一种高压输电线路带电作业机器人及防震锤更换方法与流程

本发明主要涉及到电力系统输电线路巡检作业自动化领域，特指一种高压输电线路带电作业机器人及防震锤更换方法。

背景技术：

防震锤是高压输电线路中重要的防震金具之一，但是由于其长期暴露在自然环境下，常年受风、雨、雪等恶劣气象条件的影响，导致其锈蚀变形或锤头断裂的情况时有发生，特别是老旧的架空输电线路上的防震锤损坏日益严重，使得更换防震锤的工作十分频繁。采用人工更换的方法，不仅劳动强度高，效率低，而且存在巨大的安全隐患。

随着机器人技术的不断发展，现已存在具有更换防震锤功能的带电作业机器人，虽然可以实现带电更换防震锤，但机器人每上一次线只能更换一个，而目前两个杆塔之间装设的防震锤都在一个以上，因此其应用有一定的局限性。

公告号为cn102644245b的文献公开了一种桥梁智能检修机器人，以解决现有技术中桥梁等大型物体表面涂装维护效率低的问题。其包括主体，主体上连接有涂料输送管，主体上设有涂料喷刷头。所述涂料输送管一端与机器人的主体连接，另一端则可以与涂料的供给装置连接，所述涂料的供给装置可以是固定的工作站，也可用是各种可移动的涂料供应车、船等，保证了源源不断的涂料来源。虽然利用现有技术中攀爬机器人的特性，让机器人自动攀爬到各种物体尤其是桥梁上，上设的涂料喷刷头则用于将涂料喷刷到物体表面，将涂料输送管搭置在其他物体上还可减少机器人本身的自重，更利于喷刷工作的进行，如在对桥面上设有立柱的场合工作时，可以将涂料输送管绕经固定在立柱的顶端再与机器人进行连接，但该检修机器人比较简单，无法在复杂环境下使用。

公开号为cn108347005a的文献涉及一种检修作业机器人，用于检修输电线路，包括：中空的主机箱，所述主机箱包括导电外壳；行走装置，包括支撑件与行走轮，所述支撑件连接于所述主机箱，所述行走轮能够转动地连接于所述支撑件，并能够沿输电线路行走以带动所述检修作业机器人沿所述输电线路运动，所述行走装置将所述主机箱与所述输电线路电性导通；及线路检查装置，与所述主机箱连接，用于检查所述输电线路；控制器，设于所述主机箱内并与所述线路检查装置连接，用于控制所述线路装置完成输电线路检查。虽然本文献的检修作业机器人可以在带电的高压线上直接作业，代替人工带电作业，消除人工登塔带电作业风险，提高作业效率，保证不停电情况下完成等电位带电检修作业，但该检修作业机器人无法实现等电位巡视。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本发明设计了一种移动灵活、自动化程度高、工作稳定并且能完成更换多个防震锤任务的带电作业机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高压输电线路带电作业机器人，它包括行走轮、定位轮、电动推杆、作业平台、作业平台旋转关节、防震锤安放夹爪、防震锤安放旋转关节、防震锤抓取夹爪、防震锤抓取伸缩关节、防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节、拧防震锤螺栓关节、拧防震锤伸缩关节、拧防震锤升降关节、控制箱体、云台，所述电动推杆置于控制箱上，与定位轮相连；所述作业平台旋转关节置于控制箱上，与作业平台相连；所述防震锤安放旋转关节置于作业平台上，与防震锤安放夹爪相连；所述防震锤抓取平移关节置于作业平台上，与防震锤抓取旋转关节相连；所述防震锤抓取伸缩关节置于防震锤抓取旋转关节上，与防震锤抓取夹爪相连；所述拧防震锤升降关节置于作业平台上，与拧防震锤伸缩关节相连；所述拧防震锤伸缩关节与拧防震锤螺栓关节相连；所述云台置于控制箱上，装设有高清摄像机与红外摄像机。

所述行走轮可在高压输电线上自由行走；定位轮位于输电线路下方，通过电动推杆使定位轮与行走轮共同夹紧输电线路，保证机器人在作业时受到外力作用时位置不发生变化。

所述机器人外壳均用金属铝制成，即减轻机器人的重量，又可使机器人与高压输电线路等电位。

所述作业平台旋转关节可以将整个作业平台旋转180度，保证防震锤的大头始终朝向杆塔。

所述防震锤安放旋转关节与多个防震锤安放夹爪相连，使机器人可以携带多个防震锤用于更换。

所述机器人通过装于云台内的高清摄像机和红外摄像机结合的方式来判别防震锤的损坏情况。高清摄像机用来观察防震锤的外观，红外摄像机用来观察防震锤的工作温度。

一种高压输电线路带电作业机器人更换防震锤的方法为：地面操作人员根据高清摄像机、红外摄像机所传回来的图像信息来判断机器人是否应该更换该防震锤,如果需要更换，包括以下步骤：

步骤1：通过控制箱中控制器，控制防震锤抓取伸缩关节与防震锤抓取平移关节的运动配合，使防震锤抓取夹爪伸入锤接线并夹紧固定座；

步骤2：通过控制箱中控制器，控制拧防震锤伸缩关节与拧防震锤升降关节的运动配合使拧防震锤螺栓关节对准防震锤螺栓并拧松至可使防震锤顺利被取下；

步骤3：通过控制箱中控制器，控制防震锤抓取伸缩关节、防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节与防震锤安放旋转关节的协调运动，使防震锤抓取夹爪上的防震锤放入防震锤安放夹爪中；

步骤4：防震锤安放夹爪沿着锤接线向防震锤两头运动使其顶住防震锤的两头以保证其牢固抓住防震锤；

步骤5：防震锤抓取夹爪松开防震锤后与防震锤安放旋转关节配合取出放置在另一个防震锤安放夹爪的新防震锤;

步骤6：地面作业人员判断目前安装的防震锤大头是否朝向杆塔，如果没有，则通过作业平台旋转关节将作业平台旋转180度；

步骤7：与取下防震锤的方法相同，通过控制箱中控制器，控制防震锤安放旋转关节、防震锤抓取夹爪、防震锤抓取伸缩关节、防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节、拧防震锤螺栓关节、拧防震锤伸缩关节、拧防震锤升降关节的协调运动，将新防震锤装到线路上;

步骤8:地面作业人员确认输电线路上所有防震锤是否检测更换完毕，如果还有待检测的防震锤，则机器人行进至下一个待检测的防震锤处，如需更换，则重复上述步骤。

作为本发明方法的进一步改进：所述机器人的拧防震锤螺栓关节，装设有电流传感器，通过测得电流的大小来判断螺栓是否拧紧。

作为本发明方法的进一步改进：所述机器人的拧防震锤螺栓关节的不仅有各个方向的柔性，还具有一定的弹性伸缩能力，保证拧螺栓关节在没有完全对准螺栓的情况下，也可以轻松拧螺栓。

作为本发明方法的进一步改进：所述机器人防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节装有接近开关，保证防震锤抓取夹能够顺利从防震锤安放夹爪处安放或抓取防震锤。

作为本发明方法的进一步改进：所述机器人与监控计算机通过无线网桥通信，再由监控计算机将采集到的数据信息通过互联网发送到控制中心。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明提供一种高压输电线路带电作业机器人通过用机器来替代人工完成更换防震锤的工作，保障了相关作业人员的人身安全。

2、本发明提供一种高压输电线路带电作业机器人,锤接线通过上一次线就可连续更换多个防震锤，明显提高了劳动效率，有效解决目前带电作业人才短缺的问题。

3、本发明提供一种高压输电线路带电作业机器人及防震锤更换方法,根据杆塔间线路上的防震锤数量确定机器人所需携带防震锤的数量,设计原理简单，精准可靠，运行平稳、能够广泛应用于更换防震锤的的工作中，大大的提高了电网的安全运行可靠性，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的高压输电线路带电作业机器人的示意图；

图2为本发明的高压输电线路防震锤的结构示意图；

图3为本发明的高压输电线路带电作业机器人作业流程图。

图例说明

1、行走轮2、定位轮

3、电动推杆4、作业平台

5、作业平台旋转关节6、防震锤安放夹爪

7、防震锤安放旋转关节8、防震锤抓取夹爪

9、防震锤抓取伸缩关节10、防震锤抓取旋转关节

11、防震锤抓取平移关节12、拧防震锤螺栓关节

13、拧防震锤伸缩关节14、拧防震锤升降关节

15、控制箱体16.1、防震锤1

16.11、防震锤小头16.12、锤接线

16.13、固定座16.14、防震锤大头

16.15、防震锤螺栓16.2、防震锤2

17、云台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1、图2所示，本发明的一种高压输电线路带电作业机器人包括行走轮1、定位轮2、电动推杆3、作业平台4、作业平台旋转关节5、防震锤安放夹爪6、防震锤安放旋转关节7、防震锤抓取夹爪8、防震锤抓取伸缩关节9、防震锤抓取旋转关节10、防震锤抓取平移关节11、拧防震锤螺栓关节12、拧防震锤伸缩关节13、拧防震锤升降关节14、控制箱体15、云台17。行走轮1固定在立柱上一端，立柱另一端与控制箱体15相连，电动推杆3置于控制箱体15上，与定位轮2相连，通过控制电动推杆3使定位轮2与行走轮1共同夹紧输电线路，保证机器人在作业时受到外力作用时位置不发生变化；

作业平台旋转关节5置于控制箱体上，与作业平台4相连，通过作业平台旋转关节5自身的旋转，可以将整个作业平台4旋转180度；

防震锤安放旋转关节7置于作业平台4上，与防震锤安放夹爪6相连，防震锤安放夹爪6具有多个，使机器人本体可以携带多个防震锤用于更换。

机器人防震锤抓取旋转关节10、防震锤抓取平移关节11装有接近开关，保证防震锤抓取夹能够顺利从防震锤安放夹爪6处安放或抓取防震锤；防震锤抓取平移关节11置于作业平台4上，与防震锤抓取旋转关节10一端相连，防震锤抓取旋转关节10另一端与防震锤抓取伸缩关节9相连，防震锤抓取夹爪8置于防震锤抓取伸缩关节9上，通过控制箱15中的控制器，控制防震锤抓取平移关节11、防震锤抓取旋转关节10、防震锤抓取伸缩关节9的运动，使防震锤抓取夹爪8轻松抓取、安放防震锤。

防震锤抓取平移、旋转、伸缩关节使防震锤抓取夹爪8轻松抓取、安放防震锤；拧防震锤升降关节14置于作业平台4上，与拧防震锤伸缩关节13一端相连，拧防震锤伸缩关节13另一端与拧防震锤螺栓关节12相连，拧防震锤螺栓关节12装设有电流传感器，通过测得电流的大小来判断螺栓是否拧紧，拧防震锤螺栓关节12的不仅有各个方向的柔性，还具有一定的弹性伸缩能力，保证拧防震锤螺栓关节12在没有完全对准螺栓的情况下，也可以轻松拧螺栓；云台17置于控制箱15上，内装设有观察防震锤外观的高清摄相机与观察防震锤工作温度的红外摄相机。

本发明提供了一种高压输电线路带电作业机器人的防震锤更换方法，首先选定某两个相邻杆塔，再根据杆塔间线路上的防震锤数量确定机器人所需携带防震锤的数量。所述机器人携带的高清摄相机及红外摄相机将采集防震锤的发热情况及外观信息，通过无线网桥通信传递给监控计算机，地面操作人员根据所传回来的信息来判断机器人是否应该更换该防震锤。如果需要更换，则按以下步骤进行：

步骤1：通过控制箱中控制器，控制防震锤抓取伸缩关节与防震锤抓取平移关节的运动配合，使防震锤抓取夹爪伸入锤接线并夹紧固定座；

步骤2：通过控制箱中控制器，控制拧防震锤伸缩关节与拧防震锤升降关节的运动配合使拧防震锤螺栓关节对准防震锤螺栓并拧松至可使防震锤顺利被取下；

步骤3：通过控制箱中控制器，控制防震锤抓取伸缩关节、防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节与防震锤安放旋转关节的协调运动，使防震锤抓取夹爪上的防震锤放入防震锤安放夹爪中；

步骤4：防震锤安放夹爪沿着锤接线向防震锤两头运动使其顶住防震锤的两头以保证其牢固抓住防震锤；

步骤5：防震锤抓取夹爪松开防震锤后与防震锤安放旋转关节配合取出放置在另一个防震锤安放夹爪的新防震锤;

步骤6：地面作业人员判断目前安装的防震锤大头是否朝向杆塔，如果没有，则通过作业平台旋转关节将作业平台旋转180度；

步骤7：与取下防震锤的方法相同，通过控制箱中控制器，控制防震锤安放旋转关节、防震锤抓取夹爪、防震锤抓取伸缩关节、防震锤抓取旋转关节、防震锤抓取平移关节、拧防震锤螺栓关节、拧防震锤伸缩关节、拧防震锤升降关节的协调运动，将新防震锤装到线路上;

步骤8：地面作业人员确认输电线路上所有防震锤是否检测更换完毕，如果还有待检测的防震锤，则机器人行进至下一个待检测的防震锤处，如需更换，则重复上述步骤。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。