绝缘子带电检测与清扫一体化机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路检测设备技术领域，具体涉及一种绝缘子带电检测与清扫一体化机器人。
【背景技术】
[0002]绝缘子是输电线路上一种极其重要的电力设备。它是连接输电杆塔与输电导线的一种绝缘体，具有较强的机械性能和良好的绝缘性能。带电运行的绝缘子工作于野外环境中，其表面长期裸露在外，极易受湿气、灰尘等因素影响而导致其表面产生污渍。绝缘子表面长时间积累污渍导致其绝缘性能下降，极易发生污闪。不良绝缘子的存在给电力系统的稳定运行带来极大威胁。因此，对绝缘子进行检测、清扫是输电线路安全运行的重要保证。
[0003]现有的绝缘子检测方式主要是人工方式，即工作人员位于杆塔的横担处利用专用检测工具对每片绝缘子进行检测。在超、特高压电网中，绝缘子串的绝缘子片数多、长度较长，对绝缘子的检测需要大量的人力资源。
[0004]现有的绝缘子清扫方式主要是人工清扫，即需要工作人员爬到绝缘子附近用抹布或毛刷进行清扫。这种方式虽然简单、有效，但是需要大量的人力资源，并且对绝缘子的清扫工作必须在停电情况下进行，对正常供电造成严重影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种作业安全、适应性强、结构简单、重量轻、爬行速度快、工作效率高的绝缘子带电检测与清扫一体化机器人。
[0006]为解决上述技术问题，本发明公开的一种绝缘子带电检测与清扫一体化机器人，其特征在于:它包括机器人框架本体、设置在机器人框架本体上并能从被测绝缘子的钢脚和钢帽处获取被测绝缘子分布电压的检测模块、设置在机器人框架本体上并能对绝缘子伞裙进行清扫的清扫模块，所述检测模块搭载于机器人框架本体上，清扫模块搭载于机器人框架本体的顶部和底部；
[0007]所述机器人框架本体包括上层机架、下层机架、爬行机构和能使机器人框架本体抱住被测绝缘子的导向机构，所述爬行机构和导向机构均安装于所述上层机架和下层机架之间；
[0008]所述爬行机构包括齿条、爬行机构电机、齿轮盒、手爪、手爪伸缩机构、手爪转向机构；所述齿条固定在上层机架与下层机架之间，所述爬行机构电机固定齿轮盒的壳体上，该爬行机构电机的输出轴上的齿轮通过驱动齿轮盒中的齿轮组与齿条啮合，所述齿轮盒的壳体与手爪转向机构固定连接，所述手爪伸缩机构底座与手爪转向机构的旋转台固定连接，手爪安装于手爪伸缩机构顶端的伸缩部上。
[0009]所述导向机构包括导向条、顶端导轨凹槽、顶端导轨、导向机构舵机固定杆、导向机构舵机、底端导轨凹槽、底端导轨，所述导向条固定在顶端导轨与底端导轨之间；顶端导轨与顶端导轨凹槽滑动连接，底端导轨与底端导轨凹槽滑动连接；顶端导轨凹槽固定安装于上层机架上，底端导轨凹槽固定安装于下层机架上；导向机构舵机固定杆顶端与顶端导轨凹槽固定连接，导向机构舵机固定杆底端与底端导轨凹槽固定连接；导向机构舵机固定安装于导向机构舵机固定杆上，导向机构舵机的动力输出轴通过连杆与导向条相连。
[0010]所述检测模块包括旋转连杆、第一探测器、第二探测器、检测机构电机、从动齿轮、主动齿轮，所述旋转连杆顶端与上层机架转动连接，旋转连杆底端与从动齿轮固定连接，从动齿轮与下层机架转动连接，所述第一探测器和第二探测器固定安装在旋转连杆上，所述检测机构电机的外壳与下层机架固定连接，检测机构电机的转轴与主动齿轮固定连接；所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
[0011]所述清扫模块有两个，分别设置在上层机架和下层机架上，每个清扫模块均包括毛刷旋转电机座、毛刷转向机构舵机、毛刷转向机构主动齿轮、毛刷旋转电机、毛刷转向机构从动齿轮、清扫机构转盘驱动齿轮、清扫机构转盘驱动电机、清扫机构转盘、毛刷，所述毛刷旋转电机座固定安装在毛刷转向机构从动齿轮上，毛刷旋转电机固定安装于毛刷旋转电机座上，毛刷与毛刷旋转电机的转轴相连，毛刷转向机构舵机的壳体固定安装于清扫机构转盘上，毛刷转向机构舵机的转轴与毛刷转向机构主动齿轮固定连接，毛刷转向机构主动齿轮与毛刷转向机构从动齿轮啮合，清扫机构转盘驱动电机的转轴与清扫机构转盘驱动齿轮固定连接，清扫机构转盘驱动齿轮与清扫机构转盘相啮合，位于上层机架的清扫模块的清扫机构转盘驱动电机固定安装于上层机架上，上层机架顶面设有清扫机构转盘滑道，位于上层机架的清扫模块的清扫机构转盘与上层机架的清扫机构转盘滑道配合；
[0012]位于下层机架的清扫模块的清扫机构转盘驱动电机固定安装于下层机架上，下层机架底面设有清扫机构转盘滑道，位于下层机架的清扫模块的清扫机构转盘与下层机架的清扫机构转盘滑道配合。
[0013]本发明的工作原理:工作人员将绝缘子带电检测与清扫一体化机器人带上塔后，打开环形机架，工作人员将机器人放置于待检测、清扫的绝缘子串靠横担侧，合上环形机架，其中第一对手爪调整位置并进入两片绝缘子钢脚、钢帽的连接处，使手爪搭在下一片绝缘子的伞裙结构上；调整机器人本体导向机构的纵深半径，使机器人本体“抱紧”绝缘子串；此时，机器人处于检测、清扫的准备阶段；机器人的检测机构将探测器摆入绝缘子钢脚、钢帽连接处，两个探测器分别与绝缘子的钢脚、钢帽充分接触；机器人的检测机构完成分布电压采集后，将探测器摆出绝缘子钢脚、钢帽连接处；
[0014]机器人清扫机构的毛刷转向机构舵机旋转，将毛刷摆入绝缘子的伞裙上，毛刷旋转电机、清扫机构转盘驱动电机同时旋转，机器人的清扫机构毛刷自转的同时沿绝缘子片公转，完成对绝缘子伞裙的清扫工作；毛刷旋转电机、清扫机构转盘驱动电机同时停止旋转，机器人清扫机构的毛刷转向机构舵机旋转，将毛刷摆出绝缘子的伞裙，恢复到复位位置；该对手爪的爬行机构电机转动，将机器人本体向下移动，使毛刷与伞裙下边缘处于同一水平线，机器人清扫机构的毛刷转向机构舵机旋转，将毛刷摆入绝缘子的伞棱、伞槽结构中，毛刷旋转电机、清扫机构转盘驱动电机同时旋转，机器人的清扫机构毛刷自转的同时沿绝缘子片公转，完成对绝缘子伞棱、伞槽结构的清扫工作；毛刷旋转电机、清扫机构转盘驱动电机同时停止旋转，机器人清扫机构的毛刷转向机构舵机旋转，将毛刷摆出绝缘子的伞棱、伞槽结构，恢复到复位位置；
[0015]机器人的第二对手爪调整位置并进入下一个钢脚、钢帽连接处，使手爪搭在钢帽所在绝缘子的伞裙上；第一对手爪退出钢脚、钢帽连接处，第二对手爪的爬行机构电机转动，使机器人本体沿绝缘子串向导线侧移动，直至移动到下一片待检测、清扫的绝缘子位置，并按照上述检测与清扫过程完成对绝缘子的检测与清扫。机器人如此往复地完成对剩余绝缘子的检测、清扫工作。机器人完成对整串绝缘子串的检测、清扫工作后，返回横担侧并推出绝缘子串，由工作人员传输至地面。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017](I)作业安全:在绝缘子检测、清扫作业过程中，机器人本体最多短接3片绝缘子，保证绝缘子串的绝缘距离，提高带电作业的安全性；机器人本体能够通过导向条和手爪“抱住”绝缘子，避免机器人发生坠落，具有更高的安全性。
[0018](2)适应性强:导向条与机器人机架之间采用连杆进行连接，导向条对绝缘子的夹持半径可调，能够适应不同盘径的绝缘子。
[0019](3)爬行速度快:机器人本体的爬行机构采用齿轮、齿条结构，并配合手爪实现机器人的自动快速爬行。
[0020](4)工作效率高:绝缘子检测、清扫一体化机器人将检测、清扫功能集中于一个机器人本体上，能够在一次作业过程中先后完成对绝缘子的检测和清扫工作，有效缩短绝缘子检测、清扫作业的时间，提高机器人的作业效率