蠕动式绝缘子串劣化检测机器人的制作方法

1.本实用新型涉及绝缘子检测机器人技术领域，特别涉及一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人。


背景技术：

2.输电线路绝缘子是连接在高压输电线塔与输电线路间的一种绝缘体，使输电线塔与输电线路间电气绝缘，是架空输电线路的重要组成部分。在运行过程中，由于长期承受机电负载、冷热变化，绝缘子会出现绝缘电阻降低、表面开裂等劣化现象，进而导致绝缘子闪络甚至掉串，对输电线路的安全运行构成极大的隐患。因此，绝缘子定期检测对于确保正常安全的电力供应是必不可少的。目前，在线检测绝缘子的方法为人工登塔检测与智能机器人检测方法。人工登塔检测方法是人登塔停留在绝缘子串的安全距离，通过操纵末端带有检测仪器的绝缘杆进行检测，存在劳动量大、安全系数低、检测效率低等问题；而智能机器人的检测方法是机器人携带绝缘子检测仪器，自动在绝缘子串移动并检测绝缘子阻值或电压分布情况，从而判断绝缘子优劣情况。目前，绝缘子检测机器人具备沿绝缘子串移动与检测的功能，但仍处于试验阶段。然而，在实际线路中，同一水平绝缘串存在不同的弧度与坡度，极大程度影响到机器人的适应性与运动性能，现有的绝缘子检测机器人无法解决此问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人，适应性强，爬行平稳，检测效率高，安全可靠，该机器人可沿着可变弧度与坡度绝缘子串运动，适应于220kv输电线路水平瓷双伞裙绝缘子串。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人，包括控制箱体、蠕动式移动机构、检测机构、上下串机构、可见光检测模块、导向杆组以及绝缘子电阻检测仪；其中蠕动式移动机构和可见光检测模块设置于控制箱体的顶部，检测机构设置于蠕动式移动机构上，用于对绝缘子串进行检测；上下串机构为两组且对称设置于控制箱体的两侧，用于环抱绝缘子串；导向杆组连接在两组上下串机构之间，绝缘子电阻检测仪设置于导向杆组上。
6.所述蠕动式移动机构包括导轨、滑块、滑板及双向直线驱动机构，其中导轨为两个且平行设置于所述控制箱体的顶部，各导轨上通过滑块与滑板连接，双向直线驱动机构与两个滑板连接，用于驱动两个滑板反向运动；
7.所述检测机构为两组且分别设置于两个所述滑板上。
8.所述双向直线驱动机构包括驱动齿轮、齿条、驱动电机及涡轮蜗杆减速箱；其中齿条为两个且分别设置于两个所述滑板上；驱动电机的输出轴与涡轮蜗杆减速箱的输入轴连接，涡轮蜗杆减速箱的输出轴与驱动齿轮连接，所述驱动齿轮位于两个齿条之间，且与两个齿条啮合。
9.所述检测机构包括传动支架、摆动驱动机构、平行四连杆机构、末端连杆及检测金属块，其中传动支架与所述滑板连接；平行四连杆机构与传动支架铰接，末端连杆设置于平行四连杆机构的顶部，检测金属块设置于末端连杆上；
10.摆动驱动机构设置于传动支架上，且输出端与平行四连杆机构连接，用于驱动平行四连杆机构摆动。
11.所述平行四连杆机构包括齿轮连杆、主动连杆、中间连杆及支架连杆，其中齿轮连杆的一端与所述摆动驱动机构连接，另一端与主动连杆一端固定连接，主动连杆的另一端与中间连杆的一端铰接；支架连杆的一端与所述传动支架铰接，支架连杆的另一端与中间连杆的另一端铰接；所述末端连杆与中间连杆固定连接。
12.所述摆动驱动机构包括主动轴、从动轴、主动齿轮及电机，其中电机的输出轴与主动轴连接，主动齿轮设置于主动轴上；从动轴上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述齿轮连杆的一端与从动齿轮连接为一体。
13.所述上下串机构包括环抱杆、环抱连杆、环抱支架及开合驱动机构，其中环抱支架与所述控制箱体连接；所述环抱支架的两侧分别与一环抱杆铰接；环抱连杆为两个且分别设置于两个环抱杆的下方，环抱连杆的一端与环抱杆铰接，另一端与开合驱动机构铰接；开合驱动机构设置于环抱支架上，用于驱动两个环抱杆张开或闭合。
14.所述开合驱动机构包括上下串电机、等径锥齿轮及丝杠螺母传动机构；其中丝杠螺母传动机构包括丝杠、螺母、传动连接块、直线导轨，其中丝杠和直线导轨平行设置于所述环抱支架上，传动连接块通过螺母与丝杠螺纹连接，且与直线导轨滑动连接，传动连接块的两端与两个所述环抱连杆铰接；上下串电机设置于所述环抱连杆上，两个等径锥齿轮分别设置于上下串电机的输出端及丝杠的端部，且相互啮合。
15.所述导向杆组包括至少两个平行设置的导向杆及用于导向杆之间相互连接的导向杆连接件；导向杆的两端与两个所述上下串机构中相对应的两个环抱杆连接。
16.所述导向杆的表面材料采用pom。
17.本实用新型的优点与积极效果为：
18.本实用新型提供一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人，采用蠕动式移动机构，适应性强，该机器人具有可沿着可变弧度与坡度绝缘子串平稳移动的功能，使得机器人沿绝缘子串移动的同时，也完成绝缘子电阻检测以及视觉检测，检测效率高。
19.本实用新型的机器人上下串机构采用具备自锁能力的丝杠螺母传动，在运动过程中，有效的防止机器人掉落。机器人爬行平稳，检测效率高，最多短接三片绝缘子，安全可靠，符合电力作业规则，适应于220kv输电线路水平瓷双伞裙绝缘子串的检测作业。
附图说明
20.图1为本实用新型一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人的结构示意图；
21.图2为本实用新型中控制箱体的结构示意图；
22.图3为本实用新型中蠕动式移动机构与部分检测机构的结构示意图；
23.图4为本实用新型中检测机构的结构示意图；
24.图5为本实用新型中上下串机构的结构示意图；
25.图6为本实用新型中丝杠螺母传动机构的结构示意图；
26.图7为本实用新型中导向杆组的结构示意图；
27.图8为本实用新型中机器人上串的结构示意图；
28.图9为本实用新型中机器人下串的结构示意图。
29.图中：1为控制箱体，101为支柱，102为电气侧板，103为底部框架，104为顶部框架，105为顶板，106为结构侧板，107为底板，2为蠕动式移动机构，201为驱动齿轮，202为齿条，203为导轨，204为滑块，205为驱动电机，206为涡轮蜗杆减速箱，207为齿轮轴支架，3为检测机构，301为传动支架，302为主动轴，303为从动轴，304为主动齿轮，305为齿轮连杆，306为主动连杆，307为中间连杆，308为支架连杆，309为末端连杆，310为检测金属块，311为检测机构连接件，312为电机，313为固定轴销，4为上下串机构，401为环抱杆，402为环抱连杆，403为环抱支架，404为上下串电机，405为等径锥齿轮，406为底部盖板，407为丝杠螺母传动机构，4071为丝杠，4072为螺母，4073为传动连接块，4074为固定板，4075为底部支架，4076为限位挡片，4077为锥齿轮电机支架，4078为直线导轨，4079为环抱杆转动销，40710为丝杠限位挡片，40711为顶部支架，40712为顶部压板，5为可见光检测模块，6为导向杆组，601为导向杆连接件，602为导向杆，7为绝缘子电阻检测仪。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
31.如图1所示，本实用新型提供的一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人，包括控制箱体1、蠕动式移动机构2、检测机构3、上下串机构4、可见光检测模块5、导向杆组6以及绝缘子电阻检测仪7；其中蠕动式移动机构2和可见光检测模块5设置于控制箱体1的顶部，检测机构3设置于蠕动式移动机构2上，用于对绝缘子串进行检测；上下串机构4为两组且对称设置于控制箱体1的两侧，用于环抱绝缘子串；导向杆组6连接在两组上下串机构4之间，绝缘子电阻检测仪7设置于导向杆组6上。
32.如图2所示，本实用新型的实施例中，控制箱体1包括支柱101、电气侧板102、底部框架103、顶部框架104、顶板105、结构侧板106及底板107，其中底部框架103通过四根支柱101固定连接有顶部框架104，组成控制箱体骨架；对称设置的两块电气侧板102以及对称设置的两块结构侧板106分布于控制箱体1的四周，与控制箱体骨架固定连接；顶板105与底板107固定连接于控制箱体骨架的顶部与顶部。
33.如图3所示，本实用新型的实施例中，蠕动式移动机构2包括导轨203、滑块204、滑板及双向直线驱动机构，其中导轨203为两个且平行设置于控制箱体1的顶部，各导轨203上通过滑块204与滑板连接，双向直线驱动机构与两个滑板连接，用于驱动两个滑板反向运动；检测机构3为两组且分别设置于两个滑板上。
34.本实用新型的实施例中，双向直线驱动机构包括驱动齿轮201、齿条202、驱动电机205及涡轮蜗杆减速箱206；其中齿条202为两个且分别设置于两个滑板的侧部，与滑板为一体式结构；驱动电机205的输出轴与涡轮蜗杆减速箱206的输入轴连接，涡轮蜗杆减速箱206的输出轴与驱动齿轮201连接，驱动齿轮201位于两个齿条之间，且与两个齿条202啮合。涡轮蜗杆减速箱206上设有齿轮轴支架207，驱动齿轮201与齿轮轴支架207连接。
35.如图3
‑
4所示，本实用新型的实施例中，检测机构3包括传动支架301、摆动驱动机
构、平行四连杆机构、末端连杆309及检测金属块310，其中传动支架301通过检测机构连接件311与滑板连接，且通过固定轴销313固定；平行四连杆机构与传动支架301铰接，末端连杆309设置于平行四连杆机构的顶部，检测金属块310设置于末端连杆309上；摆动驱动机构设置于传动支架301上，且输出端与平行四连杆机构连接，用于驱动平行四连杆机构摆动。
36.具体地，平行四连杆机构包括齿轮连杆305、主动连杆306、中间连杆307及支架连杆308，其中齿轮连杆305的一端与摆动驱动机构连接，另一端与主动连杆306一端固定连接，主动连杆306的另一端与中间连杆307的一端铰接；支架连杆308的一端与传动支架301铰接，支架连杆308的另一端与中间连杆307的另一端铰接；末端连杆309与中间连杆307固定连接。
37.本实施例中，摆动驱动机构包括主动轴302、从动轴303、主动齿轮304及电机312，其中电机312的输出轴与主动轴302连接，主动齿轮304设置于主动轴302上；从动轴303上设有与主动齿轮304啮合的从动齿轮，齿轮连杆305的一端与从动齿轮连接为一体。
38.如图5所示，本实用新型的实施例中，上下串机构4包括环抱杆401、环抱连杆402、环抱支架403及开合驱动机构，其中环抱支架403与控制箱体1连接；环抱支架403的两侧分别与一环抱杆401铰接；环抱连杆402为两个且分别设置于两个环抱杆401的下方，环抱连杆402的一端与环抱杆401铰接，另一端与开合驱动机构铰接；开合驱动机构设置于环抱支架403上，用于驱动两个环抱杆401张开或闭合。
39.如图5
‑
6所示，本实用新型的实施例中，开合驱动机构包括上下串电机404、等径锥齿轮405及丝杠螺母传动机构407；其中丝杠螺母传动机构407包括丝杠4071、螺母4072、传动连接块4073、直线导轨4078，其中丝杠4071和直线导轨4078平行设置于环抱支架403上，传动连接块4073通过螺母4072与丝杠4071螺纹连接，且与直线导轨4078滑动连接，传动连接块4073的两端与两个环抱连杆402铰接；上下串电机404设置于环抱连杆402上，两个等径锥齿轮405分别设置于上下串电机404的输出端及丝杠4071的端部，且相互啮合。
40.具体地，环抱支架403包括底部支架4075、顶部支架40711及顶部压板40712，其中底部支架4075和顶部支架40711通过直线导轨4078连接。顶部压板40712连接在顶部支架40711的侧部，顶部支架40711的两端设有用于连接环抱杆401的环抱杆转动销4079。丝杠4071与底部支架4075和顶部支架40711转动连接，且通过限位挡片4076和丝杠限位挡片40710轴向限位。底部支架4075的下方设有锥齿轮电机支架4077，上下串电机404设置于锥齿轮电机支架4077上。传动连接块4073的两端连接有固定板4074，固定板4074上设有铰接孔。
41.如图7所示，本实用新型的实施例中，导向杆组6包括至少两个平行设置的导向杆602及用于导向杆602之间相互连接的导向杆连接件601；导向杆602的两端与两个上下串机构4中相对应的两个环抱杆401连接。
42.进一步地，导向杆602的表面材料采用pom(聚甲醛)，使导向杆602的表面光滑，导向杆602与绝缘子伞裙边缘接触。
43.本实用新型提供的一种蠕动式绝缘子串劣化检测机器人的工作原理：
44.如图8所示，本实用新型的蠕动式绝缘子串劣化检测机器人上串工作前，首先将上下串机构4通过上下串电机404驱动丝杠螺母传动机构407，使得螺母4072带动传动连接块4073向底部盖板406方向运动，运动至在丝杠4071底部，在环抱连杆402、环抱支架403的传
动作用下，环抱杆401呈现张开状态。检测机构3中的电机312位于上下串机构4之间任意位置。由于上下串机构4的丝杠螺母传动机构407反向自锁，且环抱杆401刚度足够，确保机器人无法从绝缘子串上掉落。
45.机器人上串时，上下串电机404反向驱动使螺母4072带动传动连接块4073向顶部压板40722方向运动，运动至丝杠4071的顶部，环抱杆401呈现闭合状态，如图9所示。
46.当机器人抱紧绝缘子串后，电机312驱动主动齿轮304转动，带动齿轮连杆305、主动连杆306、中间连杆307、支架连杆308运动，使得末端连杆309与检测金属块310沿绝缘子径向方向张开；驱动电机205工作，通过涡轮蜗杆减速箱206带动驱动齿轮轴201，使与其啮合的两条齿条202与两个检测机构3相向运动，当检测机构3运动至控制箱体1两端时，驱动电机205停止工作，此时，两个检测机构3位于相邻两片绝缘子的铁帽处，电机312反向驱动使末端连杆309与检测金属块310沿绝缘子径向方向闭合，绝缘子电阻检测仪7执行检测任务，至此完成一片绝缘子电阻的检测。其中一个检测机构3张开，在另一个检测机构3端面抵住绝缘子伞裙，此端面连接有软性材料，通过蠕动式移动机构2配合检测机构3，完成机器人沿绝缘子串轴线方向的移动与绝缘子电阻的检测，同时可见光检测模块5观察绝缘子表观状态。
47.当机器人完成绝缘子串检测后，机器人执行下串操作，操作方法与机器人上串的运动相反。
48.本实用新型适应性强，爬行平稳，检测效率高，最多短接三片绝缘子，安全可靠，可沿着该机器人具有可变弧度与坡度绝缘子串运动，适应于220kv输电线路水平瓷双伞裙绝缘子串。
49.以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。