專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電力行業(yè)高壓輸電線上的防繞擊避雷針的安裝的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在電力行業(yè)，盡管高壓輸電線均安裝了避雷線，但其遭到雷擊引起的電網(wǎng)跳閘 停電事故, 一直排在各種意外因素引起電網(wǎng)跳閘停電事故的首位。特別是在有些高 壓輸電線路段的高壓線塔桿附近，在雷雨季節(jié)里頻繁遭到雷擊引起電網(wǎng)跳閘停電事 故，其均為為雷電繞擊所致。
近兩年，市場(chǎng)上已有的幾種高壓線防繞擊避雷針產(chǎn)品，其安裝方式各不相同。 有的采取預(yù)應(yīng)力彈簧夾緊，有的采用螺栓鎖緊。但不管哪種形式，均需要將其安裝 在避雷線上距離高壓線塔桿15-50米的范圍內(nèi)。
傳統(tǒng)的安裝作業(yè)方式工人沿高壓線塔桿爬上塔頂，用手動(dòng)葫蘆將飛車(chē)吊上塔
頂并安裝在避雷線上，工人再乘座飛車(chē)前進(jìn)到預(yù)定的位置，在避雷線上進(jìn)行安裝，
而后乘飛車(chē)返回到高壓線塔頂。這種安裝方式存在兩個(gè)問(wèn)題 一是危險(xiǎn)大，由于飛 車(chē)較重，不僅上下高壓線塔桿困難，而且在多次受到雷擊的避雷線局部會(huì)產(chǎn)生銹蝕、 老化，其強(qiáng)度有所降低，如果避雷線斷裂，將發(fā)生機(jī)毀人亡的事故；二是成本高， 不僅飛車(chē)本身的制造成本較高，而且每動(dòng)用一次飛車(chē)安裝作業(yè)，其收費(fèi)也較高，超
過(guò)了防繞擊避雷針本身的價(jià)格。
綜上所述，高壓線防繞擊避雷針的安裝問(wèn)題，已經(jīng)成為其產(chǎn)品推廣使用的瓶頸， 急需要開(kāi)發(fā)出重量輕巧、操作方便的安裝機(jī)器人，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工安裝作業(yè)。
從已公開(kāi)的技術(shù)可知韓東發(fā)明防繞擊避雷針自動(dòng)安裝裝置.CN101308997和 南京炬名電力科技有限公司發(fā)明防繞擊避雷針自動(dòng)安裝裝置.CN201163706屬于
同一個(gè)防繞擊避雷針自動(dòng)安裝裝置。其針對(duì)的是利用預(yù)應(yīng)力彈簧將線夾夾緊的高
壓線防繞擊避雷針的安裝作業(yè)。雖然這種避雷針的安裝方式較為簡(jiǎn)單，但是由于預(yù) 應(yīng)彈簧的夾緊力有限，特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的日曬風(fēng)吹雨淋、熱脹冷縮，彈簧銹蝕和 應(yīng)力疲勞后，彈簧的彈力下降，導(dǎo)致線夾松動(dòng)，避雷針固定不緊在避雷線上滑動(dòng)， 影響了防雷效果。
現(xiàn)有《一種防繞擊避雷針自動(dòng)安裝裝置》(中國(guó)專(zhuān)利號(hào)200820087226)包括底座和安裝在底座上的走線機(jī)構(gòu)，機(jī)械手機(jī)構(gòu)以及控制器走線機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、與電 機(jī)相連的同步帶輪，以及與同步帶輪相連的同步走線輪，同步走線輪固定在支架上； 機(jī)械手機(jī)構(gòu)包括套設(shè)有限位彈簧的電磁體，推桿，支座，支架塊以及由兩個(gè)支撐桿 和兩個(gè)機(jī)械手桿組成的機(jī)械手臂推桿架設(shè)在兩支座上，推桿的一端連接有支架塊， 兩個(gè)支撐桿的一端鉸接在支架塊一端，另一端與機(jī)械手桿的一端鉸接，機(jī)械手桿的 另一端鉸接在支座上；電磁體一端設(shè)有一滑塊，推桿上設(shè)有限位槽，滑塊可在限位 槽內(nèi)滑動(dòng)；推桿上還套設(shè)有一復(fù)位彈簧。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可代替人工完成用螺栓鎖緊 線夾的避雷針的安裝工作，安裝緊固可靠，不易松動(dòng)的高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī) 器人。
本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)方式為，高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，由機(jī)箱、行 走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制系統(tǒng)C組成，箱蓋用螺釘與底板聯(lián)結(jié)形成機(jī) 箱，行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制系統(tǒng)C安裝在機(jī)箱內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)的電 池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱、主動(dòng)三角皮帶輪、三角皮帶、從動(dòng)三角皮帶輪 帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪、平衡輪，驅(qū)動(dòng)輪和平衡輪中間有V型槽柔性工作機(jī)構(gòu)B的電動(dòng)扭矩 扳手與齒輪箱嚙合，齒輪箱安裝在底板上，方軸一端與齒輪箱嚙合，另一端與萬(wàn)向 節(jié)和套筒聯(lián)結(jié)在一起，電磁鐵安裝在齒輪箱上，撥叉一端與電磁鐵聯(lián)結(jié)在一起，另 一端與萬(wàn)向節(jié)嚙合在一起；無(wú)線控制系統(tǒng)C包括無(wú)線遙控器、遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電 器；遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電器安裝在底板上，電源電池、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)扭矩扳手、電 磁鐵通過(guò)導(dǎo)線聯(lián)結(jié)成無(wú)線控制電路。
使用本實(shí)用新型時(shí)，先將本實(shí)用新型搬到高壓線塔頂，通過(guò)它的驅(qū)動(dòng)輪和平衡 輪將其吊掛在避雷線上，并將避雷線封閉在驅(qū)動(dòng)輪和平衡輪的V型槽和軸承支座、 箱蓋形成的封閉空間內(nèi)，調(diào)整固定好軸承座。將未鎖緊的避雷針套在避雷線上，放 在本實(shí)用新型前面，兩端支撐在本實(shí)用新型箱蓋的彈簧座上，讓線夾張開(kāi)一個(gè)小角 度，并將鎖緊螺栓與本實(shí)用新型的套筒嚙合，通過(guò)遙控器遙控本實(shí)用新型帶著避雷 針一起前進(jìn)，到達(dá)預(yù)定位置后停止，遙控電動(dòng)扭矩扳手?jǐn)Q動(dòng)避雷針的鎖緊螺栓，擰 緊后停止，遙控電磁鐵吸緊，撥動(dòng)套筒與鎖緊螺栓分離，遙控本實(shí)用新型后退，返 回高壓線塔桿。
本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)
1、采用柔性工作機(jī)構(gòu)使機(jī)器人能自動(dòng)擰緊避雷針的鎖緊螺栓，并在擰緊后順利返回；
2、 機(jī)器人在避雷線上行走始終保持平衡；
3、 有自我保護(hù)方案，不會(huì)引起機(jī)器人振動(dòng)，導(dǎo)致其從避雷線上墜落的事故；
4、 有自我救助方案，在無(wú)線控制系統(tǒng)故障無(wú)法返回高壓線塔桿頂時(shí)，可直接 用繩子將其從遠(yuǎn)處拉回來(lái)。


圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2是柔性工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖， 圖3是行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖， 圖4是控制電路示意圖， 圖5是本實(shí)用新型工作狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Dl、 2、 3，本實(shí)用新型由機(jī)箱、行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制 系統(tǒng)C組成。箱蓋用螺釘11與底板1聯(lián)結(jié)形成機(jī)箱。行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B 和無(wú)線控制系統(tǒng)C安裝在機(jī)箱內(nèi)，可有效防止外力損壞主要零部件。電池壓條6通 過(guò)固定螺栓3固定在底板1上。電磁鐵17安裝在電磁鐵安裝座16上，電磁鐵安裝 座16通過(guò)螺釘33安裝在齒輪箱18上。電動(dòng)機(jī)2通過(guò)電動(dòng)機(jī)座29安裝在底板1上。 箱蓋和底板之間通過(guò)連接螺釘11連接。
行走機(jī)構(gòu)A的電池5驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2，電動(dòng)機(jī)2通過(guò)減速箱4、主動(dòng)三角皮帶輪 30、三角皮帶28、從動(dòng)三角皮帶輪31帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪26、平衡輪8。電池5直接安裝 在底板1上。電動(dòng)機(jī)2和減速箱4及主動(dòng)三角皮帶輪30連成一體，裝配在電機(jī)支 座29上，電機(jī)支座29安裝在底板1上。從動(dòng)三角皮帶輪31和驅(qū)動(dòng)輪26通過(guò)驅(qū)動(dòng) 輪主軸39連成一體，裝配在左、右主支架軸承座27、 10上，主支架軸承座安裝在 底板1上。平衡輪8與兩個(gè)左、右小軸承支座9、 7裝配在一起，小軸承支座通過(guò) 拉線螺桿24安裝在底板1上。三角皮帶28將主動(dòng)三角皮帶輪30和從動(dòng)三角皮帶 輪31聯(lián)系在一起，將電動(dòng)機(jī)2的運(yùn)動(dòng)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪26。緊固螺母32把皮帶輪緊固 在驅(qū)動(dòng)輪主軸39上。
參照?qǐng)D2，柔性工作機(jī)構(gòu)B的電動(dòng)扭矩扳手23與齒輪箱18嚙合，齒輪箱18安 裝在底板1上，方軸19 一端與齒輪箱18嚙合，另一端與萬(wàn)向節(jié)20和套筒21聯(lián)結(jié) 在一起；電磁鐵17安裝在齒輪箱18上，撥叉12—端與電磁鐵17聯(lián)結(jié)在一起，另 一端與萬(wàn)向節(jié)20嚙合在一起。拉線環(huán)38通過(guò)拉線螺桿24固定在底座1上。鎖緊
5螺栓止推擋板25用來(lái)止推避雷針的鎖緊螺栓。限位擋板13、限位拉桿14、限位支 撐桿15限定撥叉12的平移位移。撥叉12通過(guò)螺栓35、螺母34和電磁鐵17聯(lián)結(jié) 在一起。限位擋板13由鎖緊螺母36鎖緊。電動(dòng)扭矩扳手23由固定壓條22固定在 底板1上。限位擋板37與齒輪箱18連接在一起。
本實(shí)用新型能自動(dòng)擰緊避雷針的鎖緊螺栓，并在擰緊后順利返回的關(guān)鍵是采用 了柔性工作機(jī)構(gòu)B。其原因在于電動(dòng)扭矩扳手23將其扭矩傳遞給套筒21，套筒 擰動(dòng)避雷針鎖緊螺栓達(dá)到鎖緊要求；通過(guò)萬(wàn)向節(jié)20和方軸自動(dòng)調(diào)整徑向和軸向的 位移偏差，不會(huì)與鎖緊螺栓產(chǎn)生干涉互鎖現(xiàn)象；擰緊鎖緊螺栓后，套筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 電磁鐵牽引撥叉撥動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸向平移，帶動(dòng)套筒與鎖緊螺栓分離。
參照?qǐng)D3、 4，無(wú)線控制系統(tǒng)C包括無(wú)線遙控器、遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電器，遙控 開(kāi)關(guān)、電磁繼電器安裝在底板1上，電源電池5、電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)扭矩扳手23、電磁 鐵17通過(guò)導(dǎo)線聯(lián)結(jié)成無(wú)線控制電路。無(wú)線控制系統(tǒng)C可分別控制四路負(fù)載， 一路 控制本實(shí)用新型42前進(jìn)、停止， 一路控制套筒21擰緊避雷針鎖緊螺栓、停止，一 路控制套筒21與避雷針鎖緊螺栓分離， 一路控制本實(shí)用新型42返回、停止，且每 一路具有自鎖功能，可獨(dú)立導(dǎo)通與斷開(kāi)，獨(dú)立工作。
參照?qǐng)D5，本實(shí)用新型42通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪和平衡輪吊掛在避雷線41上，并將避雷線 封閉在驅(qū)動(dòng)輪和平衡輪的V型槽和軸承支座、箱蓋形成的封閉空間內(nèi)，這樣，可保 證機(jī)器人在擰動(dòng)鎖緊螺栓過(guò)程中，不會(huì)因電動(dòng)扭矩扳手的沖擊負(fù)荷，引起機(jī)器人振 動(dòng)，導(dǎo)致其從避雷線上墜落的事故，能自我保護(hù)，使用安全。再調(diào)整固定好軸承座， 將未鎖緊的避雷針40套在避雷線上，放在本實(shí)用新型前面，兩端支撐在機(jī)器人箱 蓋的彈簧座上，讓線夾張開(kāi)一個(gè)小角度，并將鎖緊螺栓與本實(shí)用新型的套筒嚙合， 通過(guò)遙控器遙控電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型帶著避雷針一起前進(jìn)，到 達(dá)預(yù)定位置后停止，遙控電動(dòng)扭矩扳手?jǐn)Q動(dòng)避雷針的鎖緊螺栓，擰緊后停止，遙控 電磁鐵吸緊，撥動(dòng)套筒與鎖緊螺栓分離；再通過(guò)遙控器遙控電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，通過(guò)驅(qū)動(dòng) 輪驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型后退，返回高壓線塔桿。
本實(shí)用新型在避雷線41上行走，行走能始終保持平衡的關(guān)鍵是，將主要零部 件布置在底板上，始終保持本實(shí)用新型的重心位于兩個(gè)輪子之間和避雷線的下方， 這種吊掛方案具有自動(dòng)平衡功能。
拉線環(huán)38上系一根長(zhǎng)50米的安全繩，既可準(zhǔn)確控制機(jī)器人在避雷線上行走 15-50米的距離，便于在規(guī)定的位置安裝避雷針，又可防止機(jī)器人因無(wú)線控制系統(tǒng) 故障無(wú)法返回高壓線塔桿頂時(shí)，工人可直接用繩子將其從遠(yuǎn)處拉回來(lái)。高壓線防繞擊避雷針的研究只是近兩年才興起，當(dāng)務(wù)之急是解決其安裝過(guò)程中 的困難問(wèn)題。今后，還會(huì)遇到失效避雷針的拆除問(wèn)題。到那時(shí)，可在本安裝本實(shí)用 新型的基礎(chǔ)上，在箱蓋上安裝攝像頭，在控制電路中加無(wú)線可視控制系統(tǒng)，能夠看 清、控制、并調(diào)整套筒扳手與鎖緊螺栓準(zhǔn)確嚙合，再遙控電動(dòng)扳手反轉(zhuǎn)，即可拆除 失效了的避雷針。另外，再增加一個(gè)機(jī)械手能抓住失效的避雷針，可隨本實(shí)用新型 一同返回。
由于增加了攝像頭和無(wú)線可視控制系統(tǒng)，機(jī)器人在避雷線上行走時(shí)，可以看清 高壓線上的絕緣體等有關(guān)設(shè)施的表面情況，到那時(shí)機(jī)器人還可承擔(dān)高壓線上的部分 巡線工作。因此，可將其發(fā)展成為可安裝、拆卸避雷針的機(jī)器人、具有智能診斷功 能的巡線機(jī)器人等。
權(quán)利要求1、高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，其特征在于由機(jī)箱、行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制系統(tǒng)C組成，箱蓋用螺釘與底板聯(lián)結(jié)形成機(jī)箱，行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制系統(tǒng)C安裝在機(jī)箱內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)的電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱、主動(dòng)三角皮帶輪、三角皮帶、從動(dòng)三角皮帶輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪、平衡輪，驅(qū)動(dòng)輪和平衡輪中間有V型槽；柔性工作機(jī)構(gòu)B的電動(dòng)扭矩扳手與齒輪箱嚙合，齒輪箱安裝在底板上，方軸一端與齒輪箱嚙合，另一端與萬(wàn)向節(jié)和套筒聯(lián)結(jié)在一起，電磁鐵安裝在齒輪箱上，撥叉一端與電磁鐵聯(lián)結(jié)在一起，另一端與萬(wàn)向節(jié)嚙合在一起；無(wú)線控制系統(tǒng)C包括無(wú)線遙控器、遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電器；遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電器安裝在底板上，電源電池、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)扭矩扳手、電磁鐵通過(guò)導(dǎo)線聯(lián)結(jié)成無(wú)線控制電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，其特征在于緊固 螺母(32)把皮帶輪緊固在驅(qū)動(dòng)輪主軸(39)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，其特征在于撥叉 (12)通過(guò)螺栓(35)、螺母(34)和電磁鐵(17)聯(lián)結(jié)在一起。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，其特征在于限位 擋板(37)與齒輪箱(18)連接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，其特征在于在箱 蓋上安裝攝像頭，在無(wú)線控制系統(tǒng)C中加無(wú)線可視控制系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要高壓線防繞擊避雷針安裝機(jī)器人，涉及一種用于電力行業(yè)高壓輸電線上的防繞擊避雷針的安裝的機(jī)器人。由機(jī)箱、行走機(jī)構(gòu)A、柔性工作機(jī)構(gòu)B和無(wú)線控制系統(tǒng)C組成。行走機(jī)構(gòu)由電池、電動(dòng)機(jī)、減速箱和驅(qū)動(dòng)輪、平衡輪組成。柔性工作機(jī)構(gòu)B由電磁鐵、撥叉、電動(dòng)扭矩扳手、齒輪箱、萬(wàn)向節(jié)、套筒等組成。無(wú)線控制系統(tǒng)C由遙控器、遙控開(kāi)關(guān)、電磁繼電器等組成；所有機(jī)構(gòu)裝在機(jī)箱內(nèi)。工人操作無(wú)線遙控器，可控制本實(shí)用新型可在避雷線上前進(jìn)，并將避雷針?biāo)偷筋A(yù)定的位置停止，自動(dòng)擰緊避雷針鎖緊螺栓將其安裝在避雷線上，與鎖緊螺栓分離，最后返回；可代替人工完成用螺栓鎖緊線夾的避雷針的安裝工作，安裝緊固可靠，不易松動(dòng)，使用安全可靠。
文檔編號(hào)B25J1/00GK201389853SQ20092008381
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者霞 馮, 李天昌, 李恩志 申請(qǐng)人:李天昌