一種絕緣子清掃機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種絕緣子清掃機器人，包括爬行機構、清掃機構、鎖緊機構、檢測機構及電池控制系統(tǒng)，其中，所述爬行機構為閉合圓周形結構，包圍絕緣子串，帶動機器人沿絕緣子串連續(xù)移動；所述清掃機構為閉合圓周形結構，環(huán)繞絕緣子串，所述鎖緊機構均勻設置于爬行機構上，所述爬行機構通過鎖緊機構與清掃機構連接；檢測機構布置在鎖緊機構一側，電池控制系統(tǒng)安裝于爬行機構上。本發(fā)明結構簡單，整體對稱式結構，機器人穩(wěn)定性好，采用連續(xù)式移動方式，移動速度快，清掃方式簡單，清掃速度快，對絕緣子涂層磨損小，鎖緊可靠，其上調節(jié)機構可適應結構高度和盤徑不同的絕緣子串，可進行帶電清掃絕緣子串作業(yè)及檢測絕緣子片優(yōu)劣。
【專利說明】一種絕緣子清掃機器人

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣子清掃機器人。

【背景技術】
[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，絕緣子的安全運行直接決定了整個系統(tǒng)的投資及安全水平，為保證高壓輸電線路的電氣安全，在高壓輸電線路運行使用一段時間后，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間后，絕緣子表面必然會堆積污垢，從而導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行埋下隱患，因此，絕緣子需要定期清潔。當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械工具進行清掃，作業(yè)危險性高，且時常需要停電進行清掃作業(yè)，不僅勞動強度大、清掃速度慢，而且作業(yè)安全性低、經(jīng)濟損失大。
[0004]隨著機器人技術的發(fā)展，目前，越來越多的作業(yè)機器人應用于電力設備及線路作業(yè)上。
[0005]中國專利CN103042000A公開了一種絕緣子串智能清掃機器人系統(tǒng)，包括支架、導向部件、驅動機構、清掃機構及控制裝置，其清潔部件可在支架橫剖面內擺動及自身轉動完成清掃動作。綜合分析，其驅動機構采用單側布置，容易形成重心不穩(wěn)造成機器人偏心及清掃平面偏斜；其清掃機構雖可在平面內擺動及自身轉動，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，無論在任何狀態(tài)，機器人驅動機構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動機構滾輪有干涉，造成機構不穩(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備，清掃設備環(huán)繞卡在絕緣子串上，其驅動機構中的舌形撥齒循環(huán)撥動絕緣子串上表面帶動清掃設備沿絕緣子串上下運動，清掃機構沿絕緣子片周向布置有多個噴頭，利用地面水罐車提供絕緣清洗液，液體經(jīng)過加壓設備后傳送給清掃設備，通過清掃噴頭噴射絕緣清洗液進行絕緣子串清洗。由此可見，這種清掃設備采用的是絕緣液體進行清洗，需要配置水罐車及加壓設備，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用。清掃設備本身結構復雜，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，需要撥動絕緣子片，但履帶是有屈服彈性的，因此舌形撥齒在撥動絕緣子片受力時會在履帶上發(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器人機構，主要包括移動機構、清掃機構、鎖緊機構和檢測儀等，移動方式采用間歇式移動，水平方向利用舵機旋轉帶動夾爪沿導軌線性運動進行夾持絕緣子片，垂直方向利用絲杠滑塊配合進行上下移動。清掃機構可在圓周方向旋轉，利用毛刷進行絕緣子片的清掃，并帶有檢測儀進行絕緣子檢測。此機構采用的是間歇式移動方式，移動速度慢，且清掃機構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，見說明書附圖9，檢測機構設置在圓周內圈，在清掃毛刷進行清掃時勢必會造成毛刷與檢測機構豎直支架的干涉。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種絕緣子清掃機器人，本裝置移動速度快，清掃范圍廣，清掃徹底，可以帶電清掃。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0010]一種絕緣子清掃機器人，包括爬行機構、清掃機構、鎖緊機構、檢測機構及電池控制系統(tǒng)，其中，所述爬行機構為閉合圓周形結構，包圍絕緣子串，帶動機器人沿絕緣子串連續(xù)移動；所述清掃機構為閉合圓周形結構，環(huán)繞絕緣子串，所述鎖緊機構均勻設置于爬行機構上，所述爬行機構通過鎖緊機構與清掃機構連接；檢測機構布置在鎖緊機構一側，電池控制系統(tǒng)安裝于爬行機構上。
[0011]所述爬行機構包括驅動機構、連接機構和若干個導向板，其中，所述驅動機構為上下兩層布置，導向板均勻圓周分布于爬行機構上，驅動機構之間通過連接機構連接，導向板固定于驅動機構的內側。
[0012]所述驅動機構在絕緣子片徑向平面內對稱布置，且為同步控制，驅動機構包括驅動電機、傳動機構、驅動手爪機構及固定框架，驅動電機輸出軸與傳動機構連接，傳動機構為齒輪減速器裝置，包括主從動齒輪組、固定軸和傳動軸，傳動機構輸出端與驅動手爪機構連接，驅動電機安裝在固定框架內部，傳動機構、驅動手爪機構安裝在固定框架外側。
[0013]所述驅動手爪機構末端安裝有滾輪，滾輪為絕緣性材料，可自由轉動，爬行過程中滾輪與絕緣子片接觸。
[0014]所述連接機構為豎直支架及各種環(huán)形支架，連接各個驅動機構形成一個環(huán)形整體，豎直支架連接軸向驅動機構，環(huán)形支架連接徑向驅動機構，豎直支架上有調節(jié)安裝孔，可進行軸向驅動機構間距調整。
[0015]所述清掃機構，包括左右對稱半圓盤、上下對稱齒條、齒條驅動機構、齒條導軌、上下毛刷機構及若干導向桿，其中，所述半圓盤為清掃機構基礎底座，由左右對稱兩個半圓盤體組成圓周環(huán)形結構，其內側圓弧內安裝有若干導向桿，半圓盤上安裝有齒條導軌，所述齒條導軌為上下對稱結構，由若干個大小滾輪軸承組形成，在齒條驅動機構的作用下，齒條沿滾輪軸承組形成的圓形導軌進行圓周運動；上下毛刷機構分別安裝在上下齒條上，每個齒條上安裝有至少兩組毛刷機構。
[0016]所述導向桿為絕緣性材料，且導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。
[0018]所述齒條驅動機構固定在半圓盤上，每個半圓盤上安裝有至少一組齒條驅動機構，當設計為每個半圓盤有一個齒條驅動機構時，為保證半圓形齒條在經(jīng)過兩齒條驅動機構時銜接順利，兩齒條驅動機構的分布角度小于180°。
[0019]所述齒條驅動機構，包括齒條驅動電機、對稱齒輪、齒輪軸及電機座；齒條驅動電機固定在電機座上，電機座固定在半圓盤上，齒條驅動電機輸出軸經(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，在驅動電機軸旋轉時，上下對稱齒條可同步進行周向運動。
[0020]所述上下毛刷機構，包括舵機座、舵機、毛刷電機、毛刷電機座、電機座連接、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輸出軸末端，毛刷電機固定在毛刷電機座內部，并通過電機座連接固定在舵機上，舵機通過舵機座固定在齒條上，當舵機軸旋轉時，帶動毛刷在絕緣子片徑向面擺動，在毛刷電機軸旋轉時，帶動毛刷沿自身軸線進行自轉。
[0021]為增加清掃機構的可適應性，舵機座通過增減墊高塊及毛刷可更換等方式，適應不同大小絕緣子片。
[0022]鎖緊機構分為左右兩部分，一處為鉸接旋轉中心，機器人圍繞此處進行旋轉開合，另一處為鎖緊開關；鉸接旋轉中心的折頁圍繞鉸軸旋轉，折頁帶動機器人左右兩部分進行開合。
[0023]同樣的，鉸接旋轉中心可增加驅動電機等帶動折頁旋轉完成機器人開合動作，相應的，鎖緊開關可以為簡單的插銷式結構，也可以設計為電機驅動插銷方式或采用夾鉗鎖扣等。
[0024]所述鎖緊機構上可配置把手或吊環(huán)等操作部件，方便作業(yè)人員搬運及上線。
[0025]所述檢測機構用以監(jiān)測機器人運行狀況、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動機構、固定架和檢測探針，所述探針驅動機構包含驅動舵機、擺臂、曲柄連桿、旋轉軸等，帶動檢測探針來回擺動，所述檢測探針至少有兩個，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構、清掃機構及檢測機構的驅動裝置及檢測系統(tǒng)，用以控制驅動裝置及檢測機構的動作。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:
[0028](I)采用連續(xù)式移動方式，移動速度快，運動連續(xù)性好；
[0029](2)整體對稱式結構，使機器人運行穩(wěn)定，不會形成移動及清掃過程偏心現(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構，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，短接絕緣子數(shù)目少，機器人整體結構與絕緣子接觸件均選用絕緣材料，最大程度的避免對絕緣子瓷裙上防污閃涂層的磨損；；
[0032](5)鎖緊可靠，安全保護性好，利用圓周閉合方式，增加了機器人的工作穩(wěn)定性；
[0033](6)具有可適應性，機器人爬行機構軸向驅動機構間距設計為可調，清掃機構上下毛刷間距設計為可調，且毛刷長度可進行更換，可適應結構高度和盤徑不同的絕緣子串的清掃作業(yè)；
[0034](7)除進行清掃作業(yè)外，其上的檢測裝置可對絕緣子串進行電阻和電壓檢測，判定絕緣子片優(yōu)劣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明爬行機構示意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明爬行機構俯視圖
[0038]圖4為本發(fā)明爬行機構驅動機構示意圖；
[0039]圖5為本發(fā)明清掃機構示意圖；
[0040]圖6為本發(fā)明清掃機構齒條驅動機構示意圖；
[0041]圖7為本發(fā)明清掃機構上毛刷機構示意圖；
[0042]圖8為本發(fā)明清掃機構下毛刷機構示意圖；
[0043]圖9為本發(fā)明鎖緊機構示意圖；
[0044]圖10(a)為本發(fā)明絕緣子檢測示意圖；
[0045]圖10(b)為本發(fā)明絕緣子檢測示意圖。
[0046]其中:100爬行機構，110驅動機構，111驅動電機，112固定框架，120傳動機構，121主動齒輪，122從動齒輪，123固定軸，124傳動軸，130驅動手爪機構，131驅動手爪，132滾輪，140連接機構，141豎直支架，142環(huán)形支架，150導向板，200清掃機構，210半圓盤，220齒條，230齒條驅動機構，231齒條驅動電機，232電機座，233齒輪，234齒輪軸，240齒條導軌，241大滾輪軸承組，242小滾輪軸承組，250上毛刷機構，251舵機座，252舵機，253毛刷電機，254毛刷電機座，255上電機座連接，256上毛刷，257軸盤，260下毛刷機構，261下電機座連接，262下毛刷，300鎖緊機構，301折頁，302銷軸，303把手，400檢測機構，410絕緣子檢測裝置，411固定架，412驅動舵機，413擺臂，414曲柄連桿，415旋轉軸，416檢測探針，420攝像頭，430限位裝置，500電池控制系統(tǒng)，600絕緣子。

【具體實施方式】
:
[0047]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0048]如圖1所示，機器人整體為圓周形結構，包括爬行機構100、清掃機構200、鎖緊機構300、檢測機構400及電池控制系統(tǒng)500。爬行機構100與清掃機構200通過鎖緊機構300連接起來，檢測機構400布置在鎖緊機構300 —側，電池控制系統(tǒng)500布置在爬行機構100 上。
[0049]如圖2、圖3、圖4所示，機器人爬行機構100為閉合圓周形結構，包圍絕緣子串，可開合，主要由驅動機構110、連接機構140及若干導向板150組成，驅動機構110通過連接機構140對稱連接，且在絕緣子片徑向平面內對稱，每個驅動機構110對應一組導向板150，導向板150內徑貼合絕緣子片外圓直徑。驅動機構110包含驅動電機111、傳動機構120、驅動手爪機構130、及固定框架112，驅動電機111安裝在固定框架112內部，傳動機構120、驅動手爪機構130安裝在固定框架112外側，固定框架112則安裝在導向板150形成的圓周外圍。每組驅動機構110由至少一個驅動電機111帶動至少一組驅動手爪131組成，驅動電機111輸出軸與傳動機構120連接，傳動機構120為齒輪減速器裝置，主要包含主動齒輪121、從動齒輪122、固定軸123、傳動軸124，傳動機構120輸出端與兩側驅動手爪機構130連接，驅動手爪131末端安裝有滾輪132，滾輪132可自由轉動，爬行過程中滾輪132與絕緣子600接觸。連接機構140包含豎直支架141及各種環(huán)形支架142，連接各個驅動機構110形成一個環(huán)形整體，如圖2所示，豎直支架141連接軸向驅動機構110，環(huán)形支架142連接徑向驅動機構110，豎直支架141上有調節(jié)安裝孔，可進行軸向驅動機構110間距調整。
[0050]如圖5、圖6所示，機器人清掃機構200整體也為閉合圓周形結構，環(huán)繞絕緣子600，可開合。清掃機構200主要包括左右對稱半圓盤210、上下對稱齒條220、齒條驅動機構230、齒條導軌240、上毛刷機構250、下毛刷機構260及若干導向桿270。左右對稱的兩個半圓盤210組成圓周環(huán)形結構，為清掃機構200基礎底座，其內側圓弧內安裝有若干導向桿270，其上下兩側面分布有對稱的齒條導軌240，齒條導軌240由若干個大滾輪軸承組241和小滾輪軸承組242形成，如圖5，大滾輪軸承組241在圓周方向形成外圓導軌，小滾輪軸承組242在圓周方向形成內圓導軌，將齒條220限制在規(guī)定的導軌平面內。齒條220為半圓形結構，對稱分布在半圓盤210上下兩側，即上下齒條導軌240分別對應一個齒條220，在齒條驅動機構230的作用下，兩齒條220可沿滾輪軸承組形成的圓形導軌進行同步圓周運動。每個半圓盤210上安裝有至少一組齒條驅動機構230，當設計為每個半圓盤210有一個齒條驅動機構230時，為保證半圓形齒條220在經(jīng)過兩齒條驅動機構230時銜接順利，兩齒條驅動機構230的分布角度小于180°。
[0051]如圖6所示，齒條驅動機構230固定在半圓盤210上，齒條驅動機構230主要包括齒條驅動電機231、對稱的齒輪233、齒輪軸234及電機座232。齒條驅動電機231固定在電機座232上，電機座232固定在半圓盤210上，齒條驅動電機231輸出軸經(jīng)過齒輪軸234與對稱齒輪233連接，對稱齒輪233分別與上下兩對稱齒條220嚙合，齒條驅動電機231旋轉即可帶動上下對稱齒條220進行同步圓周運動。
[0052]如圖5、圖7、圖8所示，上毛刷機構250和下毛刷機構260分別安裝在上下齒條220上，每個齒條220上安裝有至少兩組毛刷機構，因絕緣子片上下表面形狀不同，上下毛刷機構略有不同，上毛刷機構250由舵機座251、舵機252、毛刷電機253、毛刷電機座254、上電機座連接255、軸盤257、上毛刷256組成，下毛刷機構260由舵機座251、舵機252、毛刷電機253、毛刷電機座254、下電機座連接261、軸盤257、下毛刷262組成。毛刷分為上下毛刷兩種，具體設計為符合絕緣子片清掃面的結構。毛刷通過軸盤257連接在毛刷電機253輸出軸末端，毛刷電機253固定在毛刷電機座254內部，并通過電機座連接固定在舵機252上，舵機252通過舵機座251固定在齒條220上，當舵機252輸出軸旋轉時，帶動毛刷在絕緣子片徑向面擺動，在毛刷電機253輸出軸旋轉時，帶動毛刷沿自身軸線進行自轉。
[0053]如圖1、圖9所示，鎖緊機構分為左右兩部分，一處為鉸接旋轉中心，機器人圍繞此處進行旋轉開合，另一處為鎖緊開關。如圖9鉸接旋轉中心的折頁圍繞鉸軸旋轉，折頁帶動機器人左右兩部分進行開合，鎖緊機構上可配置把手或吊環(huán)等操作部件，方便作業(yè)人員搬運及上線。
[0054]如圖1、圖3、圖4、圖5所示，機器人檢測機構包含攝像頭、限位裝置和絕緣子檢測裝置。攝像頭用以監(jiān)測爬行機構及清掃毛刷運行狀況，限位裝置限定機器人移動位置及清掃、檢測位置，絕緣子檢測裝置可檢測絕緣子電阻及電壓。
[0055]如圖1、圖10所示，絕緣子檢測裝置主要由探針驅動機構、固定架和檢測探針組成，安裝在清掃機構一側，探針驅動機構包含驅動舵機、擺臂、曲柄連桿、旋轉軸等，檢測探針至少有兩個，相鄰探針距離為兩片絕緣子軸向長度，舵機輸出軸旋轉，即帶動檢測探針來回擺動，打在相鄰兩片絕緣子鋼帽上。
[0056]本發(fā)明的工作原理:
[0057]本發(fā)明不工作時，爬行機構、清掃機構、檢測機構處于初始狀態(tài)，爬行機構上下驅動機構的驅動手爪處于豎直狀態(tài)，清掃機構齒條半圓邊界與半圓盤半圓邊界重合(如圖5所示)，上下毛刷機構收回至相切與圓周導軌的方向(如圖5左側毛刷位置)，檢測探針也是收回狀態(tài)(如圖10(a)所示)，鎖緊機構處于閉合狀態(tài)，機器人整體為圓周閉合狀態(tài)。
[0058]機器人可采用滑輪組及吊裝機構，通過鎖緊機構把手及其它吊裝部件升至桿塔絕緣子串附近，開啟機器人電池控制系統(tǒng)，將鎖緊機構打開，此處鎖緊機構鉸接旋轉中心可為簡單鉸接開合機構，也可設計為驅動電機等帶動折頁旋轉完成機器人開合動作，相應的，鎖緊開關可以為簡單的插銷式結構，也可以設計為電機驅動插銷方式或采用夾鉗鎖扣等。
[0059]調整機器人開口位置，利用絕緣桿及其它輔助工具將機器人推進絕緣子串，啟動閉合開關，將機器人鎖緊在絕緣子串上，此時爬行機構內圓導向板及清掃機構內圓導向桿接觸絕緣子串并環(huán)繞絕緣子串外周，調整爬行機構驅動手爪位置，使其上下驅動機構至少有一層的驅動手爪搭接在絕緣子串上表面，此時機器人即完成安裝在絕緣子串上。
[0060]機器人作業(yè)開始時，控制爬行機構的上下驅動機構交替動作完成爬行過程，其上的限位裝置可精確控制驅動手爪旋轉角度，定位清掃及檢測位置。當機器人移動到預定清掃位置時，清掃程序即啟動，進行清掃作業(yè)，首先上下毛刷機構舵機軸旋轉，將上下毛刷擺動至絕緣子片盤徑內，使毛刷軸線指向絕緣子串軸線，接下來上下毛刷內置旋轉電機啟動，分別帶動上下毛刷自轉，此時僅完成毛刷的旋轉動作，然后齒條驅動機構電機啟動，帶動上下對稱齒輪同步旋轉，則與上下對稱齒輪嚙合的上下對稱齒條即在齒條導軌范圍內繞圓周運動，帶動上下毛刷圍繞絕緣子片進行清掃作業(yè)。每個半圓盤上安裝有至少一組齒條驅動機構，當設計為每個半圓盤有一個齒條驅動機構時，為保證半圓形齒條在經(jīng)過兩齒條驅動機構時銜接順利，兩齒條驅動機構的分布角度小于180°，此時清掃絕緣子片毛刷需進行來回兩次旋轉完成清掃作業(yè)，若在整個圓周方向布置大于兩組齒條驅動機構，則毛刷進行一次360°旋轉即可完成絕緣子片一圈的清掃作業(yè)。
[0061]完成一片絕緣子清掃作業(yè)，毛刷電機停止運轉，毛刷舵機將毛刷擺回初始位置，齒條驅動機構將齒條旋轉至初始位置，爬行機構啟動，上下驅動機構配合動作帶動機器人移動至下一片清掃絕緣子片，在限位裝置作用下，到達預定清掃位置，然后清掃機構驅動作業(yè)程序，進行下一片絕緣子的清掃。如此往返作業(yè)流程，最終完成整串絕緣子的清掃作業(yè)。
[0062]機器人除進行清掃作業(yè)外，還可進行檢測作業(yè)，其上包含的攝像頭用以監(jiān)測爬行機構及清掃毛刷運行狀況，限位裝置限定機器人移動位置及清掃、檢測位置，絕緣子檢測裝置可進行絕緣子電阻及電壓的檢測。這些檢測裝置可以監(jiān)測機器人運行狀況、絕緣子串表面裂紋及污穢、周圍金具，判定極限位置及檢測獲得絕緣子片相應數(shù)據(jù)。
[0063]本發(fā)明采用連續(xù)式移動方式，移動速度快，運動連續(xù)性好，整體對稱式結構，不會形成移動及清掃過程偏心現(xiàn)象；清掃速度快，清掃徹底，清掃方式簡單輕便，避免了水沖洗等方式的作業(yè)難度及工作量；對絕緣子涂層磨損小，避免對絕緣子瓷裙上防污閃涂層的磨損；鎖緊可靠，安全保護性好，利用圓周閉合方式，增加了機器人的工作穩(wěn)定性；具有可適應性，機器人爬行機構軸向驅動機構間距設計為可調，清掃機構上下毛刷間距設計為可調，且毛刷長度可進行更換，可適應結構高度和盤徑不同的絕緣子串的清掃作業(yè)，并可針對絕緣子串進行電阻和電壓檢測，判定絕緣子片優(yōu)劣。
[0064]上述雖然結合附圖對本發(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，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(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。
【權利要求】
1.一種絕緣子清掃機器人，其特征是:包括爬行機構、清掃機構、鎖緊機構、檢測機構及電池控制系統(tǒng)，其中，所述爬行機構為閉合圓周形結構，包圍絕緣子串，帶動機器人沿絕緣子串連續(xù)移動；所述清掃機構為閉合圓周形結構，環(huán)繞絕緣子串，所述鎖緊機構均勻設置于爬行機構上，所述爬行機構通過鎖緊機構與清掃機構連接；檢測機構布置在鎖緊機構一偵牝電池控制系統(tǒng)安裝于爬行機構上。
2.如權利要求1所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述爬行機構包括驅動機構、連接機構和若干個導向板，其中，所述驅動機構為上下兩層布置，導向板均勻圓周分布于爬行機構上，驅動機構之間通過連接機構連接，導向板固定于驅動機構的內側。
3.如權利要求2所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述驅動機構在絕緣子片徑向平面內對稱布置，且為同步控制，驅動機構包括驅動電機、傳動機構、驅動手爪機構及固定框架，驅動電機輸出軸與傳動機構連接，傳動機構為齒輪減速器裝置，包括主從動齒輪組、固定軸和傳動軸，傳動機構輸出端與驅動手爪機構連接，驅動電機安裝在固定框架內部，傳動機構、驅動手爪機構安裝在固定框架外側。
4.如權利要求3所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述驅動手爪機構末端安裝有滾輪，滾輪為絕緣性材料，可自由轉動，爬行過程中滾輪與絕緣子片接觸。
5.如權利要求2所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述連接機構為豎直支架及各種環(huán)形支架，連接各個驅動機構形成一個環(huán)形整體，豎直支架連接軸向驅動機構，環(huán)形支架連接徑向驅動機構，豎直支架上有調節(jié)安裝孔，可進行軸向驅動機構間距調整。
6.如權利要求1所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述清掃機構，包括左右對稱半圓盤、上下對稱齒條、齒條驅動機構、齒條導軌、上下毛刷機構及若干導向桿，其中，所述半圓盤為清掃機構基礎底座，由左右對稱兩個半圓盤體組成圓周環(huán)形結構，其內側圓弧內安裝有若干導向桿，半圓盤上安裝有齒條導軌，所述齒條導軌為上下對稱結構，由若干個大小滾輪軸承組形成，在齒條驅動機構的作用下，齒條沿滾輪軸承組形成的圓形導軌進行圓周運動；上下毛刷機構分別安裝在上下齒條上，每個齒條上安裝有至少兩組毛刷機構。
7.如權利要求6所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述導向桿為絕緣性材料，且導向桿長度不干涉毛刷清掃路徑；所述齒條為半圓形，對稱分布在半圓盤上下兩側。
8.如權利要求6所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述齒條驅動機構固定在半圓盤上，每個半圓盤上安裝有至少一組齒條驅動機構，當設計為每個半圓盤有一個齒條驅動機構時，為保證半圓形齒條在經(jīng)過兩齒條驅動機構時銜接順利，兩齒條驅動機構的分布角度小于180°。
9.如權利要求6所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述齒條驅動機構，包括齒條驅動電機、對稱齒輪、齒輪軸及電機座；齒條驅動電機固定在電機座上，電機座固定在半圓盤上，齒條驅動電機輸出軸經(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，在驅動電機軸旋轉時，上下對稱齒條可同步進行周向運動； 所述上下毛刷機構，包括舵機座、舵機、毛刷電機、毛刷電機座、電機座連接、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輸出軸末端，毛刷電機固定在毛刷電機座內部，并通過電機座連接固定在舵機上，舵機通過舵機座固定在齒條上，當舵機軸旋轉時，帶動毛刷在絕緣子片徑向面擺動，在毛刷電機軸旋轉時，帶動毛刷沿自身軸線進行自轉。
10.如權利要求1所述的一種絕緣子清掃機器人，其特征是:所述檢測機構用以監(jiān)測機器人運行狀況、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動機構、固定架和檢測探針，所述探針驅動機構包含驅動舵機、擺臂、曲柄連桿、旋轉軸等，帶動檢測探針來回擺動，所述檢測探針至少有兩個，相鄰探針距離為兩片絕緣子軸向長度。
【文檔編號】B08B1/04GK104438164SQ201410710635
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】賈娟, 仲亮, 郭銳, 慕世友, 王濱海, 李建祥, 張峰, 曹雷, 賈永剛, 程志勇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院, 山東魯能智能技術有限公司