。因此超聲波清洗的方式可以清洗輸電線上的油污及線絲夾縫之間的積塵及鳥屎等頑固污跡，比使用毛刷等物理清洗方式得清洗效果要好得多。

具體地，水箱包括可打開的上部和下部，在上部和下部接合處設(shè)置有供輸電線穿過水箱的兩個通孔，水箱用于容納清洗介質(zhì)。上述清洗介質(zhì)可以是水、其他清潔劑或其混合物，可以根據(jù)實際需要選擇。可以理解的是，上述兩個通孔設(shè)置在上部和下部的交界處，從而在上部與下部打開的情況下，輸電線可以進入通孔，從而進入水箱，在水箱注入清洗介質(zhì)后并將上部與下部閉合后，輸電線即浸沒在清洗介質(zhì)中。上述上部和下部的一端鉸接。如圖2所示的水箱的側(cè)面示意圖，其中通孔由兩部分組成，分別為位于水箱上部的201和水箱下部的202，兩者共同組成了完整的通孔。

為了保證超聲波的清洗效果，水箱的內(nèi)表面優(yōu)選使用堅固彈性好、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)不銹鋼板；多個超聲波換能器均勻固定在水箱的底部或者側(cè)面。

由于在工作狀態(tài)下，清洗機器人會沿著架空輸電線移動，上述清洗介質(zhì)會從上述通孔泄露出來，而輸電線不浸沒在清洗介質(zhì)中就起不到超聲波清洗作用，因此在上述通孔處安裝有密封件，該密封件包括多個不同內(nèi)徑的橡膠密封圈，以適應(yīng)不同直徑的輸電線。

在清洗機器人移動時，清洗介質(zhì)難免從通孔中泄露出來，因此還包括循環(huán)裝置130，該循環(huán)裝置安裝在清洗裝置的下部，具體包括回收箱、連接管和安裝于回收箱內(nèi)的微型水泵。回收箱包括至少一個開口，開口位于通孔的下方以收集從通孔中泄露的清洗介質(zhì)，微型水泵通過連接管與水箱相連。相應(yīng)的在水箱的上部還設(shè)置有回收孔，連接管與回收孔連接。在水箱上部還設(shè)置有注水孔，用于加注清洗介質(zhì)。

進一步地，回收箱的開口安裝有過濾網(wǎng)，用來過濾清洗介質(zhì)中的雜質(zhì)等。回收箱底部為弧形底部，微型水泵固定安裝于弧形底部的最低點。從而方便抽取回收箱中的清洗介質(zhì)。具體地微型水泵為無刷直流磁力水泵，其壽命長，無需保養(yǎng)，體積小效率高且功耗低，其定子與轉(zhuǎn)子完全隔離，完全避免了傳統(tǒng)的電機式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。無刷直流磁力水泵的原理及具體結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

牽引裝置110與清洗裝置120連接，包括行走電機、支撐件和至少一對滾輪；行走電機用于驅(qū)動滾輪帶動牽引裝置沿架空輸電線前后運動。

進一步地，為了平衡支撐清洗機器人的重量，牽引裝置110具有多對滾輪，分別安裝于清洗裝置的前側(cè)和后側(cè)；滾輪沿圓周方向開設(shè)有與輸電線相對應(yīng)的滾輪槽，滾輪槽內(nèi)設(shè)置有絕緣橡膠層，可以防止導(dǎo)電導(dǎo)致的危險。

行走電機優(yōu)選為無刷直流伺服電機，其體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定；其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護不存在碳刷損耗的情況，效率很高，運行溫度低噪音小，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

上述各部件的選擇，都考慮了體積及重量的限制，盡量選擇輕量、小體積的類型，從而使清洗機器人的重量和體積適應(yīng)沿著輸電線前后移動，不會對正常的輸電產(chǎn)生影響。

電源裝置140為鋰離子電池，安裝于回收箱的外側(cè)底部。

參見圖3所示的清洗機器人的結(jié)構(gòu)框圖，控制器140與清洗裝置120、循環(huán)裝置130和牽引裝置110分別連接；電源裝置用于向超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、微型水泵、行走電機和控制器供電。清洗裝置、循環(huán)裝置、牽引裝置和電源裝置在控制器控制下運行。

進一步地，控制器140包括開關(guān)、速度調(diào)節(jié)按鈕和頻率調(diào)節(jié)按鈕，可以根據(jù)需要設(shè)置超聲波的頻率及清洗機器人的前進速度。控制器還包括無線接收模塊，無線接收模塊用于接收用戶發(fā)送的指令。

在使用時，首先將水箱及滾輪打開，將輸電線夾住，然后閉合水箱及滾輪，此時輸電線穿過了水箱的通孔及滾輪對之間的空隙。初始位置選擇輸電線接近高架鐵塔的起點。

然后在水箱中加注清洗介質(zhì)，可以選擇注滿水箱后再在回收箱中注入部分清洗介質(zhì)，以保證微型水泵的正常工作。

然后調(diào)節(jié)控制器的速度調(diào)節(jié)按鈕和頻率調(diào)節(jié)按鈕，選擇合適的速度和頻率后，開啟開關(guān)，控制器控制牽引裝置、清洗裝置和循環(huán)裝置開始運行。在運行到輸電線的相鄰的高架鐵塔的終點，通過遠程遙控終端控制其停止。

本實施例1中的架空輸電線清洗機器人，通過超聲波清洗的方式對架空輸電線進行清洗，清洗效果突出；具有牽引裝置，可以在輸電線上自行移動，實現(xiàn)了對輸電線的自動清洗，節(jié)省人力、效率高；還具有循環(huán)裝置，保證了清洗介質(zhì)不會泄露導(dǎo)致污染。

實施例2：

本實施例2提供了一種架空輸電線清洗系統(tǒng)，見圖4所示的架空輸電線清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括：遠程遙控終端410和實施例中的架空輸電線清洗機器人420，遠程遙控終端與清洗機器人無線通信連接。

進一步地，遠程遙控終端包括控制器、與控制器分別連接的顯示器和無線收發(fā)器。用戶可以通過遠程遙控終端發(fā)送指令給架空輸電線清洗機器人，上述指令包括開始、停止、調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)頻率等。

本實施例2中的架空輸電線清洗系統(tǒng)，包括遠程遙控終端，可以通過超聲波清洗的方式對架空輸電線進行清洗，清洗效果突出；具有牽引裝置，可以在輸電線上自行移動，實現(xiàn)了對輸電線的自動清洗，節(jié)省人力、效率高；還具有循環(huán)裝置，保證了清洗介質(zhì)不會泄露導(dǎo)致污染。

另外，在本發(fā)明實施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。