CN208015233U - 一种架空线路巡检清障机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种架空线路巡检清障机器人，包括机器架，所述机器架的一端安装有跨越件和走轮跨越架，所述机器架的另一端安装有升降托板件，所述升降托板件的一侧安装有电热切割件，所述升降托板件上安装有电池；采用电阻丝熔化方案不仅速度快，还安全，没有明火产生就不会危及线下或周边树木、大棚等；升降工作平台的设计，破解了清除不彻底的问题，不仅能跨越障碍物，还能有效切除异物。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线设备领域，尤其涉及一种架空线路巡检清障机器人。
背景技术
输电线路长年在外运行，广告布、大棚薄膜、气球、风筝等飘移物经常会缠绕在导线、地线上，缠绕物如不及时清除会危及线路的安全。目前导、地线上发现有缠绕物后一般采取带电作业人员等电位上导、地线人工进行清除，低压也有利用绝缘斗臂车配合操作杆进行清除，原有异物清除方法都要工人带电和高处作业，危险性较大。近年有利用无人机喷火清除异物的，但是明火清除存在风险，可能会危及线下或邻近线路下方的树木、大棚等安全。架空输电线路导地线缠绕异物后如果放电造成导线损伤断股仅仅依靠地面人员巡视很难发现缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种架空线路巡检清障机器人，能够满足一定规格范围的导线和地线，并能跨越间隔棒、防震锤等导线上安装的金具，同时在清障工作时能可靠锁定。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型提供了一种架空线路巡检清障机器人，包括机器架，所述机器架的一端安装有跨越件和走轮跨越架，所述机器架的另一端安装有升降托板件，所述升降托板件的一侧安装有电热切割件，所述升降托板件上安装有电池；
所述跨越件包括电机座，所述电机座的一侧设有电机，所述电机包括跨越电机、升降电机和行走电机，所述电池与所述电机电性相连接；
所述电机座的另一侧设有第一扳杠板，所述第一扳杠扳一端通过跨越扳杆栓与第一扳杠连板相连接，所述第一扳杠扳另一端通过跨越扳杆栓与第二扳杠连板相连接，跨越扳杆栓穿过所述电机座分别与两侧的所述跨越电机和所述第一扳杠板相连接，在所述跨越电机的带动下，所述第一扳杠连板和所述第二扳杠连板均以所述第一扳杠扳的连接点为圆心成夹角转动。
进一步，所述走轮跨越架包括两个行走件，两个所述行走件分别设置在所述第一同步皮带的两端；
所述行走件包括圆钢主轴，所述圆钢主轴一端通过衬套与走轮架固定座相连接，所述圆钢主轴另一端通过衬套与轴承相连接，所述轴承与第一同步轮相连接，所述第一同步轮上套有所述第一同步皮带；
所述圆钢主轴中部的两侧对称的设有第一紧张轮、第二紧张轮和导线轮；
所述圆钢主轴中部套有两个间隔设置的走轮座，所述第一紧张轮、所述第二紧张轮和所述导线轮设置在两个所述走轮座之间，所述第一紧张轮设置在所述走轮座的上侧，所述导线轮设置在所述走轮座的下侧，所述第二紧张轮设置在所述第一紧张轮和所述导线轮之间。
进一步，所述圆钢主轴上还套有主轴轮，所述主轴轮设置在两个所述走轮座的中部，一侧所述走轮架固定座与所述圆钢主轴相离的一端通过第二同步轮与行走电机相连接，所述第二同步轮上套有第二同步皮带，所述行走电机转动带动所述第二同步轮转动，所述第二同步轮转动带动所述圆钢主轴转动，所述圆钢主轴带动所述主轴轮转动，从而带动所述第一紧张轮、所述第二紧张轮和所述导线轮转动。
进一步，所述机器架包括间隔设置的第一角铝、第四角铝、第二角铝、第三角铝和模直齿条，所述第一角铝和所述第四角铝间隔且对称设置，所述第二角铝、所述第三角铝和所述模直齿条一端均所述第一角铝相连接，所述第二角铝、所述第三角铝和所述模直齿条的另一端均所述第四角铝相连接，所述模直齿条设置在所述第一角铝和所述第四角铝的中部，所述第二角铝和所述第三角铝设置在所述模直齿条的两侧，所述模直齿条与所述第二角铝和所述第三角铝之间均设有滑道钢。
进一步，所述升降托板件包括方形托板，所述方形托板底面的四角均设有圆柱形第一脚钉，所述方形托板正面的一侧连有长方形的第二脚钉，所述第二脚钉与所述方形托板相离一侧的中部设有第五角铝，所述第五角铝与所述模直齿条相连接，所述滑道钢与所述第二脚钉相连接；所述升降电机带动所述模直齿条沿着竖直方向往返运动，从而带动所述托板沿着所述滑道钢沿着竖直方向往返运动。
进一步，所述电热切割件包括两个长条形的电热板，两个所述电热板成夹角相连接，两个所述电热板的接触端设有齿轮，两个所述电热板接触端的一侧设有12V电机，所述12V电机通过齿轮栓与所述电热板相连接，两个所述电热板相邻的一侧均设有电热丝，所述12V电机带动两个所述电热板转动，从而使两个所述电热板开或合；所述电池与所述12V电机和所述电热板电性相连接；所述电热板上设有摄像头。
进一步，还包括遥控器，所述遥控器上设有无线接收模块，所述电机、所述12V电机和所述摄像头上均收控制器和无线发射模块。
本实用新型的有益效果为：1)利用轻型机器人上导线清理缠绕的异物；
2)采用电阻丝熔化方案不仅速度快，还安全，没有明火产生就不会危及线下或周边树木、大棚等；
3)升降工作平台的设计，破解了清除不彻底的问题，不仅能跨越障碍物，还能有效切除异物。
附图说明
图1为一种架空线路巡检清障机器人的结构示意图；
图2为跨越件的结构示意图；
图3为走轮跨越架的结构示意图；
图4为机器架的结构示意图；
图5为升降托板件的结构示意图；
图6为电热切割件的结构示意图；
图7为遥控器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，一种架空线路巡检清障机器人，包括机器架3，所述机器架3的一端安装有跨越件1和走轮跨越架2，所述机器架3的另一端安装有升降托板件5，所述升降托板件5的一侧安装有电热切割件4，所述升降托板件5上安装有电池6；
请参阅图2，所述跨越件1包括电机座101，所述电机座101的一侧设有电机102，所述电机102包括跨越电机、升降电机和行走电机，所述电池6与所述电机102电性相连接；
所述电机座101的另一侧设有第一扳杠板103，所述第一扳杠扳103 一端通过跨越扳杆栓104与第一扳杠连板105相连接，所述第一扳杠扳103 另一端通过跨越扳杆栓104与第二扳杠连板106相连接，跨越扳杆栓104 穿过所述电机座101分别与两侧的所述跨越电机和所述第一扳杠板103相连接，在所述跨越电机的带动下，所述第一扳杠连板105和所述第二扳杠连板106均以所述第一扳杠扳103的连接点为圆心成夹角转动。
即，跨越电机能够使得第一扳杠连板105和第二扳杠连板106抬起或落下，又由于第一扳杠连板105和第二扳杠连板106分别与导线轮219相连接，从而，当第一扳杠连板105和第二扳杠连板106抬起或落下时，从而带动导线轮219抬起或落下，从而使该架空线路巡检清障机器人完成翻越障碍物的动作。
请参阅图3，所述走轮跨越架2包括两个行走件21，两个所述行走件 21分别设置在所述第一同步皮带22的两端；
所述行走件21包括圆钢主轴211，所述圆钢主轴211一端通过衬套 212与走轮架固定座213相连接，所述圆钢主轴211另一端通过衬套212 与轴承214相连接，所述轴承214与第一同步轮215相连接，所述第一同步轮215上套有所述第一同步皮带22；
所述圆钢主轴211中部的两侧对称的设有第一紧张轮217、第二紧张轮218和导线轮219；
所述圆钢主轴211中部套有两个间隔设置的走轮座216，所述第一紧张轮217、所述第二紧张轮218和所述导线轮219设置在两个所述走轮座 216之间，所述第一紧张轮217设置在所述走轮座216的上侧，所述导线轮219设置在所述走轮座216的下侧，所述第二紧张轮218设置在所述第一紧张轮217和所述导线轮219之间。
所述圆钢主轴211上还套有主轴轮220，所述主轴轮220设置在两个所述走轮座216的中部，一侧所述走轮架固定座213与所述圆钢主轴211 相离的一端通过第二同步轮223与行走电机222相连接，所述第二同步轮 223上套有第二同步皮带221，所述行走电机222转动带动所述第二同步轮223转动，所述第二同步轮223转动带动所述圆钢主轴211转动，所述圆钢主轴211带动所述主轴轮220转动，从而带动所述第一紧张轮217、所述第二紧张轮218和所述导线轮219转动。
即，行走电机222转动从而带动第一紧张轮217、所述第二紧张轮218 和所述导线轮219转动，从而使该架空线路巡检清障机器人完成前进或后退的动作。
请参阅图4，所述机器架3包括间隔设置的第一角铝301、第四角铝 304、第二角铝302、第三角铝303和模直齿条306，所述第一角铝301和所述第四角铝304间隔且对称设置，所述第二角铝302、所述第三角铝 303和所述模直齿条306一端均所述第一角铝301相连接，所述第二角铝 302、所述第三角铝303和所述模直齿条306的另一端均所述第四角铝304 相连接，所述模直齿条306设置在所述第一角铝301和所述第四角铝304 的中部，所述第二角铝302和所述第三角铝303设置在所述模直齿条306 的两侧，所述模直齿条306与所述第二角铝302和所述第三角铝303之间均设有滑道钢305。
请参阅图5，所述升降托板件5包括方形托板501，所述方形托板501 底面的四角均设有圆柱形第一脚钉502，所述方形托板501正面的一侧连有长方形的第二脚钉504，所述第二脚钉504与所述方形托板501相离一侧的中部设有第五角铝503，所述第五角铝503与所述模直齿条306相连接，所述滑道钢305与所述第二脚钉504相连接；所述升降电机带动所述模直齿条306沿着竖直方向往返运动，从而带动所述托板501沿着所述滑道钢305沿着竖直方向往返运动。
请参阅图6，所述电热切割件4包括两个长条形的电热板401，两个所述电热板401成夹角相连接，两个所述电热板401的接触端设有齿轮 403，两个所述电热板401接触端的一侧设有12V电机404，所述12V电机 404通过齿轮栓402与所述电热板401相连接，两个所述电热板401相邻的一侧均设有电热丝405，所述12V电机404带动两个所述电热板401转动，从而使两个所述电热板401开或合；所述电池6与所述12V电机404 和所述电热板401电性相连接；所述电热板401上设有摄像头。
即，电热板401通电后发热，能够使广告布、大棚薄膜、气球、风筝受到高温熔化，可以提高清理速度，一次性清除到位。
请参阅图7，还包括遥控器7，所述遥控器7上设有无线接收模块，所述电机102、所述12V电机和所述摄像头上均收控制器和无线发射模块。
通过遥控器7能够控制该架空线路巡检清障机器人的运动。
1)行走和越障碍机构：导地线上巡检和清障机器人，必须能满足在一定规格范围的导线、地线上行走，并能跨越间隔棒、防震锤等导线上安装的金具，同时在清障工作时能可靠锁定。
该架空线路巡检清障机器人的行走和越障机构采用两组行走轮机构，以及控制行走和越障机构的控制器。行走和越障机构设计有两个行走轮，行走机构转动设置于机架上，行走机构通过控制器可以在机架上转动，使其中一个行走轮脱离并高于导线，从而越过防震动锤等障碍物，且具有稳定性好、结构简单的优点。两组活动轮由一个行走电机和一个跨越动作电机来驱动，保证在导线上快速行走，当遇到障碍物时能自行越过障碍物；为了增加爬坡能力和行走速度，设计有自紧式辅助轮配合两组滑动轮行走；为了保证当机器人作业时稳定可靠，本机器人设计了升降式的锁紧机构,锁紧机构能在需要时升起顶到导线上，保证清障作业时机器人不倾翻。同时工作台设计为升降结构，它要跨越间隔棒时平台处于最低位置，正常行走或清障时平台处在最高位置，切除异物后基本不留“尾巴”。
机器人行走机构要保证能单根导地线和多***导线上行走，还要越过间隔棒、防震锤等金具，经过多种方案比对，认为采用大轮径宽轮加足够动力比多组轮升降越障、三轮或十字轮翻滚越障要简单平稳，从实用性考虑最终选择了轮径为30mm、轮宽为5mm的铝合金或尼龙轮子作为机器人的行走轮。为了保证稳定和可靠性采用电机结合行走轮一体化设计，不仅传动可靠还提高效能，还比采用传统电机加变速箱设计重量要轻，从而控制机器人的整体重量。
2)清障机构：有在导线、地线上缠绕的异物一般较轻，大多为塑料薄膜、广告布、遮阳网或风筝等，通过比较试验，采用电阻丝热熔化方案，设计300毫米长的安装有电阻丝的夹紧手臂来夹紧异物同时进行高温熔化，可以提高清理速度，一次性清除到位。
3)动力配置：选用12V100min，额定力矩:3.5Kg.cm，额定电流:750mA 的电机。采用充电式电池作为自备电源供电。
4)遥控和接收装置：机器人采用双频编解码芯片，位置传感器，微处理器，多通道驱动模块等组件，能控制机器人行走、锁定和清理作业、巡视检测。遥控器频段315MHZ，发射功率≤500MW。图像传输频段5.8GHZ, 发射功率≤400MW,≤27dBm。工作电压12V-24V,遥控器有效发射控制距离为≤1000M。图像接收≤2000M。图像监控装置和遥控器配套，接收装置还附带视频报收，方便地面人员接收导地线上无线传输的视频信号指挥清理作业，或巡检导地线。
一种架空线路巡检清障机器人的操作方法，包括以下步骤：
S1、吊装
吊装滑车两个挂点分别系好小导引绳，并安放好防潮绝缘绳，如考虑防潮绝缘绳较重也可以先在滑车上安放小导引绳再通过小导引绳来传递安放防潮绝缘绳。小绳和防潮绝缘绳长度应为导地线离地高度2倍加15 米；
无人机携带导引绳从一侧飞升至导地线上方将带有小重锤绳头抛向另一侧，重锤带动导引绳快速下放至地面，由地面人员牵引将翻转吊装滑车导入导地线上；
通过吊装滑车上的导引绳再传带12毫米的防潮绝缘绳，再由绝缘绳通过滑车来传递机器人到导线或地线处；
到导线或地线高度位置时，在控制绳的控制下放在导、地线上，等机器人落在导地线上时再锁上闭锁机构；
考虑配合无人机投放导引绳传递翻转滑车再利用滑车上导引绳牵引防潮绝缘绳传递机器人的需要，在机器人的作业平台上设置吊装点，方便跨越障碍物时的升降调整。
钩挂翻脱机构：吊装滑车利用导引小绳传递至导地线处自行滑入导地线，一要方便导入，二要钩挂可靠；撤离前要从导地线上脱开，还要在钩挂点的反向设计有反向牵拉环用于系脱开绳，最终形成具有翻转功能的吊装滑车。
S2、清障
机器人利用剪刀型机械臂将全部或部分异物先临时夹紧定位，同时启动高温熔化或激光切割，一般漂移物会快速清除；
机器人上的无线视频装置可能帮助地面人员进行有效清理异物，并可以方便地面人员检查导地线的受损情况；
S3、撤回
在撤回机器人前，先由地面人员通过牵拉传递绳提升机器人脱离导、地线，再缓慢将机器人放到地面；
机器人放到地面后，再牵拉翻转滑车的反向绳缓慢将滑车放下，并收回导引绳。
通过无人机传递机器人上导、地线进行清障作业方法可行，无须线路工人登高、带电作业，可以避免高处坠落和触电事故的发生。
无人机传递机器人不仅可以精准投放，还提高了作业安全性，避免高处作业和带电作业。
无人机配合机器人虽然是用于导地线异物清障用，但该方法可以应用于更多的在导地线上巡检和检修作业上。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：包括机器架(3)，所述机器架(3)的一端安装有跨越件(1)和走轮跨越架(2)，所述机器架(3)的另一端安装有升降托板件(5)，所述升降托板件(5)的一侧安装有电热切割件(4)，所述升降托板件(5)上安装有电池(6)；
所述跨越件(1)包括电机座(101)，所述电机座(101)的一侧设有电机(102)，所述电机(102)包括跨越电机、升降电机和行走电机，所述电池(6)与所述电机(102)电性相连接；
所述电机座(101)的另一侧设有第一扳杠板(103)，所述第一扳杠扳(103)一端通过跨越扳杆栓(104)与第一扳杠连板(105)相连接，所述第一扳杠扳(103)另一端通过跨越扳杆栓(104)与第二扳杠连板(106)相连接，跨越扳杆栓(104)穿过所述电机座(101)分别与两侧的所述跨越电机和所述第一扳杠板(103)相连接，在所述跨越电机的带动下，所述第一扳杠连板(105)和所述第二扳杠连板(106)均以所述第一扳杠扳(103)的连接点为圆心成夹角转动。
2.根据权利要求1所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：所述走轮跨越架(2)包括两个行走件(21)，两个所述行走件(21)分别设置在第一同步皮带(22)的两端；
所述行走件(21)包括圆钢主轴(211)，所述圆钢主轴(211)一端通过衬套(212)与走轮架固定座(213)相连接，所述圆钢主轴(211)另一端通过衬套(212)与轴承(214)相连接，所述轴承(214)与第一同步轮(215)相连接，所述第一同步轮(215)上套有所述第一同步皮带(22)；
所述圆钢主轴(211)中部的两侧对称的设有第一紧张轮(217)、第二紧张轮(218)和导线轮(219)；
所述圆钢主轴(211)中部套有两个间隔设置的走轮座(216)，所述第一紧张轮(217)、所述第二紧张轮(218)和所述导线轮(219)设置在两个所述走轮座(216)之间，所述第一紧张轮(217)设置在所述走轮座(216)的上侧，所述导线轮(219)设置在所述走轮座(216)的下侧，所述第二紧张轮(218)设置在所述第一紧张轮(217)和所述导线轮(219)之间。
3.根据权利要求2所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：所述圆钢主轴(211)上还套有主轴轮(220)，所述主轴轮(220)设置在两个所述走轮座(216)的中部，一侧所述走轮架固定座(213)与所述圆钢主轴(211)相离的一端通过第二同步轮(223)与行走电机(222)相连接，所述第二同步轮(223)上套有第二同步皮带(221)，所述行走电机(222)转动带动所述第二同步轮(223)转动，所述第二同步轮(223)转动带动所述圆钢主轴(211)转动，所述圆钢主轴(211)带动所述主轴轮(220)转动，从而带动所述第一紧张轮(217)、所述第二紧张轮(218)和所述导线轮(219)转动。
4.根据权利要求1所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：所述机器架(3)包括间隔设置的第一角铝(301)、第四角铝(304)、第二角铝(302)、第三角铝(303)和模直齿条(306)，所述第一角铝(301)和所述第四角铝(304)间隔且对称设置，所述第二角铝(302)、所述第三角铝(303)和所述模直齿条(306)一端均所述第一角铝(301)相连接，所述第二角铝(302)、所述第三角铝(303)和所述模直齿条(306)的另一端均所述第四角铝(304)相连接，所述模直齿条(306)设置在所述第一角铝(301)和所述第四角铝(304)的中部，所述第二角铝(302)和所述第三角铝(303)设置在所述模直齿条(306)的两侧，所述模直齿条(306)与所述第二角铝(302)和所述第三角铝(303)之间均设有滑道钢(305)。
5.根据权利要求4所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：所述升降托板件(5)包括方形托板(501)，所述方形托板(501)底面的四角均设有圆柱形第一脚钉(502)，所述方形托板(501)正面的一侧连有长方形的第二脚钉(504)，所述第二脚钉(504)与所述方形托板(501)相离一侧的中部设有第五角铝(503)，所述第五角铝(503)与所述模直齿条(306)相连接，所述滑道钢(305)与所述第二脚钉(504)相连接；所述升降电机带动所述模直齿条(306)沿着竖直方向往返运动，从而带动所述托板(501)沿着所述滑道钢(305)沿着竖直方向往返运动。
6.根据权利要求1所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：所述电热切割件(4)包括两个长条形的电热板(401)，两个所述电热板(401)成夹角相连接，两个所述电热板(401)的接触端设有齿轮(403)，两个所述电热板(401)接触端的一侧设有12V电机(404)，所述12V电机(404)通过齿轮栓(402)与所述电热板(401)相连接，两个所述电热板(401)相邻的一侧均设有电热丝(405)，所述12V电机(404)带动两个所述电热板(401)转动，从而使两个所述电热板(401)开或合；所述电池(6)与所述12V电机(404)和所述电热板(401)电性相连接；所述电热板(401)上设有摄像头。
7.根据权利要求6所述的一种架空线路巡检清障机器人，其特征在于：还包括遥控器(7)，所述遥控器(7)上设有无线接收模块，所述电机(102)、所述12V电机和所述摄像头上均收控制器和无线发射模块。
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2018
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