绝缘子清扫除污机器人行走装置的制作方法

本发明属于电力设施清扫设备，确切地说是绝缘子清扫除污机器人行走装置。

背景技术：

绝缘子是架空高压输电线路上用于导线与铁塔连接的绝缘元件，由于绝缘子串长期暴露于大气中，绝缘子瓶串的表面会产生积灰和污物，容易造成线路短路，降低线路的绝缘子的绝缘性能，绝缘子表面的清洁，目前采用人工清扫的方式，操作危险性高、效率低、难度大。随着人性化作业推广的需要和智能机器人的发展，目前，越来越多的智能清扫机器人应用于电力线路巡检或者设备检测上。现有的智能清扫机器人能够沿绝缘子串上下爬动并对绝缘子进行清扫除污，但现有的智能机器人只能在相同直径的绝缘子上作业，无法在不同直径的绝缘子上进行攀爬附着，兼容性较差。另外，现有的智能清扫机器人难以长期耐受户外恶劣的条件，并且充电后工作时间有限，均无法长期暴露在户外环境中进行工作，加之其自身成本较高，因此现有的绝缘子智能清扫机器人均是拆卸式结构，使用时安装在绝缘子上对绝缘子进行清扫，清扫完成后由工作人员拆下机器人移动至下一组绝缘子上进行清扫，无法做到在每组绝缘子上都配套安装不需拆卸的智能清扫机器人。绝缘子清扫机器人完成一组绝缘子的彻底清扫通常需要数个小时的时间，为提升作业效率并节约人力成本，工作人员在一个输电铁塔上的所有绝缘子上均安装清扫机器人后不会在原地值守，而是去其它输电铁塔上继续安装清扫机器人，安完数个输电铁塔后再返回拆卸清扫机器人，这就给了不法分子以可乘之机，此前已发生过不法分子趁工作人员安装完清扫机器人离开后盗窃清扫机器人的案件，给电力企业造成了巨大的经济损失。现有的绝缘子清扫机器人在工作时均是在绝缘子串上往复移动来清扫，机器人的行走机构受力方向始终不变，尤其是清扫水平排列的绝缘子串时，上方的行走机构承担机器人的全部自重，长期使用后行走机构会变形，影响绝缘子清扫机器人的正常工作。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提供能够适应不同直径的绝缘子、且具有防盗功能的绝缘子清扫除污机器人行走装置，该装置在行走时可使绝缘子清扫除污机器人绕绝缘子的中轴旋转，避免行走装置一侧长期受力，使用寿命更长。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括圆环形的上固定板和圆环形的下固定板，上固定板和下固定板均由两个半圆形板相互扣合构成，上固定板相互扣合的两个半圆形板一端相互铰接，另一端通过电控锁扣连接，下固定板相互扣合的两个半圆形板一端相互铰接，另一端通过挂钩连接，电控锁扣包括与一个半圆形板连接的连接板，连接板上开设限位通孔，另一个半圆形板上安装锁具盒，锁具盒上开设插槽，连接板能够插入插槽内，锁具盒内安装驱动电机，驱动电机的输出轴通过驱动齿轮与从动齿条啮合，从动齿条安装在导杆上，锁具盒内设置导向板，导向板与导杆配合，驱动电机通过驱动齿轮和从动齿条驱动导杆上升，导杆下端与锁舌连接，锁舌与导向板之间安装锁舌致动弹簧，驱动电机不旋转时，锁舌致动弹簧能够推动锁舌下降复位，连接板插入插槽内时，锁舌能够插入限位通孔内，锁舌一侧为坡面，连接板向插槽内插入时，连接板端部与坡面接触，锁具盒上设置外接电源接口和解锁按钮，外接电源接口与驱动电机的电源输入端连接，解锁按钮在驱动电机通电后能够启动驱动电机，驱动电机上设置密码控制器，密码控制器能够控制驱动电机电路的通断，密码控制器的密码输入电路与密码输入器连接，上固定板与下固定板之间设置数个立柱，上固定板上均匀设置数个清洗轮，立柱上铰接两个相互平行的连杆的一端，两个连杆的另一端铰接安装板，安装板上铰接第一连接柄的一端，第一连接柄上沿长度方向开设长条孔，每个立柱上铰接第二连接柄的一端，每个立柱上固定安装电动伸缩杆，电动伸缩杆的活动端与第二连接柄的另一端固定连接，第二连接柄的另一端铰接调节杆的一端，调节杆的另一端安装固定杆，固定杆位于长条孔内并能够沿长条孔滑动，调节杆上设置调节弹簧，弹簧的两端分别与第一连接柄的端部和调节杆的端部连接，安装板上分别设置电机、减速机和履带，电机通过减速机能够驱动履带运动，履带外周均匀设有多个凸块，各凸块均相对于履带的宽度方向倾斜，各凸块的倾斜方向均相同。各凸块的长度方向与履带的宽度方向之间的夹角α的角度为15°-20°。凸块两侧均设置防滑凹槽。所述的下固定板内分别开设固定槽、c形的容纳槽、第一滑槽和第二滑槽，c形的容纳槽分别与第一滑槽和第二滑槽相通，固定槽内设置托板，托板固定在立柱上，托板侧壁上沿长度方向安装齿条，c形的容纳槽的一端内安装齿轮，齿轮与齿条啮合，齿轮上同轴安装传动轮，传动轮上连接传动带的一端，容纳槽内设置过渡轮，第一滑槽内设置第一楔形块，第二滑槽内设置第二楔形块，第一楔形块开设斜面的一端与第二楔形块的斜面相触，第一楔形块另一端连接拉杆，拉杆的端部伸出下固定板，拉杆上设置弹簧，弹簧两端分别第一滑槽的侧壁和第一楔形块固定连接，弹簧始终给第一楔形块推力，传动带的另一端绕过过渡轮与第二楔形块的一端连接，第二楔形块的另一端固定连接拉簧，拉簧固定在c形的容纳槽侧壁上，拉簧始终给第二楔形块拉力，第二楔形块侧部安装限位块，托板侧壁开设限位槽，限位块位于限位槽内。拉杆伸出下固定板的端部上安装挡板。所述的限位块侧部设置斜面，限位槽的侧壁设置斜面，限位块的斜面与限位槽的斜面相配合。所述密码输入器包括壳体，壳体顶面开设圆形通孔，圆形通孔内安装旋转套筒，旋转套筒能够在圆形通孔内相对壳体升降和旋转，旋转套筒底部外周设置限位块，限位块上升至极限位置时，限位块能够与圆形通孔外侧的壳体接触，旋转套筒顶面设置封板，封板为透明材料制作，壳体内壁设置凸环，凸环顶面安装第一弹簧，第一弹簧顶部与环形垫圈连接，环形垫圈与旋转套筒底面接触，凸环内壁间隔设置多个支架，各支架均与托板连接，托板顶面安装丝杆，丝杆上安装与丝杆配合的螺套，螺套外周通过单向轴承与转盘连接，螺套与托板之间安装第二弹簧，转盘上方设置环形压块，环形压块与封板连接，旋转套筒下移时，环形压块能够推动转盘一同下移，转盘外侧壁周圈设置棘齿，旋转套筒内壁安装与棘齿配套的棘爪，棘爪的转轴上安装复位扭簧，棘爪与棘齿啮合后旋转套筒可带动转盘向单向轴承允许旋转的方向旋转，转盘顶面设置多个字码块，各字码块在转盘顶面呈环形均匀排列，转盘底面安装凸块，凸环下方的壳体内安装横板，横板顶面设有多个密码输入按钮，各密码输入按钮在横板顶面呈环形均匀排列，密码输入按钮的数量与字码块的数量相同，转盘随旋转套筒一同下移时，凸块能够按下一个密码输入按钮。所述横板能够在壳体内升降，横板上升至极限位置时与凸环底面接触，此时转盘下降后凸块能够按下一个密码输入按钮，横板下降后，凸块无法接触到密码输入按钮，横板与壳体底部之间设置拉簧，壳体底部设置亮条相互平行的导轨，各导轨上均安装与导轨配合的滚轮，各滚轮上均安装支杆，各支杆上端均与横板底面铰接，两个支杆之间通过横轴连接，横轴上安装横轴套管，横轴套管能够绕横轴的轴线旋转，壳体一侧外壁设置锁壳，锁壳上安装有使用钥匙启闭的锁芯，锁芯的旋转部件上安装曲柄，曲柄与连杆的一端铰接，连杆另一端与横轴套管铰接，钥匙能够驱动曲柄摆动，曲柄摆动时能够通过连杆推动或拉动支杆的下端，导轨上开设弧形定位槽，支杆与横板垂直时，滚轮位于弧形定位槽内，此时横板与凸环底面接触。

本发明的优点在于：本发明使立柱、两个连杆和安装板构成平行四边形机构，两个连杆确保安装板始终与立柱平行以防止安装板歪斜，电动伸缩杆的活动端伸缩，能够通过第一连接柄、第二连接柄和调节杆使安装板移动，从而使安装板抱紧或松开不同直径的绝缘子，电机通过减速机能够驱动履带运动，从而带动整套装置沿绝缘子爬动，适用于各种不同直径的绝缘子，该装置在行走时可使绝缘子清扫除污机器人绕绝缘子的中轴旋转，避免行走装置一侧长期受力，使用寿命更长；拆卸时需外接电源并输入密码，可有效防止清扫机器人被不法分子盗窃。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1中a向放大结构示意图；

图3是图2中c向放大结构示意图；

图4是图2中ⅰ部放大结构示意图；

图5是图4的另一种状态图；

图6是图1中b向放大结构示意图；

图7是本发明所述密码输入器的优选结构示意图；

图8是图7中d-d剖视结构示意图；

图9是图8中e-e剖视结构示意图；

图10是图8所示结构中横板下移后的结构示意图；

图11是图8中f向放大结构示意图；

图12是图10中g向放大结构示意图。

具体实施方式

绝缘子清扫除污机器人行走装置，包括圆环形的上固定板1和圆环形的下固定板2，上固定板1和下固定板2均由两个半圆形板相互扣合构成，上固定板1相互扣合的两个半圆形板一端相互铰接，另一端通过电控锁扣连接，下固定板2相互扣合的两个半圆形板一端相互铰接，另一端通过挂钩连接，电控锁扣包括与一个半圆形板连接的连接板201，连接板201上开设限位通孔202，另一个半圆形板上安装锁具盒203，锁具盒203上开设插槽204，连接板201能够插入插槽204内，锁具盒203内安装驱动电机205，驱动电机205的输出轴通过驱动齿轮206与从动齿条207啮合，从动齿条207安装在导杆208上，锁具盒203内设置导向板211，导向板211与导杆208配合，驱动电机205通过驱动齿轮206和从动齿条207驱动导杆208上升，导杆208下端与锁舌209连接，锁舌209与导向板211之间安装锁舌致动弹簧212，驱动电机205不旋转时，锁舌致动弹簧212能够推动锁舌209下降复位，连接板201插入插槽204内时，锁舌209能够插入限位通孔202内，锁舌209一侧为坡面210，连接板201向插槽204内插入时，连接板201端部与坡面210接触，锁具盒203上设置外接电源接口213和解锁按钮216，外接电源接口213与驱动电机205的电源输入端连接，解锁按钮216在驱动电机205通电后能够启动驱动电机205，驱动电机205上设置密码控制器215，密码控制器215能够控制驱动电机205电路的通断，密码控制器215的密码输入电路与密码输入器连接，上固定板1与下固定板2之间设置数个立柱3，上固定板1上均匀设置数个清洗轮4，立柱3上铰接两个相互平行的连杆5的一端，两个连杆5的另一端铰接安装板6，安装板6上铰接第一连接柄7的一端，第一连接柄7上沿长度方向开设长条孔10，每个立柱3上铰接第二连接柄8的一端，每个立柱3上固定安装电动伸缩杆10，电动伸缩杆10的活动端与第二连接柄8的另一端固定连接，第二连接柄8的另一端铰接调节杆9的一端，调节杆9的另一端安装固定杆12，固定杆12位于长条孔10内并能够沿长条孔10滑动，调节杆9上设置调节弹簧13，弹簧13的两端分别与第一连接柄7的端部和调节杆9的端部连接，安装板6上分别设置电机14、减速机15和履带16，电机14通过减速机15能够驱动履带16运动，履带16外周均匀设有多个凸块301，各凸块301均相对于履带16的宽度方向倾斜，各凸块301的倾斜方向均相同。安装时，工作人员将上固定板1、下固定板2各自的两个半圆形板打开，从两侧抱住绝缘子，然后挂上下固定板2上的挂钩，将连接板201插入插槽204内，此时绝缘子清扫除污机器人即安装在绝缘子上，机器人启动后可对绝缘子表面进行清扫。需拆除机器人时，工作人员需将移动电源的输出接口与外接电源接口213对接，向驱动电机205供电，然后通过密码输入器输入正确的密码使驱动电机205解锁，解锁后工作人员按下解锁按钮216即可启动驱动电机205通过驱动导杆208将锁舌209从限位通孔202内拉出，使上固定板1的两个半圆形板分离，最后将下固定板2的挂钩打开即可将清扫机器人从绝缘子上拆下。该结构可有效提升绝缘子清扫机器人的防盗性能，此外，所述外接电源接口213还可采用特殊的非标准形状的接口与工作人员携带的专用移动电源连接，此时工作人员携带的专用移动电源可成为解锁用的钥匙，进一步增加不法分子盗窃绝缘子清扫机器人的难度。本发明使立柱3、两个连杆5和安装板6构成平行四边形机构，两个连杆5确保安装板6始终与立柱3平行以防止安装板6歪斜，电动伸缩杆10的活动端伸缩，能够通过第一连接柄7、第二连接柄8和调节杆9使安装板6移动，从而使安装板6抱紧或松开不同直径的绝缘子，电机14通过减速机15能够驱动履带16运动，从而带动整套装置沿绝缘子爬动。电动伸缩杆10具有自锁功能，当意外断电或出现其他故障时可保证机器人仍然呈抱紧状态而不跌落，避免高空作业的智能机器人由高空坠落容易砸伤人和物以及导致自身的损伤。调节杆9、调节弹簧13、固定杆12、第一连接柄7和长条孔10，能够根据电动伸缩杆10的伸缩长度自动调节位置，避免电动伸缩杆10以及安装板6歪斜。工作时，抱紧绝缘子通过结合平行四边形机构来实现，由电动伸缩杆10带动履带贴紧或松开绝缘子，同时也使机器人能适用于不同尺寸的绝缘子，还使机器人能顺利通过绝缘子连接法兰。所述各凸块301均相对于履带16的宽度方向倾斜，可使履带16在绝缘子串上往复移动时实现绕绝缘子串的中轴旋转，时刻变化行走装置的受力角度，避免行走装置变形。

本发明所述凸块301的长度方向与履带16的宽度方向之间的夹角α的角度为15°-20°。当α的角度小于15°时，凸块301对清扫机器人产生的旋转驱动力有限，难以确保能够有效推动清扫机器人绕绝缘子串的中轴旋转；当α的角度大于20°时，凸块301难以顺利进入绝缘子之间的缝隙，影响清扫机器人的行走。

本发明为了增加凸块301与绝缘子之间的摩擦力，避免凸块301与绝缘子打滑，可在凸块301两侧均设置防滑凹槽302。

所述的下固定板2内分别开设固定槽17、c形的容纳槽18、第一滑槽19和第二滑槽20，c形的容纳槽17分别与第一滑槽19和第二滑槽20相通，固定槽17内设置托板21，托板21固定在立柱3上，托板21侧壁上沿长度方向安装齿条23，c形的容纳槽18的一端内安装齿轮24，齿轮24与齿条23啮合，齿轮24上同轴安装传动轮25，传动轮25上连接传动带26的一端，容纳槽18内设置过渡轮27，第一滑槽19内设置第一楔形块28，第二滑槽20内设置第二楔形块29，第一楔形块28开设斜面的一端与第二楔形块29的斜面相触，第一楔形块28另一端连接拉杆30，拉杆30的端部伸出下固定板2，拉杆30上设置弹簧31，弹簧31两端分别第一滑槽19的侧壁和第一楔形块28固定连接，弹簧31始终给第一楔形块28推力，传动带26的另一端绕过过渡轮27与第二楔形块29的一端连接，第二楔形块29的另一端固定连接拉簧32，拉簧32固定在c形的容纳槽18侧壁上，拉簧32始终给第二楔形块29拉力，第二楔形块29侧部安装限位块33，托板21侧壁开设限位槽34，限位块33位于限位槽34内。这种结构在下固定板2与立柱3连接时，推动托板21使托板21进入固定槽17，进入过程中，托板21上的齿条23带动齿轮24转动，从而使传动轮25通过传动带26带动第二楔形块29移动，第二楔形块29的斜面沿着第一楔形块28的斜面移动时，第二楔形块29上的限位块33进入托板21上的限位槽34内，将托板21固定在固定槽17内，从而将下固定板2与立柱3固定。下固定板2与立柱3分离时，拉动拉杆30，使第二楔形块29上的限位块33脱离限位槽34，并在拉簧32的拉力作用下，第二楔形块29回复原位，传动带26通过传动轮25带动齿轮24反向转动，使托板21离开固定槽17，从而方便将下固定板2与立柱3分离。这种结构方便下固定板2与立柱3之间的安装和拆卸，能够在搬运时拆开存放携带，组装后方便工作。这种结构也可安装在上固定板1和立柱3之间，使上固定板1和立柱3方便安装和拆卸，以便于搬运和组装。

拉杆30伸出下固定板2的端部上安装挡板35。这种结构能够避免拉杆30完全进入第一滑槽19，并方便拉动拉杆30。

所述的限位块33侧部设置斜面，限位槽34的侧壁设置斜面，限位块33的斜面与限位槽34的斜面相配合。这种结构能够在限位块33进入限位槽34时，两者的斜面相互贴合提供缓冲，避免限位块33与限位槽34产生冲撞。

本发明所述密码输入器可采用电子式密码输入器、机械式密码输入器等多种类型的密码输入器，由于户外环境相对恶劣，加之输电线路附近辐射和干扰均较为强烈，因此机械式的密码输入器相对而言可靠性更佳，为避免不法分子采用偷窥或录像的方式窃取密码，本发明所述密码输入器的优选结构为：所述密码输入器包括壳体101，壳体101顶面开设圆形通孔102，圆形通孔102内安装旋转套筒103，旋转套筒103能够在圆形通孔102内相对壳体101升降和旋转，旋转套筒103底部外周设置限位块104，限位块104上升至极限位置时，限位块104能够与圆形通孔102外侧的壳体101接触，旋转套筒103顶面设置封板105，封板105为透明材料制作，壳体101内壁设置凸环106，凸环106顶面安装第一弹簧113，第一弹簧113顶部与环形垫圈116连接，环形垫圈116与旋转套筒103底面接触，凸环106内壁间隔设置多个支架107，各支架107均与托板108连接，托板108顶面安装丝杆109，丝杆109上安装与丝杆109配合的螺套110，螺套110外周通过单向轴承111与转盘112连接，螺套110与托板108之间安装第二弹簧115，转盘112上方设置环形压块114，环形压块114与封板105连接，旋转套筒103下移时，环形压块114能够推动转盘112一同下移，转盘112外侧壁周圈设置棘齿121，旋转套筒103内壁安装与棘齿121配套的棘爪122，棘爪122的转轴上安装复位扭簧123，棘爪122与棘齿121啮合后旋转套筒103可带动转盘112向单向轴承111允许旋转的方向旋转，转盘112顶面设置多个字码块117，各字码块117在转盘112顶面呈环形均匀排列，转盘112底面安装凸块118，凸环106下方的壳体101内安装横板119，横板119顶面设有多个密码输入按钮120，各密码输入按钮120在横板119顶面呈环形均匀排列，密码输入按钮120的数量与字码块117的数量相同，转盘112随旋转套筒103一同下移时，凸块118能够按下一个密码输入按钮。所述字码块17上印刷或雕刻有密码的字码、确认、取消等内容，使用者通过透明的封板5能够看到壳体1内部转盘12上字码块17的内容，字码块17的可视角度集中在封板5上方，仅供使用者观察，别人从侧面无法看到内容。输入密码时，使用者向棘爪22与棘齿21啮合的方向转动旋转套筒3可通过棘爪22与棘齿21带动转盘12旋转，将需要输入的字码转至输入位置后，按下旋转套筒3，转盘12底面的凸块18将对应位置的密码输入按钮20按下，完成一位字码输入。转盘12下移过程中，螺套10相对丝杆9旋转，此时转盘12与螺套10之间的相对转动方向为单向轴承11允许旋转的方向，因此转盘12下移时不会转动，字码输入完毕后，使用者松开旋转套筒3，旋转套筒3在第一弹簧13的作用下上升复位，同时转盘12在第二弹簧15的作用下上升复位，转盘12上升过程中，螺套10反向旋转，此时转盘12与螺套10之间的相对转动方向为单向轴承11的锁定方向，因此转盘12随螺套10一同旋转，螺套10到达顶部极限位置后停止转动，此时转盘12与螺套10之间的相对转动方向又变为单向轴承11允许旋转的方向，因此转盘12仍会在惯性作用下继续旋转一段时间，转盘12旋转过程中，棘爪22与棘齿21不会啮合。需输入下一位字码时，使用者再次向棘爪22与棘齿21啮合的方向转动旋转套筒3，可带动转盘12旋转，将下一位字码转至输入位置进行输入。每次输入字码后转盘12的自转速度和时间均与使用者松开旋转套筒3的速度有关，因此转盘12自转后停止的角度是不确定的，不法分子无法通过记录下次输入字码时旋转套筒3转动的角度来推断字码的内容。本发明可实现每输入一位密码后均打乱字码位置，与现有密码输入装置相比具有更强的抗干扰及防偷窥性能，可大幅增强密码锁的安全性。本发明所述密码输入按钮20内部可安装多种电路、电磁或电子元件来产生信号，例如可在密码输入按钮20内安装金属触片，密码输入按钮20下方设置开关电路板，密码输入按钮20按下后金属触片使开关电路板相应电路导通，向驱动电机205的密码控制器215输出密码信息等。

为进一步提升密码输入器的安全性，可采用下述结构：所述横板19能够在壳体1内升降，横板19上升至极限位置时与凸环6底面接触，此时转盘12下降后凸块18能够按下一个密码输入按钮，横板19下降后，凸块18无法接触到密码输入按钮，横板19与壳体1底部之间设置拉簧24，壳体1底部设置亮条相互平行的导轨25，各导轨25上均安装与导轨配合的滚轮26，各滚轮26上均安装支杆27，各支杆27上端均与横板19底面铰接，两个支杆27之间通过横轴28连接，横轴28上安装横轴套管29，横轴套管29能够绕横轴28的轴线旋转，壳体1一侧外壁设置锁壳30，锁壳30上安装有使用钥匙31启闭的锁芯32，锁芯32的旋转部件上安装曲柄33，曲柄33与连杆34的一端铰接，连杆34另一端与横轴套管29铰接，钥匙31能够驱动曲柄33摆动，曲柄33摆动时能够通过连杆34推动或拉动支杆27的下端，导轨25上开设弧形定位槽35，支杆27与横板19垂直时，滚轮26位于弧形定位槽35内，此时横板19与凸环6底面接触。该结构使用钥匙31来带动横板19升降，只有横板19上升至顶部极限位置时，凸块18才能够接触到密码输入按钮来输入密码，因此该结构可实现二级安全锁功能，即输入密码锁的密码前，必须先使用钥匙31将横板19升起才能输入密码，单独拥有钥匙31或单独知晓密码均无法解锁。该结构中，横板19升起后，连杆34与横板19垂直，连杆34端部的滚轮26位于弧形定位槽35内起到定位作用，防止连杆34意外倾斜，此时连杆34从横板19底部对横板19形成支撑，凸环6底面与横板19顶面周圈接触，该结构能够防止横板受凸块18按压时发生倾斜，保证凸块18能够准确的按压密码输入按钮20。