本发明涉及输电线路运行维护装置领域，更具体地，涉及一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置。
背景技术：
输电线路中的绝缘子要在各种气象条件下承受着高电压和大张力的复合作用，因而其劣化现象时有发生。对这些劣化的绝缘子必须及早地予以更换，否则将威胁线路的安全运行。
目前，带电更换绝缘子串的现场作业主要采用人工进入强电场等电位作业的施工方式，等电位电工进入强电场环境中带电作业的危险性极高，尽管相关的专用工具和施工工艺在不断改进，但并不能从根本上改变作业人员必须进入强电场等电位这种高危作业方式。
技术实现要素：
本发明提供一种一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置，该装置解决在不停电状态下对输电线路绝缘子串进行辅助更换。该绝缘子串更换装置机构原理简单、适应性强、稳定性好、作业方式简单、安全可靠性高。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置，包括固定安装支架、爬行驱动机构、前作业手臂以及后作业手臂。其中固定安装支架一侧的安装座连接在输电线路塔材上，另一侧通过两根绝缘杆连接在输电线路上；爬行驱动机构通过爬行驱动轮及辅助支撑轮安装在绝缘杆上；前作业手臂具有两个自由度，安装在爬行驱动机构的电气箱体上；后作业手臂具有三个自度，同样安装在爬行驱动机构的电气箱体上。在对输电线路悬垂绝缘子串进行辅助更换作业时，爬行驱动机构通过驱动行走轮在绝缘杆上移动，前后作业手臂到达预定位置后，两支作业手臂配合作业将金具连接螺栓拆下，从而达到带电更换悬垂绝缘子串的目的。
进一步地，所述固定安装支架包括安装座、绝缘杆以及连接头，安装座一端固定在输电线路铁塔塔材上，另一端与绝缘杆上端连接，绝缘杆下端通过连接头与导线相连。
进一步地，所述爬行驱动机构包括爬行驱动电机、爬行驱动轮、辅助支撑轮、装置主体安装板以及控制箱体。爬行驱动电机与爬行驱动轮连接后固定装置主体安装板上，辅助支撑轮通过支撑轮轴同样连接在装置主体安装板上；装置作业时爬行驱动轮与辅助支撑轮同时支撑在固定安装支架的绝缘杆上；控制箱体内安装电子控制元件及无线传输系统，控制箱外安装有视觉传感器及天线。
进一步地，所述前作业手臂包括两个自由度，第一个自由度为前工作头移动关节，作用是带动其上的前工作头抵住待拆卸的螺母，第二个自由度为前工作头旋转关节，作用是驱动前工作头旋转拆下连接悬垂金具的螺母。另外在移动关节和旋转关节之间设计一个弹性关节，作用是被动适应前工作头与待拆卸螺母的位置关系。
进一步地，所述后作业手臂包括三个自由度，第一个自由度为后工作头移动关节，作用是带动其上的后工作头靠近待拆卸的螺栓六角头，待前作业手臂旋开螺母后拉出螺栓，第二个自由度为回转关节，作用是带动后工作头旋转到指定位置，第三个自由度为夹紧关节，作用是当工作头靠近待拆卸的螺栓六角头后夹紧螺栓六角头。另外在旋转关节和夹紧关节之间设计一个弹性关节，作用是被动适应后工作头与待拆卸螺栓六角头的位置关系。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1、本发明对不同类型的悬垂绝缘子串适应能力强。本发明爬行移动方式不依赖绝缘子串本体，可适应不同尺寸的多种类型悬垂绝缘子串；
2、本发明对绝缘子串表面无磨损。由于爬行驱动部分不接触绝缘子串，因此对绝缘子表面不会造成磨损；
3、本发明爬行速度快、作业效率高。本发明没有采用绝缘串传统的蠕动式、履带式或者轮腿式爬行结构，通过驱动轮滚动爬行方式，爬行速度快，到位准确，作业效率高；
4、本发明作业方式简单，易实现。本发明采用拆缷金具螺栓的方式进行辅助更换悬垂绝缘子串，与传统的推拔弹簧销、脱开钢帽与碗头的更换绝缘子串作业方式相比，作业方式简单，易实现；
5、本发明结构简单，安全性好，可靠性高。本发明结构简单，上线杆塔作业方便，同时装置本体在封闭的绝缘杆框架内工作，保证装置不会从高空脱落，安全性好，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的固定安装支架结构示意图；
图3为本发明的爬行驱动机构结构示意图；
图4为本发明的前作业手臂结构示意图；
图5为本发明的后作业手臂结构示意图；
其中：1为固定安装支架，2为爬行驱动机构，3为前作业手臂，4为后作业手臂，1-1为安装座，1-2为第一绝缘杆，1-3为第二绝缘杆，1-4为第一连接头，1-5为第二连接头，2-1为控制箱体，2-2为视觉传感器，2-3为天线，2-4为第一爬行驱动电机，2-5为第一爬行驱动轮，2-6为第一辅助支撑轮，2-7为第二爬行驱动电机，2-8为第二爬行驱动轮，2-9为第二辅助支撑轮，3-1为前工作头移动关节，3-2为前工作头弹性关节，3-3为前工作头旋转关节，4-1为后工作头连接座，4-2为后工作头移动关节，4-3为后工作头回转关节驱动电机，4-4为连接支撑板，4-5为后工作头夹紧关节驱动电机，4-6为后工作头弹性关节，4-7为后工作头夹紧关节。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置替代等电位电工，对输电线路绝缘子串进行辅助更换。本发明包括固定安装支架1，爬行驱动机构2，前作业手臂3，后作业手臂4。其中固定安装支架1一侧固定在待作业杆塔榙材上，另一侧连接爬行驱动机构2；其中前作业手臂3安装在爬行驱动机构2的控制箱体2-1上，绝缘子串更换作业时前作业手臂3各关节动作旋开连接金具的螺母；后作业手臂4通过后工作头连接座4-1连接在爬行驱动机构2的控制箱体2-1上，绝缘子串更换作业时后作业手臂4各关节动作夹住连接金具螺栓的六角头，与前作业手臂3协同作业断开绝缘子串与悬垂线夹的连接，从而达到辅助更换整串悬垂绝缘子串的目的。
如图2所示，所述固定安装支架1包括安装座1-1，第一绝缘杆1-2，第二绝缘杆1-3，第一连接头1-4，第二连接头1-5。所述安装座1-1固定在待作业杆塔榙材上；所述第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3一端固连在安装座1-1上，另一端分通过第一连接头1-4和第二连接头1-5连接在待更换悬垂绝缘子串下方的导线上。这样固定安装支架1形成一个框形封闭结构，是爬行驱动机构2及前作业手臂3和后作业手臂4进行作业的基础。
如图3所示，所述爬行驱动机构2包括控制箱体2-1，视觉传感器2-2，天线2-3，第一爬行驱动电机2-4，第一爬行驱动轮2-5，第一辅助支撑轮2-6，第二爬行驱动电机2-7，第二爬行驱动轮2-8，第二辅助支撑轮2-9。所述控制箱体2-1是爬行驱动机构2中其余部件的安装基础；所述视觉传感器2-2安装在控制箱体2-1上，其作用是引导前作业手臂3和后作业手臂4进行拆卸金具螺栓作业；所述天线2-3安装在控制箱体2-1侧面，其作用是进行控制信号的无线传输；所述第一爬行驱动电机2-4和第二爬行驱动电机2-7安装在控制箱体2-1底板上，二者同时动作时能够带动整个装置沿第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3上下爬行；所述第一爬行驱动轮2-5和第二爬行驱动轮2-8分别连接在第一爬行驱动电机2-4和第二爬行驱动电机2-7上，并且能够在第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3上滚动爬行；所述第一辅助支撑轮2-6和第二辅助支撑轮2-9安装在控制箱体2-1底板上，能够在第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3上滚动爬行。
如图4所示，所述前作业手臂3包括前工作头移动关节3-1，前工作头弹性关节3-2，前工作头旋转关节3-3。所述前工作头移动关节3-1安装在控制箱体2-1底板上，其作用是使前工作头旋转关节3-3靠近或远离待拆卸螺母；所述前工作头弹性关节3-2用于连接前工作头移动关节3-1和前工作头旋转关节3-3，其作用是被动适应前工作头旋转关节3-3与待拆卸螺母的位置关系；所述前工作头旋转关节3-3前端是一个六角套筒，通过前工作头移动关节3-1移动能够抵住待拆卸螺母，然后前端的六角套筒旋转旋开待拆卸螺母。
如图5所示，所述后作业手臂4包括后工作头连接座4-1，后工作头移动关节4-2，后工作头回转关节驱动电机4-3，连接支撑板4-4，后工作头夹紧关节驱动电机4-5，后工作头弹性关节4-6，后工作头夹紧关节4-7。所述后工作头连接座4-1安装在控制箱体2-1底板上，是后作业手臂4的安装基座；所述后工作头移动关节4-2连接后工作头连接座4-1，其作用是使后工作头夹紧关节4-7靠近或远离待拆卸螺栓的六角头；所述后工作头回转关节驱动电机4-3与后工作头移动关节4-2连接，驱动连接支撑板4-4带动后工作头夹紧关节4-7旋转；所述连接支撑板4-4用于连接后工作头回转关节驱动电机4-3和后工作头夹紧关节驱动电机4-5；所述后工作头夹紧关节驱动电机4-5安装在连接支撑板4-4，其作用是用于驱动后工作头夹紧关节4-7的夹紧与松开；所述后工作头弹性关节4-6用于连接后工作头夹紧关节驱动电机4-5和后工作头夹紧关节4-7，其作用是被动适应后工作头夹紧关节4-7与待拆卸螺检六角头的位置关系；所述后工作头夹紧关节4-7前端是一个夹持机构，在后工作头夹紧关节驱动电机4-5驱动下能够夹住待拆卸螺栓的六角头，待前工作头旋转关节3-3旋下金具连接螺栓的螺母后，后工作头夹紧关节4-7夹住待拆卸螺栓的六角头在后工作头移动关节4-2带动下抽出金具连接螺栓。
输电线路悬垂绝缘子串更换装置进行辅助更换悬垂绝缘子串工作过程如下：
本发明用于输电线路悬垂绝缘子串辅助更换，其工作过程如下：
第一步，安装固定安装支架。将固定安装支架1吊装到待作业的输电线路杆塔上，然后将安装座1-1连接到待作业绝缘子串上方的塔材上，再将第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3通过第一连接头1-4及第二连接头1-5连接到输电线路的导线上。
第二步，安装其余作业装置到固定安装支架上。将前作业手臂3和后作业手臂4安装在爬行驱动机构2上，然后吊装上塔；吊装上塔之后将第一爬行驱动轮2-5、第二爬行驱动轮2-8、第一辅助支撑轮2-6以及第二辅助支撑轮2-9等四个爬行轮安装在第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3之间。
第三步，作业装置爬行到位。同时控制第一爬行驱动电机2-4和第二爬行驱动电机2-7转动，带动作业装置沿第一绝缘杆1-2和第二绝缘杆1-3向下爬行，爬行到预定作业位置后停止动作。
第四步，进行拆卸作业。前作业手臂3和后作业手臂4双臂协调进行作业，前作业手臂3的前工作头旋转关节3-3前端的六角套筒套住待拆卸螺母，同时后作业手臂4的后工作头夹紧关节4-7前端夹持机构夹住待拆卸螺栓的六角头，旋转关节3-3旋转旋下螺母，然后后作业手臂4各关节动作抽出金具连接螺栓。
第五步，完成作业。完成拆卸作业后，作业装置爬行到初始位置，辅助更换悬垂绝缘子串作业结束。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。