專利名稱：懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動檢測機器人，尤其是一種懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力行業(yè)的發(fā)展，大量的絕緣子被用于輸變電系統(tǒng)中，絕緣子是架空高壓輸電線路上用于導線與鐵塔連接的絕緣設(shè)備，劣化絕緣子的存在直接威脅著電力系統(tǒng)的安全運行，所以對劣化絕緣子的預防檢測對于保證高壓輸電線路安全運行具有重要意義。傳統(tǒng)的瓷質(zhì)絕緣子串檢測方式為人工登塔高空作業(yè)，但隨著電壓等級的提高，絕緣子串長度不斷增加，人工檢測作業(yè)的難度也越來越大，因此研制出一種可以沿瓷質(zhì)絕緣子串自動行走的絕緣子帶電檢測機器人，成為目前解決超高壓輸電線路絕緣子帶電檢測的有效途徑。超高壓輸電線路中絕緣子串的使用方式主要有兩種水平方式和懸垂方式，而懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測的自動行走機構(gòu)國內(nèi)目前還沒有研制出方便可靠的適用機型?，F(xiàn)有的絕緣子檢測機構(gòu)在使用中還是存在很多問題，考慮不夠充分，例如在檢測過程中，絕緣子瓷裙上涂有的防污閃涂料會在現(xiàn)有的絕緣子檢測機構(gòu)檢測行走過程中被刮傷、磨損；絕緣子串與鐵塔之間的距離和電勢差較大，上串檢測困難；沿絕緣子串方向的導體容易造成絕緣子的直接或感應短接，使帶電作業(yè)的安全性降低；懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測作業(yè)速度慢，無法普及帶電作業(yè)。總之，到目前為止在本技術(shù)領(lǐng)域中尚未出現(xiàn)有效、實用的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串帶電檢測機器人。中國專利ZL200820232350. O公開了一種絕緣子檢測機器人，包括第一履帶輪、箱體、第二履帶輪、變距伸縮機構(gòu)及探頭驅(qū)動機構(gòu)，箱體上安裝有變距伸縮機構(gòu)，第一、二履帶輪位于箱體兩側(cè)、分別與變距伸縮機構(gòu)相鉸接，第一、二履帶輪上分別連接有第一、二行程傳感器；箱體的下方設(shè)有探頭驅(qū)動機構(gòu)。經(jīng)分析該專利，其所述絕緣子檢測機器人只適應于水平雙聯(lián)絕緣子串的檢測，不適用懸垂單聯(lián)絕緣子串的檢測。中國專利ZL201120069946. 5公開了一種高壓與超高壓輸電線路的絕緣子檢測設(shè)備，包括對稱設(shè)置的兩個環(huán)形支架，兩個環(huán)形支架上分別設(shè)置有爬行機構(gòu)，兩個爬行機構(gòu)之間通過連接板連接；爬行機構(gòu)包括對稱設(shè)置的兩個導軌，兩個導軌上分別設(shè)置卡腳機構(gòu)；卡腳機構(gòu)包括滑動裝置和擺動裝置，滑動裝置包括滑動設(shè)置在導軌上的卡腳滑塊，擺動裝置包括擺動鍵套，擺動鍵套通過軸承連接到卡腳滑塊上；擺動鍵套套設(shè)在擺動鍵軸上，擺動鍵套上固設(shè)有卡腳；卡腳滑塊連接有主動驅(qū)動步進伺服電機，擺動鍵軸連接有卡腳擺動驅(qū)動伺服機構(gòu)。經(jīng)分析該專利，其所述檢測設(shè)備特別適用于高壓及超高壓懸垂雙聯(lián)絕緣子串 的檢測，但對懸垂單聯(lián)絕緣子串的檢測不適用。中國專利申請01102273. 6公開了一種高壓輸電線路絕緣子帶電智能檢測儀，它包括有能夠套設(shè)在絕緣子本體周邊的環(huán)形支架，環(huán)形支架的本體上設(shè)置有能夠沿絕緣子瓶沿爬行的爬行機構(gòu)，檢測探頭設(shè)置于環(huán)形支架或爬行機構(gòu)上，其控制電路輸出接控制爬行機構(gòu)、探頭的控制端，輸入接探頭的輸出端，控制電路控制爬行機構(gòu)、探頭的檢測動作，并接收探頭的輸出信號。經(jīng)分析該專利所述檢測儀后發(fā)現(xiàn)，該檢測儀的環(huán)形支架為三節(jié)以上拼對扣合連接，増加了高空操作人員對絕緣子串套合安裝的工作難度；此專利采用上下兩個卡爪沿同一軸心擺動卡住絕緣子片傘群的上下面，卡爪定位塊接觸面是平面的，由常識可知，絕緣子外表面上表面都是弧面的，則卡爪定位塊與絕緣子的接觸面相當于線接觸，即使定位塊是弾性體也不能很好的貼合絕緣子外表面，接觸面積小，使卡緊不牢固
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，該機器人充分利用了懸垂瓷質(zhì)絕緣子串的外形特點設(shè)計，夾緊手爪采用橡膠材料對絕緣子磨損小，短接絕緣子少，安全保護性好，上串操作簡單，移動速度平穩(wěn)，檢測準確，可沿懸垂瓷質(zhì)絕緣子方向移動，帶電檢測。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，包括夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)、檢測機構(gòu)和控制電路，所述夾緊機構(gòu)包括上、下夾緊機構(gòu)，上、下夾緊機構(gòu)之間連接有提升機構(gòu)，所述檢測機構(gòu)包括設(shè)置于上夾緊機構(gòu)上的探針驅(qū)動裝置和設(shè)置于下夾緊機構(gòu)上的檢測儀觸發(fā)裝置；所述上、下夾緊機構(gòu)上設(shè)有與絕緣子串傘裙外沿相配合的柔性絕緣手爪；所述控制電路包括通過無線信號相連的遙控器和機器人本體控制器；所述夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)和檢測機構(gòu)均通過線路與機器人本體控制器相連。所述下夾緊機構(gòu)下部設(shè)有若干支腿。所述上、下夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其整體呈扇形，且開ロ處向外擴張；所述上或下夾緊機構(gòu)包括呈扇形的大手臂和小手臂，其中，上夾緊機構(gòu)中大手臂和小手臂為下上位置設(shè)置，所述下夾緊機構(gòu)中大手臂和小手臂為上下位置設(shè)置；所述大手臂和小手臂之間設(shè)有能夠水平移動的手爪裝置；所述上夾緊機構(gòu)的大手臂上設(shè)有若干吊環(huán)；所述上夾緊機構(gòu)大手臂與下夾緊機構(gòu)大手臂上均設(shè)有限位裝置，該限位裝置可為光傳感器，用來進行測距定位。所述手爪裝置包括若干水平收縮件，每個水平收縮件的一端通過銷軸與手爪相連，另一端通過雙頭螺栓安裝在大手臂和小手臂之間；所述手爪也通過雙頭螺栓安裝在大手臂與小手臂之間；所述手爪的端部設(shè)有絕緣柔性材料，且該端部朝向扇形的中心。所述大手臂和小手臂中均設(shè)有軸承，軸承通過單軸承蓋或雙軸承蓋固定在大手臂或小手臂上，雙頭螺栓的兩端分別穿過所述軸承并通過螺母擰緊；其中，穿過水平收縮件的雙頭螺栓上套有套筒。所述絕緣柔性材料為橡膠材料。所述提升機構(gòu)包括連接上、下夾緊機構(gòu)的大手臂的若干豎直伸縮件，分別貫穿上、下夾緊機構(gòu)的大手臂的若干光桿，所述光桿上端通過上菱形支架固定在連接板上，中部穿過固定在上夾緊機構(gòu)大手臂上的法蘭直線軸承，下端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂并通過安裝在大手臂上的下菱形支架固定。所述豎直伸縮件兩頭通過豎直伸縮件固定座固定在上、下夾緊機構(gòu)的大手臂上。所述光桿的長度大于兩倍的豎直伸縮件的行程。所述連接板呈扇形。所述探針驅(qū)動裝置包括探針、探針固定座、探針夾板、探針旋座、探針舵機及探針舵機固定座，所述探針舵機固定座固定在上夾緊機構(gòu)大手臂一端上，探針舵機通過自身安裝孔固定在探針舵機固定座上，探針旋座一端與探針舵機固定連接，另一端與探針固定座連接，探針通過探針夾板夾在探針固定座上。所述探針有兩根，兩根之間的距離正好是兩片絕緣子之間的距離，安裝位置正好在機器人收縮或者伸長時可準確的接觸絕緣子鋼帽。
所述檢測儀觸發(fā)裝置包括檢測儀，所述檢測儀的固定端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂，經(jīng)螺栓穿過檢測儀的固定孔，再通過螺母擰緊在位于下夾緊機構(gòu)大手臂上的檢測儀固定座上；所述檢測儀的開關(guān)與觸發(fā)機構(gòu)的擺臂相配合，擺臂固定在觸發(fā)舵機的旋轉(zhuǎn)盤上，觸發(fā)舵機安裝在觸發(fā)舵機固定座上，觸發(fā)舵機固定座通過連接座固定在下夾緊機構(gòu)大手臂的外緣上。所述遙控器包括遙控器MCU微處理器、液晶顯示模塊、無線發(fā)送模塊和AD信號采集模塊，所述液晶顯示模塊、無線發(fā)送模塊和AD信號采集模塊均通過線路與遙控器MCU微處理器相連通信；所述機器人本體控制器包括機器人本體MCU微處理器，機器人本體MCU微處理器的接口上分別通過線路連接有與所述無線發(fā)送模塊相配合的無線接收模塊、激光傳感器，以及夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)和檢測機構(gòu)上的電器控制元件。本發(fā)明安裝有絕緣子帶電檢測儀、水平/豎直伸縮件、控制器、電池等，所述絕緣子帶電檢測儀所用結(jié)構(gòu)采用中國授權(quán)專利號ZL200510063334.4實用新型專利中所述結(jié)構(gòu)；伸縮件為市場購買且可定做產(chǎn)品；控制器為現(xiàn)有技術(shù)，可為PLC、單片機等；電池為市場購買產(chǎn)品，電壓12V。本發(fā)明的控制電路由中央處理器(MCU)、絕緣子檢測儀檢測動作控制電路、液壓單元控制電路、通信模塊電路組成。中央處理器通過接收通信模塊的信息來執(zhí)行控制整個機器人的移動作業(yè)。本發(fā)明的上、下夾緊機構(gòu)分別安裝有三個水平均布的橡膠夾緊手爪，通過三個水平伸縮件控制；提升機構(gòu)安裝有三個豎直伸縮件，連接上下夾緊機構(gòu)并沿豎直光桿完成上下移動動作；上夾緊機構(gòu)安裝有探針驅(qū)動裝置，下夾緊機構(gòu)安裝有檢測儀觸發(fā)裝置。其中所述上下夾緊機構(gòu)分別含三個水平伸縮件、三個橡膠手爪，一個水平伸縮件與一個橡膠手爪鉸接，橡膠手爪內(nèi)部弧形可完美貼合絕緣子，水平伸縮件與橡膠手爪安裝在帶有軸承的大手臂與小手臂之間，并用螺母擰緊，手臂、水平伸縮件和手爪之間的位置關(guān)系由套筒長度決定，這樣在收縮件動作時，手爪能圍繞鉸接點相應的松開或夾緊絕緣子串；上下夾緊機構(gòu)包含三個均布的豎直伸縮件、兩根豎直光桿，每個豎直伸縮件一頭固定在上夾緊機構(gòu)的大手臂上，一頭固定在下夾緊機構(gòu)的大手臂上，每根光桿的下端固定在下夾緊機構(gòu)的大手臂上，中間穿過安裝在上夾緊機構(gòu)的直線軸承，最后上端固定在連接板上，工作時，伸縮件可沿光桿導向上下伸縮，完成上下跨越絕緣子片的動作；檢測機構(gòu)由探針驅(qū)動裝置和檢測儀觸發(fā)裝置構(gòu)成，探針驅(qū)動裝置是通過舵機旋轉(zhuǎn)帶動探針接觸絕緣子鋼帽，舵機通過舵機固定座安裝在大手臂上，檢測儀觸發(fā)裝置由擺臂、舵機、舵機固定座組成，當探針接觸絕緣子后，舵機帶動擺臂旋轉(zhuǎn)，觸發(fā)檢測儀進行檢測。本發(fā)明的工作原理為不工作時，探針檢測機構(gòu)的探針位于絕緣子串外側(cè)，檢測儀觸發(fā)裝置的擺臂處于開啟狀態(tài)，上下夾緊機 構(gòu)的水平夾緊手爪處于收縮狀態(tài)，不會與絕緣子串發(fā)生干渉，提升機構(gòu)的豎直伸縮件處于收縮狀態(tài)，整個機器人都處于收縮狀態(tài)，可以減省占地空間；用絕緣繩吊住上夾緊機構(gòu)的兩個吊環(huán)，用絕緣桿挑起本發(fā)明豎直搭置在絕緣子串上，控制機器人上下夾緊機構(gòu)的水平夾緊手爪夾緊上下兩片絕緣子片。機器人在收縮狀態(tài)時即可進行檢測過程，首先，探針檢測機構(gòu)動作，控制器給探針舵機信號，探針舵機運作，帶動探針舵機連接終端的探針旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度正好打在絕緣子片鋼帽上，在此同時，控制器給檢測儀觸發(fā)裝置的觸發(fā)舵機信號，觸發(fā)舵機帶動擺臂旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度打在檢測儀上方的觸發(fā)開關(guān)上，此時會聽到“嘀”的一聲，檢測儀檢測絕緣子并記錄數(shù)值，檢測儀檢測完畢記錄數(shù)值后通過信號反饋給控制板，探針舵機與觸發(fā)舵機分別帶動各自機構(gòu)恢復至零位。檢測儀檢測完成第一片絕緣子c后，如圖4，上夾緊機構(gòu)的手爪松開絕緣子片b，豎直伸縮件頂升上夾緊機構(gòu)沿光桿運動，當限位裝置檢測到絕緣子c時，豎直伸縮件停止頂升，上夾緊機構(gòu)手爪夾緊絕緣子C，機器人處于伸長狀態(tài)后下夾緊機構(gòu)手爪松開絕緣子片a，豎直伸縮件收縮，帶動下夾緊機構(gòu)沿光桿運動，當檢測到絕緣子片b后，豎直伸縮件停止收縮，下夾緊機構(gòu)手爪夾緊絕緣子片b，此時可進行第二片絕緣子的檢測，絕緣子檢測同上所述。檢測作業(yè)全部結(jié)束后，將手爪縮至夾緊機構(gòu)的大手臂內(nèi)，并將伸長的豎直伸縮件收縮，從懸垂絕緣子串上取下檢測機器人。本發(fā)明采用能夠上下伸縮移動的機構(gòu)，對絕緣子磨損小、短接絕緣子少，安全保護性好，上串操作簡單，移動速度平穩(wěn)，探頭搭接可靠，檢測準確，適合懸垂瓷質(zhì)絕緣子串帶電檢測。本發(fā)明的有益效果是I.具有上下伸縮移動功能。本發(fā)明具有提升機構(gòu)，在懸垂瓷質(zhì)絕緣子串上下行走時，提升機構(gòu)通過控制伸縮件伸縮進行上下運動，完成從兩片絕緣子跨越為三片絕緣子的遞進間歇式移動。2.安全保護性好。本發(fā)明在沿懸垂瓷質(zhì)絕緣子移動檢測時，上下夾緊機構(gòu)均布的手爪至少有ー組緊緊夾緊絕緣子，使機器人在行走檢測過程中不至于從絕緣子串上掉下。3.上串操作簡單。本發(fā)明采用扇形結(jié)構(gòu)，并在開ロ處加寬，可方便機器人從開ロ處套進絕緣子串，上串操作簡單，符合電カ操作安全規(guī)則。4.短接絕緣子數(shù)目少。本發(fā)明與絕緣子接觸零件采用絕緣材料，非絕緣材料均布于上下夾緊機構(gòu)的安裝板上，使得接觸或感應短接的絕緣子片數(shù)不超過兩片。5.卡緊牢固且對絕緣子涂層磨損小。本發(fā)明與絕緣子直接接觸的手爪內(nèi)側(cè)為與絕緣子外弧形狀相像的橡膠材料，能很好的貼合絕緣子外表面，并對絕緣子瓷裙上的防污閃涂料涂層磨損很小。6.絕緣子檢測跨距準確。本發(fā)明采用伸縮件進行上下移動，利用限位裝置控制伸縮件的行程即可準確的跨過ー個絕緣子片的高度。7.檢測探頭搭接可靠。本發(fā)明采用舵機驅(qū)動的主動驅(qū)動方式，使檢測探頭與絕緣子鋼帽接觸的可靠性較好，保證了檢測數(shù)據(jù)的真實性。8.遙控距離遠。本發(fā)明采用專業(yè)射頻通信模塊，通信距離可視條件下可以達到6km，通信頻率915MHz。9.控制精度高。通過高精度的模擬搖桿采集控制信號，通過通信模塊將指令傳輸給機器人本體，實現(xiàn)機器人一系列的動作。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)收縮示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本發(fā)明的爬升原理圖；圖5為本發(fā)明的上下夾緊機構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的探針驅(qū)動裝置示意圖；圖7為本發(fā)明的檢測儀觸發(fā)裝置示意圖；圖8為本發(fā)明控制電路構(gòu)成框圖；其中1為支腿，2為下夾緊機構(gòu)大手臂，3為手爪，4為小手臂，5為上夾緊機構(gòu)大手臂，6為光桿,7為連接板,8為探針,9為探針固定座，10為探針旋座，11為探針舵機，12為探針舵機固定座，13為法蘭直線軸承，14為豎直伸縮件固定座，15為豎直伸縮件，16為單軸承蓋，17為觸發(fā)舵機固定座，18為擺臂，19為檢測儀，20為水平伸縮件，21為雙軸承蓋，22為銷軸,23為套筒,24為探針夾板,25為連接座,26為限位裝置,27為雙頭螺栓,28為吊環(huán)，29為上菱形支架，30為檢測儀固定座，31為下夾緊機構(gòu)，32為上夾緊機構(gòu)，33為提升機構(gòu)，34為下菱形支架，35為觸發(fā)舵機，36為螺栓，37為螺母，38為軸承。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明在懸垂瓷質(zhì)絕緣子串上行走，如圖I、圖3所示，包括上夾緊機構(gòu)32、下夾緊機構(gòu)31、提升機構(gòu)33、檢測機構(gòu)和控制電路。上、下夾緊機構(gòu)32、31通過提升機構(gòu)33上的光桿6及豎直伸縮件15連接，上、下夾緊機構(gòu)32、31上分別安裝有限位裝置26，檢測機構(gòu)設(shè)有探針驅(qū)動裝置和檢測儀觸發(fā)裝置。控制電路包括通過無線信號相連的遙控器和機器人本體控制器；所述夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)33和檢測機構(gòu)均通過線路與機器人本體控制器相連。如圖I、圖2、圖5所示，上、下夾緊機構(gòu)32、31結(jié)構(gòu)相同，主要是通過三個水平收縮件20拉動三個手爪3夾緊絕緣子片，水平收縮件20與手爪3之間通過銷軸22鉸接，手爪3通過雙頭螺栓27安裝在上夾緊機構(gòu)大手臂5與小手臂4之間；水平收縮件20也通過雙頭螺栓27安裝在上夾緊機構(gòu)大手臂5與小手臂4之間；雙頭螺栓27的兩端穿過嵌在大手臂5和小手臂4內(nèi)的軸承38 ;軸承38通過單軸承蓋16或雙軸承蓋21固定；水平收縮件20或手爪3與大手臂5和小手臂4之間用套筒23隔開以確定位置。上夾緊機構(gòu)上安裝有兩個吊環(huán)28，以便將整個機器人吊裝上串；下夾緊機構(gòu)大手臂2底部安裝有三個支腿1，能使機器人豎直安放。如圖I、圖3所不,提升機構(gòu)主要構(gòu)成有三部分豎直伸縮件15、光桿6、連接板7 ；光桿6由上而下貫穿連接板7、上夾緊機構(gòu)大手臂5、下夾緊機構(gòu)大手臂2，光桿6上端通過上菱形支架29固定在連接板7上，中部穿過固定在上夾緊機構(gòu)大手臂5上的法蘭直線軸承13，下端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂2并通過安裝在大手臂2上的下菱形支架34固定；豎直伸縮件15安裝在上夾緊機構(gòu)大手臂5與下夾緊機構(gòu)大手臂2之間，兩頭通過豎直伸縮件固定座14固定在上下大手臂上；光桿6的長度大于兩倍的豎直伸縮件15的行程，以保證豎直伸縮件15在最大行程時不干渉上夾緊機構(gòu)上安裝的零部件。
如圖6所示,探針驅(qū)動裝置包括探針8、探針固定座9、探針夾板24、探針旋座10、探針舵機11及探針舵機固定座12，探針舵機固定座12固定在上夾緊機構(gòu)大手臂5上，探針舵機11通過自身安裝孔固定在探針舵機固定座12上，探針旋座10 —端與探針舵機11固定，另一端與探針固定座9連接，探針8用探針夾板24夾在探針固定座9上；探針8有兩根，兩根之間的距離正好是兩片絕緣子之間的距離，安裝位置正好在機器人收縮或者伸長時可準確的接觸絕緣子鋼帽。如圖7所示，檢測儀觸發(fā)裝置的檢測儀19固定端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂2，用螺栓36穿過檢測儀19的固定端，通過螺母37擰緊在檢測儀固定座30上；觸發(fā)機構(gòu)通過觸發(fā)舵機35帶動擺臂18旋轉(zhuǎn)觸發(fā)檢測儀19的開關(guān)，擺臂18固定在觸發(fā)舵機35的旋轉(zhuǎn)盤上，觸發(fā)舵機35安裝在觸發(fā)舵機固定座17上，觸發(fā)舵機固定座17通過連接座25固定在下夾緊機構(gòu)大手臂2的外緣上。如圖8所示，為本發(fā)明配合如圖3、4以及圖5、6所示具體實施的控制電路構(gòu)成框圖。本發(fā)明整個機構(gòu)的動作受控制電路的控制。該控制電路由兩部分組成，一、遙控器信號采集、顯示、發(fā)送電路；ニ、機器人本體通信接收、中央處理器(MCU)信號處理信息并發(fā)出控制指令、機器人本體電源管理電路。遙控器部分，包括MCU、通信芯片、AD采集器、液晶顯示接ロ等。MCU控制采集AD的電壓信號，經(jīng)過模擬量矯正和開關(guān)量去抖等數(shù)據(jù)處理后，一方面顯示在液晶屏上，另ー方面數(shù)據(jù)打包發(fā)送給機器人本體。機器人本體部分包括MCU、通信芯片等電路。主要是用來接收來自遙控器的控制信號，另ー方面引出控制和采集接ロ。限位開關(guān)返回檢測距離的模擬電壓信號，MCU通過檢測這個電壓信號來判斷手抓離絕緣子傘裙的位置。在本系統(tǒng)中液壓泵和液壓閥的控制都是通過MCU產(chǎn)生PWM來實現(xiàn)的。本發(fā)明安裝有絕緣子帶電檢測儀、水平/豎直伸縮件、控制器、電池等，所述絕緣子帶電檢測儀所用結(jié)構(gòu)采用中國授權(quán)專利號ZL200510063334.4實用新型專利中所述結(jié)構(gòu)；伸縮件為市場購買且可定做產(chǎn)品；控制器為現(xiàn)有技術(shù)，可為PLC、單片機等；電池為市場購買產(chǎn)品，電壓12V。本發(fā)明的工作原理為不工作時，探針檢測機構(gòu)的探針8位于絕緣子串外側(cè)，檢測儀觸發(fā)裝置的擺臂18處于開啟狀態(tài)，上下夾緊機構(gòu)的水平夾緊手爪3處于收縮狀態(tài)，不會與絕緣子串發(fā)生干渉，提升機構(gòu)的豎直伸縮件15處于收縮狀態(tài)，整個機器人都處于收縮狀態(tài)，可以減省占地空間；用絕緣繩吊住上夾緊機構(gòu)的兩個吊環(huán)28，用絕緣桿挑起本發(fā)明檢測機器人豎直搭置在絕緣子串上，控制機器人上下夾緊機構(gòu)的水平夾緊手爪夾緊上下兩片絕緣子片。機器人在收縮狀態(tài)時即可進行檢測過程，首先，探針檢測機構(gòu)動作，控制板給探針舵機11信號，探針舵機11運作，帶動探針舵機11連接終端的探針8旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度正好打在絕緣子片鋼帽上，在此同時，控制板給檢測儀觸發(fā)裝置的觸發(fā)舵機35信號，觸發(fā)舵機35帶動擺臂18旋轉(zhuǎn)預設(shè)角度打在檢測儀上方的觸發(fā)開關(guān)上，此時會聽到“嘀”的一聲，檢測儀檢測絕緣子并記錄數(shù)值，檢測儀檢測完畢記錄數(shù)值后通過信號反饋給控制板，探針舵機11與觸發(fā)舵機35分別帶動各自機構(gòu)恢復至零位。
檢測儀檢測完成第一片絕緣子c后，如圖4，上夾緊機構(gòu)的手爪3松開絕緣子片b，豎直伸縮件15頂升上夾緊機構(gòu)沿光桿6運動，當限位裝置26檢測到絕緣子c時，豎直伸縮件15停止頂升，上夾緊機構(gòu)手爪3夾緊絕緣子C，機器人處于伸長狀態(tài)后下夾緊機構(gòu)手爪3松開絕緣子片a，豎直伸縮件15收縮，帶動下夾緊機構(gòu)沿光桿6運動，當檢測到絕緣子片b后，豎直伸縮件15停止收縮，下夾緊機構(gòu)手爪3夾緊絕緣子片b，此時可進行第二片絕緣子的檢測，絕緣子檢測同上所述。檢測作業(yè)全部結(jié)束后，將手爪3縮至夾緊機構(gòu)的大手臂內(nèi)，并將伸長的豎直伸縮件15收縮，從懸垂絕緣子串上取下檢測機器人。本發(fā)明采用能夠上下伸縮移動的機構(gòu)，對絕緣子磨損小、短接絕緣子少，安全保護性好，上串操作簡單，移動速度平穩(wěn)，探頭搭接可靠，檢測準確，適合懸垂瓷質(zhì)絕緣子串帶電檢測。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，包括夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)、檢測機構(gòu)和控制電路，其特征是，所述夾緊機構(gòu)包括上、下夾緊機構(gòu)，上、下夾緊機構(gòu)之間連接有提升機構(gòu)，所述檢測機構(gòu)包括設(shè)置于上夾緊機構(gòu)上的探針驅(qū)動裝置和設(shè)置于下夾緊機構(gòu)上的檢測儀觸發(fā)裝置；所述上、下夾緊機構(gòu)上設(shè)有與絕緣子串傘裙外沿相配合的柔性絕緣手爪；所述控制電路包括通過無線信號相連的遙控器和機器人本體控制器；所述夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)和檢測機構(gòu)均通過線路與機器人本體控制器相連。
2.如權(quán)利要求I所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述下夾緊機構(gòu)下部設(shè)有若干支腿。
3.如權(quán)利要求I所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述上、下夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其整體呈扇形，且開口處向外擴張；所述上或下夾緊機構(gòu)包括呈扇形的大手臂和小手臂，其中，上夾緊機構(gòu)中大手臂和小手臂為下上位置設(shè)置，所述下夾緊機構(gòu)中大手臂和小手臂為上下位置設(shè)置；所述大手臂和小手臂之間設(shè)有能夠水平移動的手爪裝置；所述上夾緊機構(gòu)的大手臂上設(shè)有若干吊環(huán)；所述上夾緊機構(gòu)大手臂與下夾緊機構(gòu)大手臂上均設(shè)有限位裝置；所述限位裝置利用激光傳感器進行測距定位。
4.如權(quán)利要求3所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述手爪裝置包括若干水平收縮件，每個水平收縮件的一端通過銷軸與手爪相連，另一端通過雙頭螺栓安裝在大手臂和小手臂之間；所述手爪也通過雙頭螺栓安裝在大手臂與小手臂之間；所述手爪的端部設(shè)有絕緣柔性材料，且該端部朝向扇形的中心。
5.如權(quán)利要求3或4所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述大手臂和小手臂中均設(shè)有軸承，軸承通過單軸承蓋或雙軸承蓋固定在大手臂或小手臂上，雙頭螺栓的兩端分別穿過所述軸承并通過螺母擰緊；其中，穿過水平收縮件的雙頭螺栓上套有套筒；所述絕緣柔性材料為橡膠材料。
6.如權(quán)利要求5所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述提升機構(gòu)包括連接上、下夾緊機構(gòu)的大手臂的若干豎直伸縮件，分別貫穿上、下夾緊機構(gòu)的大手臂的若干光桿，所述光桿上端通過上菱形支架固定在連接板上，中部穿過固定在上夾緊機構(gòu)大手臂上的法蘭直線軸承，下端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂并通過安裝在大手臂上的下菱形支架固定。
7.如權(quán)利要求6所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述豎直伸縮件兩頭通過豎直伸縮件固定座固定在上、下夾緊機構(gòu)的大手臂上；所述光桿的長度大于兩倍的豎直伸縮件的行程；所述連接板呈扇形。
8.如權(quán)利要求7所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述探針驅(qū)動裝置包括探針、探針固定座、探針夾板、探針旋座、探針舵機及探針舵機固定座，所述探針舵機固定座固定在上夾緊機構(gòu)大手臂一端上，探針舵機通過自身安裝孔固定在探針舵機固定座上，探針旋座一端與探針舵機固定連接，另一端與探針固定座連接，探針通過探針夾板夾在探針固定座上；所述探針有兩根，兩根之間的距離正好是兩片絕緣子之間的距離。
9.如權(quán)利要求8所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述檢測儀觸發(fā)裝置包括檢測儀，所述檢測儀的固定端穿過下夾緊機構(gòu)大手臂，經(jīng)螺栓穿過檢測儀的固定孔，再通過螺母擰緊在位于下夾緊機構(gòu)大手臂上的檢測儀固定座上；所述檢測儀的開關(guān)與觸發(fā)機構(gòu)的擺臂相配合，擺臂固定在觸發(fā)舵機的旋轉(zhuǎn)盤上，觸發(fā)舵機安裝在觸發(fā)舵機固定座上，觸發(fā)舵機固定座通過連接座固定在下夾緊機構(gòu)大手臂的外緣上。
10.如權(quán)利要求9所述的懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，其特征是，所述遙控器包括遙控器MCU微處理器、液晶顯示模塊、無線發(fā)送模塊和AD信號采集模塊，所述液晶顯示模塊、無線發(fā)送模塊和AD信號采集模塊均通過線路與遙控器MCU微處理器相連通信； 所述機器人本體控制器包括機器人本體MCU微處理器，機器人本體MCU微處理器的接口上分別通過線路連接有與所述無線發(fā)送模塊相配合的無線接收模塊、激光傳感器，以及夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)和檢測機構(gòu)上的電器控制元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種懸垂瓷質(zhì)絕緣子串檢測機器人系統(tǒng)，包括夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)、檢測機構(gòu)和控制電路，所述夾緊機構(gòu)包括上、下夾緊機構(gòu)，上、下夾緊機構(gòu)之間連接有提升機構(gòu)，所述檢測機構(gòu)包括設(shè)置于上夾緊機構(gòu)上的探針驅(qū)動裝置和設(shè)置于下夾緊機構(gòu)上的檢測儀觸發(fā)裝置；所述上、下夾緊機構(gòu)上設(shè)有與絕緣子串傘裙外沿相配合的柔性絕緣手爪；所述控制電路包括通過無線信號相連的遙控器和機器人本體控制器；所述夾緊機構(gòu)、提升機構(gòu)和檢測機構(gòu)均通過線路與機器人本體控制器相連。該機器人充分利用了懸垂瓷質(zhì)絕緣子串的外形特點設(shè)計，夾緊手爪采用橡膠材料對絕緣子磨損小，短接絕緣子少，安全保護性好，上串操作簡單，移動速度平穩(wěn)，檢測準確，可沿懸垂瓷質(zhì)絕緣子方向移動，帶電檢測。
文檔編號G01R1/00GK102621424SQ20121009157
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者仲亮, 張峰, 曹雷, 賈娟, 趙金龍, 郭銳 申請人:山東電力研究院