本發(fā)明主要涉及高壓輸電線路的帶電作業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特指一種能夠自動(dòng)將帶電作業(yè)機(jī)器人掛鉤爬上、爬下高壓線纜并調(diào)整其上線姿態(tài)的高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人的上線裝置。

背景技術(shù)：

帶電作業(yè)是指在不斷電的情況下，對(duì)高壓輸電線纜及其附屬設(shè)備開(kāi)展測(cè)試、檢修等作業(yè)，是一種避免在檢修時(shí)停電從而保證正常供電的有效作業(yè)方法。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，超高壓、特高壓輸電線路帶電作業(yè)作為電網(wǎng)供電可靠性的重要保障，其重要性日益突出。

目前，國(guó)內(nèi)外研制的帶電作業(yè)機(jī)器人，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)帶電更換防震錘、帶電更換間隔棒、帶電清除異物、帶電更換絕緣子、線纜修補(bǔ)、帶電緊固耐張線夾引流板螺栓等作業(yè)任務(wù)。但由于高壓線纜一般距地面高度較高，且?guī)щ娮鳂I(yè)機(jī)器人一般約50～70kg，對(duì)于人力而言較重，在路面條件較好或作業(yè)區(qū)域平坦開(kāi)闊的地方，可采用起重機(jī)或者升降機(jī)在有人協(xié)助的情況下將其掛載在待巡檢高壓線纜上，而在狹窄巷道或者野外復(fù)雜環(huán)境中，則只能由工人事先爬上高壓線架設(shè)滑輪后，地面人員利用滑輪通過(guò)升降繩拉拽方式將帶電作業(yè)機(jī)器人提升至高壓線纜高度，再由工人將其掛載在高壓線纜上。

這兩種將帶電作業(yè)機(jī)器人掛載在高壓線纜上的方法，都需要有人員配合，存在觸電風(fēng)險(xiǎn)，且掛載作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、效率低，更不適合野外復(fù)雜環(huán)境的高強(qiáng)度作業(yè)需求。特別是采用人力拉拽掛載帶電作業(yè)機(jī)器人時(shí)，操作人員體力不足時(shí)易造成帶電作業(yè)機(jī)器人跌落，發(fā)生意外事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種工作過(guò)程中安全、可靠、效率高，具有很強(qiáng)的可移植性和實(shí)用性的高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人的上線裝置。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人的上線裝置，包括固定在高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人上機(jī)架和安裝在機(jī)架上的卷繞組件，還包括爪鉤組件，所述爪鉤組件包括爪鉤組，所述爪鉤組包括用于固定在高壓線纜上的鉤爪和方便與無(wú)人機(jī)連接掛鉤，所述爪鉤組的尾端通過(guò)升降繩與卷繞組件連接，所述卷繞組件可帶動(dòng)高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人沿升降繩移動(dòng)。本裝置通過(guò)無(wú)人機(jī)將爪鉤組件搭載上高壓線纜并通過(guò)爪鉤組與高壓線纜連接，通過(guò)爪鉤組下面連接有升降繩，升降繩上通過(guò)卷繞組件與高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人連接，通過(guò)卷繞組件工作卷繞升降繩，從而帶動(dòng)帶電作業(yè)機(jī)器人以爪鉤為受力點(diǎn)沿升降繩自動(dòng)、迅速向高壓線纜爬升，實(shí)現(xiàn)快速上線過(guò)程。

進(jìn)一步，所述爪鉤組件和卷繞組件之間還設(shè)置有固定在機(jī)架上的調(diào)姿組件，所述調(diào)姿組件包括卡箍、限位筒、電動(dòng)推桿、支架、支撐軸、偏心減速器和方位電機(jī)，所述卡箍、限位筒、支架、支撐軸、偏心減速器同軸安裝并且軸心設(shè)有方便升降繩穿過(guò)的通孔，所述限位筒的一端安裝有卡箍，所述限位筒的另一端鉸接在支架上，所述卡箍上設(shè)置有凸耳，所述支架的底部固定有支撐軸，所述支撐軸上安裝有與凸耳對(duì)應(yīng)的叉架，所述凸耳與叉架之間鉸接有電動(dòng)推桿，所述支撐軸的底部與偏心減速器的輸出端連接，所述方位電機(jī)偏心安裝在偏心減速器的輸入端，所述偏心減速器固定在機(jī)架上，所述爪鉤組件在初始狀態(tài)時(shí)設(shè)置在所述限位筒內(nèi)定位。當(dāng)卷繞組件帶動(dòng)帶電作業(yè)機(jī)器人爬升至高壓線纜附近時(shí)，調(diào)姿組件調(diào)通過(guò)電動(dòng)推桿和方位電機(jī)調(diào)整帶電作業(yè)機(jī)器人與高壓線纜的位置關(guān)系，使得帶電作業(yè)機(jī)器人的導(dǎo)向輪能夠順利掛載在高壓線纜上，實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上線功能。

優(yōu)選地，所述爪鉤組件包括爪鉤組、上連接座、限位彈簧、萬(wàn)向節(jié)、下連接座和吊環(huán)螺栓，所述爪鉤組通過(guò)固定在爪鉤組上的螺桿與上連接座連接，并通過(guò)螺母將上連接座與螺桿鎖緊，所述上連接座和下連接座分別安裝在萬(wàn)向節(jié)兩端，所述限位彈簧套裝在萬(wàn)向節(jié)外側(cè)通過(guò)上連接座和下連接座限位，所述吊環(huán)螺栓與下連接座連接，所述升降繩固定在所述吊環(huán)螺栓上。

優(yōu)選地，所述爪鉤組上設(shè)有開(kāi)口朝向多個(gè)方向布設(shè)的鉤子，所述爪鉤組在每個(gè)朝向設(shè)置至少兩個(gè)鉤子，所述多個(gè)鉤子的根部焊接并且通過(guò)導(dǎo)向筒包裹起來(lái)，所述與無(wú)人機(jī)連接掛鉤的高度高于爪鉤組。當(dāng)無(wú)人機(jī)將爪鉤組從高壓線纜上向下方放置時(shí)，可以確保至少兩個(gè)相鄰的鉤子掛住高壓線纜，形成受力支點(diǎn)并防止爪鉤組轉(zhuǎn)動(dòng)，爪鉤組的焊接部通過(guò)導(dǎo)向筒包裹起來(lái)，防止掛載時(shí)爪鉤組卡住高壓線纜。

優(yōu)選地，所述萬(wàn)向節(jié)和限位彈簧外套裝保護(hù)萬(wàn)向節(jié)和限位彈簧的錐形筒，所述錐形筒的外側(cè)面為錐面。所述限位筒的中部通孔為與錐形筒外壁相匹配的內(nèi)錐孔。這樣爪鉤組件通過(guò)錐形筒的外圓錐面插入調(diào)姿組件的限位筒的內(nèi)圓錐面內(nèi)，形成錐面配合，由此限制這兩個(gè)組件的相對(duì)移動(dòng)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述卷繞組件包括卷繞電機(jī)、自鎖減速器、卷繞盤(pán)組件和雙滑輪組件，所述升降繩的中部卷繞在卷繞盤(pán)組件的卷繞盤(pán)上，所述升降繩一端通過(guò)雙滑輪組件與設(shè)置在卷繞組件上方的爪鉤組固定，另一端通過(guò)雙滑輪組件與設(shè)置在卷繞組件下方的地面上的固定點(diǎn)連接，所述升降繩安裝在卷繞盤(pán)組件和雙滑輪組件上的部分形成“8”字型，所述卷繞盤(pán)通過(guò)自鎖減速器與卷繞電機(jī)連接。通過(guò)卷繞組件的自鎖功能，有效避免升降繩打滑而造成帶電作業(yè)機(jī)器人跌落。

所述卷繞組件包括卷繞盤(pán)，所述雙滑輪組件包括同軸設(shè)置的第一定滑輪和第二定滑輪，所述第一定滑輪和第二定滑輪的軸心與卷繞盤(pán)的軸心平行設(shè)置。

所述卷繞盤(pán)包括同軸安裝在自鎖減速器的輸出軸上的第一卷繞半盤(pán)和第二卷繞半盤(pán)，所述第一卷繞半盤(pán)和第二卷繞半盤(pán)之間設(shè)有間隔形成與升降繩大小相匹配的繩槽，所述第一卷繞半盤(pán)和第二卷繞半盤(pán)相對(duì)的工作面為錐面，使得繩槽為v形。

所述第一卷繞半盤(pán)和第二卷繞半盤(pán)相對(duì)的工作面上以軸心為中心設(shè)有多個(gè)沿徑向方向延伸的螺旋狀凸楞。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)采用機(jī)械裝置自動(dòng)提升并掛載帶電作業(yè)機(jī)器人，效率更高，更安全。

(2)采用自鎖式減速器傳動(dòng)，及時(shí)電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，可以有效保證上線裝置鎖止在當(dāng)前位置，避免帶電作業(yè)機(jī)器人跌落。

(3)采用多向爪鉤掛鉤高壓線纜，避免上線結(jié)束后帶電作業(yè)機(jī)器人隨意轉(zhuǎn)動(dòng)。

(4)采用錐面配合實(shí)現(xiàn)爪鉤組件和調(diào)姿組件的連接，便于快速定位連接和脫開(kāi)。

(5)采用調(diào)姿組件實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整，便于其將導(dǎo)向輪掛載在高壓線纜上。

綜上所述，本裝置的爪鉤通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載上高壓線纜并將其勾住，爪鉤下面連接有升降繩、調(diào)姿組件和卷繞組件。卷繞組件安裝在已有帶電作業(yè)機(jī)器人上，當(dāng)其工作時(shí)將卷繞升降繩，帶動(dòng)帶電作業(yè)機(jī)器人以爪鉤為受力點(diǎn)自動(dòng)、迅速向高壓線纜爬升，實(shí)現(xiàn)快速上線過(guò)程。當(dāng)帶電作業(yè)機(jī)器人爬升至高壓線纜附近時(shí)，調(diào)姿組件調(diào)整帶電作業(yè)機(jī)器人的空間姿態(tài)，使其能夠順利將導(dǎo)向輪掛載在高壓線纜上，實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上線功能。帶電作業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)下線過(guò)程與上線過(guò)程相反。由于卷繞組件帶自鎖功能，可以有效避免升降繩打滑而造成帶電作業(yè)機(jī)器人跌落。上線、下線過(guò)程無(wú)需人力干預(yù)，提高了作業(yè)的安全性，該的上述優(yōu)點(diǎn)使其工作過(guò)程中安全、可靠、效率高，具有很強(qiáng)的可移植性和實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的總裝圖；

圖2是本發(fā)明的軸測(cè)分解結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的爪鉤組件軸測(cè)分解圖；

圖4是本發(fā)明的調(diào)姿組件軸測(cè)分解圖；

圖5是本發(fā)明的卷繞組件軸測(cè)分解圖；

附圖中，

1、高壓線纜，2、爪鉤組件，21、爪鉤組，211、爪鉤，212、導(dǎo)向筒,213、螺桿,22、螺母,23、上連接座,24、限位彈簧,25、萬(wàn)向節(jié),26、下連接座,27、錐形筒,271、圓柱孔,272、錐面,28、吊環(huán)螺栓,3、調(diào)姿組件,31、卡箍,311、凸耳,32、限位筒,321、錐形孔,33、電動(dòng)推桿,34、支架,341、耳軸,35、支撐軸,351、叉架,36、減速器,37、方位電機(jī),4、卷繞組件,41、卷繞電機(jī),42、自鎖減速器，43、卷繞盤(pán)組件，431、第一卷繞半盤(pán)，4311、凸楞，4312、錐面，432、平鍵，433、第二卷繞半盤(pán)，44、升降繩，45、雙滑輪組件，451、銷(xiāo)軸，452、第一定滑輪,453、軸承,454、滑輪支架,455、軸承,456、第二定滑輪，5、機(jī)架，51、帶電作業(yè)機(jī)器人，52、導(dǎo)向輪。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。其它與此例類似結(jié)構(gòu)都應(yīng)視為受本發(fā)明啟發(fā)而形成的，并受到相應(yīng)保護(hù)。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的高壓線帶電作業(yè)機(jī)器人的上線裝置，它包括爪鉤組件2、調(diào)姿組件3、卷繞組件4等幾部分。爪鉤組件2上的升降繩44纏繞在卷繞組件4的第一卷繞半盤(pán)431和第二卷繞半盤(pán)433形成的v形槽內(nèi)，升降繩44的兩端通過(guò)第一定滑輪452和第二定滑輪456分別與調(diào)姿組件3和地面固定點(diǎn)連接。調(diào)姿組件3安裝在帶電作業(yè)機(jī)架5上，卷繞組件4也安裝在帶電作業(yè)機(jī)架5上，且處于調(diào)姿組件3的下方。

參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，爪鉤組件2包括爪鉤組21、螺母22、上連接座23、限位彈簧24、萬(wàn)向節(jié)25、下連接座26、錐形筒27、吊環(huán)螺栓28等。爪鉤組21通過(guò)螺桿213安裝在上連接座23上，并通過(guò)螺母22鎖緊，限位彈簧24套裝在萬(wàn)向節(jié)25外側(cè)，上連接座23和下連接座26分別安裝在萬(wàn)向節(jié)25兩端，防止限位彈簧24沿軸向脫落。下連接座226、吊環(huán)螺栓28通過(guò)螺紋安裝在錐形筒27內(nèi)部，形成一個(gè)整體。

爪鉤組21上設(shè)計(jì)有各個(gè)朝向的多個(gè)鉤子211，一般至少4個(gè)。當(dāng)無(wú)人機(jī)將其從高壓線纜1上方向下放置時(shí)，可以確保至少2個(gè)相鄰的鉤子掛住高壓線纜，形成受力支點(diǎn)并防止爪鉤組21轉(zhuǎn)動(dòng)。爪鉤組21上的導(dǎo)向筒212將鉤子根部焊接部位包裹起來(lái)，防止掛載時(shí)卡住高壓線纜。

錐形筒27內(nèi)部為不通的圓柱孔271，用以容納萬(wàn)向節(jié)和限位彈簧，不通圓柱孔271的底面安裝下連接座26、吊環(huán)螺栓28。錐形筒27外側(cè)為圓錐面272，當(dāng)卷繞組件4卷纏升降繩44至爪鉤組件2與調(diào)姿組件3連接在一起時(shí)，錐形筒27的外圓錐面272將插入調(diào)姿組件3的限位筒32的內(nèi)圓錐面321內(nèi)，形成錐面配合，由此限制這兩個(gè)組件的相對(duì)移動(dòng)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

參見(jiàn)圖1、圖2和圖4，調(diào)姿組件3包括由卡箍31、限位筒32、電動(dòng)推桿33、支架34、支撐軸35、偏心減速器36、方位電機(jī)37等，且除方位電機(jī)外，其余零件的幾何中心處都設(shè)計(jì)有圓形通孔，便于穿引升降繩44?？ü?1安裝在限位筒32的一端，并通過(guò)凸耳311與電動(dòng)推桿33的一端以鉸鏈連接，支撐軸35固定安裝在支架34的底部中間位置，并通過(guò)其上的叉架351與電動(dòng)推桿33的另一端以鉸鏈連接，限位筒32外壁沿徑向?qū)ΨQ設(shè)計(jì)有圓柱孔，限位筒32通過(guò)安裝在圓柱孔內(nèi)的一對(duì)耳軸341與支架34連接在一起，使得限位筒32可以相對(duì)于支架34繞耳軸341自由轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐軸35的底部固定在偏心減速器36的輸出端，方位電機(jī)37偏心地安裝在偏心減速器36的輸入端。當(dāng)方位電機(jī)37轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)支撐軸35、支架34、限位筒32、電動(dòng)推桿33、卡箍31等零件繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)推桿33伸縮時(shí)，可以操縱限位筒32繞耳軸341相對(duì)于支架34和支撐軸35的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。限位筒32內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)與錐形筒27配合的內(nèi)錐孔321。

參見(jiàn)圖1、圖2和圖5，卷繞組件4包括卷繞電機(jī)41、自鎖減速器42、卷繞盤(pán)組件43、升降繩44、雙滑輪組件45等。卷繞電機(jī)41安裝在自鎖減速器42的輸入端，卷繞盤(pán)組件43安裝在自鎖減速器42的輸出軸上，并通過(guò)平鍵確保兩個(gè)第一卷繞半盤(pán)431和第二卷繞半盤(pán)433隨輸出軸一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。雙滑輪組件45和自鎖減速器42固定安裝在同一個(gè)底板上，雙滑輪組件的第一定滑輪452和第二定滑輪456上的槽與兩個(gè)第一卷繞半盤(pán)431和第二卷繞半盤(pán)433形成的v形槽平行。升降繩44纏繞在第一卷繞半盤(pán)431和第二卷繞半盤(pán)433形成的v形槽與第一定滑輪452、第二定滑輪456上形成“8”字型，其中升降繩44向上的繩頭穿過(guò)調(diào)姿組件3，并系緊在爪鉤組件2的吊環(huán)螺栓28上。

第一卷繞半盤(pán)431的工作面設(shè)計(jì)為錐面，且錐面上沿半徑方向設(shè)計(jì)有呈均勻分布的螺旋狀凸楞，以增大對(duì)升降繩的摩擦力。第二卷繞半盤(pán)433的工作面結(jié)構(gòu)與第一卷繞半盤(pán)431結(jié)構(gòu)的相同，只是螺旋狀凸楞旋向相反。

使用時(shí)，爪鉤組件2通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載上高壓線纜1并爪鉤組件2勾在高壓線纜1上，然后卷繞組件4帶動(dòng)帶電作業(yè)機(jī)器人51將卷繞升降繩，帶動(dòng)帶電作業(yè)機(jī)器人51以爪鉤為受力點(diǎn)自動(dòng)、迅速向高壓線纜1爬升，實(shí)現(xiàn)快速上線過(guò)程，當(dāng)帶電作業(yè)機(jī)器人51爬升至高壓線纜1附近時(shí)，調(diào)姿組件3調(diào)整帶電作業(yè)機(jī)器人的空間姿態(tài)，使其能夠順利將導(dǎo)向輪52掛載在高壓線纜1上，實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上線功能，帶電作業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)下線過(guò)程與上線過(guò)程相反，由于卷繞組件4帶自鎖功能，可以有效避免升降繩44打滑而造成帶電作業(yè)機(jī)器人1跌落。