[發明專利]一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人及控制方法

有效

• 申請號: 201710731381.4
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107494000B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 吳功平;姜鵬;王滿;樊飛;陳學宇;吳湘吉;曹令軍;曹琪;楊景波;孫吉成;張軼珠;于建友;楊松;劉明
• 申請（專利權）人: 武漢大學;國家電網公司;國網吉林省電力有限公司白山供電公司
• 主分類號: A01G3/08
• 分類號: A01G3/08
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 魯力

本發明涉及一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人及控制方法，包括移動機器人平臺、鉸接機構、絕緣臂機構、回轉機構以及修剪機構，所述鉸接機構用于連接絕緣臂機構和移動機器人平臺，所述絕緣臂機構用于回轉機構與修剪機構和導線之間的絕緣，所述回轉機構用于帶動整個修剪機構進行旋轉，所述修剪機構用于樹枝的修剪作業。帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人平臺的超長絕緣操作臂提供了大的作業半徑,回轉機構帶動360°軸旋轉，可以實現工作區域無死角覆蓋，修剪機構中修剪臂可以來回擺動調整樹枝與鋸片的切割角度，來達到最好的切割效果。本發明具實現了對高壓輸電線路上故障機器人的救援；可替代人工作業，其結構簡單，便攜性好，成本低。

技術領域

本發明涉及一種機器人平臺，尤其是一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人及控制方法一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人及控制方法，以代替人工作業，解決高壓線路走廊維護問題。

背景技術

高壓線路走廊的樹枝是導致線路跳閘停電的重要隱患源，國內外曾經發生過的大面積、長時間停電事故，事故原因正是由于山區線路走廊兩旁樹木的生長，大風天氣下的擺動等情況導致樹枝很容易觸碰到線路，造成短路，造成巨大的經濟損失，同時對巡檢員也存在巨大的安全隱患。因而，高壓線路走廊樹木枝的修剪成為線路運行維護中的一項重要工作，也是一項艱苦而又危險的工作。目前主要采取的措施仍是人工登樹修剪樹枝或作業車輛輔助的人工修剪樹枝，有時甚至是直接砍伐樹木，這種方式不僅勞動強度大、安全風險高、植被受損并由此引起社會矛盾甚至糾紛，而且作業質量難于控制，作業范圍受到限制，并由此留下了重要的安全隱患上。部分地方采用機器人修剪，但作業空間有限、修剪范圍有限，整個平臺不夠穩定。隨著我國森林植被范圍加大及其保護力度加強，線路走廊樹木樹枝對線路安全正常運行的影響將愈趨明顯，尤其是對于那些跨越林區的線路更是如此，因此尋求一種穩定、有充足的作業空間、大范圍修剪的帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人平臺已經迫在眉睫。

以美國為首的一些發達國家從上世紀開始就對園林高枝修剪機械著手研究，機型較多。在手動高枝修剪鋸方面，美國和瑞典等發達國家生產的高枝機械，改良了常用的魚頭鋸，添加了一些簡單的結構實現了工作桿的伸縮功能，對樹枝的修剪作業高度達到了6m，大致上解決了人工爬樹的問題。美國安達略水力發電廠開發的一種修剪樹木的機器人系統，由一個遙控裝置(從動裝置)、一個手動控制器形式的控制裝置(主導裝置)、一套工具及計算器控制裝置組成。從動裝置裝在一個3自由度的架空裝置的末端，因此可以在地面上50英尺的高處修剪樹木。目前國內的機動型高空剪枝機械的研究已經取得一定的突破。孫坤龍、喬弘等設計的5XY-5便攜式液壓剪枝機，采用套裝式快速偏心鎖緊伸縮桿，用小型的汽油機提供動力，由液壓系統控制末端的修剪機構運動，執行剪枝動作，以此來完成高空的修剪作業。該機械的樹枝修剪直徑達到了30mm，修剪高度達到了5m。但是修剪的噪聲和振動大，機械的整體重量大，不能用來長時間的工作。武漢大學機器人研究所2016年研究開發以導線巡檢的機器人為移動平臺，在220kV導線上工作的樹枝修剪機器人，但存在導線正下方部分樹枝無法被修剪的情況。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足,提供一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人平臺,以代替人工作業,解決高壓線路走廊維護問題。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人平臺，其特征在于：包括移動機器人平臺、連接在移動機器人平臺上的鉸接機構、一端與鉸接機構固定的用于回轉機構與修剪機構和導線之間的絕緣的絕緣臂機構、絕緣臂機構另一端連接在用于帶動整個修剪機構進行旋轉的回轉機構上，修剪機構固定在回轉機構上，用于樹枝的修剪作業。

上述一種帶電修剪高壓線路走廊樹枝的機器人平臺，所述移動機器人平臺包括機械臂機構、行走輪機構、壓緊機構、導軌、機箱，所述機械臂機構通過導軌固定設于機箱上，所述行走輪機構設置在機械臂一端，壓緊機構設置在機械臂兩端之間，行走輪機構和壓緊機構配合共同用于帶動整個樹枝修剪機器人平臺在導線上行走，導軌中間固定有導軌連接支撐，用于和鉸接機構連接。