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1、10申请公布号CN104198848A43申请公布日20141210CN104198848A21申请号201410416200522申请日20140822G01R31/00200601G01N21/88200601B62D57/0220060171申请人国家电网公司地址250002山东省济南市市中区望岳路2000号申请人国网山东省电力公司电力科学研究院山东鲁能智能技术有限公司72发明人贾娟郭锐仲亮雍军贾永刚慕世友任杰傅孟潮王滨海李建祥赵金龙高郎宏74专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张勇54发明名称一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人57摘要本发明公开了一种改进的水平单联。
2、绝缘子串检测机器人，包括对称布置在水平绝缘子上的两个履带机构，两个履带机构相互连接，两个履带机构均分别与对应的平衡装置连接，所述平衡装置分别布置在水平绝缘子的两侧，用于降低机器人重心且防止机器人偏转，所述平衡装置包括电池箱、控制箱和其他辅助设备，所述控制箱控制履带机构行进，带有所述控制箱的平衡装置上设有绝缘子带电检测仪，所述绝缘子带电检测仪包括来回摆动的检测探针。本发明结构合理，操作方便，安全性好，对绝缘子磨损小，使用范围广，能够适应水平单联及水平双联绝缘子串的带电检测作业。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附。
3、图2页10申请公布号CN104198848ACN104198848A1/2页21一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，包括对称布置在水平绝缘子上的两个履带机构，两个履带机构相互连接，两个履带机构均分别与对应的平衡装置连接，所述平衡装置分别布置在水平绝缘子的两侧，用于降低机器人重心且防止机器人偏转，所述平衡装置包括电池箱、控制箱和其他辅助设备，所述控制箱控制履带机构行进，带有所述控制箱的平衡装置上设有绝缘子带电检测仪，所述绝缘子带电检测仪包括来回摆动的检测探针。2如权利要求1所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述履带机构包括履带支撑板，履带支撑板的一侧安装有驱动电机。
4、和内环架，另外一侧安装有把手和外环架；所述内环架和所述外环架均为弧形结构，所述内环架的一侧与履带支撑板连接，所述内环架的另外一侧与另外一个履带机构的内环架连接，所述外环架的一侧与平衡装置连接，所述外环架的另外一侧与履带支撑板连接。3如权利要求2所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述履带支撑板为工字型履带支撑板。4如权利要求3所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述工字型履带支撑板内分别设有主动带轮、从动带轮、若干张紧轮、若干U型板和若干传动轴，所述张紧轮套在各自对应的传动轴上，所述传动轴两端设置于各自对应的U型板上，所述U型板通过U型板上的导柱套设在工字型。
5、履带支撑板的中间连接板上，所述主动带轮和从动带轮分别安装在工字型履带支撑板内的两端，所述主动带轮、从动带轮和若干张紧轮的外围绕有异形同步带，所述驱动电机与所述主动带轮连接。5如权利要求1所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述履带机构上设有履带，所述履带为异形同步带，所述异形同步带的内齿和外齿的高不同，所述异形同步带的外齿比内齿长，所述异形同步带的接触绝缘子的接触长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度。6如权利要求1所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述平衡装置包括第一平衡装置和第二平衡装置，所述第一平衡装置包括第一下环板，所述第一下环板的一端通过销轴与履带。
6、机构连接，所述第一下环板的另外一端与电池箱的上端连接，所述第一下环板固定在导向杆上，所述第二平衡装置包括第二下环板，所述第二下环板的一端通过销轴与另外一个履带机构连接，所述第二下环板的另外一端与控制箱的上端连接，所述第二下环板固定在导向杆上。7如权利要求6所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述第一下环板和第二下环板均为弧形连接板。8如权利要求6所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述第一下环板和所述第二下环板均通过导向杆接触绝缘子表面，所述导向杆接触绝缘子表面的接触长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度，所述导向杆为绝缘材料。9如权利要求1所述的一种改进的水。
7、平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述绝缘子带电检测仪至少有一个，所述绝缘子带电检测仪还包括检测探头和探针驱动机构，所述探针驱动机构带动检测探针来回摆动；所述检测探针至少有两个，相邻检测探针之间的距离为两片绝缘子轴向长度，所述检测探头设置在平衡装置导向杆上，位于两串绝缘子中权利要求书CN104198848A2/2页3间。10如权利要求1所述的一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，其特征是，所述电池箱包含机器人电池，所述电池箱安装有定位装置，所述控制箱安装有云台摄像头。权利要求书CN104198848A1/6页4一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人技术领域0001本发明涉及一种改进的水平单联绝。
8、缘子串检测机器人。背景技术0002随着我国电力系统的不断发展，电网安全、稳定运行越来越受到重视。尤其在近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，为保证高压输电线路的电气安全，在高压输电线路运行使用一段时间后，需要检测线路的电气性能，特别是绝缘子的绝缘安全性能，防止短路或短路等现象的发生。0003按照安装结构不同，绝缘子串可分悬垂绝缘子串和水平绝缘子串，用耐张绝缘子串悬挂导线或分裂导线的承受导线张力的杆塔称为耐张塔，是以基本水平的方向牵拉导线的塔架，当然由于重力的影响，不会绝对水平。这里所说的绝缘子串，在耐张塔上基本上就是水平绝缘子串。0004。
9、目前针对绝缘子串的检测作业国内基本仍然采用人工高空作业的传统检测方式，工作人员携带绝缘子检测仪等工具爬上杆塔，逐串检测塔上所有的绝缘子,这种方式劳动强度大、作业周边环境恶劣，带电作业安全性低。0005随着人性化作业推广的需要和智能机器人的发展，目前，越来越多的智能机器人应用于电力线路巡检或者设备检测上。0006中国专利CN101769971A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、二履带轮位于箱体两侧、分别与变距伸缩机构相铰接，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。
10、专利主要有如下缺点其行走机构采用两个履带轮架设在两串绝缘子的形式，只能沿水平双联绝缘子串行走，无法检测检测水平单联绝缘子串，使用具有很大的局限性。0007中国专利CN102621425A公开了一种水平绝缘子串带电检测机器人，包括若干履带轮、若干旋转抱紧机构、至少一个绝缘子带电检测仪及若干防掉落保护机构，所述履带轮、绝缘子带电检测仪及防掉落保护机构均设置于旋转抱紧机构上。履带轮与旋转抱紧机构连接成一体，并且在机器人运行时成120度均匀环抱于绝缘子周围。由于旋转抱紧电机持续提供旋转抱紧力，对电机损伤比较大，同时，机器人三个履带轮120度均匀环抱绝缘子，重心不稳会形成机器人绕绝缘子旋转运动的趋势，其。
11、扭转力会造成对履带电机及抱紧机构破坏。0008美国专利申请公开号为US2010/0100239A1公开了一种绝缘子串检测机器人机械结构，机器人本体沿带电悬垂绝缘子串往复运动，包括上下可调节环绕绝缘子支架，安装在机器人本体移动的驱动模块、电子检测模块，用于将机器人本体和安装卸载机构连接的连接模块，手动将机器人从绝缘子上拆除的开关翼模块，两侧绝缘子电特性的测量模块，控制机器人动作的控制器以及探测绝缘子缺损的缺损探测单元。但是，该专利申请主要针对的是带电悬垂绝缘子串的检测，其在水平绝缘子串上移动时，因前后移动接触绝缘子片的说明书CN104198848A2/6页5面不同，其轮爪结构在反向运行时接触绝缘。
12、子片底面，会造成卡壳现象，使其在水平绝缘子串上无法正常运行。0009一般水平双联的两串绝缘子因安装误差，不是呈绝对对称的，比如两串绝缘子的高度不在一个水平面上上下错位、两串绝缘子的瓷瓶及钢帽不对齐前后错位，甚至两串绝缘子的中心距在两端是不一样的，呈V型分布，因此跨两串绝缘子的机构设计都要有调节间距的功能，机器人搭两串绝缘子上会有偏斜的情况，而且探针摆动来回检测两串绝缘子时会有一侧打不到钢帽，需要调整检测位置。所以单串行走的机器人主要解决的是平衡问题，不产生偏转，其次是上线简单，可检测单串或双串，行走机构简单、行走平稳等。发明内容0010本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种改进的水平单联绝。
13、缘子串检测机器人，它具有原理简单，结构合理，操作方便，安全性好，对绝缘子磨损小，使用范围广，能够适应水平单联及水平双联绝缘子串的带电检测作业优点。0011为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案0012一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，包括对称布置在水平绝缘子上的两个履带机构，两个履带机构相互连接，两个履带机构均分别与对应的平衡装置连接，所述平衡装置分别布置在水平绝缘子的两侧，用于降低机器人重心且防止机器人偏转，所述平衡装置包括电池箱、控制箱和其他辅助设备，所述控制箱控制履带机构行进，带有所述控制箱的平衡装置上设有绝缘子带电检测仪，所述绝缘子带电检测仪包括来回摆动的检测探针。0013所述履。
14、带机构包括履带支撑板，履带支撑板的一侧安装有驱动电机和内环架，另外一侧安装有把手和外环架；所述内环架和所述外环架均为弧形结构，所述内环架的一侧与履带支撑板连接，所述内环架的另外一侧与另外一个履带机构的内环架连接，所述外环架的一侧与平衡装置连接，所述外环架的另外一侧与履带支撑板连接。0014所述履带支撑板为工字型履带支撑板。0015所述工字型履带支撑板内分别设有主动带轮、从动带轮、若干张紧轮、若干U型板和若干传动轴，所述张紧轮套在各自对应的传动轴上，所述传动轴两端设置于各自对应的U型板上，所述U型板通过U型板上的导柱套设在工字型履带支撑板的中间连接板上，所述主动带轮和从动带轮分别安装在工字型履带。
15、支撑板内的两端，所述主动带轮、从动带轮和若干张紧轮的外围绕有异形同步带，所述驱动电机与所述主动带轮连接。0016所述履带机构上设有履带，所述履带为异形同步带，所述异形同步带的内齿和外齿的高不同，所述异形同步带的外齿比内齿长，所述异形同步带的接触绝缘子的接触长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度。0017所述平衡装置包括第一平衡装置和第二平衡装置，0018所述第一平衡装置包括第一下环板，所述第一下环板的一端通过销轴与履带机构连接，所述第一下环板的另外一端与电池箱的上端连接，所述第一下环板固定在导向杆上，0019所述第二平衡装置包括第二下环板，所述第二下环板的一端通过销轴与另外一个履带机构连接，所述。
16、第二下环板的另外一端与控制箱的上端连接，所述第二下环板固定在导向杆上。0020所述第一下环板和第二下环板均为弧形连接板。说明书CN104198848A3/6页60021所述第一下环板和所述第二下环板均通过导向杆接触绝缘子表面，所述导向杆接触绝缘子表面的接触长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度，所述导向杆为绝缘材料。0022所述绝缘子带电检测仪至少有一个，所述绝缘子带电检测仪还包括检测探头和探针驱动机构，所述探针驱动机构带动检测探针来回摆动；所述检测探针至少有两个，相邻检测探针之间的距离为两片绝缘子轴向长度，所述检测探头设置在平衡装置导向杆上，位于两串绝缘子中间。0023所述电池箱包含机器人电池。
17、，所述电池箱安装有定位装置，所述控制箱安装有云台摄像头。0024所述其它辅助设备包括任何能够起重力作用的装置。0025本发明的有益效果00261本发明由于采用上述对称结构，两个履带对称环抱于绝缘子串上方，运动连续性好，其履带采用的是异性同步带，特殊的外齿结构设计使机器人的抓地能力增强，尤其适用于绝缘子串凹凸不平的外表面结构；00272其次，机器人上串操作简单，安全保护性好，采用对称铰接结构，方便作业人员安装上线，而且机器人在作业过程中，重心布置在最下方，使机器人不发生偏转，保证了机器人在移动检测过程中的稳定性及安全性；00283对绝缘子涂层磨损小，短接绝缘子数目少，机器人整体结构与绝缘子接触件。
18、均选用绝缘材料，最大程度的避免对绝缘子瓷裙上防污闪涂层的磨损，机器人与绝缘子片接触点的长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度，最多只短接两片绝缘子；00294利用电阻检测及电场检测两种检测方法进行绝缘子优劣的判断，检测精度高，准确度高；可适应性广，机器人采用多处铰接，且平衡装置具有可伸缩调节功能，使机器人可调节环抱直径，适应不同盘径的绝缘子片，其实，机器人不仅可以在水平单联绝缘子串上行走，而且可以在水平双联绝缘子串上行走，不受成V型分布的水平双联绝缘子串的影响，具有一机多用的特点。00305本发明设计成机器人在单串上行走首先避免了调节间距，而且适应性高，可检测单串，也可在双串上的一串行走检测双串。
19、，不受双串上下错位，前后错位，及V型角度的影响。00316本机构开口在底端，直接由上而下套入绝缘子串，上线操作简单，两侧底端控制箱及电池箱配重相同，重心在机器人下端，保持机器人的平稳性，具有自平衡能力，不发生偏转，能适用单串及双串绝缘子，因铰接构造，能够自动适应不同盘径大小的绝缘子。附图说明0032图1为本发明的立体结构示意图；0033图2为本发明的履带机构示意图；0034图3为本发明的履带支撑板示意图；0035图4为本发明的侧视图。0036其中1异形同步带，2从动带轮，3工字型履带支撑板，4内环架，5张紧轮，6驱动电机，7主动带轮，8外环架，9把手，10第一履带机构，11第一销轴，12导向杆。
20、，13第一下环板，14检测探针，15控制箱，16探针驱动机构，17云台摄像头,18绝缘子串，19定位装置，说明书CN104198848A4/6页720电池箱，21绝缘子带电检测仪，22检测探头，23第三销轴，24第二销轴，25第二履带机构,26第二下环板。具体实施方式0037下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。0038如图1所示，一种改进的水平单联绝缘子串检测机器人，包括对称布置在水平绝缘子串18上方的两个履带机构，所述两个履带机构包括第一履带机构10和第二履带机构25，所述第一履带机构10和第二履带机构25相互连接，第一履带机构10和第二履带机构25均通过连接件分别与对应的电池箱20和。
21、控制箱15连接，所述电池箱20和所述控制箱15分别布置在水平绝缘子串的两侧，用于降低机器人重心且防止机器人偏转，所述连接件固定在导向杆上，所述导向杆12接触绝缘子表面，机器人沿着导向杆12的方向运动，所述履带机构与所述控制箱15的连接件上设有绝缘子带电检测仪21，所述绝缘子带电检测仪21包括探针驱动机构16和检测探针14，所述探针驱动机构16带动检测探针14来回摆动，所述履带机构上设有履带，所述履带为异形同步带1；0039控制箱15内设有控制器，所述控制器通过线路控制履带机构在水平单联绝缘子上行进，所述控制器还分别与绝缘子带电检测仪21和无线数据传输模块连接，绝缘子带电检测仪21将检测到的数据。
22、通过无线数据传输模块发送给控制中心。0040所述控制器还与定位装置19和云台摄像头17连接。0041如图2所示，所述履带机构包括履带支撑板，履带支撑板的一侧安装有驱动电机6和内环架4，另外一侧安装有把手9和外环架8；所述履带支撑板为工字型履带支撑板3；所述内环架4和所述外环架8均为弧形结构，所述内环架4的一侧与履带支撑板连接，所述内环架4的另外一侧与另外一个履带机构的内环架4连接，所述外环架8的一侧与平衡装置连接，所述外环架8的另外一侧与履带支撑板连接。0042所述履带机构设有异形同步带1，所述异形同步带1的内齿和外齿的高不同，所述异形同步带1的外齿比内齿长，所述异形同步带1的长度大于两片且小。
23、于三片绝缘子轴向长度。0043如图3所示，所述工字型履带支撑板3内分别设有主动带轮7、从动带轮2、若干张紧轮5、若干U型板和若干传动轴，所述张紧轮5套在传动轴上，所述传动轴两端设置于U型板上，所述U型板通过U型板上的导柱套设在工字型履带支撑板3的中间连接板上，所述主动带轮7和从动带轮2分别安装在两个履带支撑板之间的末端，所述主动带轮7、从动带轮2和若干张紧轮5的外围绕有异形同步带1，所述驱动电机6与所述主动带轮7连接。0044所述平衡装置包括第一平衡装置和第二平衡装置，0045所述第一平衡装置包括第一下环板13，所述第一下环板13的一端通过第二销轴24与第一履带机构10连接，所述第一下环板13。
24、的另外一端与电池箱20的上端连接，所述第一下环板13固定在导向杆12上，0046所述第二平衡装置包括第二下环板26，所述第二下环板26的一端通过第三销轴23与第二履带机构25连接，所述第二下环板26的另外一端与控制箱15的上端连接，所述第二下环板26固定在另外一个导向杆上，0047所述第一下环板13和第二下环板26均为弧形连接板。说明书CN104198848A5/6页80048所述导向杆12与绝缘子片外表面接触，接触的长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度，所述导向杆12为绝缘材料；0049如图4所示，所述绝缘子带电检测仪21至少有一个，设置在第二平衡装置上，包括探针驱动机构16、检测探针14和。
25、检测探头22，所述探针驱动机构16带动检测探针14来回摆动，所述检测探针14至少有两个，相邻检测探针14之间的距离为两片绝缘子轴向长度，所述检测探头22设置在第二平衡装置导向杆上，位于两串绝缘子中间。0050所述电池箱包含机器人电池，且所述电池箱安装有定位装置19，所述控制箱安装有云台摄像头17。0051本发明在水平绝缘子串18上行走，如图1所示，包括对称布置的第一履带机构10和第二履带机构25、对称布置的第一平衡装置和第二平衡装置、至少一个绝缘子带电检测仪21及控制箱15。第一履带机构10和第二履带机构25对称分布在绝缘子串18上方并通过第一销轴11铰接。第一平衡装置和第二平衡装置对称分布在。
26、绝缘子串18两侧，第一平衡装置通过第二销轴24与第一履带机构10连接，第二平衡装置通过第三销轴23与第二履带机构25连接，电池箱20上安装有定位装置19，控制箱15上安装有云台摄像头17。绝缘子带电检测仪21安装在第二平衡装置上，绝缘子带电检测仪21由探针驱动机构16、检测探针14和检测探头22组成，探针驱动机构16带动检测探针14来回摆动，分别打在左右两绝缘子串18的钢帽上，检测探头22位于两串绝缘子中间。0052如图2所示，第一履带机构10和第二履带机构25均包括异形同步带1、从动带轮2、工字型履带支撑板3、内环架4、张紧轮5、驱动电机6、主动带轮7、外环架8和把手9。驱动电机6安装在工字。
27、型履带支撑板3外侧，通过电机轴带动工字型履带支撑板3内侧前端的主动带轮7转动，主动带轮7与异形同步带1配合，安装在工字型履带支撑板3内侧后端的从动带轮2也与异形同步带1配合。内环架4固定在工字型履带支撑板3外侧一端，通过第一销轴11与对称履带机构的内环架4铰接，外环架8固定在工字型履带支撑板3外侧另一端，通过第二销轴24与第一平衡装置铰接。张紧轮5安装在工字型履带支撑板3内部下侧，并可上下调节，把手9安装在工字型履带支撑板3外侧一端。0053本发明的工作原理0054本发明不进行上线作业时，机器人处于非工作状态，由于各铰接点处于可自由活动状态，则需要对各铰接点进行固定，防止机器人在铰接部分自由活。
28、动，发生随意变形，此时将各铰接点通过小销轴进行径向铰接，则可防止铰接件围绕销轴旋转，保证机器人的造型及稳定性，同时检测探针14处于如图1所示位置。0055机器人上线时，将机器人从上而下直接套接在绝缘子外侧，把所有铰接点的小销轴拔出，则各铰接点处于自由活动状态，机器人可自由贴合绝缘子串18外表面，同时在重力作用下，电池箱20和控制箱15会处于绝缘子串18最下方，两履带机构位于绝缘子串18上方。0056在机器人工作时，驱动电机6驱动电机轴旋转，通过主动带轮7、从动带轮2带动异形同步带1沿绝缘子串18表面进行移动，由于异形同步带1外齿的特殊设计，增大了机器人的抓地能力，比平带或一般双侧齿同步带摩擦力。
29、大，尤其适用于绝缘子串18凹凸不平的外表面结构。异形同步带1及导向杆12的长度大于两片且小于三片绝缘子轴向长度，最多只短接两片绝缘子，其材料均为绝缘材料，可最大程度避免对绝缘子瓷裙上防污闪涂层的说明书CN104198848A6/6页9磨损。0057机器人在绝缘子串上连续移动时，定位装置19检测到绝缘子串检测位置即启动检测程序，此时机器人停止在检测位置上，控制箱15中检测系统控制板发出信号控制绝缘子带电检测仪21上的探针驱动机构16带动检测探针14摆动，使前后两根探针分别打在相邻两绝缘子片钢帽上，在此同时，控制箱15中检测系统检测绝缘子并记录数值，检测完毕记录数值后通过信号反馈给控制板，控制板发。
30、出信号控制探针驱动机构16带动检测探针14恢复至初始位置。在进行水平双联绝缘子串检测时，每次在检测位置，探针左右来回摆动两次，即可完成对两串绝缘子串的检测作业。在移动及检测作业过程中，云台摄像头17可对检测位置、机器人移动方向、绝缘子串表面的破损、裂纹及周围金具进行监测，实时掌握机器人的运行情况。0058机器人除用检测探针14进行电阻检测外，还可利用检测探头22对绝缘子串进行电场检测。机器人在绝缘子串上连续移动，定位装置19检测到绝缘子串初始位置后，启动检测程序，检测探头22感应绝缘子串周围电场并进行信号传输，控制箱15中检测系统同步记录数值直至检测完毕。0059检测作业全部结束后，将机器人取。
31、离绝缘子串18，然后再将各铰接点通过小销轴进行径向铰接，检查各部件是否正常，断开电源。0060本发明采用履带连续式移动机构，移动速度快，同步带的异形结构使机器人对绝缘子串的抓地效果增强，防止打滑，对绝缘子磨损小、短接绝缘子少，安全保护性好，上串操作简单，移动速度平稳，探头搭接可靠，检测准确，可适应于不同盘径大小的绝缘子串，可应用于水平单联及水平双联绝缘子串的带电检测作业。0061上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。说明书CN104198848A1/2页10图1图2说明书附图CN104198848A102/2页11图3图4说明书附图CN104198848A11。