关节－伸缩式超高压带电清扫机器人

摘要

一种关节－伸缩式超高压带电清扫机器人，用于服务机器人技术领域。本发明中，手爪通过第一活动关节连接在小臂上，手爪转动油缸的活塞杆通过铰链连接在手爪上，手爪转动油缸的缸筒通过铰链连接在小臂上，小臂通过第二活动关节连接在大臂上，小臂转动油缸的活塞杆通过铰链连接在小臂上，小臂转动油缸的缸筒通过铰链连接在大臂上，大臂固定在回转平台上，回转平台固定在移动载体上，在移动载体上还设有液压自动调平系统和云台，遥操作终端通过无线通讯与中央控制系统进行数据交换。本发明关节少、结构简单、重量轻、加工装配方便，同时能解决剪叉式升降机构升降时存在的振动问题，可准确完成绝缘瓷瓶的定位。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压带电清扫机器人，具体是一种关节—伸缩式超高压带电清扫机器人。用于服务机器人技术领域。

背景技术

我国电力部门要求输电线路和变电站的外绝缘在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行，但沉积在绝缘瓷瓶表面上的固体、液体和气体污秽微粒与雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的同时作用，将使绝缘瓷瓶的电气强度大大降低，从而使得输电线路和变电站的外绝缘不仅在过电压的作用下发生闪络，更频繁的是在长期运行电压下发生污秽闪络，且在设备污闪时，重合闸成功率很低，往往造成大面积停电。污闪中所伴随的强力电弧还常导致电气设备损坏，使停电时间延长。随着我国工农业生产的飞迅发展，大气环境污染日趋严重，绝缘瓷瓶的污秽程度日益加剧，同时输电电压等级又在不断提高，电网的分布范围也愈来愈广，由此引起的电网设备外绝缘污秽闪络事故随之突增，灾难性的电网大面积污闪事故在全国较大范围内频频发生，严重威胁电力系统的安全运行。

经对现有技术的公开文献检索发现，中国专利申请号为：01126817.4，发明名称为：“超高压带电清扫机器人”，该专利机器人包括：液压自动水平调节系统、移动车、回转平台、绝缘升降机构、清扫刷子、清扫臂、云台、绝缘平台、绝缘平台数据采集系统、中央控制系统、遥操作终端，其连接方式为：清扫刷子通过活动关节连接在清扫臂的伸缩臂上，清扫臂的固定部分与绝缘平台直接固定在绝缘升降机构上，绝缘升降机构固定在回转平台上，回转平台固定在移动车上，移动车上设有液压自动水平调节系统，遥操作终端通过无线通信与中央控制系统进行数据交换。该机器人自动化程度高，解决了人工操作效率低和可能出现的误操作问题；多自由度的机器人系统具有灵活的工作空间，能够清扫各种姿态的绝缘瓷瓶，移动车作为机器人的载体，解决了野外作业的运输问题，液压自动水平调节系统，消除了不平地面引起的定位误差。但是，在实际的应用当中，该机器人表现出一些不足之处：(1)剪叉式升降机构关节众多、结构复杂、重量大、加工装配困难。(2)升降机构所使用绝缘材料的刚度系数K小于金属材料，剪叉式机架升降时容易产生振动，影响清扫手臂的定位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超高压带电清扫机器人，使其具有关节少、结构简单、重量轻、加工装配方便的特点，同时能解决剪叉式升降机构升降时存在的振动问题，可准确完成绝缘瓷瓶的定位，用于220/330KV高电压带电清扫和500KV超高电压变电站绝缘子的带电清扫。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：液压自动调平系统、中央控制系统、云台、回转平台、大臂、小臂转动油缸、小臂、手爪转动油缸、手爪、数据采集系统、第一活动关节、第二活动关节、移动载体和遥操作终端。其连接方式为：手爪通过第一活动关节和小臂连接，手爪转动油缸的活塞杆和固定在手爪上的铰链连接，手爪转动油缸的缸筒和固定在小臂上端的铰链连接，小臂通过第二活动关节和大臂连接，小臂转动油缸的活塞杆和固定在小臂下端的铰链连接，小臂转动油缸的缸筒和固定在大臂上端的铰链连接，大臂固定在回转平台上；回转平台固定在移动载体上，在移动载体上还设有液压自动调平系统和云台；大臂和小臂采用三级液压伸缩式结构，通过液压油缸实现手臂的伸缩。遥操作终端通过无线通讯与中央控制系统进行数据交换。

工作时，手爪转动油缸的伸缩实现手爪的摆动，小臂转动油缸的伸缩可以带动小臂及连接在小臂上的手爪的摆动，手爪转动油缸和小臂转动油缸的连动可以保持手爪的水平；回转平台可以实现整个清扫手臂的水平回转以清扫不同方向的绝缘瓷瓶；大臂采用三级伸缩结构，小臂采用两级伸缩结构，通过大臂和小臂的伸缩可以清扫不同高度的绝缘瓷瓶。遥操作终端通过无线通讯与中央控制系统进行数据交换，实现机器人的自动/手动清扫操作。

本发明属于多自由度机器人系统，自动化程度高，结构简单，重量轻，加工装配方便，升降平稳不发生振动，能准确的完成清扫手爪的定位，避免了绝缘瓷瓶的误碰；而且机器人最高可超过10m，能用于500KV变电站绝缘瓷瓶的清扫，这样既可避免断电操作带来的不便及经济损失，又可保证带电作业时操作人员的生命安全。

附图说明

图1本发明结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：液压自动调平系统1、中央控制系统2、云台3、回转平台4、大臂5、小臂转动油缸6、小臂7、手爪转动油缸8、手爪9、数据采集系统10、活动关节11、活动关节12、移动载体13和遥操作终端14。其连接方式为：手爪9通过活动关节11连接在小臂7上；手爪转动油缸8的活塞杆通过铰链连接在手爪9上，手爪转动油缸8缸筒通过铰链连接在小臂7上；小臂7通过活动关节12连接在大臂5上，小臂转动油缸6的活塞杆通过铰链连接在小臂7上，小臂转动油缸6的缸筒通过铰链连接在大臂5上；大臂5固定在回转平台4上；回转平台4固定在移动载体13上；在移动载体13上还设有液压自动调平系统1和云台3；遥操作终端14通过无线通讯与中央控制系统2进行数据交换。

大臂5采用三级液压伸缩式结构；小臂7采用二级伸缩式结构。