阅读说明：本技术 一种绝缘子清扫机器人及其使用方法 (Insulator cleaning robot and use method thereof ) 是由 张万青 魏远航 梁翠连 黄绍桐 卿云 黄静 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种绝缘子清扫机器人及其使用方法,包括翻转基架组件,翻转基架组件设有抓紧组件；翻转基架组件上设有翻转驱动电机,翻转驱动电机与抓紧组件传动连接。工作过程是这样的：最开始时,两个抓紧组件同时抓住两个紧邻设置的绝缘子,然后其中一个抓紧组件松开绝缘子,两个翻转驱动电机动作,让翻转基架组件和另一个抓紧组件均翻转180°,完成翻转后,翻转180°的抓紧组件刚好能抓住相邻的下一个绝缘子,这样就实现了移动过程中,机器人跨绝缘子的数量可小于三个。(The invention discloses an insulator cleaning robot and a using method thereof, wherein the insulator cleaning robot comprises a turnover base frame assembly, wherein the turnover base frame assembly is provided with a grasping assembly; the overturning base frame assembly is provided with an overturning driving motor, and the overturning driving motor is in transmission connection with the grasping assembly. The working process is as follows: at first, two grasping assemblies grasp two insulators arranged next to each other simultaneously, then one grasping assembly releases the insulators, the two overturning driving motors act to enable the overturning base frame assembly and the other grasping assembly to overturn 180 degrees, after overturning is completed, the grasping assembly overturned 180 degrees can just grasp the next adjacent insulator, and therefore in the moving process, the number of the cross insulators of the robot can be smaller than three.)

一种绝缘子清扫机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是一种绝缘子清扫机器人及其使用方法。

背景技术

应用于高压电缆的高压电绝缘子组件，其多个整体为环形的绝缘子间隔设置而成。

在长时间的使用过程中，相邻的绝缘子之间有可能存在异物，导致绝缘距离变小，导致漏电，甚至是短路，这就严重影响了送电安全。

为此，电力部门需要定期派人清理绝缘子之间的异物，但高空作业非常的危险。故，本领域技术人员希望能够得到一种可以清理绝缘子上的异物的机器人。

现有的机器人在绝缘子上的移动行方式均为爬行式的，其爬行过程中，爬行机构需要横跨至少三个绝缘子，其工作过程是，爬行机构的一个抓紧组件先抓紧第一个绝缘子，然后另外一个抓紧组件往轴向移动，抓住第三个绝缘子，接着松开第一个绝缘子上的抓紧组件后抓住第二个绝缘子。这样不但导致机器人的尺寸大，其轴向动作幅度大，也让绝缘距离相邻三个绝缘子的绝缘距离变为零，大大降低了高压电绝缘子组件整体的绝缘性能。

所以，本领域技术人员希望得到一种在移动过程中抓紧组件无需横跨绝缘子的数量可小于三个的机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用翻转原理来实现移动过程中跨绝缘子的数量可小于三个的机器人及其使用方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种绝缘子清扫机器人及其使用方法，包括翻转基架组件，翻转基架组件上设有清扫组件，翻转基架组件的前侧、后侧均用翻转轴连接有两个间隔设置的抓紧组件，每个抓紧组件至少用一个转轴与翻转基架组件连接；至少有一个与抓紧组件连接的转轴称为翻转轴，每个抓紧组件上至少设有一个翻转轴，翻转轴与抓紧组件固定连接，翻转轴与翻转基架组件转动连接，翻转基架组件上设有翻转驱动电机，翻转驱动电机与翻转轴传动连接，所述抓紧组件具有抱紧结构；

还包括抱紧基架，抱紧基架通过翻转轴与翻转基架组件连接，抱紧基架上设有活动组件，抱紧基架和活动组件上设有三个抱紧组件，抱紧基架和活动组件上均至少设有一个抱紧组件，所述三个抱紧组件分别位于三角形的三个角点上，三个抱紧组件所在位置所确定的三角形称作松紧三角形，所述松紧三角形可分为松三角形和紧三角形，所述松三角形的外接圆的圆心位于松三角形的外侧，所述紧三角形的外接圆的圆心位于紧三角形内部，所述活动组件可在抱紧基架上移动，从而让三个抱紧组件所确定的三角形可在松三角形和紧三角形之间切换；

抱紧组件包括组合轮，所述组合轮包括与松紧三角形所确定的平面垂直的抱紧轮，抱紧轮与其对应的抱紧基架或与其对应的活动组件连接抱紧轮的设置；

至少有一个抱紧组件上设有爬行驱动电机，爬行驱动电机与其所在的翻转基架组件或活动组件固定连接，爬行驱动电机的转轴与抱紧轮连接；

所述清扫组件包括依次连接的第一舵电机、第二舵电机、清洁组件，第一舵电机与翻转基架组件与第一舵电机固定连接，第一舵电机的输出轴与第二舵电机传动连接，第二舵电机的输出轴与清洁组件固定连接；

清扫组件还包括第一活动架，所述第一活动架上设有四个分别位于平行四边形的四个角点上的第一平行转轴，相邻两个第一平行转轴用第一连杆连接，第一舵电机的输出轴与其中一个第一平行转轴固定连接或作为其中一个第一平行转轴；

其使用方法如下：两个抓紧组件同时抓住两个紧邻设置的绝缘子，然后其中一个抓紧组件松开绝缘子，两个翻转驱动电机动作，让翻转基架组件和另一个抓紧组件均翻转180°，完成翻转后，翻转 180°的抓紧组件抓住下一个绝缘子，接着启动爬行驱动电机，让机器人整体沿绝缘子的周向转动，从而对其中一个或同时对清洁组件两侧的绝缘子的端面进行清洁。

作为上述方案的进一步改进，翻转轴上固定连接有翻转从动齿轮，翻转驱动电机上设有翻转驱动齿轮，所述翻转从动齿轮与翻转驱动齿轮啮合。

作为上述方案的进一步改进，翻转基架组件包括两个左右间隔设置的翻转基杆，抓紧组件设在两个所述翻转基杆之间。

作为上述方案的进一步改进，活动组件的运动路径称作抱紧路径，均在抱紧基架或活动组件上的两个抱紧组件的连线称作定弦线；抱紧路径为直线：抱紧路径与定弦线的夹角为锐角。

作为上述方案的进一步改进，活动组件的运动路径称作抱紧路径，均在抱紧基架或活动组件上的两个抱紧组件的连线称作定弦线；抱紧路径为直线：抱紧路径为弧线。

作为上述方案的进一步改进，抱紧路径的半径大于松紧三角形的外接圆的半径，定弦线到松紧三角形的外接圆的圆心的距离大于定弦线到抱紧路径的圆心的距离。

作为上述方案的进一步改进，抱紧基架上设有导向槽，活动组件包括移动条，所述导向槽设有所述的移动条，移动条上设有若干个抱紧被动齿，抱紧基架上设有抱紧电机，抱紧电机上设有抱紧齿轮，所述抱紧齿轮与抱紧被动齿啮合。

作为上述方案的进一步改进，移动条由具有弹性的材质制成。

作为上述方案的进一步改进，所述清扫组件设在两个抓紧组件之间。

作为上述方案的进一步改进，所述清洁组件包括清洁驱动电机、与清洁驱动电机的转轴连接的清扫片。

本发明的有益效果是：这样就实现了移动过程中，机器人跨绝缘子的数量可小于三个。

附图说明

为了更清楚地说明本发明创造实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明创造的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明一些实施例的抱紧结构的示意图；

图2是本发明一些实施例的立体结构示意图；

图3是本发明一些实施例的抱紧结构的抱紧原理图；

图4是本发明另一些实施例的抱紧原理图；

图5是本发明再一些实施例的抱紧原理图；

图6是本发明一些实施例的右视图；

图7是本发明一些实施例的另一个视向上的立体结构示意图；

图8是图7机器人工作时的结构示意图；

图9是本发明一些实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明创造的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明创造的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明创造的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明创造的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明创造保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至9，一种绝缘子清扫机器人及其使用方法，包括翻转基架组件，翻转基架组件上设有清扫组件，翻转基架组件的前侧、后侧均用翻转轴201连接有两个间隔设置的抓紧组件，每个抓紧组件至少用一个转轴与翻转基架组件连接；至少有一个与抓紧组件连接的转轴称为翻转轴201，每个抓紧组件上至少设有一个翻转轴201，翻转轴201与抓紧组件固定连接，翻转轴201与翻转基架组件转动连接，翻转基架组件上设有翻转驱动电机203，翻转驱动电机203与翻转轴 201传动连接本实施例中，机器人在移动过程中仅仅需要跨越两个绝缘子，如图1和图2所示，所述抓紧组件具有抱紧结构；

所述抱紧结构还包括抱紧基架1，抱紧基架1通过翻转轴201与翻转基架组件连接，抱紧基架1上设有活动组件，抱紧基架1和活动组件上设有三个抱紧组件，抱紧基架1和活动组件上均至少设有一个抱紧组件，在一些实施例中，抱紧基架1上设置两个抱紧组件，活动组件上设有一个抱紧组件，当然在另外一些实施例中，抱紧基架1上设置一个抱紧组件，活动组件上设有两个抱紧组件，所述三个抱紧组件分别位于三角形的三个角点上，三个抱紧组件所在位置所确定的三角形称作松紧三角形，所述松紧三角形可分为松三角形和紧三角形，所述松三角形的外接圆的圆心位于松三角形的外侧，所述紧三角形的外接圆的圆心位于紧三角形内部，所述活动组件可在抱紧基架1上移动，从而让三个抱紧组件所确定的三角形可在松三角形和紧三角形之间切换三个抱紧组件处于松三角形时，存在有两个抱紧组件在松三角形的外接圆上分割出一个优弧，因此工件很容易脱离三个抱紧组件，当三个抱紧组件处于紧三角形时，三个抱紧组件在紧三角形的外接圆上分割出三个劣弧，所以工件难以脱离抱紧组件，在上述两个状态中切换，即可实现抱紧和释放，其结构非常的简单，尤其适用于抱紧截面为圆形的物体，对于绝缘子清洁机器人来说，上文所述的工件就是绝缘子，也就是陶瓷片；

为了便于抓紧，抱紧组件包括组合轮，所述组合轮包括与松紧三角形所确定的平面垂直的抱紧轮151，抱紧轮151与其对应的抱紧基架1或与其对应的活动组件连接抱紧轮151的设置；这样能让抱紧面积增大，特别是抱紧轮151由软质材料制成时，更容易抱紧。

至少有一个抱紧组件上设有爬行驱动电机306，爬行驱动电机 306与其所在的翻转基架组件或活动组件固定连接，爬行驱动电机 306的转轴与抱紧轮151连接，当抱紧组件抱紧工件时，爬行驱动电机306带动抱紧轮151转动，从而让机器人在绝缘子上进行周向的移动，让清扫组件对整个绝缘子的端面进行清洁；

所述清扫组件包括依次连接的第一舵电机301、第二舵电机302、清洁组件，第一舵电机301与翻转基架组件与第一舵电机301固定连接，第一舵电机301的输出轴与第二舵电机302传动连接，第二舵电机302的输出轴与清洁组件固定连接；

如图9所示，清扫组件还包括第一活动架307，所述第一活动架 307上设有四个分别位于平行四边形的四个角点上的第一平行转轴 308，相邻两个第一平行转轴308用第一连杆连接，第一舵电机301 的输出轴与其中一个第一平行转轴308固定连接或作为其中一个第一平行转轴308，这样的结构稳固、传动稳定；

其使用方法如下：两个抓紧组件同时抓住两个紧邻设置的绝缘子，然后其中一个抓紧组件松开绝缘子，两个翻转驱动电机203动作，让翻转基架组件和另一个抓紧组件均翻转180°，完成翻转后，翻转 180°的抓紧组件抓住下一个绝缘子，接着启动爬行驱动电机306，让机器人整体沿绝缘子的周向转动，从而对其中一个或同时对清洁组件两侧的绝缘子的端面进行清洁，这样就实现了移动过程中，机器人跨绝缘子的数量可小于三个。

为了传动稳定，翻转轴201上固定连接有翻转从动齿轮202，翻转驱动电机203上设有翻转驱动齿轮204，所述翻转从动齿轮202与翻转驱动齿轮204啮合。

为了实现轻量化，翻转基架组件包括两个左右间隔设置的翻转基杆205，抓紧组件设在两个所述翻转基杆205之间为了防止在翻转过程中，连接翻转驱动电机203的导线会被扭断，翻转轴201上套设有导电滑环206，导电滑环206的一个接电端与翻转驱动电机203电性连接。

在一些实施例中，活动组件的运动路径称作抱紧路径11，均在抱紧基架1或活动组件上的两个抱紧组件的连线称作定弦线12；抱紧路径11为直线：抱紧路径11与定弦线12的夹角为锐角，具体如图4所示。

在一些实施例中，活动组件的运动路径称作抱紧路径11，均在抱紧基架1或活动组件上的两个抱紧组件的连线称作定弦线12；抱紧路径11为直线：抱紧路径11为弧线，具体如图3、图5所示。

在一些实施例中，可以让抱紧路径11的半径大于松紧三角形的外接圆的半径，定弦线12到松紧三角形的外接圆的圆心的距离大于定弦线12到抱紧路径11的圆心的距离，具体如图5所示，在图5中的抱紧路径11，可让松紧三角形的外接圆半径从大逐渐变小，这样可让驱动在活动组件整体都可以用刚性材料制成。

在一些实施例中，抱紧基架1上设有导向槽13，活动组件包括移动条14，所述导向槽13设有所述的移动条14，移动条14上设有若干个抱紧被动齿141，抱紧基架1上设有抱紧电机142，抱紧电机 142上设有抱紧齿轮，所述抱紧齿轮与抱紧被动齿141啮合，这样的驱动方式有利于结构简单，非常适用于爬行机器人，图1和图2中揭示的一些实施例，其抱紧基架1上设有两个抱紧组件，而在移动条 14上设有一个抱紧组件，这样的设置，有利于移动条14的伸缩范围或移动范围较长、悬臂长度较少，有利于提高抱紧力度。

在图3至图5中的一些实施方式中，移动条14可以由具有弹性的材质制成，特别是图3和图4所揭示的一些实施方式，松紧三角形的外接圆的半径存在先变大后变小的过程，为了便于抓紧，故让移动条14采用具有弹性的材质制成，组合轮还包括抱紧安装架152，所述抱紧安装架152与其对应的抱紧基架1或与其对应的活动组件固定连接，抱紧轮151用转轴与抱紧基架1连接，这样的设置便于模块化，针对不同大小的工件，往往需要设置特定大小的抱紧基架1和移动条 14，而实质上，工件的厚度是相同的，所以组合轮也可以采用相同的，抱紧安装架152作为组合轮的基础构件，将抱紧安装架152分别与不同尺寸的移动条14连接便可实现不同类型、大小的抱紧结构的生产，大大提高了组合轮的通用性，抱紧结构是为了实现对工件周向的定位，而为了便于实现对工件的轴向的定位，组合轮还包括两个限位轮 153，抱紧轮151设在两个限位轮153之间，同一组合轮内的两个限位轮153和抱紧轮151围成一个卡接空间，抱紧组件包括至少两个并排设置的组合轮，这样能有效提高抱紧力和抱紧效果。

所述清扫组件设在两个抓紧组件之间。

所述清洁组件包括清洁驱动电机303、与清洁驱动电机303的转轴连接的清扫片304，在翻转驱动电机203动作前，清洁驱动电机303 启动，让清扫片304旋转一个角度，从而让清扫片304离开绝缘子，这样就能减轻翻转驱动电机203的负载。

以上对本发明创造的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。