一種絕緣子清掃機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種絕緣子清掃機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行越來越受到重視。尤其在近年來大力發(fā)展的超高壓、特高壓輸電系統(tǒng)中，絕緣子的安全運(yùn)行直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的投資及安全水平，為保證高壓輸電線路的電氣安全，在高壓輸電線路運(yùn)行使用一段時(shí)間后，需要檢測線路的電氣性能，特別是絕緣子的絕緣安全性能，防止短路等現(xiàn)象的發(fā)生。
[0003]絕緣子在使用一段時(shí)間后，絕緣子表面必然會堆積污垢，從而導(dǎo)致絕緣子的阻值減小，絕緣性能下降，易產(chǎn)生污閃事故，為輸電線路的安全正常運(yùn)行埋下隱患，因此，絕緣子需要定期清潔。當(dāng)前絕緣子的清潔工作一般采用人工清掃，或配合有限的簡單機(jī)械工具進(jìn)行清掃，作業(yè)危險(xiǎn)性高，且時(shí)常需要停電進(jìn)行清掃作業(yè)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、清掃速度慢，而且作業(yè)安全性低、經(jīng)濟(jì)損失大。
[0004]隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，目前，越來越多的作業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于電力設(shè)備及線路作業(yè)上。
[0005]中國專利CN103042000A公開了一種絕緣子串智能清掃機(jī)器人系統(tǒng)，包括支架、導(dǎo)向部件、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)及控制裝置，其清潔部件可在支架橫剖面內(nèi)擺動(dòng)及自身轉(zhuǎn)動(dòng)完成清掃動(dòng)作。綜合分析，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用單側(cè)布置，容易形成重心不穩(wěn)造成機(jī)器人偏心及清掃平面偏斜；其清掃機(jī)構(gòu)雖可在平面內(nèi)擺動(dòng)及自身轉(zhuǎn)動(dòng)，但無法整圓周清掃絕緣子，而且無法徹底清掃絕緣子底部凹槽。同時(shí)，無論在任何狀態(tài)，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下兩組滾輪至少有一組是搭在絕緣子片上的，因此清掃過程中清掃輥勢必會與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滾輪有干涉，造成機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定。
[0006]美國專利US005119851A公開了一種清掃高壓線路絕緣子串的設(shè)備，清掃設(shè)備環(huán)繞卡在絕緣子串上，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的舌形撥齒循環(huán)撥動(dòng)絕緣子串上表面帶動(dòng)清掃設(shè)備沿絕緣子串上下運(yùn)動(dòng)，清掃機(jī)構(gòu)沿絕緣子片周向布置有多個(gè)噴頭，利用地面水罐車提供絕緣清洗液，液體經(jīng)過加壓設(shè)備后傳送給清掃設(shè)備，通過清掃噴頭噴射絕緣清洗液進(jìn)行絕緣子串清洗。由此可見，這種清掃設(shè)備采用的是絕緣液體進(jìn)行清洗，需要配置水罐車及加壓設(shè)備，工程量比較大，配備作業(yè)人員比較多，耗資比較大，不利于大范圍的普及和應(yīng)用。清掃設(shè)備本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又連接有提供清掃液體的水管等，重量增大，作業(yè)難度加大，其舌形撥齒連接在履帶上，需要撥動(dòng)絕緣子片，但履帶是有屈服彈性的，因此舌形撥齒在撥動(dòng)絕緣子片受力時(shí)會在履帶上發(fā)生角度變化，造成相鄰舌形撥齒間距不穩(wěn)定，不利于攀爬絕緣子串。
[0007]美國專利US7797781B2公開了一種帶電清掃和檢測絕緣子串的機(jī)器人機(jī)構(gòu)，主要包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)和檢測儀等，移動(dòng)方式采用間歇式移動(dòng)，水平方向利用舵機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)夾爪沿導(dǎo)軌線性運(yùn)動(dòng)進(jìn)行夾持絕緣子片，垂直方向利用絲杠滑塊配合進(jìn)行上下移動(dòng)。清掃機(jī)構(gòu)可在圓周方向旋轉(zhuǎn)，利用毛刷進(jìn)行絕緣子片的清掃，并帶有檢測儀進(jìn)行絕緣子檢測。此機(jī)構(gòu)采用的是間歇式移動(dòng)方式，移動(dòng)速度慢，且清掃機(jī)構(gòu)單次只能清掃絕緣子片的上表面或下表面，完成一片絕緣子清掃需要進(jìn)行兩次夾持及升降過程，清掃速度慢，且絕緣子串兩端的絕緣子片清掃不到，清掃范圍有限，清掃不徹底，同時(shí)，見說明書附圖9，檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置在圓周內(nèi)圈，在清掃毛刷進(jìn)行清掃時(shí)勢必會造成毛刷與檢測機(jī)構(gòu)豎直支架的干涉。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種絕緣子清掃機(jī)器人，本裝置移動(dòng)速度快，清掃范圍廣，清掃徹底，可以帶電清掃。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種絕緣子清掃機(jī)器人，包括爬行機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)及電池控制系統(tǒng)，其中，所述爬行機(jī)構(gòu)為閉合圓周形結(jié)構(gòu)，包圍絕緣子串，帶動(dòng)機(jī)器人沿絕緣子串連續(xù)移動(dòng)；所述清掃機(jī)構(gòu)為閉合圓周形結(jié)構(gòu)，環(huán)繞絕緣子串，所述鎖緊機(jī)構(gòu)均勻設(shè)置于爬行機(jī)構(gòu)上，所述爬行機(jī)構(gòu)通過鎖緊機(jī)構(gòu)與清掃機(jī)構(gòu)連接；檢測機(jī)構(gòu)布置在鎖緊機(jī)構(gòu)一側(cè)，電池控制系統(tǒng)安裝于爬行機(jī)構(gòu)上。
[0011]所述爬行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)和若干個(gè)導(dǎo)向板，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為上下兩層布置，導(dǎo)向板均勻圓周分布于爬行機(jī)構(gòu)上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過連接機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)向板固定于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。
[0012]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在絕緣子片徑向平面內(nèi)對稱布置，且為同步控制，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)及固定框架，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪減速器裝置，包括主從動(dòng)齒輪組、固定軸和傳動(dòng)軸，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端與驅(qū)動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在固定框架內(nèi)部，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)安裝在固定框架外側(cè)。
[0013]所述驅(qū)動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)末端安裝有滾輪，滾輪為絕緣性材料，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，爬行過程中滾輪與絕緣子片接觸。
[0014]所述連接機(jī)構(gòu)為豎直支架及各種環(huán)形支架，連接各個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成一個(gè)環(huán)形整體，豎直支架連接軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，環(huán)形支架連接徑向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，豎直支架上有調(diào)節(jié)安裝孔，可進(jìn)行軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間距調(diào)整。
[0015]所述清掃機(jī)構(gòu)，包括左右對稱半圓盤、上下對稱齒條、齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒條導(dǎo)軌、上下毛刷機(jī)構(gòu)及若干導(dǎo)向桿，其中，所述半圓盤為清掃機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)底座，由左右對稱兩個(gè)半圓盤體組成圓周環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)圓弧內(nèi)安裝有若干導(dǎo)向桿，半圓盤上安裝有齒條導(dǎo)軌，所述齒條導(dǎo)軌為上下對稱結(jié)構(gòu)，由若干個(gè)大小滾輪軸承組形成，在齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，齒條沿滾輪軸承組形成的圓形導(dǎo)軌進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)；上下毛刷機(jī)構(gòu)分別安裝在上下齒條上，每個(gè)齒條上安裝有至少兩組毛刷機(jī)構(gòu)。
[0016]所述導(dǎo)向桿為絕緣性材料，且導(dǎo)向桿長度不干涉毛刷清掃路徑。
[0017]所述齒條為半圓形，對稱分布在半圓盤上下兩側(cè)。
[0018]所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在半圓盤上，每個(gè)半圓盤上安裝有至少一組齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)為每個(gè)半圓盤有一個(gè)齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，為保證半圓形齒條在經(jīng)過兩齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)銜接順利，兩齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分布角度小于180°。
[0019]所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒條驅(qū)動(dòng)電機(jī)、對稱齒輪、齒輪軸及電機(jī)座；齒條驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在電機(jī)座上，電機(jī)座固定在半圓盤上，齒條驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸經(jīng)過齒輪軸與對稱齒輪連接，對稱齒輪分別與上下兩對稱齒條配合，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，上下對稱齒條可同步進(jìn)行周向運(yùn)動(dòng)。
[0020]所述上下毛刷機(jī)構(gòu)，包括舵機(jī)座、舵機(jī)、毛刷電機(jī)、毛刷電機(jī)座、電機(jī)座連接、軸盤和毛刷，所述毛刷分為上下毛刷兩種；毛刷通過軸盤連接在毛刷電機(jī)輸出軸末端，毛刷電機(jī)固定在毛刷電機(jī)座內(nèi)部，并通過電機(jī)座連接固定在舵機(jī)上，舵機(jī)通過舵機(jī)座固定在齒條上，當(dāng)舵機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)毛刷在絕緣子片徑向面擺動(dòng)，在毛刷電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)毛刷沿自身軸線進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
[0021]為增加清掃機(jī)構(gòu)的可適應(yīng)性，舵機(jī)座通過增減墊高塊及毛刷可更換等方式，適應(yīng)不同大小絕緣子片。
[0022]鎖緊機(jī)構(gòu)分為左右兩部分，一處為鉸接旋轉(zhuǎn)中心，機(jī)器人圍繞此處進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開合，另一處為鎖緊開關(guān)；鉸接旋轉(zhuǎn)中心的折頁圍繞鉸軸旋轉(zhuǎn)，折頁帶動(dòng)機(jī)器人左右兩部分進(jìn)行開合。
[0023]同樣的，鉸接旋轉(zhuǎn)中心可增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)等帶動(dòng)折頁旋轉(zhuǎn)完成機(jī)器人開合動(dòng)作，相應(yīng)的，鎖緊開關(guān)可以為簡單的插銷式結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)計(jì)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)插銷方式或采用夾鉗鎖扣等。
[0024]所述鎖緊機(jī)構(gòu)上可配置把手或吊環(huán)等操作部件，方便作業(yè)人員搬運(yùn)及上線。
[0025]所述檢測機(jī)構(gòu)用以監(jiān)測機(jī)器人運(yùn)行狀況、絕緣子串表面裂紋及污穢、周圍金具，判定極限位置及檢測相應(yīng)數(shù)據(jù)，包含攝像頭、限位裝置和絕緣子檢測裝置；絕緣子檢測裝置包括探針驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定架和檢測探針，所述探針驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含驅(qū)動(dòng)舵機(jī)、擺臂、曲柄連桿、旋轉(zhuǎn)軸等，帶動(dòng)檢測探針來回?cái)[動(dòng)，所述檢測探針至少有兩個(gè)，相鄰探針距離為兩片絕緣子軸向長度。
[0026]所述電池控制系統(tǒng)輸出連接所述的爬行機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)及檢測機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置及檢測系統(tǒng)，用以控制驅(qū)動(dòng)裝置及檢測機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0028](I)采用連續(xù)式移動(dòng)方式，移動(dòng)速度快，運(yùn)動(dòng)連續(xù)性好；
[0029](2)整體對稱式結(jié)構(gòu)，使機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定，不會形成移動(dòng)及清掃過程偏心現(xiàn)象；
[0030](3)清掃速度快，清掃徹底，清掃方式簡單輕便，利用單次即可清掃絕緣子片上下表面的結(jié)構(gòu)，增加了清掃的效率，且采用毛刷干掃方式，減小了水沖洗等方式的作業(yè)難度及工作量；
[0031 ] (4)對絕緣子涂層磨損小，短接絕緣子