一种绝缘子用装置、控制系统及机器人的制作方法

本发明涉及绝缘子领域，具体地说是一种绝缘子用装置、控制系统及机器人。

背景技术：

近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，绝缘子防污闪是当前电力系统研究的一个重大课题，定期的检修和清扫可增强绝缘子的防污闪性能，国内外的专家对此进行了多方面的探索研究。现有对绝缘子的清扫方式一般为停电清扫，是在线路停电以后工人登杆用抹布擦拭，如果擦不净，可用湿布擦，也可以用洗涤剂擦洗，如果还擦洗不净时，则应更换绝缘子或换合成绝缘子。不停电清扫一般是利用装有毛刷或绑以棉纱的绝缘杆，在运行线路上擦绝缘子。所使用绝缘杆的电气性能及有效长度、人与带电部分的距离，都应符合相应电压等级的规定，操作时必须有专人监护。还有一种是带电水冲洗，分大水冲和小水冲两种方法，冲洗用水、操作杆有效长度、人与带电部距离等必须符合业规程要求。

但由人工直接擦拭，不仅不利于人身安全，而且浪费人力物力；现有的带水冲洗同样需要人工配合，在工作量较多时，与人的体力能力直接息息相关，因带电冲洗，同样存在安全问题。

此外，对绝缘子串或者绝缘子进行必要的憎水性、外观、阻值等的检测，有助于对绝缘子在线情况的详细了解，同样是非常必要的。

技术实现要素：

针对上述问题，为了解决现有技术的不足，特提供一种绝缘子用装置，该装置可有效克服目前水冲洗清扫任务繁复、工作量大、人工作业操作难度大、危险度高等缺点，具有清洗速度快，效率高，自动化程度高，劳动强度低等特点。

本发明还提供了一种绝缘子用控制系统，该控制系统实现对装置中各机构的分别控制，有效实现自动化。

本发明还提供了一种绝缘子用机器人，该机器人包括上述的控制系统，拓宽了机器人的使用范围。

本发明提供的一个方案是：

一种绝缘子用装置，包括沿着绝缘子周向方向布置的旋转机构，旋转机构与升降机构固定，旋转机构上可布置用于对绝缘子或者绝缘子串进行清洗的清洗机构和/或用于对绝缘子或者绝缘子串进行检测的检测仪器，清洗机构和/或检测仪器围绕绝缘子或者绝缘子串的周向在设定角度范围内旋转；通过旋转机构带动清洗机构和/或检测仪器沿着绝缘子周向方向移动，实现对绝缘子圆周一圈的清洗或者检测，简单方便，避免了现有通过人工手持水枪，实现对绝缘子现场的快速清洗。

升降机构与旋转机构固定以带动清洗机构和/或检测仪器沿着绝缘子轴向移动，从而扩大装置的清洗范围，既可以实现对绝缘子高度范围的清洗，又可实现绝缘子圆周方向的清洁，清洗效果更好，检测结果更加准确。

其中，所述旋转机构包括围绕绝缘子圆周布设的轨道，轨道朝向绝缘子布置，轨道表面设置用于固定清洗机构和/或检测仪器的导轨；所述清洗机构和/或检测仪器通过滑块固定于导轨，所述轨道为齿条，滑块与齿轮电机固定，齿轮电机与齿条啮合，以通过齿轮电机带动滑块沿着齿条运动。

因滑块需要固定于导轨，还需要承载清洗机构和/或检测仪器，故滑块一侧表面设置凹槽与导轨配合，滑块的中部下方固定清洗机构和/或检测仪器，滑块中部上方固定齿轮电机，齿轮电机的齿轮与齿条啮合。

为了避免清洗机构和/或检测仪器中线条的缠绕，清洗机构和/或检测仪器可设置有多处，多个清洗机构和/或检测仪器同时动作，所述齿轮电机正反转沿着齿条在设定角度范围内旋转，如当清洗机构和/或检测仪器为两处时，二者对称布置，各自可在180°范围内水平移动；清洗机构和/或检测仪器的水枪可设有至少一个，水枪通过管路与高压水接通，管路采用软性材料制造，便于在一定角度内使用同样不会缠绕。

所述清洗机构包括设置于滑块的摆动动力源，摆动动力源与清洗机构的水枪固定以带动水枪在绝缘子轴向平面内摆动，当绝缘子体积较小时，只通过上下摆动的水枪以及可沿着绝缘子周向运动的清洗机构和/或检测仪器，就可实现对绝缘子的全方位清洗。

其中，所述升降机构包括穿过所述齿条沿着绝缘子轴向方向设置的丝杠，为了支撑的稳定性，丝杠围绕绝缘子周向竖直设置有多个，丝杠的上端设置上平台以用于支撑带动丝杠旋转的丝杠电机，上平台为一中部镂空的空圈且该空圈与多个丝杠的顶部各自固定。

在本发明第二个实施例中升降机构包括升降动力源，升降动力源通过支撑板与所述的齿条固定以带动齿条沿着绝缘子轴向方向移动，支撑板可沿着绝缘子的圆周设置有多处。

所述丝杠的下端设置中部镂空的下平台以支撑整个装置，下平台结构可与上平台结构相同，下平台同样为镂空结构以通过下平台穿过绝缘子。

进一步，为了保证整个冲洗装置的稳定性，在所述上平台上表面或者下表面活动设置用于固定绝缘子串的固定件。

所述固定件为至少两个夹持手爪，两个夹持手爪围绕绝缘子对称设置，夹持手爪的一端呈圆弧形状；夹持手爪的一端可拆卸固定于上平台结构。

此外，所述检测仪器包括憎水性检测仪、阻值检测仪和摄像机。

在本发明第三个实施例中固定件的中部带有镂空环以通过镂空环穿过绝缘子串，镂空环为一整个结构。

此外，为了防止在对绝缘子冲洗过程中液体四处飞溅，可在旋转机构的外侧设置一围绕绝缘子周向布置的防水罩，防水罩的上表面内凹倾斜设置，防水罩的底部内凹形成沟槽以收集清洗用水。

本发明提供的第二个方案是：

一种绝缘子用控制系统，包括所述的绝缘子用装置和控制单元，控制单元与所述升降机构、所述旋转机构、所述清洗机构和/或检测仪器分别单独连接，控制单元控制升降机构带动旋转机构进行升降动作，控制旋转机构在设定角度范围内正反转运动，并控制清洗机构和/或检测仪器开启及清洗机构中水枪的旋转运动，控制检测仪器的开闭动作且储存检测到的数据信息。

其中，所述控制单元包括可操作的控制面板和远程遥控器，通过远程控制器就可实现对升降机构、旋转机构、清洗机构和/或检测仪器的分别控制。

本发明提供的第三个方案是：

一种绝缘子用机器人，包括所述的一种绝缘子用控制系统。

本发明的有益效果是：

1)通过旋转机构带动清洗机构和/或检测仪器沿绝缘子圆周方向运动，实现对绝缘子圆周一圈的清洗或者相关信息的检测，简单方便，避免了现有通过人工手持水枪，实现对绝缘子现场的快速清洗。

2)通过升降机构的设置，可带动旋转机构实现上下移动，进而既带动清洗机构和/或检测仪器的圆周运动，又可以实现轴向运动，拓宽了二者的工作范围，可实现对绝缘子、绝缘子串全方位的清洗，有效保证了清洗效果；保证了检测的全面性。

3)通过水枪设置为可沿绝缘子轴向平面内摆动，可根据需要对绝缘子串的待冲洗表面进行调整，实现绝缘子片无死角冲洗，对绝缘子片清扫彻底。

附图说明

图1为本发明的工作示意图；

图2为本发明齿条轨道结构示意图；

图3为本发明水枪机构示意图；

图4为本发明控制系统示意图；

其中：100升降机构，101下平台，102上平台，103丝杠电机，104丝杠，105丝杠螺母，106光杆，107光杆滑块，200水冲洗轨道机构，210齿条，220旋转机构，221齿轮电机，222防水外壳，223滑块，224齿轮，230清洗机构和/或检测仪器，231摆动动力源，232水枪，233高压水接口，300紧固件，301夹持手爪，400绝缘子串。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

如图1所示，一种绝缘子用装置，包括带有高压水枪232的通过水枪冲洗绝缘子的清洗机构230，清洗机构230与可带动清洗机构230沿着绝缘子周向方向在设定角度范围内旋转的旋转机构220连接；通过旋转机构220带动清洗机构230沿着绝缘子周向方向移动，实现对绝缘子圆周一圈的清洗，简单方便，避免了现有通过人工手持水枪，实现对绝缘子现场的快速清洗。

为了进一步扩大对绝缘子的清洗，对多串绝缘子串400进行清洗，上述的清洗装置还包括围绕绝缘子圆周设置的或者设置于绝缘子一侧的升降机构100，升降机构100与清洗机构230固定以带动清洗机构230沿着绝缘子轴向移动，从而扩大装置的清洗范围，既可以实现对绝缘子高度范围的清洗，又可实现绝缘子圆周方向的清洁，清洗效果更好。

其中，所述升降机构100包括穿过所述齿条沿着绝缘子轴向方向设置的丝杠104，丝杠104通过丝杠螺母105与齿条210固定，齿条210与清洗机构230构成水冲洗轨道机构200，为了控制丝杠104的数量，在相邻丝杠之间设置光杆106，光杆106通过光杆滑块107与齿条固定，为了支撑的稳定性，丝杠104围绕绝缘子周向竖直设置有多个，丝杠104的上端设置上平台102以用于支撑带动丝杠104旋转的丝杠电机103，上平台102为一中部镂空的空圈且该空圈与多个丝杠104的顶部各自固定。

所述丝杠104的下端设置中部镂空的下平台101以支撑冲洗装置，下平台101结构可与上平台102结构相同，下平台101同样为镂空结构以通过下平台101穿过绝缘子。

所述旋转机构包括通过支架固定的围绕绝缘子圆周布的齿条，齿条210面朝向绝缘子布置，齿条210表面设置导轨，这样的齿条210在圆周方向围成一圈或者多半圈，且齿条210具有一定的厚度，齿条210的外围与升降机构100的丝杠活动固定，丝杠104旋转带动齿条210上下运动，通常情况下齿条210的上表面凸起形成导轨，所述清洗机构230通过滑块固定于导轨，滑块与齿轮电机221固定，齿轮电机固定于一防水外壳222内，齿轮电机221与齿条210啮合，以通过齿轮电机221带动滑块223沿着齿条210运动。

因滑块223需要固定于导轨，还需要承载清洗机构230，故滑块223一侧表面设置凹槽与导轨配合，滑块223的中部下方固定清洗机构230，滑块223中部上方固定齿轮电机221，齿轮电机221的齿轮224与齿条210啮合。

为了避免清洗机构230中线条的缠绕，清洗机构230可设置有多处，多个清洗机构230同时动作，所述齿轮电机221正反转沿着齿条210在设定角度范围内旋转，如当清洗机构230为两处时，二者对称布置，各自可在180°范围内水平移动；清洗机构230的水枪232可设有至少一个，水枪232通过管路与高压水接通，管路采用软性材料制造，便于在一定角度内使用同样不会缠绕。

所述清洗机构230包括设置于滑块223的摆动动力源，摆动动力源为步进电机，摆动动力源与清洗机构230的水枪固定以带动水枪在绝缘子轴向平面内摆动，当绝缘子体积较小时，只通过上下摆动的水枪232以及可沿着绝缘子周向运动的清洗机构230，就可实现对绝缘子的全方位清洗，尤其是对绝缘子串400凹处。

为了保证整个冲洗装置的稳定性，在所述上平台102上表面或者下表面活动设置用于固定绝缘子串400的固定件。

所述固定件为至少两个夹持手爪301，两个夹持手爪301围绕绝缘子对称设置，夹持手爪301的一端呈圆弧形状；夹持手爪301的一端可拆卸固定于上平台102结构。

此外，为了防止在对绝缘子冲洗过程中液体四处飞溅，可在旋转机构的外侧设置一围绕绝缘子周向布置的防水罩，防水罩的上表面内凹倾斜设置。

本实施例1在具体工作过程中，清洗机构230工作时架在绝缘子串400上，通过紧固件300上的若干均布的夹持手爪301夹紧绝缘子片，水枪232在摆动动力源231的作用下在绝缘子串400轴向平面内摆动，可对绝缘子片上下表面及凹槽进行水冲洗，清洗机构230通过电机齿轮组与齿条210啮合，在齿轮电机221的作用下，可沿齿条210围绕绝缘子串400进行周向运动，对绝缘子一圈进行水冲洗，在丝杠电机103作用下，可沿绝缘子串400轴向进行上下移动，对整串绝缘子进行水冲洗。

清洗机构230根据需要可以设置若干个均布，水枪232可以设置对称布置，也可以根据需求布置若干个，齿条210也可以根据需要设计为可开合的闭合式圆周结构或开口式的半圆环形结构，因为齿条210为固定式，只参与上下移动，不旋转，因此降低了结构的复杂性，运行更加稳定，利用丝杠104光杆106移动，移动速度快，连续性好；清洗机构230通过齿轮齿条啮合参与圆周运动，提高了圆周运动的效率，并且根据需要设置若干个，可以成倍提高冲洗效率；水枪232可以围绕驱动轴在绝缘子串轴向平面内摆动，可以根据需要对绝缘子串的冲洗表面进行调整，实现绝缘子片无死角冲洗，对绝缘子片清扫彻底；水枪232的高压水通过高压水接口233通过外接打压设备进行提供，减轻了机构的重量，便于上线操作；本机构可以适应线路绝缘子串及变电站支柱绝缘子串，适应性强。

上述清洗机构230可被替换为检测仪器，所述检测仪器包括憎水性检测仪、阻值检测仪和摄像机，对绝缘子串400的憎水性、外观、阻值等进行检测，全面的判定绝缘子片的在线情况。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：

升降机构包括升降动力源，升降动力源通过支撑板与所述的齿条固定以带动齿条沿着绝缘子轴向方向移动，支撑板可沿着绝缘子的圆周设置有多处。

实施例3

本实施例与实施例1的区别是：

固定件的中部带有镂空环以通过镂空环穿过绝缘子串，镂空环为一整个结构。

实施例4

一种绝缘子用控制系统，包括所述的绝缘子用装置和控制单元，控制单元与所述升降机构、所述旋转机构、所述清洗机构和/或检测仪器分别单独连接，起初，旋转机构位于升降机构的低端，控制单元控制升降机构带动旋转机构上升到最低位置的绝缘子片，控制单元控制旋转机构在设定角度范围内正反转运动，并控制清洗机构开启，控制水枪的旋转运动，这样因绝缘子存在凹凸部位、倾斜部位，摆动的清洗机构对绝缘子片进行清洗；当清洗完一绝缘子片后，控制单元控制升降机构带动旋转机构上升到上一绝缘子片裙部处，重复同样的动作以对绝缘子片完成清洗。

对绝缘子阻值或憎水性的检测，除去控制单元控制升降机构、旋转机构的动作外，控制检测仪器的开闭动作且储存检测到的数据信息。

其中，所述控制单元包括可操作的控制面板和远程遥控器，远程遥控器通过无线与控制面板连接，通过远程控制器就可实现对升降机构、旋转机构、清洗机构和/或检测仪器的分别控制。

实施例5

一种绝缘子用机器人，包括实施例4所述的一种绝缘子用控制系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。