一种配电线路无人化智能作业平台装置的制作方法

xiaoxiao2天前  3


本发明涉及高压线路检修维护的,尤其是涉及一种配电线路无人化智能作业平台装置。


背景技术:

1、随着社会及经济的发展,对电网可靠性的要求越来越高,10 kv 配电带电作业凭借其“不停电”的专业优势,已成为提高配电网供电可靠性的重要手段,是电网企业关键核心业务。

2、然而现阶段工作仍以人力为主,线路检修维护人员需要操作绝缘斗臂车到达十几米高空并频繁进出高电压强电场,存在高空、高电压、高强度等“三高”风险,缺乏进一步提升作业效率和安全性的有效作业手段,作业工器具之间相对独立、功能单一,没有形成一套能够完成不同类型作业项目、多功能一体化的系列装置。

3、公开技术中,申请号为cn202211320306.6的专利介绍了一种旁路电缆自动挂接装置,但其设计与操作是基于带电作业机器人完成的,且其旁路电缆对接方式采用的是电机带动齿轮,使插头旋转锁紧的设计,其不具备旁路电缆自动提升功能。


技术实现思路

1、为克服现有技术不足,解决高压线路不停电检修维护人员高危作业问题,本发明提供一种配电线路无人化智能作业平台装置,实现常规带电作业项目覆盖。

2、本发明提供的一种配电线路无人化智能作业平台装置采用如下的技术方案:

3、一种配电线路无人化智能作业平台装置,包括支撑机构和操作机构,所述操作机构活动安装在支撑机构上,所述支撑机构上还活动安装有移动机构,所述移动机构依托架设的高压线路带动支撑机构和操作机构沿着高压线路移动,所述操作机构包括机械臂,所述机械臂包括伸展和收起两种状态,所述机械臂伸展包括六或七个自由度。

4、支撑机构用于为其他结构提供基础的支撑,作为连接整体的设备结构,操作机构用于执行复杂的线路检修维护工作,模仿并代替人工进行高空高电压工作,保护线路检修维护人员的安全,移动机构用于带动整体设备在高压线路上移动,实现对整条的高压线路进行维修和操作作业,机械臂有效模仿手臂的灵活度,六或七个自由度保证了机械臂能够完成多种复杂的操作动作,用途广泛,解决了配电带电作业的无人化和自动化技术应用不足的问题,杜绝了高空、高电压和高强度的风险。

5、进一步的,所述支撑机构包括安装架,所述安装架包括多根结构型材并拼接成框架结构,所述安装架上开有多个安装孔并设置有多个安装用部件。

6、安装架利用安装孔和安装用部件安装连接其他部件,方便安装和拆卸维修单独的部件,同时有效定位安装其他部件。

7、进一步的,所述移动机构活动安装在安装架上,所述移动机构包括行走轮,所述行走轮侧面开有一圈凹槽且形状与高压线路相适配,所述行走轮通过侧面的凹槽挂接在高压线路上。

8、行走轮利用与高压线路间的摩擦力带动整体设备移动,行走轮侧面一圈凹槽有效提高行走轮与高压线路间的接触面积,进而提高相互间的摩擦力,同时有利于卡接在高压线路上,减少脱离坠落的风险。

9、进一步的,所述行走轮通过行走轮支架旋转安装在安装架上,所述行走轮支架一侧固定安装有行走轮电机,所述行走轮电机转动主轴连接行走轮中心转轴。

10、行走轮电机用于自动控制行走轮转动和停止,进而控制设备的平移和止动,同时提供移动的动力,行走轮支架用于安装行走轮,利用轴承减小行走轮转轴转动的摩擦力。

11、进一步的,所述安装架两侧分别安装有一个行走轮,所述安装架一侧的行走轮底侧安装有抱紧轮,所述抱紧轮侧面开有一圈凹槽且形状与高压线路相适配,所述行走轮和抱紧轮相互配合夹持在高压线路上。

12、抱紧轮用于配合行走轮夹持在高压线路上并允许和行走轮共同转动带动设备平移,减少行走轮脱离高压线路导致设备坠落的风险。

13、进一步的,所述抱紧轮通过抱紧轮支架旋转安装在安装架上,所述抱紧轮支架通过抱紧轮丝杠滑动安装在安装架上,所述抱紧轮支架在抱紧轮丝杠的控制下带动抱紧轮在安装架上滑动,且滑动方向朝向行走轮,所述抱紧轮丝杠连接抱紧轮电机转动主轴,所述抱紧轮电机固定安装在安装架上。

14、抱紧轮丝杠用于带动抱紧轮滑动,实现抱紧轮和行走轮夹紧高压线路和松开高压线路,方便行走轮搭接在高压线路上和从高压线路上拆卸下来,抱紧轮电机用于自动控制抱紧轮丝杠转动并进一步控制抱紧轮滑动。

15、进一步的,所述安装架一侧的行走轮底侧安装有夹紧爪,所述夹紧爪为弧形且朝向高压线路一侧弯曲,所述夹紧爪朝向高压线路一侧设置有防滑结构,所述防滑结构材质包括橡胶和木材,所述防滑结构上刻有防滑花纹。

16、夹紧爪用于抱紧设备在高压线路上,有利于作业时避免设备平移滑动,橡胶和木材不仅能够绝缘还能提高与高压线路的摩擦力,夹紧爪为弧形提高与高压线路的接触面积,进一步提高接触摩擦力,防滑花纹有利于进一步提高防滑能力。

17、进一步的,所述夹紧爪通过夹紧爪丝杠滑动安装在安装架上,所述夹紧爪滑动方向朝向行走轮,所述夹紧爪丝杠连接夹紧爪电机转动主轴,所述夹紧爪电机固定安装在安装架上。

18、夹紧爪丝杠用于控制夹紧爪滑动,实现夹紧爪抱紧高压线路和松开,进而实现移动结构的移动启动和停止,夹紧爪电机用于自动控制夹紧爪丝杠转动并进一步控制夹紧爪滑动。

19、进一步的,所述行走轮一侧安装有导向架,所述导向架一端固定在行走轮一侧并与行走轮安装位置持平,所述导向架另一端向远离行走轮的斜向下一侧延伸,所述导向架为框架结构、条形结构或板形结构。

20、导向架方便设备被吊装到高压线路上时行走轮与高压线路定位,减小定位挂接安装难度。

21、进一步的,所述支撑机构包括保护壳体,所述保护壳体为封闭盒体结构,所述保护壳体上开有多个安装孔并设置有多个安装用部件。

22、保护壳体用于保护内部的电子部件,减少外部杂质污染,同时有利于减少高压电磁场对内部的电子部件的干扰,提高设备的抗野外环境能力。

23、进一步的,所述保护壳体内部设置有控制机构,所述控制机构包括供电池和控制电路板,所述移动机构和操作机构通过导线连接供电池,所述移动机构和操作机构通过控制信号线连接控制电路板。

24、控制机构的控制电路板用于控制移动机构和操作机构按照设定的程序执行操作或执行实时控制命令,供电池用于提供电能。

25、进一步的,所述保护壳体内部还设置有控制信号器,所述控制信号器通过控制信号线连接控制电路板,所述控制信号器通讯连接外部控制遥控器。

26、控制信号器用于外部通讯连接,方便外部控制遥控器向设备发送命令,实现远程遥控操作。

27、进一步的,所述机械臂安装在保护壳体上,所述机械臂包括多节悬臂,且悬臂间通过动作关节相互连接,所述动作关节执行旋转、摆动和伸缩动作,所述动作关节分别连接控制电路板和供电池。

28、多节悬臂和动作关节实现机械臂的多自由度运动,旋转、摆动和伸缩动作有利于机械臂实现三维复杂的空间移动定位操作,有利于执行高压线路操作和维护的多种工作。

29、进一步的,所述机械臂前端通过标准化接口连接安装作业工具,所述保护壳体上设置有工具包,所述工具包内放置多个作业工具,且工具包内放置的作业工具连接端朝向保护壳体外侧并均能够与机械臂的标准化接口可拆卸接触。

30、作业工具用于实现精细化作业,方便机械臂配合工具进行操作,提高操作的效率,工具包放置多种工具,用于执行多种操作,提高设备的功能,标准化接口方便通过一个接口实现多种作业工具连接安装。

31、进一步的,所述保护壳体上安装有监控机构,所述监控机构包括摄像头和传感器,所述摄像头活动安装在保护壳体靠近机械臂一侧,且摄像头拍摄朝向机械臂前端,所述传感器安装在移动机构和操作机构与高压线路接触处,用于监测运行状态。

32、摄像头用于监控机械臂的位置和操作,方便地面人员根据监控内容进行控制操作,传感器用于监测设备的运行状态,用于作为设备运行控制的参考。

33、进一步的,所述支撑机构顶部安装吊装机构,所述吊装机构包括吊环,所述吊环通过绳索和挂钩连挂外接无人机,所述吊环铰接在支撑机构顶部,所述吊环一侧连接有电动推杆,所述电动推杆控制吊环摆动,所述电动推杆伸缩安装在推杆架内,所述推杆架固定设置在支撑机构上。

34、吊装机构方便利用无人机将设备运送到高空的高压线路上,电动推杆用于控制吊环翻转,有利于控制收起吊环减少对设备操作作业的干扰。

35、进一步的,所述支撑机构最底部安装有放置架,所述放置架底部为水平支撑结构。

36、放置架有利于设备在地面上时平稳放置,有效配合无人机进行升空和降落操作。

37、综上所述,本发明具有如下的有益技术效果:

38、1、支撑机构用于为其他结构提供基础的支撑,作为连接整体的设备结构,操作机构用于执行复杂的线路检修维护工作,模仿并代替人工进行高空高电压工作,保护线路检修维护人员的安全,移动机构用于带动整体设备在高压线路上移动,实现对整条的高压线路进行维修和操作作业,机械臂有效模仿手臂的灵活度,六或七个自由度保证了机械臂能够完成多种复杂的操作动作,用途广泛,解决了配电带电作业的无人化和自动化技术应用不足的问题,杜绝了高空、高电压和高强度的风险。

39、2、安装架利用安装孔和安装用部件安装连接其他部件,方便安装和拆卸维修单独的部件,同时有效定位安装其他部件。

40、3、行走轮利用与高压线路间的摩擦力带动整体设备移动,行走轮侧面一圈凹槽有效提高行走轮与高压线路间的接触面积,进而提高相互间的摩擦力,同时有利于卡接在高压线路上,减少脱离坠落的风险,行走轮电机用于自动控制行走轮转动和停止,进而控制设备的平移和止动,同时提供移动的动力,行走轮支架用于安装行走轮,利用轴承减小行走轮转轴转动的摩擦力。

41、4、抱紧轮用于配合行走轮夹持在高压线路上并允许和行走轮共同转动带动设备平移,减少行走轮脱离高压线路导致设备坠落的风险,抱紧轮丝杠用于带动抱紧轮滑动,实现抱紧轮和行走轮夹紧高压线路和松开高压线路,方便行走轮搭接在高压线路上和从高压线路上拆卸下来,抱紧轮电机用于自动控制抱紧轮丝杠转动并进一步控制抱紧轮滑动。

42、5、夹紧爪用于抱紧设备在高压线路上,有利于作业时避免设备平移滑动,橡胶和木材不仅能够绝缘还能提高与高压线路的摩擦力,夹紧爪为弧形提高与高压线路的接触面积,进一步提高接触摩擦力,防滑花纹有利于进一步提高防滑能力,夹紧爪丝杠用于控制夹紧爪滑动,实现夹紧爪抱紧高压线路和松开,进而实现移动结构的移动启动和停止,夹紧爪电机用于自动控制夹紧爪丝杠转动并进一步控制夹紧爪滑动。

43、6、导向架方便设备被吊装到高压线路上时行走轮与高压线路定位,减小定位挂接安装难度。

44、7、保护壳体用于保护内部的电子部件,减少外部杂质污染,同时有利于减少高压电磁场对内部的电子部件的干扰,提高设备的抗野外环境能力,控制机构的控制电路板用于控制移动机构和操作机构按照设定的程序执行操作或执行实时控制命令,供电池用于提供电能,控制信号器用于外部通讯连接,方便外部控制遥控器向设备发送命令,实现远程遥控操作。

45、8、多节悬臂和动作关节实现机械臂的多自由度运动,旋转、摆动和伸缩动作有利于机械臂实现三维复杂的空间移动定位操作,有利于执行高压线路操作和维护的多种工作,作业工具用于实现精细化作业,方便机械臂配合工具进行操作,提高操作的效率,工具包放置多种工具,用于执行多种操作,提高设备的功能,标准化接口方便通过一个接口实现多种作业工具连接安装。

46、9、摄像头用于监控机械臂的位置和操作,方便地面人员根据监控内容进行控制操作,传感器用于监测设备的运行状态,用于作为设备运行控制的参考。

47、10、吊装机构方便利用无人机将设备运送到高空的高压线路上,电动推杆用于控制吊环翻转,有利于控制收起吊环减少对设备操作作业的干扰。

48、11、放置架有利于设备在地面上时平稳放置,有效配合无人机进行升空和降落操作。


技术特征:

1.一种配电线路无人化智能作业平台装置,包括支撑机构(1)和操作机构(3),所述操作机构(3)活动安装在支撑机构(1)上,其特征在于:所述支撑机构(1)上还活动安装有移动机构(2),所述移动机构(2)依托架设的高压线路带动支撑机构(1)和操作机构(3)沿着高压线路移动;

2.根据权利要求1所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述支撑机构(1)包括安装架(12),所述安装架(12)包括多根结构型材并拼接成框架结构,所述安装架(12)上开有多个安装孔并设置有多个安装用部件。

3.根据权利要求2所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述移动机构(2)活动安装在安装架(12)上,所述移动机构(2)包括行走轮(21),所述行走轮(21)侧面开有一圈凹槽且形状与高压线路相适配,所述行走轮(21)通过侧面的凹槽挂接在高压线路上。

4.根据权利要求3所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述行走轮(21)通过行走轮支架(212)旋转安装在安装架(12)上,所述行走轮支架(212)一侧固定安装有行走轮电机(211),所述行走轮电机(211)转动主轴连接行走轮(21)中心转轴。

5.根据权利要求3所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述安装架(12)两侧分别安装有一个行走轮(21),所述安装架(12)一侧的行走轮(21)底侧安装有抱紧轮(22),所述抱紧轮(22)侧面开有一圈凹槽且形状与高压线路相适配,所述行走轮(21)和抱紧轮(22)相互配合夹持在高压线路上。

6.根据权利要求5所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述抱紧轮(22)通过抱紧轮支架(223)旋转安装在安装架(12)上,所述抱紧轮支架(223)通过抱紧轮丝杠(222)滑动安装在安装架(12)上,所述抱紧轮支架(223)在抱紧轮丝杠(222)的控制下带动抱紧轮(22)在安装架(12)上滑动,且滑动方向朝向行走轮(21),所述抱紧轮丝杠(222)连接抱紧轮电机(221)转动主轴,所述抱紧轮电机(221)固定安装在安装架(12)上。

7.根据权利要求5所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述安装架(12)一侧的行走轮(21)底侧安装有夹紧爪(23),所述夹紧爪(23)为弧形且朝向高压线路一侧弯曲,所述夹紧爪(23)朝向高压线路一侧设置有防滑结构,所述防滑结构材质包括橡胶和木材,所述防滑结构上刻有防滑花纹。

8.根据权利要求7所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述夹紧爪(23)通过夹紧爪丝杠(232)滑动安装在安装架(12)上,所述夹紧爪(23)滑动方向朝向行走轮(21),所述夹紧爪丝杠(232)连接夹紧爪电机(231)转动主轴,所述夹紧爪电机(231)固定安装在安装架(12)上。

9.根据权利要求3所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述行走轮(21)一侧安装有导向架(24),所述导向架(24)一端固定在行走轮(21)一侧并与行走轮(21)安装位置持平,所述导向架(24)另一端向远离行走轮(21)的斜向下一侧延伸,所述导向架(24)为框架结构、条形结构或板形结构。

10.根据权利要求1所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述支撑机构(1)包括保护壳体(11),所述保护壳体(11)为封闭盒体结构,所述保护壳体(11)上开有多个安装孔并设置有多个安装用部件。

11.根据权利要求10所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述保护壳体(11)内部设置有控制机构(5),所述控制机构(5)包括供电池(51)和控制电路板(52),所述移动机构(2)和操作机构(3)通过导线连接供电池(51),所述移动机构(2)和操作机构(3)通过控制信号线连接控制电路板(52)。

12.根据权利要求11所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述保护壳体(11)内部还设置有控制信号器(53),所述控制信号器(53)通过控制信号线连接控制电路板(52),所述控制信号器(53)通讯连接外部控制遥控器。

13.根据权利要求11所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述机械臂(31)安装在保护壳体(11)上,所述机械臂(31)包括多节悬臂,且悬臂间通过动作关节(311)相互连接,所述动作关节(311)执行旋转、摆动和伸缩动作,所述动作关节(311)分别连接控制电路板(52)和供电池(51)。

14.根据权利要求13所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述机械臂(31)前端通过标准化接口(312)连接安装作业工具(32),所述保护壳体(11)上设置有工具包(321),所述工具包(321)内放置多个作业工具(32),且工具包(321)内放置的作业工具(32)连接端朝向保护壳体(11)外侧并均能够与机械臂(31)的标准化接口(312)可拆卸接触。

15.根据权利要求13所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述保护壳体(11)上安装有监控机构(4),所述监控机构(4)包括摄像头(41)和传感器,所述摄像头(41)活动安装在保护壳体(11)靠近机械臂(31)一侧,且摄像头(41)拍摄朝向机械臂(31)前端,所述传感器安装在移动机构(2)和操作机构(3)与高压线路接触处,用于监测运行状态。

16.根据权利要求1所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述支撑机构(1)顶部安装吊装机构(6),所述吊装机构(6)包括吊环(61),所述吊环(61)通过绳索和挂钩连挂外接无人机,所述吊环(61)铰接在支撑机构(1)顶部,所述吊环(61)一侧连接有电动推杆(62),所述电动推杆(62)控制吊环(61)摆动,所述电动推杆(62)伸缩安装在推杆架(63)内,所述推杆架(63)固定设置在支撑机构(1)上。

17.根据权利要求1所述的一种配电线路无人化智能作业平台装置,其特征在于:所述支撑机构(1)最底部安装有放置架(13),所述放置架(13)底部为水平支撑结构。


技术总结
本发明涉及高压线路检修维护的技术领域,尤其是涉及一种配电线路无人化智能作业平台装置。本发明包括支撑机构和操作机构,所述操作机构活动安装在支撑机构上,所述支撑机构上还活动安装有移动机构,所述移动机构依托架设的高压线路带动支撑机构和操作机构沿着高压线路移动,所述操作机构包括机械臂,所述机械臂包括伸展和收起两种状态。支撑机构用于为其他结构提供基础的支撑,作为连接整体的设备结构,操作机构用于执行复杂的线路检修维护工作,模仿并代替人工进行高空高电压工作,保护线路检修维护人员的安全,移动机构用于带动整体设备在高压线路上移动,实现对整条的高压线路进行维修和操作作业,机械臂有效模仿手臂的灵活度,用途广泛。

技术研发人员:朱国军,王辉云,张晓峰,高维良,张有为,徐家东,田明杰,张晋
受保护的技术使用者:国网山东省电力公司济南供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23

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