專利名稱：推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種絕緣子串爬行機器人，尤其是一種適用于電力絕緣子串的檢測，也可以適用于絕緣子污物清掃、表面噴涂的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人。
背景技術：
目前，隨著我國電力系統的不斷發展，電網安全、穩定運行越來越受到重視。尤其在近年來大力發展的超高壓、特高壓輸電系統中，絕緣子的安全運行直接決定了整個系統的投資及安全水平，為保證高壓輸電線路的電氣安全，在高壓輸電線路運行使用一段時間后，需要檢測線路的電氣性能，特別是絕緣子的絕緣安全性能，防止短路或斷路等現象的發生。絕緣子是架空高壓輸電線路上用于導線與鐵塔連接的絕緣元件，具有兩個基本作用，即支撐和防止電流回地，這兩個作用必須得到保證，絕緣子不應該由于環境和電負荷條件發生變化導致各種電應力而失效，否則絕緣子就不會產生所需的作用，會損害整條線路的使用和運行壽命。按照安裝結構不同，絕緣子串可分懸垂絕緣子串和水平絕緣子串，以及傾斜絕緣子串，當然，由于安裝的需要，一般如垂直絕緣子串并不是絕對垂直，而是在豎直方向上一定角度范圍之內都可以叫做懸垂絕緣子串。用耐張絕緣子串懸掛導線或分裂導線的承受導線張力的桿塔稱為耐張塔，是以基本水平的方向牽拉導線的塔架，當然由于重力的影響，不會絕對水平。這里所說的絕緣子串，在耐張塔上基本上就是水平絕緣子串。由于絕緣子串長期暴露于大氣中，絕緣子串的表面會產生積灰和污物，容易造成線路短路，降低線路的絕緣子的絕緣性能，絕緣子表面的清潔，目前采用人工清掃的方式，操作危險性高、效率低、難度大。隨著人性化作業推廣的需要和智能機器人的發展，目前，越來越多的智能機器人應用于電力線路巡檢或者設備檢測上。在如中國第CN201331558Y號實用新型專利中，公開了一種具有雙履帶輪結構的絕緣子檢測機器人，用于水平雙聯絕緣子串的檢測，其通過履帶跨越所述形體空間，并通過兩邊的阻擋裝置進行行走方向的導向。不過顯然諸如履帶和輪式結構的機器人并不適合于垂直絕緣子串的檢測，為了保證機器人能可靠運行，通常需要在輔助在行進方向的導向結構，結構比較復雜。另外顯見的一點是，絕緣子串很多是瓷質件，表面非常光滑，很難使機器人獲得良好的驅動環境。中國第CN202013392U號實用新型專利則公開了一種可用于垂直絕緣子串檢測的機器人，包括對稱設置的兩個環形支架，兩個環形支架上分別設置有爬行機構，兩個爬行機構之間通過連接板連接；為適應在垂直絕緣子串上的攀爬，爬行機構包括對稱設置的兩個導軌，兩個導軌上分別設置卡腳機構；而卡腳機構又包括滑動裝置和擺動裝置，滑動裝置包括滑動設置在導軌上的卡腳滑塊，擺動裝置包括擺動鍵套，擺動鍵套通過軸承連接到卡腳滑塊上，結構復雜；并且在實際使用中，需要一系列的運動相配合，不可避免的產生個運動環節的銜接問題，效率比較低。另外，其形體比較大，攜帶困難，而高壓線路多在野外，不便于攜帶的缺陷會嚴重影響其實際使用的便捷性。中國第CN1165775C號實用新型專利則公開了一種具有可套設于絕緣子本體周邊的環形支架的機器人，在該環形支架上設置爬行機構和檢測探頭，顯然，由于絕緣子串兩端連接，環形支架套裝在絕緣子串上需要通過輔助結構進行配合，否則無法完成套裝，該輔助的結構，如兩節或者兩節以上拼對口和的結構，造成了其自身結構的復雜性。另外，其仍然采用導軌式結構，并配合卡爪結構，體積仍然比較大，體形笨重而難以攜帶。同時，卡爪結構動作比較緩慢，檢測效率比較低。通常，這類檢測機器人需要在斷電的情況下進行檢測，影響線路的正常運運行。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，該機器人結構緊湊，移動速度快，能夠通過攜帶檢測儀器對絕緣子進行電氣指標檢測，并完成檢測數據的記錄和傳輸。為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案:一種推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，它包括能環抱在絕緣子本體上的環形抱緊機構，環形抱緊機構上設有至少兩組相同的能夠沿著絕緣子串運動的爬行機構，環形抱緊機構上設置有檢測裝置和控制系統，所述控制系統分別與環形抱緊機構的連桿電機、爬行機構的推桿本體、檢測裝置電連接。所述環形抱緊機構包括由下至上依次平行設置的圓弧狀的下環形板、中環形板和上環形板，所述下環形板、上環形板、中環形板均與三個縱向均勻分布的導向支撐連接；所述下環形板和中環形板通過剛性連接件固定連接，下環形板和中環形板均活動連接于導向支撐上；所述上環形板和下環形板上均對稱設有兩組定位裝置。所述三個縱向均勻分布的導向支撐分別位于上、中、下環形板的圓弧開口兩端以及圓弧中間位置。所述中環形板上固定安裝有檢測裝置和控制系統。所述定位裝置包括連桿電機，連桿電機通過連桿電機座固定于上環形板或下環形板上，連桿電機的輸出軸與主動連桿連接，主動連桿一端與拉桿一端鉸接，拉桿另一端與從動連桿一端鉸接，從動連桿鉸接于與其相鄰的爬行機構上，且主動連桿和從動連桿處于同一水平面上，主動連桿、拉桿、從動連桿和鉸接點組成一個四桿機構。所述每組爬行機構均包括分別設置于上、下環形板上的相對應的推桿上固定座和推桿下固定座，推桿和推桿本體分別固定連接于推桿上、下固定座上。所述推桿本體為電動推桿或電液推桿。所述控制系統安裝于控制盒中。所述檢測裝置為絕緣子檢測儀器。本實用新型中的控制系統和絕緣子檢測儀均為現有技術，不再贅述。本實用新型可以適用于水平及懸垂絕緣子串的運動，它包括能環抱在絕緣子本體上的環形抱緊機構，環形抱緊機構的本體上放置有能夠沿著絕緣子串運動的爬行機構，檢測儀器或清掃裝置固定于環形結構上，由電路控制完成爬行、檢測及清掃工作。[0023]環形抱緊機構由三個圓弧狀的環形板組成，環形板由高彈性、輕質的新型復合材料構成且通過三個導向支撐連接。上端的環形板上安裝有三個推桿固定座，且環形板固定有三個導向支撐，三個導向支撐均勻分布，環抱絕緣子串，推桿的下端固定于下端的環形板上，中間的環形板與下端的環形板位置相對固定，且中部和下部的環形板都可以沿著三個導向支撐上行滑動；在上端環形板上對稱分布有兩組連桿電機，連桿電機可以帶動主動連桿和從動連桿旋轉；爬行機構由兩組或者兩組以上，通過推桿本體伸縮推桿，完成爬行動作。將絕緣子機器人放置于初始位置時，推桿處于收縮位置，整個機器人上下結構高度跨越兩片絕緣子片，當推桿完全伸出后，整個絕緣子機器人的結構高度為跨三片絕緣子片，將絕緣子機器人放置于絕緣子串上，此時絕緣子機器人下端的兩組主動連桿和從動連桿由連桿電機帶動旋轉至絕緣子片內部的上表面，兩組主動連桿和從動連桿支撐在絕緣子內部的上表面。此時三組推桿從推桿本體上同時伸出，推動機器人的上部分向上運動，至三組推桿完全伸出到位，上端的兩組主動連桿和從動連桿通過連桿電機帶動旋轉至絕緣子的上表面，此時下端的兩組主動連桿和從動連桿在連桿電機的帶動下從下側的絕緣子片的表面轉動至絕緣子表面的外側，上端的兩組主動連桿和從動連桿靜止。此時三組推桿同時開始收縮，將絕緣子機器人的下端提升，推桿收縮到位后，此時下端的兩組主動連桿和從動連桿正好處于中間絕緣子的上表面，由兩個連桿電機分別帶動兩組主動連桿和從動連桿旋轉至絕緣子內部的上表面，將整個絕緣子檢測機器人支撐，機器人上端的兩組主動連桿和從動連桿此時從絕緣子片的內部旋轉至絕緣子的外側，此時完成一個爬行的循環，如此反復，完成整個上行動作，蠕動式絕緣子機器人的下行，同上行原理相同，不再贅述。本實用新型的有益效果是，本實用新型結構緊湊，移動速度快，它能夠通過攜帶檢測儀器對絕緣子進行電氣指標檢測，并進行記錄和數據傳輸；能夠攜帶清掃裝置，完成對絕緣子瓶串的灰塵及污物的清掃；還能夠攜帶噴涂裝置，完成對絕緣子片表面的涂料噴涂工作；適用于水平及懸垂絕緣子串的運動，通過電路控制完成爬行、檢測及清掃工作。

圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型的側視圖；圖3為本實用新型實際在線模擬圖；圖4-9為本實用新型運動流程圖；其中1.導向支撐，2.推桿下固定座，3.推桿本體，4.下環形板，5.絕緣子檢測儀器，6.推桿，7.主動連桿，8.連桿電機底座，9.連桿電機，10.拉桿，11.從動連桿，20.推桿上固定座，21.上環形板，34.中環形板，39.電控盒。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1-9所示,推桿螺動式絕緣子串智能檢測機器人,它包括能環抱在絕緣子本體上的環形抱緊機構，環形抱緊機構上設有至少兩組相同的能夠沿著絕緣子串運動的爬行機構，環形抱緊機構上設置有檢測裝置和控制系統，所述控制系統分別與環形抱緊機構的連桿電機、爬行機構的推桿本體、檢測裝置電連接。環形抱緊機構包括由下至上依次平行設置的圓弧狀的下環形板4、中環形板34和上環形板21，所述下環形板4、上環形板21、中環形板34均與三個縱向均勻分布的導向支撐I連接；所述下環形板4和中環形板34通過剛性連接件固定連接，下環形板4和中環形板34均活動連接于導向支撐I上；所述上環形板21和下環形板4上均對稱設有兩組定位裝置。三個縱向均勻分布的導向支撐I分別位于上、中、下環形板21、34、4的圓弧開口兩端以及圓弧中間位置。中環形板34上固定安裝有檢測裝置和控制系統。定位裝置包括連桿電機9，連桿電機9通過連桿電機座8固定于上環形板21及下環形板4上，連桿電機9的輸出軸與主動連桿7連接，主動連桿7 —端與拉桿10 —端鉸接，拉桿10另一端與從動連桿11 一端鉸接，從動連桿11鉸接于與其相鄰的爬行機構上，且主動連桿9和從動連桿11處于同一水平面上，主動連桿9、拉桿10、從動連桿11和鉸接點組成一個四桿機構。每組爬行機構均包括分別設置于上、下環形板21、4上的相對應的推桿上固定座20和推桿下固定座2，推桿6和推桿本體3分別固定連接于推桿上固定座20、推桿下固定座2上。推桿本體3為電動推桿或電液推桿。控制系統安裝于控制盒39中。檢測裝置為絕緣子檢測儀器5。本實用新型的控制系統是基于雙位置閉環的復雜運動控制系統。雙位置閉環包括多連桿電機的橫向位置閉環和多推桿的縱向位置閉環。由本實用新型系統結構可清楚知道，這兩個位置閉環需相互協調才能共同完成機器人的攀爬以及檢測任務。 具體實施過程如下:機器人在絕緣子串上工作。用戶下發自動測量指令，控制系統接收到控制命令，首先復位位于上環形板21上的兩個連桿電機，上述兩個連桿電機復位可帶動與其相連兩個主動拉桿，兩個從動拉桿達到初始位置。控制系統監控位于上環形板21上的兩個連桿電機的位置，待兩個連桿電機到達初始位置時，控制系統通過驅動電路驅動三個推桿。三個推桿以相同速度伸張，由系統結構可知，系統會在推桿帶動下發生伸長。控制系統讀取推桿位置，待機器人長度達到預定位置時，停止三個推桿運動。如果系統長度到達預定長度，控制系統控制上環形板21上的兩個連桿電機帶動主動拉桿和從動拉桿正向移動。在上環形板21上的兩個連桿電機運動過程當中，控制系統時刻監控兩個連桿電機位置。在兩個電機到達預定位置之前，系統為確保機器人安全，不會進行任何其他動作。由系統結構可知，上環形板21上的兩個連桿電機到達預定位置后，機器人上方的主動拉桿和從動拉桿可起到穩定支撐機器人的作用。控制系統會一直等待上環形板21上的兩個連桿電機到達預定位置，然后控制下環形板4上的兩個連桿電機復位。系統重力的支撐由下方主動拉桿和從動拉桿轉移到上方主動拉桿和從動拉桿。下方兩個連桿電機完全復位后，控制系統控制三個推桿發生收縮。由系統結構可知，系統長度會隨著三個推桿的收縮而縮短，機器人重心上移。系統收縮到起始長度時，控制系統即刻停止三個推桿的運動。帶推桿完全靜止時，下環形板4上的連桿電機正向運動，下方主動拉桿和從動拉桿逐步可以支撐機器人重力。至此，一次完整攀爬過程結束。檢測裝置包括設置于中間環形板上的控制盒和絕緣子檢測儀器，控制盒中設置控制系統，控制系統分別與絕緣子檢測儀和控制盒連接。本實用新型中的絕緣子檢測儀為現有技術，不再贅述。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
權利要求1.一種推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，它包括能環抱在絕緣子本體上的環形抱緊機構，環形抱緊機構上設有至少兩組相同的能夠沿著絕緣子串運動的爬行機構，環形抱緊機構上設置有檢測裝置和控制系統，所述控制系統分別與環形抱緊機構的連桿電機、爬行機構的推桿本體、檢測裝置電連接。
2.如權利要求1所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述環形抱緊機構包括由下至上依次平行設置的圓弧狀的下環形板、中環形板和上環形板，所述下環形板、上環形板、中環形板均與三個縱向均勻分布的導向支撐連接；所述下環形板和中環形板通過剛性連接件固定連接，下環形板和中環形板均活動連接于導向支撐上；所述上環形板和下環形板上均對稱設有兩組定位裝置。
3.如權利要求2所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述三個縱向均勻分布的導向支撐分別位于上、中、下環形板的圓弧開口兩端以及圓弧中間位置。
4.如權利要求2所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述中環形板上固定安裝有檢測裝置和控制系統。
5.如權利要求2所述推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述定位裝置包括連桿電機，連桿電機通過連桿電機座固定于上環形板和下環形板上，連桿電機的輸出軸與主動連桿連接，主動連桿一端與拉桿一端鉸接，拉桿另一端與從動連桿一端鉸接，從動連桿鉸接于與其相鄰的爬行機構上，且主動連桿和從動連桿處于同一水平面上，主動連桿、拉桿、從動連桿和鉸接點組成一個四桿機構。
6.如權利要求5所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述每組爬行機構均包括分別設置于上、下環形板上的相對應的推桿上固定座和推桿下固定座，推桿和推桿本體分別固定連接于推桿上、下固定座上。
7.如權利要求6所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述推桿本體為電動推桿或電液推桿。
8.如權利要求1所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述控制系統安裝于控制盒中。
9.如權利要求1所述的推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，其特征是，所述檢測裝置為絕緣子檢測儀器。
專利摘要本實用新型公開了一種推桿蠕動式絕緣子串智能檢測機器人，它包括能環抱在絕緣子本體上的環形抱緊機構，環形抱緊機構上設有至少兩組相同的能夠沿著絕緣子串運動的爬行機構，環形抱緊機構上設置有檢測裝置和控制系統，所述控制系統分別與環形抱緊機構的連桿電機、爬行機構的推桿本體、檢測裝置電連接。本實用新型結構緊湊，移動速度快，適用于水平及懸垂絕緣子串的運動，通過電路控制完成爬行、檢測及清掃工作。
文檔編號B08B1/00GK203026847SQ201320020900
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月12日 優先權日2013年1月12日
發明者趙德利, 韓磊, 付崇光, 曹濤, 張永生, 孫大慶 申請人:山東魯能智能技術有限公司