专利名称：架空线路清障检测机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种架空线路清障检测机器人。
背景技术：
架空线路尤其是超高压线路长期处于野外环境之中，风筝、塑料大棚篷布、塑料地膜等 危及输电线路运行安全的异物经常悬挂在超高压线路上，如不及时清理，则极易影响电力正 常输送。目前对悬挂在架空线路上异物的清除主要是采用人工清理，即通过人员目测或借助 望远镜观察确定异物位置，而后由工作人员高空作业清除异物；但是上述方法，存在劳动强 度大、高空作业危险性高和效率较低的缺陷，很难达到理想的结果。目前虽然有可以在架空 线路行走和实时检测的智能化机器人，但目前这种机器人都只能在单根架空线路上行走，无 法在如500kV架空线路的多根电线上跨越间隔棒行进；另外现有的机器人只用于线路巡检， 不具有自动清障的功能，无法很好的代替人员进行工作。
发明内容
本发明的目的，是提供了一种架空线路清障检测机器人，它在可带有间隔棒的多根架空 线路上畅行无阻，不受间隔棒的影响，并且，可完全替代工作人员进行高空作业，清理悬挂 于线路上的杂物，确保线路正常运行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的架空线路清障检测机器人，包括电器箱，电 器箱上安装第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板的上部安装第一安装板，第一安装 板上安装第二安装板，第二安装板与第一安装板之间安装三个主动轮，第一安装板上安装 三个行走电机，每个行走电机的输出轴均与一个主动轮连接，第一安装板上安装摄像头支 杆，摄像头支杆上安装第二电机，第二电机的输出轴上安装摄像头座，摄像头座上安装第 一电机，第一电机的输出轴上安装摄像头，第二侧板上安装第三机械臂、第八电机和第二 减速器，第八电机的输出轴与第二减速器的输入轴连接，第二减速器的输出轴与第三机械 臂的一端连接，第三机械臂的另一端安装第六电机，第六电机的输出轴上安装第四机械臂， 第四机械臂上安装第四电机，第四电机的输出轴上安装第五减速装置，第五减速装置上安 装夹钳座，夹钳座上安装第一夹钳和第二夹钳，第一夹钳和第二夹钳的一端分别与夹钳座 铰连，第一夹钳上安装第一连杆和第三连杆，第一连杆的一端与第一夹钳铰连，第一连杆 的另一端与夹钳座铰连，第三连杆的中部与夹钳座铰连，第三连杆的上端与第一夹钳铰连，第三连杆的下端安装第一连接片，第一连接片的上端与第三连杆铰连，第一连接片的下端 安装钢索，第二夹钳上安装第二连杆和第四连杆，第二连杆的一端与第二夹钳铰连，第二 连杆的另一端与夹钳座铰连，第四连杆的中部与夹钳座铰连，第四连杆的上端与第二夹钳 铰连，第四连杆上安装第二连接片，第二连接片的上端与第四连接杆铰连，第二连接片的 下端与钢索连接，第四机械臂上安装拉紧机构，拉紧机构与钢索连接。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现电器箱上安装第二从动轮 和第一从动轮，电器箱上安装两块第二越障板和两块第一越障板，两块第二越障板位于第二 从动轮两侧，两块第一越障板位于第一从动轮两侧。所述的拉紧机构由第五电机、传动箱、 丝杠、螺母和连接件连接构成，第四机械臂上安装传动箱，传动箱内安装丝杠，丝杠的外周 安装螺母，螺母上安装连接件，连接件与钢索连接，传动箱上安装第五电机，第五电机的输 出轴与丝杠连接。第二连杆上安装第二扭簧，第二扭簧的一端与第二连杆连接，第二扭簧的 另一端与夹钳座连接，第一连杆上安装第一扭簧，第一扭簧的一端与第一连杆连接，第一扭 簧的另一端与夹钳座连接。第一侧板上安装放电刷。第二侧板上安装第一机械臂、第七电机 和第一减速器，第七电机的输出轴与第一减速器的输入轴连接，第一减速器的输出轴与第一 机械臂连接，第一机械臂上安装第三电机，第三电机的输出轴上安装第二机械臂，第二机械 臂的另一端安装砂轮电机，砂轮电机的输出轴上安装砂轮，砂轮的外周安装砂轮架，砂轮架 与第二机械臂连接。
本发明的有益效果在于它具有悬挂机构，可牢固悬挂于架空线路上，并可不受间隔棒 的影响，在多根架空线路上行走自如，他还装有活动灵活的机械手臂，可准确快捷地清理线 路上的杂物，且不会对线路造成损坏。它装有摄像头，可将线路及周围的图像传给地面的工 作人员，可方便工作人员进行远距离操控，提高工作效率。本发明还具有结构简洁、制造成 本低廉和使用简便的优点。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的后视结构示意图；图3是图1的I局部放大
结构示意图；图4是图3的A向放大结构示意图；图5是图1的B向放大结构示意图。
标号说明l摄像头2第一电机3第二电机4第二安装板5行走电机6挂环7第三 电机8第四电机9第五电机ll第一从动轮12第一越障板13放电刷14主动轮15砂 轮架16砂轮17砂轮电机18第七电机19第八电机20第一夹钳21摄像头座22摄像 头支杆23上导线24第一侧板25第二侧板26第一减速器27第二减速器29第六电机30第一机械臂31第二机械臂32第三机械臂33第四机械臂34第五减速装置35夹钳座 36电器箱37下导线38钢索39传动箱40丝杠41螺母42第二越障板43第二从动轮 44第一连杆45第二夹钳46第二连杆47第一扭簧48第二扭簧49连接件50第一安装 板51第三连杆52第四连杆53第二连接片54第一连接片55折沿56安装孔。
具体实施例方式
本发明所述的架空线路清障检测机器人包括电器箱36，电器箱36上安装第一侧板24和 第二侧板25，第一侧板24和第二侧板25的上部安装第一安装板50，第一安装板50上安装 第二安装板4，电器箱36、第一侧板24、第二侧板25和第一安装板50连接构成机体，该机 体结构简单、体积小、重量轻，便于安装于架空线上使用，可最大限度的减小机器人对架空 线路的影响；第二安装板4与第一安装板50相隔一段距离，第二安装板4相当于悬挂臂，第 二安装板4与第一安装板50之间安装三个主动轮14，第一安装板50上安装三个行走电机5， 每个行走电机5的输出轴均与一个主动轮14连接，即行走电机5与主动轮14 一一对应，如 图1所示，三个主动轮14 一字排开，位于中间的主动轮14高于两边的主动轮14，当在架空 线路上正常行走时，两边的主动轮14转动提供动力，使机器人在架空线上行走，当遇到架空 线上的间隔棒，且间隔棒位于两侧的主动轮14之间时，中间的主动轮14转动与间隔棒接触， 从而，有利于机器人跨越间隔棒。为便于工作人员观察架空线上障碍物的具体情况，方便对 机器人进行操控，第一安装板50上可安装摄像头支杆22，摄像头支杆22上安装第二电机3， 第二电机3的输出轴上安装摄像头座21，摄像头座21上安装第一电机2，第一电机2的输出 轴上安装摄像头l;第一电机2可带动摄像头1转动进行仰拍或俯拍，第二电机3可带动摄 像头1作360度旋转，方便拍摄各角度。第二侧板25上安装清除障碍物的机械臂，具体结构 是，第二侧板25上安装第三机械臂32、第八电机19和第二减速器27，第八电机19的输出 轴与第二减速器27的输入轴连接，第二减速器27的输出轴与第三机械臂32的一端连接，第 三机械臂32的另一端安装第六电机29，第六电机29的输出轴上安装第四机械臂33,第四机 械臂33上安装第四电机8，第四电机8的输出轴上安装第五减速装置34，第五减速装置34 上安装夹钳座35，夹钳座35上安装第一夹钳20和第二夹钳45，第一夹钳20和第二夹钳45 的一端分别与夹钳座35铰连，第一夹钳20上安装第一连杆44和第三连杆51 ，第一连杆44 的一端与第一夹钳20铰连，第一连杆44的另一端与夹钳座35铰连，第三连杆51.的中部与 夹钳座35铰连，第三连杆51的上端与第一夹钳20铰连，第三连杆51的下端安装第一连接 片54，第一连接片54的上端与第三连杆51铰连，第一连接片54的下端安装钢索38，第二夹钳45上安装第二连杆46和第四连杆52，第二连杆46的一端与第二夹钳45铰连，第二连 杆46的另一端与夹钳座35铰连，第四连杆52的中部与夹钳座35铰连，第四连杆52的上端 与第二夹钳45铰连，第四连杆52上安装第二连接片53，第二连接片53的上端与第四连接 杆52铰连，第二连接片53的下端与钢索38连接，第四机械臂33上安装拉紧机构，拉紧机 构与钢索38连接。第八电机19为第三机械臂32提供动力，使其可绕其轴线转动，第六电机 29可使第四机械臂33相对第三机械臂32转动，第四电机8可使夹钳座35转动，拉紧机构 可通过钢索38控制第一夹钳20和第二夹钳45闭合。第四连杆52、第三连杆51、第一连杆 44和第二夹钳45连接构成第一夹钳20和第二夹钳45的开合控制机构，经反复实验得知， 该机构可使第一夹钳20和第二夹钳45开合更加灵活，并且更加稳定有力。电器箱36内可安 装远程发射和接收装置，它可将摄像头l拍摄的图像传给地面的工作人员，也可接收地面工 作人员发出的信号，使机器人按指令执行。
使用时，先将机器人吊挂于架空线路上，使上导线23位于第二安装板4和第一安装板50 之间，并使两个主动轮14分别与上导线23相触，即将机器人挂于上导线23上；再根据摄像 头1拍摄的架空线路具体情况，工作人员控制三台行走电机5分别带动各自的主动轮14转动， 将机器人移至线路上的设定地点，并通过控制第八电机19、第六电机29、第五减速装置34 和第五电机9，操纵机械臂动作将线路上的悬挂物取下，达到清障的目的。
本发明所述的机器人，其清障的主要线路之一是500KV四分裂导线输电线路，为确保清障 时，机器人移动更加稳定，避免发生晃动，如图1和图2所示，电器箱36上可安装第二从动 轮43和第一从动轮U，第二从动轮43和第一从动轮11可以是从动辊，第二从动轮43和第 一从动轮11与下导线37相接触，为方便机器人能更顺利地跨过架空线上的间隔棒，可在电 器箱36上安装两块第二越障板42和两块第一越障板12，两块第二越障板42位于第二从动 轮43两侧，两块第一越障板12位于第一从动轮11两侧，如图5所示，第二越障板42相对 下导线37倾斜一定角度，第一越障板12也相对下导线37倾斜一定角度，因此，当机器人的 第二从动轮43和第一从动轮11接近间隔棒时，第二越障板42和第一越障板12可起导向作 用。如图1所示，由于各不同线路中的多根电线之间的间距略有不同，为使本发明所述的架 空线路清障检测可在各间距的线路上正常行走，可将第一安装板50与第一侧板24和第二侧 板25之间设计成活动连接，具体结构是，第一侧板24和第二侧板25上分别设置折沿55，折 沿(55)上开设安装孔56，第一安装板50上开设孔，安装时，先根据需要调整第一安装板50 和第一侧板24、第二侧板25之间的位置关系，将第一侧板24和第二侧板25上的安装孔56分别与第一安装板50上的孔对齐，并用螺栓固定。
如图4所示，所述的拉紧机构可由第五电机9、传动箱39、丝杠40、螺母41和连接件49 连接构成，第四机械臂33上安装传动箱39，传动箱39内安装丝杠40，丝杠40的外周$装 螺母41，螺母41的横断面是非圆形，目的是当丝杠40转动时，确保螺母41无法旋转，而 是沿丝杠40作直线运动，螺母41上安装连接件49，连接件49与钢索38连接，传动箱39 上安装第五电机9，第五电机9的输出轴与丝杠40连接。当需拉紧钢索38使第一夹钳20和 第二夹钳45闭合时，第五电机9带动丝杠40转动，螺母41在丝杠40的作用下沿作直线运 动，从而通过连接件49拉紧钢索38，钢索38通过第二连接片53、第一连接片54、第四连 杆52、第三连杆51、第一连杆44和第二连杆46分别带动第一夹钳20和第二夹钳45闭合。 如图3所示，第二连杆46上安装第二扭簧48，第二扭簧48的一端与第二连杆46连接， 第二扭簧48的另一端与夹钳座35连接，第一连杆44上安装第一扭簧47，第一扭簧47的一 端与第一连杆44连接，第一扭簧47的另一端与夹钳座35连接。第二扭簧48和第一扭簧47 可使第一夹钳20和第二夹钳45在钢索38的拉力消失的情况下，恢复打开状态，以便于进行 下一次夹持。
如图2所示，第一安装板50上可安装挂环6，第一侧板24上安装放电刷13，可利用挂 环6用起重机械将机器人吊起挂于上导线23上，在吊挂的过程中放电刷13与运行中的500KV 四分裂导线接触，使机器人与500KV四分裂导线形成等电位。
为了便于清除类似塑料薄膜等异物，第二侧板25上可安装第一机械臂30、第七电机18 和第一减速器26，第七电机18的输出轴与第一减速器26的输入轴连接，第一减速器26的 输出轴与第一机械臂30连接，第一减速器26可带动第一机械臂30转动，第一机械臂30 上安装第三电机7，第三电机7的输出轴上安装第二机械臂31，第三电机7可带动第二机 械臂31相对第一机械臂30转动，第二机械臂31的另一端安装砂轮电机17，砂轮电机17 的输出轴上安装砂轮16，砂轮16的外周安装砂轮架15，砂轮架15与第二机械臂31连接。 使用时，砂轮架15固定住悬挂于架空线上的塑料薄膜等杂物，砂轮电机17带动砂轮16转 动，对塑料薄膜等杂物进行切削。 本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
权利要求
1、架空线路清障检测机器人，其特征在于包括电器箱(36)，电器箱(36)上安装第一侧板(24)和第二侧板(25)，第一侧板(24)和第二侧板(25)的上部安装第一安装板(50)，第一安装板(50)上安装第二安装板(4)，第二安装板(4)与第一安装板(50)之间安装三个主动轮(14)，第一安装板(50)上安装三个行走电机(5)，每个行走电机(5)的输出轴均与一个主动轮(14)连接，第一安装板(50)上安装摄像头支杆(22)，摄像头支杆(22)上安装第二电机(3)，第二电机(3)的输出轴上安装摄像头座(21)，摄像头座(21)上安装第一电机(2)，第一电机(2)的输出轴上安装摄像头(1)，第二侧板(25)上安装第三机械臂(32)、第八电机(19)和第二减速器(27)，第八电机(19)的输出轴与第二减速器(27)的输入轴连接，第二减速器(27)的输出轴与第三机械臂(32)的一端连接，第三机械臂(32)的另一端安装第六电机(29)，第六电机(29)的输出轴上安装第四机械臂(33)，第四机械臂(33)上安装第四电机(8)，第四电机(8)的输出轴上安装第五减速装置(34)，第五减速装置(34)上安装夹钳座(35)，夹钳座(35)上安装第一夹钳(20)和第二夹钳(45)，第一夹钳(20)和第二夹钳(45)的一端分别与夹钳座(35)铰连，第一夹钳(20)上安装第一连杆(44)和第三连杆(51)，第一连杆(44)的一端与第一夹钳(20)铰连，第一连杆(44)的另一端与夹钳座(35)铰连，第三连杆(51)的中部与夹钳座(35)铰连，第三连杆(51)的上端与第一夹钳(20)铰连，第三连杆(51)的下端安装第一连接片(54)，第一连接片(54)的上端与第三连杆(51)铰连，第一连接片(54)的下端安装钢索(38)，第二夹钳(45)上安装第二连杆(46)和第四连杆(52)，第二连杆(46)的一端与第二夹钳(45)铰连，第二连杆(46)的另一端与夹钳座(35)铰连，第四连杆(52)的中部与夹钳座(35)铰连，第四连杆(52)的上端与第二夹钳(45)铰连，第四连杆(52)上安装第二连接片(53)，第二连接片(53)的上端与第四连接杆(52)铰连，第二连接片(53)的下端与钢索(38)连接，第四机械臂(33)上安装拉紧机构，拉紧机构与钢索(38)连接。
2、 根据权利要求1所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于电器箱(36) 上安装第二从动轮(43)和第一从动轮(11)，电器箱(36)上安装两块第二越障板(42)和两块第一越障板(12)，两块第二越障板(42)位于第二从动轮(43)两侧， 两块第一越障板(12)位于第一从动轮(11)两侧。
3、 根据权利要求2所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于所述的拉紧机构由第五电机(9)、传动箱(39)、丝杠(40)、螺母(41)和连接件(49)连接构成， 第四机械臂(33)上安装传动箱(39)，传动箱(39)内安装丝杠(40)，丝杠(40) 的外周安装螺母(41)，螺母(41)上安装连接件(49)，连接件(49)与钢索(38) 连接，传动箱(39)上安装第五电机(9)，第五电机(9)的输出轴与丝杠(40)连 接。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于第二 连杆(46)上安装第二扭簧(48)，第二扭簧(48)的一端与第二连杆(46)连接， 第二扭簧(48)的另一端与夹钳座(35)连接，第一连杆(44)上安装第一扭簧(47)， 第一扭簧(47)的一端与第一连杆(44)连接，第一扭簧(47)的另一端与夹钳座(35) 连接。
5、 根据权利要求4所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于第一侧板(24) 上安装放电刷(13)。
6、 根据权利要求4所述的架空线路清障检测机器人，其特征在于第二侧板(25) 上安装第一机械臂(30)、第七电机(18)和第一减速器(26)，第七电机(18)的输 出轴与第一减速器(26)的输入轴连接，第一减速器(26)的输出轴与第一机械臂(30) 连接，第一机械臂(30)上安装第三电机(7)，第三电机(7)的输出轴上安装第二 机械臂(31)，第二机械臂(31)的另一端安装砂轮电机(17)，砂轮电机(17)的输 出轴上安装砂轮(16)，砂轮(16)的外周安装砂轮架(15)，砂轮架(15)与第二机 械臂(31)连接。
全文摘要
本发明公开了一种架空线路清障检测机器人，包括电器箱，电器箱上安装两侧板，两侧板上部安装第一安装板，第一安装板上安装第二安装板，第二安装板与第一安装板之间安装主动轮，第一安装板上安装行走电机，行走电机与主动轮连接，第一安装板上安装摄像头支杆，摄像头支杆上安装第二电机，第二电机的输出轴上安装摄像头座，摄像头座上安装第一电机，第一电机的输出轴上安装摄像头，第二侧板上安装机械臂。它可在带有间隔棒的多根架空线路上畅行无阻，不受间隔棒的影响，并且，可完全替代工作人员进行高空作业，清理悬挂于线路上的杂物，确保线路正常运行。
文档编号B25J1/00GK101513733SQ20091002002
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者乔耀华, 冯迎春, 矞 刘, 刘洪正, 宁 吕, 吕守国, 宋晓东, 军 张, 张天河, 张钦广, 朱德袆, 岐 李, 李成远, 杨立超, 斌 王, 苏建军, 袁广宏, 马玮杰, 森 高, 翔 高, 高金福 申请人:山东电力集团公司超高压公司