一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，包括一組支撐座，在支撐座的端部有連接兩個(gè)支撐座的電機(jī)軸，所述電機(jī)軸的兩端設(shè)有沿電機(jī)軸徑向延伸的攀爬臂，所述攀爬臂的兩端設(shè)有中心軸方向與電機(jī)軸方向水平的滾輪，所述支撐座上設(shè)有通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪，所述大齒輪連接在電機(jī)軸上，所述小齒輪與大齒輪相配合，所述支撐座通過支撐架固定于檢測機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)上，所述滾輪外部包裹有絕緣橡膠。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，較之一般的攀爬裝置，結(jié)構(gòu)更加緊湊；攀爬臂的運(yùn)行速度類同于輪體，速度快，并且不受如履帶結(jié)構(gòu)那樣提高攀爬裝置重心，整體重心低，可以提高速度而不必過多的考慮運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行越來越受到重視。尤其在近年來大力發(fā)展的超高壓、特高壓輸電系統(tǒng)中，絕緣子的安全運(yùn)行直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的投資及安全水平，為保證高壓輸電線路的電氣安全，在高壓輸電線路運(yùn)行使用一段時(shí)間后，需要檢測線路的電氣性能，特別是絕緣子的絕緣安全性能，防止短路或斷路等現(xiàn)象的發(fā)生。
[0003]傳統(tǒng)的瓷質(zhì)絕緣子串檢測方式為人工登塔高空作業(yè)，隨著電壓等級提高，絕緣子串長度不斷增加，人工檢測作業(yè)的難度越來越大，因此研制出可以沿瓷質(zhì)絕緣子串自動(dòng)行走的絕緣子帶電檢測機(jī)器人，成為目前絕緣超高壓輸電線路絕緣子性能帶電檢測的有效途徑。
[0004]現(xiàn)有的懸垂絕緣子檢測機(jī)器人在使用中存在很大風(fēng)險(xiǎn)，考慮不夠充分，例如在檢測過程中，由于施工誤差或者絕緣片自身誤差使得每組絕緣子串片與片之間的間距在一定的范圍內(nèi)是變化的，正由于雙軸攀爬臂夾角成90°，但是這個(gè)角度是絕緣子檢測機(jī)器人理想運(yùn)行狀態(tài)的中的夾角，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明由于絕緣子片間有誤差，在這由于沒有很好控制算法保證機(jī)器人穩(wěn)定適應(yīng)性較強(qiáng)的運(yùn)行，使得絕緣子檢測機(jī)器人可能發(fā)生卡在絕緣子串上不能運(yùn)行，最為嚴(yán)重的是脫離絕緣子串墜落到線路上引起電力事故。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使智能絕緣子檢測機(jī)器人對運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)增強(qiáng)，避免機(jī)器人運(yùn)行時(shí)候出現(xiàn)卡住或者脫落故障發(fā)生。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，包括一組支撐座，在支撐座的端部有連接兩個(gè)支撐座的電機(jī)軸，所述電機(jī)軸的兩端設(shè)有沿電機(jī)軸徑向延伸的攀爬臂，所述攀爬臂的兩端設(shè)有中心軸方向與電機(jī)軸方向水平的滾輪，所述支撐座上設(shè)有通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有若干個(gè)位置傳感器，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪，所述大齒輪連接在電機(jī)軸上，所述小齒輪與大齒輪相配合，所述支撐座通過支撐架固定于檢測機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)上，所述滾輪外部包裹有絕緣橡膠。
[0008]所述電機(jī)軸包括第一電機(jī)軸和第二電機(jī)軸,且第一電機(jī)軸和第二電機(jī)軸關(guān)于兩支撐座的中心點(diǎn)連線中心對稱。
[0009]所述電機(jī)軸通過軸承固定于支撐座上，在軸承端部設(shè)有軸承端蓋。
[0010]所述電機(jī)軸的一側(cè)端部設(shè)有電機(jī)座，所述電機(jī)軸的另一側(cè)端部設(shè)有定位臺(tái)與限位座。
[0011]所述攀爬臂每組有兩個(gè)，且兩個(gè)攀爬臂通過支臂架固定在支撐座上，兩個(gè)攀爬臂沿電機(jī)軸徑向?qū)ΨQ分布，同一個(gè)電機(jī)軸上的兩組攀爬臂方向一致。
[0012]在所述攀爬臂通過在電機(jī)軸徑向可調(diào)地連接在攀爬臂上的支臂架而具有徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
[0013]所述位置傳感器包括第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器，且第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器與設(shè)置于同一個(gè)限位座上，第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器與第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器安裝于同一個(gè)限位座上。
[0014]所述第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的安裝位置平行，且與各自的電機(jī)軸軸心連線與水平方向成α夾角，a e [5° ,30° ]。
[0015]所述第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器和第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器安裝于同一個(gè)限位座上，且兩個(gè)電機(jī)軸初始位置檢測傳感器與各自的電機(jī)軸軸心連線的夾角成90。。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:結(jié)構(gòu)簡單，較之一般的攀爬裝置，結(jié)構(gòu)更加緊湊；攀爬臂的運(yùn)行速度類同于輪體，速度快，并且不受如履帶結(jié)構(gòu)那樣提高攀爬裝置重心，整體重心低，可以提高速度而不必過多的考慮運(yùn)行的穩(wěn)定性，且各種位置傳感器的安裝位置設(shè)計(jì)合理，更利于懸垂絕緣子檢測機(jī)器人雙軸攀爬臂的角度控制，利于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人第一電機(jī)軸的攀爬臂與第二電機(jī)軸的攀爬臂接觸絕緣子時(shí)的夾角始終保持小于90°，解決機(jī)器人可能卡在絕緣子串上不能運(yùn)行，甚至脫離絕緣子串墜落到線路上引起電力事故的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖2第一電機(jī)軸位置檢測感器分布平面示意圖；
[0019]圖3第二電機(jī)軸位置檢測感器分布平面示意圖；
[0020]圖4傳感器空間相對角度示意圖；
[0021]圖5絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬初始化狀態(tài)圖；
[0022]圖6攀爬臂啟動(dòng)狀態(tài)圖。
[0023]其中:1.第一電機(jī)軸，2.滾輪，3.支撐座，4.軸承端蓋，5.軸端蓋，6.支撐架，
7.電機(jī)，8.第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器，9.限位座，10.支臂架，11.軸承，12.定位臺(tái)，13.小齒輪，14.電機(jī)座，15.攀爬臂，16.第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器，17.第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器，18.大齒輪,19.第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器,20.第二電機(jī)軸，21.電氣控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】:
[0024]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示，一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，包括一組支撐座3，在支撐座3的端部有連接兩個(gè)支撐3座的電機(jī)軸，電機(jī)軸3的兩端設(shè)有沿電機(jī)軸徑向延伸的攀爬臂15，所述攀爬臂15的兩端設(shè)有中心軸方向與電機(jī)軸方向水平的滾輪2，所述支撐座3上設(shè)有通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)7,所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有若干個(gè)位置傳感器,滾輪2外部包裹有絕緣橡膠，支撐座3通過支撐架固定于檢測機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)上，。
[0026]電機(jī)軸包括第一電機(jī)軸I和第二電機(jī)軸20,且第一電機(jī)軸I和第二電機(jī)軸20中心對稱。
[0027]電機(jī)軸通過軸承固定于支撐座3上，在軸承端部設(shè)有軸承端蓋4。
[0028]電機(jī)軸的一側(cè)端部設(shè)有電機(jī)座14，所述電機(jī)軸的另一側(cè)端部設(shè)有定位臺(tái)12與限位座9。
[0029]攀爬臂15每組有兩個(gè)，且兩個(gè)攀爬臂15通過支臂架10固定在支撐座3上，兩個(gè)攀爬臂12沿電機(jī)軸徑向?qū)ΨQ分布，同一個(gè)電機(jī)軸上的兩組攀爬臂15方向一致。
[0030]傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大齒輪18、小齒輪13，大齒輪18連接在電機(jī)軸上，所述小齒輪與
[0031]在攀爬臂15通過在電機(jī)軸徑向可調(diào)地連接在攀爬臂5上的支臂架10而具有徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
[0032]位置傳感器包括第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器18、第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器8、第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器16、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器17，且第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器8、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器17與設(shè)置于同一個(gè)限位座9上,第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器18與第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器16安裝于同一個(gè)限位座9上。
[0033]如圖2、圖3所示，第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器18和第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器8，且兩個(gè)電機(jī)軸初始位置檢測傳感器的安裝位置夾角成90°
[0034]如圖4所示,第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器16、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器17的安裝位置平行，且均與各自的電機(jī)軸軸心連線與水平方向成α夾角，a e [5。 ，30。]。
[0035]支撐座3上設(shè)有電氣控制系統(tǒng)21控制電動(dòng)機(jī)7的運(yùn)行，電氣控制系統(tǒng)21與電動(dòng)機(jī)雙向通信，電氣控制系統(tǒng)21與第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器16、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器17通信。
[0036]電氣控制系統(tǒng)21向電動(dòng)機(jī)7發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號,控制第一電機(jī)軸I和第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)到使得攀爬臂15成90°角夾角初始狀態(tài)如圖5所示，在初始狀態(tài)上由電氣控制系統(tǒng)21控制第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)到第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器17，如圖6所示，使得第二電機(jī)軸20附帶的攀爬臂與第一電機(jī)軸I附帶的攀爬臂15夾角小于90°即為夾角為(90-α ) ° 。
[0037]原有的控制方法為:電氣控制系統(tǒng)21采用經(jīng)典pid控制算法輸出第一電機(jī)軸I所屬電機(jī)的控制信號，控制電機(jī)帶動(dòng)第一電機(jī)軸I以角速度V勻速旋轉(zhuǎn)，同樣電氣控制系統(tǒng)21采用經(jīng)典pid控制算法以與第一電機(jī)軸I相同的角速度V控制第二電機(jī)軸20旋轉(zhuǎn)，這樣控制第一電機(jī)軸I上的攀爬臂15與第二電機(jī)軸20上的攀爬臂成銳角(90-α ) °和鈍角(90+α ) °交替運(yùn)行，這樣同樣會(huì)使機(jī)器人出現(xiàn)運(yùn)行事故。因此單純的改變第一電機(jī)軸I與第二電機(jī)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)初始夾角不能改變絕緣子檢測機(jī)器人的對環(huán)境的適應(yīng)性。
[0038]本實(shí)用新型給出的是所述電氣控制系統(tǒng)21控制第一電機(jī)軸I以角速度V勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過改變第二電機(jī)軸20的旋轉(zhuǎn)角速度，將原來同樣以第一電機(jī)軸I角速度V勻轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)軸20的旋轉(zhuǎn)區(qū)域劃分為快慢兩個(gè)角速度轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)區(qū)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人第一電機(jī)軸I的攀爬臂與第二電機(jī)軸20的攀爬臂15接觸絕緣子時(shí)的夾角始終保持是(90-α) °。第二電機(jī)軸20慢角速度區(qū)和快角速度區(qū)的運(yùn)行角度分別為(90-α ) °和(90+ α )°。因?yàn)榈谝浑姍C(jī)軸I與第二電機(jī)軸20共同旋轉(zhuǎn),第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)過慢角速度區(qū)角度時(shí)所用的時(shí)間是第一電機(jī)軸I以角速度V轉(zhuǎn)過角度(90+α ) °所用時(shí)間tl= (90+α)/ν，根據(jù)第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)過慢角速度區(qū)需時(shí)間tl計(jì)算出第二電機(jī)軸20慢角速度為Vl=(90-α)*ν/ (90+α );第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)過快角度區(qū)時(shí)所需時(shí)間是第一電機(jī)軸I以角速度ν轉(zhuǎn)過角度(90-α) °所用時(shí)間t2= (90-α )/v，根據(jù)第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)過快角速度區(qū)需時(shí)間t2計(jì)算出第二電機(jī)軸20快角速度為ν2= (90+α ) *ν/ (90-α )。
[0039]電氣控制系統(tǒng)21接收到啟動(dòng)第二電機(jī)軸20低速傳感器信號有效信息時(shí)，電氣控制系統(tǒng)通過經(jīng)典Pid控制算法，使得第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)角度始終是Vl勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；電氣控制系統(tǒng)21接收到啟動(dòng)第二電機(jī)軸快速傳感器信號有效信息時(shí)，電氣控制系統(tǒng)21通過經(jīng)典pid控制算法，使得第二電機(jī)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)角度始終是ν2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過快慢兩次速度調(diào)整完成一次快慢交替，完成一個(gè)周期變化控制，這個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)始終保證智能絕緣子檢測機(jī)器人使用安全穩(wěn)定的運(yùn)行在絕緣子串上，緣子智能機(jī)器人的運(yùn)行適應(yīng)性能，針對不同的等級的絕緣串可以通過調(diào)整角度α增強(qiáng)運(yùn)行適應(yīng)性能和運(yùn)行的流暢。
[0040]上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:包括一組支撐座，在支撐座的端部有連接兩個(gè)支撐座的電機(jī)軸，所述電機(jī)軸的兩端設(shè)有沿電機(jī)軸徑向延伸的攀爬臂，所述攀爬臂的兩端設(shè)有中心軸方向與電機(jī)軸方向水平的滾輪，所述支撐座上設(shè)有通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有若干個(gè)位置傳感器，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪，所述大齒輪連接在電機(jī)軸上，所述小齒輪與大齒輪相配合，所述支撐座通過支撐架固定于檢測機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)上，所述滾輪外部包裹有絕緣橡膠。
2.如權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述電機(jī)軸包括第一電機(jī)軸和第二電機(jī)軸，且第一電機(jī)軸和第二電機(jī)軸關(guān)于兩支撐座的中心點(diǎn)連線中心對稱。
3.如權(quán)利要求2所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述電機(jī)軸通過軸承固定于支撐座上，在軸承端部設(shè)有軸承端蓋。
4.如權(quán)利要求2所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述電機(jī)軸的一側(cè)端部設(shè)有電機(jī)座，所述電機(jī)軸的另一側(cè)端部設(shè)有定位臺(tái)與限位座。
5.如權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述攀爬臂每組有兩個(gè)，且兩個(gè)攀爬臂通過支臂架固定在支撐座上，兩個(gè)攀爬臂沿電機(jī)軸徑向?qū)ΨQ分布，同一個(gè)電機(jī)軸上的兩組攀爬臂方向一致。
6.如權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:在所述攀爬臂通過在電機(jī)軸徑向可調(diào)地連接在攀爬臂上的支臂架而具有徑向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述位置傳感器包括第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器，且第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器與設(shè)置于同一個(gè)限位座上，第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器與第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器安裝于同一個(gè)限位座上。
8.如權(quán)利要求7所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述第二電機(jī)軸啟動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、第二電機(jī)軸啟動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的安裝位置平行，且與各自的電機(jī)軸軸心連線與水平方向成α夾角，a e [5°，30° ]。
9.如權(quán)利要求7所述的一種絕緣子串智能檢測機(jī)器人攀爬裝置，其特征是:所述第一電機(jī)軸初始位置檢測傳感器和第二電機(jī)軸初始位置檢測傳感器安裝于同一個(gè)限位座上，且兩個(gè)電機(jī)軸初始位置檢測傳感器與各自的電機(jī)軸軸心連線的夾角成90°。
【文檔編號】B62D57/02GK203727501SQ201420137584
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】孫大慶, 張永生, 曹濤, 趙德利, 田忠超 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司