[发明专利]一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘子串清扫机器人，特别是一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人，可用来完成高压输电线路玻璃及陶瓷绝缘子串污物清扫工作与检测，以代替人工作业的绝缘子带电清扫与检测机器人。

背景技术

高压输电线路绝缘子由于长期处于户外，表面容易附着灰尘，降低其绝缘能力。在潮湿天气情况下，脏污的绝缘子易发生闪络放电(即污闪)，造成停电事故，给安全供电带来威胁。

清扫陶瓷及玻璃绝缘子的积污是输电线路检修维护的主要工作之一。目前绝缘子清扫均是在输电线路停电检修期间由人工登塔，用毛刷或抹布进行的。这种清扫方式作业环境危险、恶劣，清扫任务繁重，停电时间短、清扫质量难以得到保证。对于超高压和特高压输电线路，由于绝缘子串长、绝缘子串数量多，使得清扫任务更加繁重，又由于协调停电难度大，往往不能按期清扫而造成绝缘子表面积污严重。

此外，由于长期处于恶劣环境下，绝缘子可能会出现裂纹、破损等，成为低值甚至零值绝缘子，这无疑加重了对电网安全的威胁。目前在线检测不良绝缘子还需要操作人员爬上杆塔，通过操纵绝缘杆将检测设备送到绝缘子附近，检测结果依赖操纵人员的技术水平，且对于特高压输电线路，绝缘子串长度过大，绝缘杆难以到达绝缘子附近。

中国专利CA101769971A公开了一种绝缘子检测机器人，包括第一履带轮、箱体、第二履带轮、变距伸缩机构及探头驱动机构，箱体上安装有变距伸缩机构，第一、二履带轮上分别连接有第一、二行程传感器；箱体的下方设有探头驱动机构。综合分析，此专利主要存在以下缺点：只能沿水平双串绝缘子串行走，无法应用在悬垂或单串绝缘子串上。此专利没有配备清扫装置。

中国专利CN203018352U公开了一种绝缘子串智能清扫机器人系统，包括支架，为约束角度大于180度的半包围结构，且含有曲张部；导向部件；驱动机构；清扫机构；以及控制装置，输出连接所述驱动机构以及所述电机，以控制驱动机构的停靠和所述电机的动作。该机器人可以在带电状态下通过一对驱动轮攀爬臂和配套清扫机构的交替动作完成对绝缘子的清扫。综合分析，此专利的缺点主要在于：只采用单侧攀爬机构，实际操作中攀爬比较困难；清扫时由于没有夹持机构，机器人的稳定性较差；采用驱动轮攀爬臂交替接触绝缘子裙部，会对绝缘子瓷裙部的涂料涂层造成一定磨损；由于安全性的要求，对控制算法的要求很高。

中国专利号CN104128320A公开了一种高压线路绝缘子检测与清扫机器人，包括三层支架、若干夹紧机构、攀爬伸缩机构、绝缘子带电检测装置、绝缘子清扫机构。夹紧机构、绝缘子带电检测装置和绝缘子清扫机构均设置于支架上，支架通过攀爬伸缩机构连接。该机器人可以实现对绝缘子的带电清扫与检测，但由于采用了交替夹持绝缘子裙部的攀爬方式，夹紧力不能过大，因此负载有限，且由于其清扫机构位置相对固定，针对不同型号的绝缘子难以调整施加到绝缘子表面的清扫力。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人，该机器人结构紧凑，负载能力强，可以实现对绝缘子的带电清扫与检测功能。

本发明的上述目的主要是通过下述技术方案得以实现的：

一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人，其特征在于：包括可以绕旋转轴向两边打开的环形框架和控制箱，所述环形框架包括通过多个辅助支架固定相连的上层支架和下层支架、以及通过清扫层升降机构可在上层支架和下层支架之间上下移动的中层支架，所述上层支架上设有多个可以自动伸出用于夹住绝缘子的上夹爪，所述上夹爪上设有对绝缘子进行绝缘检查的检测装置，所述中层支架上设有夹持绝缘子裙部的辅助夹爪和对绝缘子进行清扫的清扫装置，所述上层支架和下层支架之间还设有多个可通过夹爪层升降机构上下移动的下夹爪，所述下夹爪与上夹爪一样可自动伸出夹住绝缘子钢帽，所述夹爪层升降机构包括夹爪滑杆、将下夹爪与夹爪滑杆相连的丝杆螺母机构、以及驱动丝杆螺母机构的电机，所述与旋转轴相对的环形框架上设有对其闭合状态进行锁紧的锁紧机构，所述控制箱内设有电源和控制所有转动机构和伺服电机的运转以及动作顺序的控制器，所述环形框架通过旋转机构向两边打开，旋转机构包括旋转轴支架、固设于转轴上的扇形齿轮、旋转轴齿轮组和旋转轴电机，所述旋转轴有两根，每根旋转轴的两端分别将左右环形框架与旋转轴支架铰接，所述旋转轴电机通过旋转轴齿轮组带动扇形齿轮旋转从而打开和关闭环形框架。