CN108808542A - 一种输电线路断股修复机器人机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于输电线路断股修复技术领域，具体地说是一种输电线路断股修复机器人机构。包括修复工具、电器箱体、前臂、后臂、前行走装置及后行走装置，其中前臂和后臂分别设置于电器箱体的前、后侧，所述前臂和后臂的末端分别连接有前行走装置和后行走装置，所述修复工具设置于电器箱体上、并且位于前臂和后臂之间。本发明可对断股进行自动修复，提高效率，减轻人员劳动强度，提高人身安全。

Description

一种输电线路断股修复机器人机构

技术领域

本发明属于输电线路断股修复技术领域，具体地说是一种输电线路断股修复机器人机构。

背景技术

输电线路是电力***极为重要的组成部分。输电线路由于其长期处于野外露天之下，运行的环境很差，受到各种自然条件的影响。输电线路在多种应力的长期作用下会导致材质脆变，而雷击闪络、外力破坏等还会引起导线表面损伤；尤其是在海滨及工业区的输电线更容易受到腐蚀，致使输电线路产生裂纹、断股等缺陷。架空线路的损伤、断股，轻则降低载流量，重则造成断线事故，影响线路的安全运行。因此，一旦发现导线损伤、断股，应立即处理。

目前，电力部门在输电线路断股后采用的措施主要是人工对断股进行补修。由于断股的位置处于一档内线路的中央，需要人出线去作业，捋线、缠绕作业的时间长，劳动强度大，危险性高，因此，需要研制能够快速进行断股修复的装备来代替人工对输电线路断股进行修复，提高效率，减轻人员劳动强度，确保输电线路的安全运行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种输电线路断股修复机器人机构。该机构可对断股进行自动修复，提高效率，减轻人员劳动强度，提高人身安全。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种输电线路断股修复机器人机构，包括修复工具、电器箱体、前臂、后臂、前行走装置及后行走装置，其中前臂和后臂分别设置于电器箱体的前、后侧，所述前臂和后臂的末端分别可转动地连接有前行走装置和后行走装置，所述修复工具设置于电器箱体上、并且位于前臂和后臂之间。

所述前行走装置包括行走轮、行走驱动电机及行走轮支撑架，其中行走轮支撑架通过水平放置的被动旋转关节与前臂的上端连接，所述行走轮的轮轴可转动地安装在行走轮支撑架上，所述行走驱动电机安装在行走轮支撑架上、并且输出轴与所述行走轮的轮轴固连；

所述后行走装置与所述前行走装置结构相同。

所述修复工具包括缠绕机构、升降机构及旋转机构，其中缠绕机构与升降机构固连，通过升降机构实现缠绕机构的上升或下降，所述升降机构与旋转机构固连，通过旋转机构可实现缠绕机构和升降机构的旋转。

所述缠绕机构包括缠绕机构驱动装置、支撑架、滚动齿轮、线辊及缠绕架，其中支撑架和滚动齿轮均为带有开口的环形结构，所述支撑架与所述升降机构连接，所述滚动齿轮设置于支撑架的内侧、并且与支撑架可滑动地连接，所述缠绕机构驱动装置安装在所述支撑架上、并且与滚动齿轮传动连接，所述缠绕机构驱动装置驱动所述滚动齿轮沿支撑架作周向运动，所述线辊和缠绕架均与所述滚动齿轮固连。

所述缠绕机构驱动装置包括电机a、齿轮a及电机支架a，所述电机a通过电机支架a安装在所述支撑架上，所述电机a的输出轴与齿轮a连接，所述齿轮a与滚动齿轮啮合。

所述缠绕机构驱动装置为两组，所述支撑架的两侧设有通孔，两组所述缠绕机构驱动装置在所述支撑架两侧的通孔处与所述滚动齿轮传动连接。

所述升降机构包括升降机构驱动装置、升降丝母、丝母支撑轴、轴承座、丝杠、导轨、滑块及旋转机构连接架、缠绕机构连接架及连接架，其中丝杠和导轨沿竖直方向设置，所述丝杠的上、下端分别与缠绕机构连接架和连接架可转动地连接，所述导轨的上、下端分别与缠绕机构连接架和连接架固定连接，所述升降丝母与丝杠螺纹连接，并且与所述旋转机构可转动地连接，所述升降机构驱动装置安装在所述旋转机构上，并且与所述升降丝母传动连接，所述滑块安装在旋转机构连接架上、并与导轨滑动连接，所述旋转机构连接架与所述旋转机构连接。

所述升降丝母的上端与所述升降机构驱动装置传动连接，下端设有丝母支撑轴，所述丝母支撑轴通过轴承与轴承座可转动地连接，所述轴承座与所述旋转机构连接，所述丝杠上螺纹连接有位于所述升降丝母下方的锁紧螺母a和锁紧螺母b。

所述升降机构驱动装置包括电机c、第一同步带轮、第二同步带轮及同步带，其中电机c安装在所述旋转机构上、并且输出轴与第一同步带轮连接，所述第二同步带轮与所述升降丝母固连、并且通过同步带与第一同步带轮传动连接。

所述旋转机构包括电机d、齿轮c、固定板及齿轮d，其中电机d安装在所述电器箱体上，并且输出轴与齿轮c连接，所述固定板通过滑动轴承可转动地安装在所述电器箱体上，所述齿轮d与固定板固连、并且与齿轮c啮合，所述升降机构安装在所述固定板上设有的安装孔上。

本发明具有如下优点及有益效果：

1.本发明捋线过程简单、有效。

2.本发明断股修复的效果好。

3.本发明提高人身安全。本发明代替工人出线实施捋线压接作业，减少了危险，提高了人身安全。

4.本发明减轻人员劳动强度。本发明在线路发生断股后，代替工人出线对断股实施捋线和压接，能够减轻人员的劳动强度，提高效率。

5.本发明可跨越防震锤、压接管等障碍，实现一档内输电线路断股修复作业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中前行走装置的结构示意图；

图3是本发明中修复工具的结构示意图；

图4是本发明中缠绕机构的结构示意图之一；

图5是本发明中缠绕机构的结构示意图之二；

图6是本发明中升降机构的结构示意图；

图7是本发明中旋转机构的结构示意图。

其中：1为缠绕机构，101为电机a，102为齿轮a，103为电机支架a，104为电机b，105为齿轮b，106为电机支架b，107为支撑架，108为滚动齿轮，109为线辊，110为缠绕架，2为升降机构，201为电机c，202为第一同步带轮，203为第二同步带轮，204为同步带，205为升降丝母，206为丝母支撑轴，207为轴承座，208为锁紧螺母a，209为锁紧螺母b，210为丝杠，211为导轨，212为滑块，213为旋转机构连接架，214为缠绕机构连接架，215为连接架，3为旋转机构，301为电机d，302为齿轮c，303为固定板，304为滑动轴承，305为齿轮d，10为修复工具，20为电器箱体，30为前臂，40为后臂，50为前行走装置，501为行走轮，502为行走驱动电机，503为行走轮支撑架，60为后行走装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种输电线路断股修复机器人机构，包括修复工具10、电器箱体20、前臂30、后臂40、前行走装置50及后行走装置60，其中前臂30和后臂40分别设置于电器箱体20的前、后侧，所述前臂30和后臂40的末端分别连接有前行走装置50和后行走装置60，所述修复工具10设置于电器箱体20上、并且位于前臂30和后臂40之间。

如图2所示，所述前行走装置50包括行走轮501、行走驱动电机502及行走轮支撑架503，其中行走轮支撑架503通过一水平放置的被动旋转关节与前臂30的上端连接，所述行走轮501的轮轴可转动地安装在行走轮支撑架503上，所述行走驱动电机502安装在行走轮支撑架503上、并且输出轴与所述行走轮501的轮轴固连。

所述后行走装置60与所述前行走装置50结构相同，所述前臂30和后臂40结构相同，所述后行走装置60通过另一个水平放置的被动旋转关节与后臂40的上端连接。

如图3所示，所述修复工具10包括缠绕机构1、升降机构2及旋转机构3，其中缠绕机构1与升降机构2固连，通过升降机构1实现缠绕机构1的上升或下降。所述升降机构2与旋转机构3固连，通过旋转机构3可实现缠绕机构1和升降机构2的旋转。

如图4、图5所示，所述缠绕机构1包括缠绕机构驱动装置、支撑架107、滚动齿轮108、线辊109及缠绕架110，其中支撑架107和滚动齿轮108均为带有开口的环形结构，所述支撑架107与所述升降机构2连接，所述滚动齿轮108设置于支撑架107的内侧、并且与支撑架107可滑动地连接。所述缠绕机构驱动装置安装在所述支撑架107上、并且与滚动齿轮108传动连接，所述缠绕机构驱动装置驱动所述滚动齿轮108沿支撑架107作周向运动，所述线辊109和缠绕架110分别固定连接在与所述滚动齿轮108的两侧。

所述缠绕机构驱动装置可为一组或两组。

本实施例中，所述缠绕机构驱动装置为两组，所述支撑架107的两侧设有通孔，两组所述缠绕机构驱动装置在所述支撑架107两侧的通孔处与所述滚动齿轮108传动连接。

其中一组所述缠绕机构驱动装置包括电机a101、齿轮a102及电机支架a103，其中电机a101通过电机支架a103沿水平方向安装在所述支撑架107的一侧，所述电机a101的输出轴与齿轮a102连接，所述齿轮a102在所述支撑架107一侧的通孔处与滚动齿轮108啮合。

另外一组所述缠绕机构驱动装置包括电机b104、齿轮b105及电机支架b106，所述电机b104通过电机支架b106沿水平方向安装在所述支撑架107的另一侧，所述电机b104的输出轴与齿轮b105连接，所述齿轮b105在所述支撑架107另一侧的通孔处与滚动齿轮108啮合。

所述支撑架107为270度圆环，并且内嵌环形滑动导轨，所述滚动齿轮108为270度环形齿轮，并且与所述环形滑动导轨滑动连接。

所述电机a101和电机b104分别通过同向驱动齿轮a102和齿轮b105实现滚动齿轮108沿支撑架107的圆周转动，由于缠绕架110和线辊109与滚动齿轮108固连，进而实现缠绕架110和线辊109的圆周转动。

如图6所示，所述升降机构2包括升降机构驱动装置、升降丝母205、丝母支撑轴206、轴承座207、丝杠210、导轨211、滑块212及旋转机构连接架213、缠绕机构连接架214及连接架215，其中丝杠210和导轨211沿竖直方向设置，所述丝杠210的上、下端分别与缠绕机构连接架214和连接架215可转动地连接，所述导轨211的上、下端分别与缠绕机构连接架214和连接架215固定连接。所述升降丝母205与丝杠210螺纹连接，并且与所述旋转机构3可转动地连接，所述升降机构驱动装置安装在所述旋转机构3上，并且与所述升降丝母205传动连接，所述滑块212安装在旋转机构连接架213上、并与导轨211滑动连接，所述旋转机构连接架213与所述旋转机构3连接。所述缠绕机构连接架214与所述缠绕机构1固连。

所述升降丝母205的上端与所述升降机构驱动装置传动连接，下端设有丝母支撑轴206，所述丝母支撑轴206通过轴承与轴承座207可转动地连接，所述轴承座207与所述旋转机构3连接。所述丝杠210上螺纹连接有位于所述升降丝母205下方的锁紧螺母a208和锁紧螺母b209，所述丝母支撑轴206通过轴承限制升降丝母205垂直方向移动，并利用锁紧螺母a208和锁紧螺母b209防松。

所述升降机构驱动装置包括电机c201、第一同步带轮202、第二同步带轮203及同步带204，其中电机c201安装在所述旋转机构3上、并且输出轴与第一同步带轮202连接，所述第二同步带轮203与所述升降丝母205固连、并且通过同步带204与第一同步带轮202传动连接。所述第二同步带轮203与升降丝母205同轴。

所述电机c201驱动第一同步带轮202旋转，通过同步带204带动第二同步带轮203转动，从而实现所述升降丝母205的转动，进而实现丝杠210的上升或者下降。由于导轨211通过连接架215和缠绕机构连接架214与丝杠210固连，因此同时实现了导轨211沿滑块212的上升或者下降，导轨211的移动保证了丝杠210上升或者下降运动的平稳性。由于缠绕机构1通过缠绕机构连接架214与升降机构2固连，进而实现了缠绕机构1的上升或者下降。

如图7所示，所述旋转机构3包括电机d301、齿轮c302、固定板303及齿轮d305，其中电机d301安装在电器箱体20上，并且输出轴与齿轮c302连接，所述固定板303通过滑动轴承304可转动地安装在电器箱体20上，所述齿轮d305与固定板303固连、并且与齿轮c302啮合。所述固定板303上设有与所述升降机构2连接的安装孔，所述升降机构2安装在所述固定板303上的安装孔上。

所述电机d301通过齿轮c 302和齿轮d305传动，带动固定板303转动，因滑动轴承304安装在电器箱体20上，并且与固定板303固连，进而实现了固定板303沿电器箱体20的圆周转动。由于升降机构2和缠绕机构1与固定板303固连，因此实现了升降机构2和缠绕机构1的圆周转动。

本发明的作业过程如下：

第一步：将铝丝的一端缠绕在缠绕支撑架110上，然后将铝丝按序捋在线辊109上。

第二步：机器人上线，断股修复作业机构沿输电线路行走，行走至断股附近停止。

第三步：升降机构2升起，将缠绕机构1的支撑架107圆心处于输电线路圆心位置附近。

第四步：机器人慢速前进，同时电机a101和电机b104驱动滚动齿轮108在支撑架107内圆周转动，带动线辊109和缠绕架110圆周转动，进而实现铝丝在输电线路的缠绕。

第五步：将输电线路的断股全部缠绕回线路后，升降机构2下降，缠绕机构1下降到输电线路下方，旋转机构3带动升降机构2和缠绕机构1连续圆周旋转，实现线辊109和缠绕架110两端线的连续绞合，避免铝丝末端松开。

Claims (10)

1.一种输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，包括修复工具(10)、电器箱体(20)、前臂(30)、后臂(40)、前行走装置(50)及后行走装置(60)，其中前臂(30)和后臂(40)分别设置于电器箱体(20)的前、后侧，所述前臂(30)和后臂(40)的末端分别可转动地连接有前行走装置(50)和后行走装置(60)，所述修复工具(10)设置于电器箱体(20)上、并且位于前臂(30)和后臂(40)之间。

2.根据权利要求1所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述前行走装置(50)包括行走轮(501)、行走驱动电机(502)及行走轮支撑架(503)，其中行走轮支撑架(503)通过水平放置的被动旋转关节与前臂(30)的上端连接，所述行走轮(501)的轮轴可转动地安装在行走轮支撑架(503)上，所述行走驱动电机(502)安装在行走轮支撑架(503)上、并且输出轴与所述行走轮(501)的轮轴固连；

所述后行走装置(60)与所述前行走装置(50)结构相同。

3.根据权利要求1所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述修复工具(10)包括缠绕机构(1)、升降机构(2)及旋转机构(3)，其中缠绕机构(1)与升降机构(2)固连，通过升降机构(1)实现缠绕机构(1)的上升或下降，所述升降机构(2)与旋转机构(3)固连，通过旋转机构(3)可实现缠绕机构(1)和升降机构(2)的旋转。

4.根据权利要求3所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述缠绕机构(1)包括缠绕机构驱动装置、支撑架(107)、滚动齿轮(108)、线辊(109)及缠绕架(110)，其中支撑架(107)和滚动齿轮(108)均为带有开口的环形结构，所述支撑架(107)与所述升降机构(2)连接，所述滚动齿轮(108)设置于支撑架(107)的内侧、并且与支撑架(107)可滑动地连接，所述缠绕机构驱动装置安装在所述支撑架(107)上、并且与滚动齿轮(108)传动连接，所述缠绕机构驱动装置驱动所述滚动齿轮(108)沿支撑架(107)作周向运动，所述线辊(109)和缠绕架(110)均与所述滚动齿轮(108)固连。

5.根据权利要求4所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述缠绕机构驱动装置包括电机a(101)、齿轮a(102)及电机支架a(103)，所述电机a(101)通过电机支架a(103)安装在所述支撑架(107)上，所述电机a(101)的输出轴与齿轮a(102)连接，所述齿轮a(102)与滚动齿轮(108)啮合。

6.根据权利要求4所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述缠绕机构驱动装置为两组，所述支撑架(107)的两侧设有通孔，两组所述缠绕机构驱动装置在所述支撑架(107)两侧的通孔处与所述滚动齿轮(108)传动连接。

7.根据权利要求3所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述升降机构(2)包括升降机构驱动装置、升降丝母(205)、丝母支撑轴(206)、轴承座(207)、丝杠(210)、导轨(211)、滑块(212)及旋转机构连接架(213)、缠绕机构连接架(214)及连接架(215)，其中丝杠(210)和导轨(211)沿竖直方向设置，所述丝杠(210)的上、下端分别与缠绕机构连接架(214)和连接架(215)可转动地连接，所述导轨(211)的上、下端分别与缠绕机构连接架(214)和连接架(215)固定连接，所述升降丝母(205)与丝杠(210)螺纹连接，并且与所述旋转机构(3)可转动地连接，所述升降机构驱动装置安装在所述旋转机构(3)上，并且与所述升降丝母(205)传动连接，所述滑块(212)安装在旋转机构连接架(213)上、并与导轨(211)滑动连接，所述旋转机构连接架(213)与所述旋转机构(3)连接。

8.根据权利要求7所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述升降丝母(205)的上端与所述升降机构驱动装置传动连接，下端设有丝母支撑轴(206)，所述丝母支撑轴(206)通过轴承与轴承座(207)可转动地连接，所述轴承座(207)与所述旋转机构(3)连接，所述丝杠(210)上螺纹连接有位于所述升降丝母(205)下方的锁紧螺母a(208)和锁紧螺母b(209)。

9.根据权利要求7所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述升降机构驱动装置包括电机c(201)、第一同步带轮(202)、第二同步带轮(203)及同步带(204)，其中电机c(201)安装在所述旋转机构(3)上、并且输出轴与第一同步带轮(202)连接，所述第二同步带轮(203)与所述升降丝母(205)固连、并且通过同步带(204)与第一同步带轮(202)传动连接。

10.根据权利要求3所述的输电线路断股修复机器人机构，其特征在于，所述旋转机构(3)包括电机d(301)、齿轮c(302)、固定板(303)及齿轮d(305)，其中电机d(301)安装在所述电器箱体(20)上，并且输出轴与齿轮c(302)连接，所述固定板(303)通过滑动轴承(304)可转动地安装在所述电器箱体(20)上，所述齿轮d(305)与固定板(303)固连、并且与齿轮c(302)啮合，所述升降机构(2)安装在所述固定板(303)上设有的安装孔上。