一种高压电缆除冰机器人及其除冰方法

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一种高压电缆除冰机器人及其除冰方法
申请号	CN202210305425.8	申请日	2022-03-25	公开(公告)号	CN114614429A	公开(公告)日	2022-06-10
申请人	宿迁学院;			发明人	刘萍; 李新; 陈莹; 郑宇;
摘要	本发明公开了一种高压电缆除冰机器人，包括机架，设置在机架周向的若干第一连接臂和第二连接臂，设置在机架表面的除冰机械臂；机架通过第一连接臂和第二连接臂悬挂于电缆；第一连接臂和第二连接臂对称分布，且均与机架转动连接；第一连接臂与第二连接臂活动连接。该除冰机器人利用机架周向的第一连接臂和第二连接臂活动连接，使得第二连接臂的自由端向第一连接臂的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆进行抱合，保证除冰机器人的稳定性；调整每个第一连接臂和第二连接臂的活动行程，依靠机架重心的改变，使得机器人发生倾斜，改变机器人与电缆之间的距离，使得第一连接臂和第二连接臂容易钩接并抱合电缆，实现机器人在单根电缆上长距离的爬行。
权利要求	1.一种高压电缆除冰机器人，其特征在于，包括：机架，设置在所述机架周向的若干第一连接臂和第二连接臂，设置在所述机架表面的除冰机械臂；所述机架通过所述第一连接臂和所述第二连接臂悬挂于电缆；所述第一连接臂和所述第二连接臂对称分布，且均与所述机架转动连接；所述第一连接臂和所述第二连接臂均包括若干转动关节，相邻所述转动关节之间通过万向节连接；所述第一连接臂与所述第二连接臂活动连接，所述第二连接臂的自由端向所述第一连接臂的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆进行抱合；调整每个所述第一连接臂和所述第二连接臂的活动行程，实现机器人的重心位置的无级调整，进而实现机器人在单根电缆上的爬行；所述除冰机械臂能够转动，并对电缆进行拍打。 2.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：所述活动连接包括：齿轮齿条连接或滑块滑轨连接。 3.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：所述转动关节为弧形结构。 4.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：所述活动连接指的是：所述第一连接臂的内侧和所述第二连接臂外侧的活动连接。 5.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：当所述机架和电缆保持平行时，所述第一连接臂与所述第二连接臂的活动行程相同，所述除冰机械臂对电缆进行除冰拍打工作。 6.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：靠近所述第一连接臂固定端的一侧设置有限位装置，用于限制所述活动行程。 7.根据权利要求1所述的一种高压电缆除冰机器人，其特征在于：所述第一连接臂和所述第二连接臂均不少于三个。 8.基于权利要求1‑7中任一项所述的一种高压电缆除冰机器人的除冰方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、机架周向对应的第一连接臂和第二连接臂连接，形成闭环结构，并对电缆进行抱合； S2、第二连接臂的自由端向所述第一连接臂的固定端移动，且沿机架的长度方向活动行程不同，使得机器人向电缆的延伸方向倾斜，机器人的重心发生改变； S3、从靠近机器人倾斜一侧开始，松开第一连接臂和第二连接臂的连接，并将第一连接臂和第二连接臂转动，使得第一连接臂和第二连接臂钩接和抱合电缆；重复上述动作，直至所有第一连接臂和第二连接臂均重新抱合电缆，实现机器人在单根电缆上的爬行；直至机架摆正后，除冰机械臂对电缆进行拍打。 9.根据权利要求8所述的一种高压电缆除冰机器人的除冰方法，其特征在于：在所述S2中，前进方向一侧的机架高于另一侧，前进方向一侧的第一连接臂和第二连接臂与电缆的距离变小。 10.根据权利要求8所述的一种高压电缆除冰机器人的除冰方法，其特征在于：将所有第一连接臂和第二连接臂调整至活动行程的最大值，使得机架贴近电缆，形成机器人的最大稳定性。
说明书全文	一种高压电缆除冰机器人及其除冰方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种电缆除冰技术领域，尤其涉及一种高压电缆除冰机器人及其除冰方法。背景技术 [0002] 在冬季雨雾湿度高、气温低的特殊天气条件下，高压电缆容易结冰，使电缆和铁塔中立负荷加重，将对高压输电系统的安全稳定运行造成严重影响，需要采取有效措施将电缆上的冰除去。传统的除冰方式主要是人工敲打除冰的方式，但是人工除冰危险性高、工作效率低、劳动强度大。 [0003] 现有技术中使用电缆除冰机器人对电缆进行除冰，但是存在以下问题：1、采用站立式结构，结构不稳定，难以应对恶劣环境；2、难以跨越电锤等障碍。 [0004] 因此，有必要对现有技术中的高压电缆除冰机器人进行改进，以解决上述问题。发明内容 [0005] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种高压电缆除冰机器人及其除冰方法。该除冰机器人利用机架周向的第一连接臂和第二连接臂相错的活动连接，使得第二连接臂的自由端向第一连接臂的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆进行抱合，使得除冰机器人悬挂于电缆上，机架相当于配重，起到平衡作用，保证了除冰机器人的稳定性，解决了传统机器人站立式结构稳定性较差和难以跨越障碍的问题。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高压电缆除冰机器人，其特征在于，包括：机架，设置在所述机架周向的若干第一连接臂和第二连接臂，设置在所述机架表面的除冰机械臂；所述机架通过所述第一连接臂和所述第二连接臂悬挂于电缆； [0007] 所述第一连接臂和所述第二连接臂对称分布，且均与所述机架转动连接；所述第一连接臂和所述第二连接臂均包括若干转动关节，相邻所述转动关节之间通过万向节连接；所述第一连接臂与所述第二连接臂活动连接，所述第二连接臂的自由端向所述第一连接臂的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆进行抱合；调整每个所述第一连接臂和所述第二连接臂的活动行程，实现机器人的重心位置的无级调整，进而实现机器人在单根电缆上的爬行； [0008] 所述除冰机械臂能够转动，并对电缆进行拍打。 [0009] 本发明一个较佳实施例中，靠近所述第一连接臂固定端的一侧设置有限位装置，用于限制所述活动行程。 [0010] 本发明一个较佳实施例中，所述活动连接包括：齿轮齿条连接或滑块滑轨连接。 [0011] 本发明一个较佳实施例中，所述转动关节为弧形结构。 [0012] 本发明一个较佳实施例中，所述活动连接指的是：所述第一连接臂的内侧和所述第二连接臂外侧的活动连接。 [0013] 本发明一个较佳实施例中，当所述机架和电缆保持平行时，所述第一连接臂与所述第二连接臂的活动行程相同，所述除冰机械臂对电缆进行除冰拍打工作。 [0014] 本发明一个较佳实施例中，所述第一连接臂和所述第二连接臂均不少于三个。 [0015] 基于上述所述的一种高压电缆除冰机器人的除冰方法，包括以下步骤： [0016] S1、机架周向对应的第一连接臂和第二连接臂连接，形成闭环结构，并对电缆进行抱合； [0017] S2、第二连接臂的自由端向所述第一连接臂的固定端移动，且沿机架的长度方向活动行程不同，使得机器人向电缆的延伸方向倾斜，机器人的重心发生改变； [0018] S3、从靠近机器人倾斜一侧开始，松开第一连接臂和第二连接臂的连接，并将第一连接臂和第二连接臂转动，使得第一连接臂和第二连接臂钩接和抱合电缆；重复上述动作，直至所有第一连接臂和第二连接臂均重新抱合电缆，实现机器人在单根电缆上的爬行；直至机架摆正后，除冰机械臂对电缆进行拍打。 [0019] 本发明一个较佳实施例中，在所述S2中，前进方向一侧的机架高于另一侧，前进方向一侧的第一连接臂和第二连接臂与电缆的距离变小。 [0020] 本发明一个较佳实施例中，将所有第一连接臂和第二连接臂调整至活动行程的最大值，使得机架贴近电缆，形成机器人的最大稳定性。 [0021] 本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果： [0022] (1)本发明提供了一种高压电缆除冰机器人，该除冰机器人利用机架周向的第一连接臂和第二连接臂相错的活动连接，使得第二连接臂的自由端向第一连接臂的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆进行抱合，使得除冰机器人悬挂于电缆上，机架相当于配重，起到平衡作用，保证了除冰机器人的稳定性，解决了传统机器人站立式结构稳定性较差和难以跨越障碍的问题。 [0023] (2)本发明调整每个第一连接臂和第二连接臂的活动行程，依靠机架重心的改变，使得机器人发生倾斜，进而改变机器人与电缆之间的距离，使得第一连接臂和第二连接臂容易钩接并抱合电缆，实现机器人在单根电缆上长距离的爬行。 [0024] (3)本发明中第一连接臂和第二连接臂相错的活动连接，活动连接为齿轮齿条连接或滑块滑轨连接，实现第一连接臂和第二连接臂的无级调整，进而使得机器人的重心位置产生无级调整，提高了机器人爬行的灵活性。附图说明 [0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图； [0026] 图1是本发明的优选实施例的一种高压电缆除冰机器人的立体结构示意图； [0027] 图2是本发明的优选实施例的第一连接臂和第二连接臂的立体结构示意图； [0028] 图中：1、高压电缆除冰机器人；2、机架；3、第一连接臂；4、第二连接臂；5、电缆；6、万向节；7、活动连接结构。具体实施方式 [0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。 [0031] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0032] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0033] 如图1所示，示出了本发明中一种高压电缆5除冰机器人1的立体结构示意图。本发明中的高压电缆5除冰机器人1适用于单根电缆5的长距离爬行和除冰工作。 [0034] 本发明的除冰机器人包括：机架2，设置在机架2周向的若干第一连接臂3和第二连接臂4，设置在机架2表面的除冰机械臂。机架2通过第一连接臂3和第二连接臂4悬挂于电缆 5。这种结构不同于现有技术中的站立式滑轮滑行结构，第二连接臂4的自由端向第一连接臂3的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆5进行抱合，使得除冰机器人悬挂于电缆5上，机架2相当于配重，起到平衡作用，保证了除冰机器人的稳定性，解决了传统机器人站立式结构稳定性较差和难以跨越障碍的问题。 [0035] 本发明中的机架2不限于立方体、柱形或异形结构等，只要机架2的两侧和表面能够搭载第一连接臂3、第二连接臂4和除冰机械臂即可。本发明中优选立方体结构。 [0036] 如图2所示，示出了本发明中第一连接臂3和第二连接臂4的立体结构示意图。本发明中第一连接臂3和第二连接臂4对称分布，且均与机架2转动连接；这里的转动连接指的是，机架2两侧的第一连接臂3和第二连接臂4能够向机架2的中心转动，其转动连接的方式不限于使用现有技术中的转动轴等结构，只要能够实现上述作用的转动结构均可以作为替代技术特征。 [0037] 本发明中第一连接臂3和第二连接臂4均包括若干转动关节，相邻转动关节之间通过万向节6连接，使得转动关节能进行任意方向的活动。转动关节为弧形结构，使得若干转动关节弯曲后形成平滑的过度。 [0038] 本发明中第一连接臂3和第二连接臂4均不少于三个，第一连接臂3和第二连接臂4的数量与机架2的稳定性呈正相关。 [0039] 第一连接臂3与第二连接臂4活动连接，第二连接臂4的自由端向第一连接臂3的固定端移动，形成闭环结构，并对电缆5进行抱合。其中，本发明的活动连接指的是：第一连接臂3的内侧和第二连接臂4外侧的活动连接。 [0040] 本发明调整每个第一连接臂3和第二连接臂4的活动行程，依靠机架2重心的改变，使得机器人发生倾斜，进而改变机器人与电缆5之间的距离，使得第一连接臂3和第二连接臂4容易钩接并抱合电缆5，实现机器人在单根电缆5上长距离的爬行。 [0041] 本发明中的活动连接结构7不限于使用齿轮齿条连接或滑块滑轨连接等，只要能够实现无级调整均可以作为本发明活动连接结构7的替代方案。本发明中优选滑块滑轨连接结构。 [0042] 本发明中优选为滑块滑轨连接，其中第一连接臂3的内侧设置有滑轨，第二连接臂4的外侧设置有滑块，滑块能够在滑轨上滑动。靠近第一连接臂3固定端的一侧设置有限位装置，用于限制滑块的活动行程。 [0043] 本发明中第一连接臂3和第二连接臂4相错的活动连接，活动连接为齿轮齿条连接或滑块滑轨连接，实现第一连接臂3和第二连接臂4的无级调整，进而使得机器人的重心位置产生无级调整，提高了机器人爬行的灵活性。 [0044] 本发明中除冰机械臂能够转动。当机架2和电缆5保持平行时，第一连接臂3与第二连接臂4的活动行程相同，除冰机械臂对电缆5进行除冰拍打工作。 [0045] 基于上述的一种高压电缆5除冰机器人1的除冰方法，包括以下步骤： [0046] S1、机架2周向对应的第一连接臂3和第二连接臂4连接，形成闭环结构，并对电缆5进行抱合； [0047] S2、第二连接臂4的自由端向第一连接臂3的固定端移动，且沿机架2的长度方向活动行程不同，使得机器人向电缆5的延伸方向倾斜，机器人的重心发生改变； [0048] S3、从靠近机器人倾斜一侧开始，松开第一连接臂3和第二连接臂4的连接，并将第一连接臂3和第二连接臂4转动，使得第一连接臂3和第二连接臂4钩接和抱合电缆5；重复上述动作，直至所有第一连接臂3和第二连接臂4均重新抱合电缆5，实现机器人在单根电缆5 上的爬行；直至机架2摆正后，除冰机械臂对电缆5进行拍打。 [0049] 在S2中，前进方向一侧的机架2高于另一侧，前进方向一侧的第一连接臂3和第二连接臂4与电缆5的距离变小。 [0050] 本发明中的机器人在除冰工作为：在除冰机械臂拍打电缆5时，电缆5上的冰抖落；由于除冰和爬行间隔进行，电缆5上的冰不会落在机架2的表面；该除冰机器人代替人工除冰，危险性降低，且工作效率高，劳动强度小。 [0051] 当遇到恶劣天气情况时，为了保证机身的稳定性，机器人停止工作。为防止机器人的掉落，将所有第一连接臂3和第二连接臂4调整至活动行程的最大值，使得机架2贴近电缆 5，形成机器人的最大稳定性。 [0052] 以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。