验挂一体的模块化履带式爬杆机器人及操作方法与流程

2021-02-08 06:02:28|

312|

起点商标网

本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及验挂一体的模块化履带式爬杆机器人及操作方法。

背景技术：

传统验电、挂接地线分为两个过程，先使用验电笔在有电处验明三相确无电压，然后在装设位置挂接地线。这两个步骤如果受到外界干扰，特别在相邻间隔距离比较短的情况下，有可能挂到有电部位。另外传统接地线是由人工操作，直接将绝缘杆和地线挂在高压线缆上，电压越高，需要拖挂的接地线越重，现场操作难度越困难，甚至需要检修人员登高操作。接地线装设、拆除过程中都存在一定安全风险，劳动强度大且存在安全隐患。

目前广泛使用的技术是人工佩戴配重“脚扣”进行登高作业，其特点是需要专业人员经过长期训练才能熟练掌握技巧，并且作业人员的安全取决于自身平衡性。传统方法具有以下的缺点：脚扣安全可靠性低，需通过人工经验判断是否适合登高作业；通过人工作业需要工人长期处在精神高度紧张的状态下，体力消耗极大，风险高；使用脚扣进行登高作业缺乏必要的防坠落措施和绝缘措施，易发生恶性安全事故。

专利文献cn210502954u公开了一种爬杆机器人，爬杆机器人的各行走单元中，至少有一个还包括传动连接于轮架以驱动轮架转向的转向电机，以及传动连接于行走轮以驱动行走轮转动的主驱电机；辅助连接构件，连接于相邻的两组行走单元之间，行走单元与辅助连接构件共同形成框形合围结构并在合围结构内部形成供杆体穿过的通道；永磁块，设置于行走单元上而在使用时与杆体之间产生磁吸力；至少有部分辅助连接结构为可自由伸缩的伸缩连接结构，在行走轮偏转时，永磁块与杆体之间的磁吸作用力能够保持行走单元贴紧杆体。

专利文献cn210502954u公开了一种仿生式爬杆机器人，采用了一种全新的思路，通过行走组件的上下伸缩动作与上壳体上的夹持组件、下壳体上的夹持组件的开闭动作相配合，实现了攀爬动作；本实用新型通过调节夹持组件上夹紧部件的紧定片的位置，可实现夹持力的调节，以适应不同直径杆状物。

专利文献cn209290549u公开了一种蠕动式爬杆机器人，包括：可相互移动的第一手爪组件与第二手爪组件，以及分别穿过第一手爪组件与第二手爪组件的杆；所述第一手爪组件与第二手爪组件采用相同的构造。该机器人整体上呈现上下两组手爪设计，每个卡爪则通过电机驱动实现对杆件的夹紧和松开。为使手爪夹持稳定。

以上三个专利文献普遍存在以下不足：不具备验电挂线一体化功能，需要人工进行验电、挂线作业，工作程序反复冗杂，工作强度没有得到最大程度的减轻；不符合高压作业的工作需要，缺乏必要的绝缘措施，容易造成机器人自身内部电气设备的损坏，甚至对高压输送网络产生破坏；体积、质量巨大不便于运输和特殊地形空间的使用；无法根据作业任务调整载重和功能，缺乏灵活性和泛用性。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人及操作方法。

根据本发明提供的一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人，其特征在于，包括：挂钩构件1、挂钩支持部件2、拖线部件3、爬行部件4、电控部件5、绝缘杆6、验电部件、电磁铁部件以及高压线部件；所述验电部件安装在挂钩支持部件2上；所述电磁铁部件安装在拖线部件3与爬行部件4之间；所述电控部件5安装在爬行部件4的下方；所述挂钩构件1挂靠在高压线部件上；所述绝缘杆6设置于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的上部；所述验电部件能够指示验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的操作安全状态。

优选地，还包括：手持终端；所述手持终端控制验挂一体的模块化履带式爬杆机器人沿杆上或下；所述手持终端通过控制电磁铁部件实现拖线部件3与挂钩构件1之间以下任意一种动作：-联结动作；-分离动作。

优选地，还包括：电池仓7；所述电池仓7设置于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的下部；所述电池仓7安装在爬行部件4的侧面。

优选地，拖线部件3包括：弹性构件，卡扣机构；所述弹性构件设置于拖线部件3的内部；所述卡扣机构设置于拖线部件3的两侧。

优选地，所述弹性构件包括：第一弹簧309、第二弹簧311；所述卡扣机构包括：导电卡扣305；所述第一弹簧309与拖线部件导杆308相连；所述第二弹簧311与拖线部件触点310相连。

所述的拖线部件内部有弹性机构与两侧卡扣机构和底部触点联结。底部两个触点受按压会驱动内部弹性机构将两侧卡扣式导电机构回收到内部。拖线机构上设有联结接地线缆机构，该机构与导电卡扣电气联通。

优选地，所述爬行部件4包括：爬行部件电磁铁401、第一爬行部件连接件402、爬行部件顶盖403、履带部件404、接触开关405以及第二爬行部件连接件406；所述爬行部件电磁铁401与第一爬行部件连接件402相连；所述接触开关405与第二爬行部件连接件406相连；所述爬行部件顶盖403与第一爬行部件连接件402相连；所述爬行部件顶盖403与履带部件404相连。所述履带部件404与第一爬行部件连接件402相连。

优选地，所述爬行部件4还包括：爬行部件螺纹孔431、爬行部件滑槽432、爬行部件走线孔433、爬行部件通孔434、第一爬行部件支架441、第二爬行部件支架442、爬行部件减速器443、爬行部件履带444、爬行部件履带轮445、爬行部件履带轮446、爬行部件轴447、爬行部件轴承448以及爬行部件挡片449；所述爬行部件履带444的数量为3个；所述爬行部件履带444关于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的中心轴中心对称式分布；所述爬行部件轴承448安装在爬行部件履带轮446内；所述爬行部件轴447安装在爬行部件轴承448内；所述爬行部件减速器443的输出轴与爬行部件履带轮445连接；所述爬行部件轴承448安装在爬行部件履带轮446内；所述绝缘杆6能够通过爬行部件顶盖403；所述履带部件404安装在爬行部件顶盖403；所述爬行部件螺纹孔431、爬行部件滑槽432能够调节履带部件404的安装位置。

优选地，所述电控部件5包括：电控部件通孔501、电控部件滑槽502、电控部件支柱503、电控部件螺纹孔504、电控部件底板、电路板；所述电控部件通孔501与电控部件底板配合形成密封腔；所述电控部件支柱503与电路板紧固连接；所述电控部件滑槽502与履带部件404相连接；所述电控部件滑槽502能够实现爬行部件4、电控部件5相连接；所述电控部件螺纹孔504设置于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的侧边上。

根据本发明提供的一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人操作方法，采用验挂一体的模块化履带式爬杆机器人，包括：步骤d1：将挂钩构件1挂靠在高压线上；步骤d2：采用验电部件指示操作安全状态；步骤d3：采用手持终端控制机器人沿杆上或下；手持终端控制电磁铁部件实现拖线部件3与爬行部件4的结合或分离；手持终端控制拖线部件3与挂钩构件1的联结或分离动作。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够沿绝缘杆轴线方向做直线运动，快速方便的实现高压线的验电和地线的挂接作业；

2、本发明能够降低劳动强度，提升作业效率，减少安全隐患。

3、本发明中，另外机器人结构简单紧凑，便于运输和携带，智能化程度高，且操作简单安装方便。同时机器人以部件形式设计，可以通过调整部件的数量来适应不同的负载要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明等轴视图示意图。

图2为本发明挂钩部件等轴视图示意图。

图3为本发明拖线部件等轴视图示意图。

图4为本发明拖线部件全剖视图示意图。

图5为本发明拖线部件俯视图示意图。

图6为本发明电磁铁部件与爬行部件组合体的等轴视图示意图。

图7为本发明爬行部件顶盖等轴视图示意图。

图8为本发明履带部件示意图。

图9为本发明履带部件剖图示意图。

图10为本发明履带部件侧视图示意图。

图11为本发明电控部件顶盖等轴视图示意图。

图中：

挂钩构件1第一爬行部件连接件402

挂钩支持部件2爬行部件顶盖403

拖线部件3履带部件404

爬行部件4接触开关405

电控部件5第二爬行部件连接件406

绝缘杆6爬行部件螺纹孔431

电池仓7爬行部件滑槽432

接地线缆连接件301爬行部件走线孔433

拖线部件支座302爬行部件通孔434

拖线部件外壳303第一爬行部件支架441

拖线部件底座304第二爬行部件支架442

导电卡扣305爬行部件减速器443

拖线部件通孔306爬行部件履带444

拖线部件坡角件307爬行部件履带轮445

拖线部件导杆308爬行部件履带轮446

拖线部件触点310爬行部件轴447

第一弹簧309爬行部件轴承448

第二弹簧311爬行部件挡片449

爬行部件电磁铁401

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人，包括：挂钩构件1、挂钩支持部件2、拖线部件3、爬行部件4、电控部件5、绝缘杆6、验电部件、电磁铁部件以及高压线部件；所述验电部件安装在挂钩支持部件2上；所述电磁铁部件安装在拖线部件3与爬行部件4之间；所述电控部件5安装在爬行部件4的下方；所述挂钩构件1挂靠在高压线部件上；所述绝缘杆6设置于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的上部；所述验电部件能够指示验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的操作安全状态。

优选地，还包括：电池仓7；所述电池仓7设置于验挂一体的模块化履带式爬杆机器人的下部；所述电池仓7安装在爬行部件4的侧面。

优选地，拖线部件3包括：弹性构件，卡扣机构；所述弹性构件设置于拖线部件3的内部；所述卡扣机构设置于拖线部件3的两侧。

优选地，拖线部件3还包括：接地线缆连接件301、拖线部件支座302、拖线部件外壳303、拖线部件底座304、拖线部件通孔306、拖线部件坡角件307、拖线部件导杆308、拖线部件触点310；所述接地线缆连接件301与拖线部件支座302相连；所述拖线部件支座302与拖线部件外壳303相连；所述拖线部件外壳303与拖线部件底座304相连；所述拖线部件通孔306贯通拖线部件3；所述拖线部件坡角件307设置于拖线部件3的一侧；6、根据权利要求5所述的验挂一体的模块化履带式爬杆机器人，其特征在于，所述弹性构件包括：第一弹簧309、第二弹簧311；所述卡扣机构包括：导电卡扣305；所述第一弹簧309与拖线部件导杆308相连；所述第二弹簧311与拖线部件触点310相连。

具体地，在一个实施例中，所述的验挂一体的部件化履带式爬杆机器人操作流程是：工人将挂钩挂靠在高压线上，验电部件指示操作安全状态，工人用手持终端控制机器人沿杆上或下，同时手持终端控制电磁铁实现拖线部件与爬行机构的结合或分离，并且可以控制拖线部件与挂钩部件的联结或分离动作。

如图1，一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人及操作方法，包括验电部件、挂钩部件、拖线部件、爬行部件、电磁铁部件、电控部件、电池仓和手持终端。锂电池安装在电池仓内，给爬壁机器人供电。

如图2，所述的挂钩部件通过连接件与绝缘杆固连，通过连接件与挂钩连接，支座内部设有卡槽。

如图3、图4和图5，所述的拖线部件通过连接件与接地线缆连接，通孔能够允许绝缘杆的通过。支座、外壳电气绝缘，坡角件与触点固连，导电卡扣和导杆固连，触发触点联动坡角件驱使导杆和卡扣径向滑动。在弹簧的作用下触点与卡扣正常状态下的位置都是在伸展在外面。

如图6，电磁铁部件与爬行部件通过固连。电磁铁通电后吸附拖线部件中的铁块从而触发机构。接触开关通过连接件与固连。

进一步如图7，爬行部件中的顶盖上设有三组滑槽，侧面设有螺纹孔，处设有走线孔，用于电磁部件线缆走线。通孔可以让绝缘杆通过。三组履带部件安装在顶盖上，通过滑槽和螺纹孔可以调节履带部件安装位置，保证三组履带部件关于中心对称并压紧在绝缘杆上。

如图8、图9和图10，履带部件包括带减速器的电机、两个支架、履带、履带轮、轴安装在轴承内。减速器输出轴与履带轮连接，轴承安装在履带轮内。设有螺纹孔，用于安装螺杆式张紧机构，螺杆滑块与轴连接，调整螺杆可以调整履带轮位置，从而对履带张紧。履带露在支架外部，能够与绝缘杆接触。

如图11，电气部件顶盖设有通孔，通孔与底板配合形成密封腔保护电气部件内部电气部件，支柱用于固定电路板。滑槽用于辅助履带部件安装固定，同时通过滑槽能够实现爬行部件与电气部件的联结。螺纹孔用于与底板连接。

电气部件底板不仅在中心设有通孔，而且设有一个出线孔，锂电池线缆通过出线孔给系统供电。

具体地，在一个实施例中，一种验挂一体的模块化履带式爬杆机器人及操作方法，其特征在于：包括爬行部件、验电部件、电磁铁部件、挂钩部件、拖线部件、电控部件、电池仓和手持终端。所述挂钩部件与绝缘杆固连，微型验电部件固定安装在挂钩部件上，其它部件从上到下的装配顺序依次是拖线部件、电磁铁部件、爬行部件、电控部件。所述爬行部件侧面安装有电池仓。

所述的验挂一体的部件化履带式爬杆机器人操作流程是：工人将挂钩机构挂靠在高压线上，验电部件指示操作安全状态，工人用手持终端控制机器人沿杆上或下，同时手持终端控制电磁铁实现拖线部件与爬行机构的结合或分离，并且可以控制拖线部件与挂钩部件的联结或分离动作。

作为进一步改进，所述的拖线部件底部有两个触点，内部有弹性机构，两侧有导电式卡扣机构。所述触点受按压会驱动内部弹性机构将卡扣机构收置到机构内部。同时拖线部件外壳设有安装接地线缆的机构，线缆安装机构与所述的卡扣机构电气联通。

作为进一步改进，电磁铁部件包括接触开关和电磁铁。所述的接触开关用于感知机器人与挂钩部件的位置。所述的电磁铁部件与所述的爬行机构固连。但是电磁铁部件与拖线部件通过电磁铁控制连接、分离。电磁铁通电产生磁吸力，吸附所述的拖线部件，按压、触发拖线部件底部触点；电磁铁断电则电磁铁部件与拖线部件分离。

作为进一步改进，爬行部件包括顶盖、履带部件和外壳。所述顶盖设有三组中心堆成的径向滑槽，顶盖侧面有螺纹孔，所述滑槽与螺纹孔用于固定履带部件，使得三组履带部件关于中心对称。

作为进一步改进，履带部件包括电机、减速器、橡胶履带、履带轮、支架和自锁式张紧机构。所述电机输出轴通过减速器固定在支架上，支架上设有螺纹孔用于安装履带张紧机构。张紧机构通过调节履带轮位置调整履带张紧力。橡胶履带有一侧露在支架外部与绝缘杆接触。

作为进一步改进，爬行部件可通过顶盖进行扩展延长，提高机器人的负载能力。爬行部件顶盖上设有线控，方便电磁铁部件中的线路以及扩展的爬行部件电机线缆走线。

作为进一步改进，电控部件包括顶盖、内部电路与底板。电控部件顶盖上设有走线槽，底板上设有走线孔，电池从底板走线给电控部件供电。

作为进一步改进，电池仓部件安装在爬行部件侧面。

作为进一步的改进，所述的挂接地线和拆卸地线通过绝缘机构实现。

挂接装置安装机构和挂接装置固定机构通过手持终端来实现地线挂接和拆卸工作，全程不需要作业人员与地线发生接触，有效降低作业人员的风险。

本发明能够沿绝缘杆轴线方向做直线运动，快速方便的实现高压线的验电和地线的挂接作业；本发明能够降低劳动强度，提升作业效率，减少安全隐患；本发明中，另外机器人结构简单紧凑，便于运输和携带，智能化程度高，且操作简单安装方便。同时机器人以部件形式设计，可以通过调整部件的数量来适应不同的负载要求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。