本發(fā)明涉及一種輸電線(xiàn)路用機(jī)器人，具體涉及一種輸電線(xiàn)路絕緣子帶電檢測(cè)與清掃的一體化機(jī)器人。

背景技術(shù)：

帶電作業(yè)是電力行業(yè)為提高供電可靠性和電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平而開(kāi)發(fā)的一種特殊作業(yè)方式，目前在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用，在電力生產(chǎn)中起著十分重要的作用。帶電作業(yè)可隨時(shí)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除設(shè)備缺陷和隱患，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

隨著我國(guó)對(duì)輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)的日益重視，推動(dòng)了輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，帶電檢測(cè)手段也越來(lái)越多。而在輸電線(xiàn)路帶電檢測(cè)中，針對(duì)輸電線(xiàn)路絕緣子的檢測(cè)最為普遍，用于檢測(cè)絕緣子的低值、零值情況。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，絕緣子會(huì)受到雷擊、污穢、鳥(niǎo)害、冰雪、高溫、溫差等環(huán)境因素的影響，在電氣上要承受強(qiáng)電場(chǎng)、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用，使得絕緣子故障在輸電線(xiàn)路故障中占比最高，當(dāng)絕緣子串中存在低值或零值絕緣子時(shí)，在污穢環(huán)境或過(guò)電壓甚至工作電壓下就極易發(fā)生閃絡(luò)事故。當(dāng)雷電過(guò)電壓作用于零值絕緣子時(shí)，零值絕緣子被完全擊穿，強(qiáng)大的零電流及工頻續(xù)流從零值絕緣子頭部的瓷件縫隙流過(guò)，將引起零值絕緣子過(guò)熱炸開(kāi)。由此可見(jiàn)，在輸電線(xiàn)路上對(duì)絕緣子的檢測(cè)就顯得尤為重要。

之前，在檢測(cè)絕緣子時(shí)，一般采用的方法有火花叉檢測(cè)法、紫外檢測(cè)法、電暈脈沖法、電場(chǎng)法、超聲波檢測(cè)法等?；鸹ú鏅z測(cè)高電壓等級(jí)的輸電線(xiàn)路絕緣子時(shí)，檢測(cè)的絕緣子片數(shù)多，離桿塔較遠(yuǎn)，檢測(cè)人員工作強(qiáng)度大，并且輸電線(xiàn)路上存在電暈現(xiàn)象，電暈的聲音會(huì)影響火花放電聲音，導(dǎo)致檢測(cè)人員可能產(chǎn)生誤判。電場(chǎng)法通過(guò)檢測(cè)絕緣子與正常絕緣子的電場(chǎng)分布情況進(jìn)行比較，用以判斷該絕緣子是否為劣質(zhì)絕緣子，這類(lèi)方法對(duì)軟件依賴(lài)性比較強(qiáng)，軟件的好壞對(duì)比較結(jié)果影響很大。超聲波檢測(cè)法通過(guò)對(duì)接收到的超聲波進(jìn)行處理可檢測(cè)出劣質(zhì)絕緣子，可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出開(kāi)裂的絕緣子。對(duì)未開(kāi)裂的絕緣子不起作用，這類(lèi)方法有很大的局限性。

傳統(tǒng)的安全檢查包括人力檢測(cè)，車(chē)輛檢測(cè)，直升機(jī)檢測(cè)。而車(chē)輛檢測(cè)受地面交通的限制，直升機(jī)檢測(cè)的費(fèi)用較高，靠人力檢測(cè)，采用目測(cè)或借助望遠(yuǎn)鏡觀察完成，人力巡線(xiàn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且存在巡檢盲區(qū)，還受到地理?xiàng)l件的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在檢測(cè)輸電線(xiàn)路絕緣子絕緣電阻的同時(shí)可自動(dòng)清掃絕緣子表面的一體化機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性及操作的方便性，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的這種輸電線(xiàn)路絕緣子帶電檢測(cè)與清掃的一體化機(jī)器人，包括共縱向中心面布置的第一、第二和第三三個(gè)機(jī)械手臂和支撐固定三個(gè)機(jī)械手臂的框架體，第二機(jī)械手臂位于第一和第三機(jī)械手臂之間，其上安裝有清掃刷；第一和第三機(jī)械手臂可自主上下運(yùn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)抓緊絕緣子鋼帽，松開(kāi)絕緣子鋼帽后向下運(yùn)動(dòng)，左右運(yùn)動(dòng)以抓緊不同位置的絕緣子鋼帽及實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人的左右平動(dòng)，第二機(jī)械手臂可自主上下運(yùn)動(dòng)抓緊和松開(kāi)絕緣子鋼帽，可隨著框架體的左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)其左右位置的改變；第二機(jī)械手臂至少和第一機(jī)械手臂和第三機(jī)械手臂中的一個(gè)同時(shí)抓緊絕緣子鋼帽形成檢測(cè)回路，通過(guò)安裝固定于框架體上的控制系統(tǒng)檢測(cè)回路上絕緣子的絕緣電阻；第二機(jī)械手臂上的清掃刷可旋轉(zhuǎn)以清掃絕緣子表面的污穢。

所述三個(gè)機(jī)械手臂分別包括一對(duì)機(jī)械抓手、鉸接座、第一伺服電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)械抓手鉸接于鉸接座的上側(cè)，第一伺服電機(jī)固定于鉸接座下側(cè)的中間位置處，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)械抓手開(kāi)合，縱向驅(qū)動(dòng)裝置連接于鉸接座的下側(cè)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手臂的上下運(yùn)動(dòng)；三對(duì)機(jī)械抓手內(nèi)側(cè)的抓緊絕緣子鋼帽處均安裝有導(dǎo)電檢測(cè)銅塊。

所述鉸接座的厚度方向中心面上條形通槽，所述機(jī)械抓手的下部插入條形通槽中，對(duì)稱(chēng)鉸接于鉸接座的長(zhǎng)度方向兩端。

所述第一伺服電機(jī)的輸出軸連接有穿過(guò)鉸接座底面伸入條形通槽中的螺桿，螺桿上連接有滑塊，鉸接座兩長(zhǎng)度方向內(nèi)壁的中心面處連接有滑軌，滑塊上對(duì)應(yīng)滑軌處開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向槽，滑塊通過(guò)導(dǎo)向槽可沿滑軌上下移動(dòng)，滑塊的兩端分別鉸接有連接片，連接片的另一端鉸接于所述機(jī)械抓手上，該鉸接點(diǎn)位于機(jī)械抓手與鉸接座之間鉸接點(diǎn)的下方；螺桿、滑塊和連接片形成第一伺服電機(jī)的所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑塊沿螺桿和滑軌上下移動(dòng)，滑塊的上下移動(dòng)帶動(dòng)連接片轉(zhuǎn)動(dòng)，連接片的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械抓手繞其與鉸接座的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一對(duì)機(jī)械抓手的開(kāi)合動(dòng)作。

所述框架體為長(zhǎng)方體形架體，所述第一和第三機(jī)械手臂布置于框架體的兩側(cè)，框架體和第一、第三機(jī)械手臂之間分別連接有橫向驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)第一和第三機(jī)械手臂的左右運(yùn)動(dòng)和框架體的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人的左右移動(dòng)。

所述縱向驅(qū)動(dòng)裝置包括第二伺服電機(jī)、電機(jī)安裝板和縱向傳動(dòng)絲桿，電機(jī)安裝板水平布置，第二伺服電機(jī)以輸出軸朝下固定于電機(jī)安裝板長(zhǎng)度方向中心面處的下側(cè)，縱向傳動(dòng)絲桿的上端通過(guò)連軸器與第二伺服電機(jī)的輸出軸連為一體。

所述第一和第三機(jī)械手臂的縱向傳動(dòng)絲桿的下端螺紋連接有與所述對(duì)電機(jī)安裝板平行布置的導(dǎo)向座，所述電機(jī)安裝板的長(zhǎng)度方向兩端對(duì)稱(chēng)緊配合連接有縱向?qū)驐U，縱向?qū)驐U的上端固定于所述鉸接座上、下端穿過(guò)導(dǎo)向座，縱向?qū)驐U可沿導(dǎo)向座上的相應(yīng)安裝孔上下移動(dòng)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向傳動(dòng)絲桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，縱向傳動(dòng)絲桿沿導(dǎo)向座的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)縱向?qū)驐U帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手臂的上下運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)向座為角鋼座，其以角鋼兩邊之間的夾角朝外、一邊水平布置，所述縱向傳動(dòng)絲桿和縱向?qū)驐U均連接于導(dǎo)向座的水平邊上；所述框架體上有垂直于第二機(jī)械手臂的第一固定板，第二機(jī)械手臂的縱向傳動(dòng)絲桿與第一固定板之間螺紋連接，縱向?qū)驐U穿過(guò)第一固定板，可沿第一固定板上的安裝孔上下移動(dòng)。

所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置包括第三伺服電機(jī)和橫向傳動(dòng)絲桿，第三伺服電機(jī)以輸出軸沿水平方向布置固定于所述導(dǎo)向座的豎直邊上，橫向傳動(dòng)絲桿的一端通過(guò)聯(lián)軸器與第三伺服電機(jī)的輸出軸連為一體；所述框架體上有第二固定板及其兩側(cè)的內(nèi)螺紋套管，橫向傳動(dòng)絲桿的另一端與第二固定板及內(nèi)螺紋套管之間螺紋連接；所述導(dǎo)向座上第三伺服電機(jī)的兩側(cè)關(guān)于橫向傳動(dòng)絲桿對(duì)稱(chēng)連接有橫向?qū)驐U，橫向?qū)驐U的另一端穿過(guò)所述框架體上的第二固定板，橫向?qū)驐U可沿第二固定板上的安裝孔左右移動(dòng)。

所述第二機(jī)械手臂的一個(gè)機(jī)械抓手的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)連接有圓弧形的旋轉(zhuǎn)塊，旋轉(zhuǎn)塊的外側(cè)側(cè)壁設(shè)置有傳動(dòng)齒，兩個(gè)機(jī)械抓手上分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上連接有傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)塊側(cè)壁的傳動(dòng)齒嚙合使一對(duì)旋轉(zhuǎn)塊沿兩個(gè)機(jī)械抓手做圓周運(yùn)動(dòng)，所述清掃刷固定于旋轉(zhuǎn)塊上隨著旋轉(zhuǎn)塊做圓周運(yùn)動(dòng)清掃相鄰絕緣子內(nèi)表面和外表面的污穢；兩個(gè)機(jī)械抓手上對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)塊的周緣設(shè)置有導(dǎo)向輪，以保證旋轉(zhuǎn)塊的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)一對(duì)旋轉(zhuǎn)塊繞兩個(gè)機(jī)械抓手做圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)清掃相鄰絕緣子內(nèi)表面和外表面的污穢，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)還提高了清掃效果。

所述控制系統(tǒng)采用STM32f103zet6處理器，外接24位高精度的AD1210芯片,經(jīng)過(guò)雙電壓精密低功耗儀表放大器INA129和通用運(yùn)算放大器OPA2171放大得到幾mＶ到2.5Ｖ左右可采集的電壓；采用單一輸出電源24 V鋰電池提供中央處理模塊所需的5 V電壓、各電機(jī)所需的24 V電壓及檢測(cè)回路的2 500 V檢測(cè)電壓；2 500 V檢測(cè)電壓通過(guò)DC-DC升壓電路實(shí)現(xiàn)。通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)絕緣子絕緣電阻的帶電檢測(cè)，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能離線(xiàn)檢測(cè)絕緣子絕緣電阻的缺陷。

本發(fā)明通過(guò)三個(gè)機(jī)械手臂的自主上下運(yùn)動(dòng)及第一和第三機(jī)械手臂的自主左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和清掃絕緣子及機(jī)器人的自動(dòng)移位以帶電檢測(cè)和清掃不同位置的絕緣子。通過(guò)第二機(jī)械手臂和第一、第三機(jī)械手臂之間形成的檢測(cè)回路檢測(cè)出絕緣子的絕緣電阻來(lái)判斷絕緣子的好壞，以便即時(shí)更換壞的絕緣子，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過(guò)第二機(jī)械手臂上的清掃刷自動(dòng)清掃絕緣子表面的污穢，避免絕緣子發(fā)生閃絡(luò)事故。整個(gè)檢測(cè)、清掃過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，操作工人不用直接接觸高壓帶電體，只需操控控制系統(tǒng)可帶電檢測(cè)。不僅減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也可以提高了操作安全性。

三個(gè)機(jī)械手臂的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)其縱向驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)，第一和第三機(jī)械手臂的左右運(yùn)動(dòng)、框架體帶著第二機(jī)械手臂的左右移動(dòng)及整個(gè)機(jī)器人的左右移動(dòng)通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。為了使縱向驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，將其采用可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)配置，使伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向傳動(dòng)絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為整個(gè)機(jī)械手臂的上下直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。同理，為了使第一和第三機(jī)械手臂的左右運(yùn)動(dòng)、框架體帶著第二機(jī)械手臂的左右移動(dòng)及整個(gè)機(jī)器人的左右移動(dòng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，將橫向驅(qū)動(dòng)裝置采用與縱向驅(qū)動(dòng)裝置同類(lèi)的結(jié)構(gòu)配置，且采用縱向驅(qū)動(dòng)裝置下端連接的導(dǎo)向座作為橫向驅(qū)動(dòng)裝置的安裝座，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)及保證運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的工作狀態(tài)示意圖（未畫(huà)清掃刷）。

圖2為圖1中第二機(jī)械手臂的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的側(cè)視示意圖。

圖4為圖1中第一和第三機(jī)械手臂的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的側(cè)視示意圖。

圖6為圖3中的Ⅰ部放大示意圖。

圖7為圖5中滑塊的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖5的俯視示意圖。

圖9為圖5中滑軌的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本實(shí)施例的另一個(gè)工作狀態(tài)示意圖。

圖11為本實(shí)施例控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。

圖12為控制系統(tǒng)的電源供電模塊圖。

圖13控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)圖。

圖中序號(hào)明細(xì)：

1-第二機(jī)械手臂 2-第一機(jī)械手臂 2a-第三機(jī)械手臂 3-框架體 ZD-縱向驅(qū)動(dòng)裝置 HD-橫向驅(qū)動(dòng)裝置 ZS-機(jī)械抓手 JJZ-鉸接座 F1-第一伺服電機(jī) F2-第二伺服電機(jī) F3-第三伺服電機(jī) LG-螺桿 HG-滑軌 HK-滑塊 LJP-連接片 ZD1-電機(jī)安裝板 ZD2-縱向傳動(dòng)絲桿 ZD3-縱向?qū)驐U DXZ-導(dǎo)向座 HD1-橫向傳動(dòng)絲桿 HD2-橫向?qū)驐U 31-第一固定板 32-第二固定板 321-內(nèi)螺紋套管 QDDJ-驅(qū)動(dòng)電機(jī) XZK-旋轉(zhuǎn)塊 CL-齒輪 DXL-導(dǎo)向輪。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種輸電線(xiàn)路帶電檢測(cè)與清掃絕緣子的一體化機(jī)器人，包括共縱向中心面布置的第一機(jī)械手臂2、第二機(jī)械手臂1和第三機(jī)械手臂2a和支撐固定三個(gè)機(jī)械手臂的框架體3，第二機(jī)械手臂1位于第一機(jī)械手臂2和第三機(jī)械手臂2a之間，其上安裝有清掃刷（圖中未畫(huà)出）。

如圖1至圖6所示，三個(gè)機(jī)械手臂分別包括一對(duì)機(jī)械抓手ZS及其鉸接座JJZ和驅(qū)動(dòng)機(jī)械抓手ZS開(kāi)合的第一伺服電機(jī)F1，鉸接座JJZ的下端連接有縱向驅(qū)動(dòng)裝置ZD，縱向驅(qū)動(dòng)裝置ZD帶動(dòng)鉸接座JJZ及其連接的機(jī)械抓手ZS實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)。

如圖2至圖6所示，鉸接座JJZ的厚度方向中心面上條形通槽，機(jī)械抓手ZS的下部插入條形通槽中，對(duì)稱(chēng)鉸接于鉸接座JJZ的長(zhǎng)度方向兩端。

第一伺服電機(jī)F1固定于鉸接座JJZ底面長(zhǎng)度方向的中心面上，其輸出軸連接有穿過(guò)鉸接座JJZ底面伸入條形通槽中的螺桿LG，螺桿LG上連接有滑塊HK，鉸接座JJZ的兩長(zhǎng)度方向內(nèi)壁的中心面處連接有滑軌HG，滑塊HK上對(duì)應(yīng)滑軌HG處開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向槽，滑塊HK通過(guò)導(dǎo)向槽可沿滑軌HG上下移動(dòng)，滑塊HK的兩端分別鉸接有連接片LJP，連接片LJP的另一端鉸接于機(jī)械抓手ZS上，該鉸接點(diǎn)位于機(jī)械抓手ZS與鉸接座JJZ之間鉸接點(diǎn)的下方?；瑝K與滑軌的配合保證滑塊的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，從而使滑塊帶動(dòng)連接片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接片能穩(wěn)定的帶動(dòng)機(jī)械抓手能穩(wěn)定的繞其與鉸接座的鉸接點(diǎn)處轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一伺服電機(jī)F1驅(qū)動(dòng)螺桿LG轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿LG的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑塊HK沿螺桿LG和滑軌HG上下移動(dòng)，滑塊HK的上下移動(dòng)帶動(dòng)連接片LJP轉(zhuǎn)動(dòng)，連接片LJP的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械抓手ZS轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一對(duì)機(jī)械抓手的開(kāi)合動(dòng)作。滑塊和滑軌的結(jié)構(gòu)如圖7至圖9所示。

如圖1所示，框架體3為長(zhǎng)方體形架體，第一和第三機(jī)械手臂布置于框架體3的兩側(cè)，第二機(jī)械手臂1固定于第一和第三機(jī)械手臂之間的中心面上。

如圖1至圖6所示，縱向驅(qū)動(dòng)裝置ZD包括第二伺服電機(jī)F2、電機(jī)安裝板ZD1和縱向傳動(dòng)絲桿ZD2，電機(jī)安裝板ZD1水平布置，第二伺服電機(jī)F2以輸出軸朝下固定于電機(jī)安裝板ZD1長(zhǎng)度方向中心面處的下側(cè)，縱向傳動(dòng)絲桿ZD2的上端通過(guò)連軸器與第二伺服電機(jī)F2的輸出軸連為一體。

如圖1所示，框架體3和第一、第三機(jī)械手臂之間還分別連接有橫向驅(qū)動(dòng)裝置HD，橫向驅(qū)動(dòng)裝置HD包括第三伺服電機(jī)F3和橫向傳動(dòng)絲桿HD1。第三伺服電機(jī)F3以輸出軸沿水平方向布置固定于導(dǎo)向座DXZ的豎直邊上，橫向傳動(dòng)絲桿HD1的一端通過(guò)聯(lián)軸器與第三伺服電機(jī)F3的輸出軸連為一體。

如圖1、圖4和圖5所示，第一和第三機(jī)械手臂的縱向傳動(dòng)絲桿ZD2的下端螺紋連接有與電機(jī)安裝板ZD1平行布置的導(dǎo)向座DXZ。導(dǎo)向座DXZ為角鋼座，其以角鋼兩邊之間的夾角朝外、一邊水平布置，縱向傳動(dòng)絲桿ZD2和縱向?qū)驐UZD3均連接于導(dǎo)向座DXZ的水平邊上。電機(jī)安裝板ZD1的長(zhǎng)度方向兩端對(duì)稱(chēng)緊配合連接有縱向?qū)驐UZD3，縱向?qū)驐UZD3的上端固定于鉸接座JJZ上、下端穿過(guò)導(dǎo)向座DXZ，縱向?qū)驐UZD3可沿導(dǎo)向座DXZ上的相應(yīng)安裝孔上下移動(dòng)。第二伺服電機(jī)F2驅(qū)動(dòng)縱向傳動(dòng)絲桿ZD2作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，縱向傳動(dòng)絲桿ZD2沿導(dǎo)向座DXZ的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)縱向?qū)驐UZD3帶動(dòng)機(jī)械手臂的上下運(yùn)動(dòng)。

如圖1、圖2和圖3所示，第二機(jī)械手臂縱向傳動(dòng)絲桿和縱向?qū)驐U的下端沒(méi)有連接導(dǎo)向座，其縱向傳動(dòng)絲桿與框架體上的第一固定板31螺紋連接，縱向?qū)驐U穿過(guò)第一固定板31，可沿第一固定板31上的安裝孔上下移動(dòng)。

框架體3上有第二固定板32及其兩側(cè)的內(nèi)螺紋套管321，橫向傳動(dòng)絲桿HD1的另一端與第二固定板32及內(nèi)螺紋套管321之間螺紋連接；導(dǎo)向座DXZ上第三伺服電機(jī)F3的兩側(cè)關(guān)于橫向傳動(dòng)絲桿HD1對(duì)稱(chēng)連接有橫向?qū)驐UHD2，橫向?qū)驐UHD2的另一端穿過(guò)框架體上的第二固定板32，橫向?qū)驐UHD2可沿第二固定板32上的安裝孔左右移動(dòng)。將導(dǎo)向座DXZ作為橫向驅(qū)動(dòng)裝置HD的安裝座，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)提高橫向驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)裝置HD實(shí)現(xiàn)第一和第三機(jī)械手臂的左右運(yùn)動(dòng)和框架體的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人的左右移動(dòng)。注意第三機(jī)械手臂連接的橫向傳動(dòng)絲桿的長(zhǎng)度需保證框架體向右移動(dòng)時(shí)，其橫向傳動(dòng)絲桿與內(nèi)螺紋套管之間保持連接，以使第三機(jī)械手臂能順利前移。

三個(gè)機(jī)械手臂的一對(duì)機(jī)械抓手抓緊絕緣子的鋼帽處均安裝有導(dǎo)電檢測(cè)銅塊，第二機(jī)械手臂一個(gè)機(jī)械抓手的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)連接有圓弧形的旋轉(zhuǎn)塊XZK，旋轉(zhuǎn)塊的外側(cè)側(cè)壁設(shè)置有傳動(dòng)齒，每個(gè)機(jī)械抓手上分別設(shè)置有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)QDDJ，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上連接有傳動(dòng)齒輪CL，傳動(dòng)齒輪CL與旋轉(zhuǎn)塊XZK側(cè)壁的傳動(dòng)齒嚙合使旋轉(zhuǎn)塊沿兩個(gè)機(jī)械抓手做圓周運(yùn)動(dòng)，清掃刷（圖中未畫(huà)出）固定于旋轉(zhuǎn)塊上隨著旋轉(zhuǎn)塊做圓周運(yùn)動(dòng)清掃絕緣子表面。為了保證旋轉(zhuǎn)塊的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，在機(jī)械抓手上對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)塊的周緣設(shè)置若干導(dǎo)向輪DXL。

如圖1所示，第二機(jī)械手臂和第三機(jī)械手臂之間形成檢測(cè)回路，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)絕緣子Ⅱ的絕緣電阻。當(dāng)絕緣子Ⅱ的絕緣電阻檢測(cè)完成后，通過(guò)第一和第三機(jī)械手臂的橫向驅(qū)動(dòng)裝置使框架體帶著第二機(jī)械手臂向左移動(dòng)使其上的清掃刷可清掃絕緣子Ⅱ的內(nèi)表面，然后使框架體帶著第二機(jī)械手臂向右移動(dòng)清掃絕緣子Ⅲ的外表面。清掃完成后控制第二機(jī)械手臂松開(kāi)絕緣子鋼帽后向下運(yùn)動(dòng)，然后使框架體帶著第二機(jī)械手臂向右移動(dòng)至下一個(gè)絕緣子鋼帽處，控制第二機(jī)械手臂向上運(yùn)動(dòng)抓緊該絕緣子鋼帽，再使第三機(jī)械手臂松開(kāi)絕緣子鋼帽后向下運(yùn)動(dòng)，然后向前運(yùn)動(dòng)至前一個(gè)絕緣子鋼帽處，再向上抓緊該絕緣子鋼帽，如圖11所示，此時(shí)形成兩個(gè)回路可分別檢測(cè)絕緣子Ⅲ和Ⅳ的絕緣電阻。其它絕緣子的檢測(cè)依此類(lèi)推。

本機(jī)器人的所有動(dòng)作及檢測(cè)數(shù)據(jù)分析均通過(guò)控制系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)。如圖11至圖13所示，控制系統(tǒng)采用處理器為STM32f103zet6，外接24位高精度的AD1210芯片,經(jīng)過(guò)雙電壓精密低功耗儀表放大器INA129和通用運(yùn)算放大器OPA2171放大得到幾mＶ到2.5Ｖ左右可采集的電壓。在相應(yīng)管腳串聯(lián)濾波電容達(dá)到濾波的目的。為了確保后端采集電路的安全，在運(yùn)算放大器OPA2171加有保護(hù)電路。本設(shè)計(jì)選用24 V鋰電池作為單一輸出電源，提中央處理模塊所需的5 V電壓，電機(jī)所需的24 V電壓和2 500 V檢測(cè)電壓以及攝像頭所需的12 V電壓等。在控制系統(tǒng)中控制器以及通信模塊等通常需要很小的穩(wěn)定直流電壓，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)電源對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)壓輸出。檢測(cè)絕緣子所需的檢測(cè)電壓較高，故在設(shè)計(jì)中加入DC-DC升壓電路實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換，達(dá)到檢測(cè)所需的2 500 V直流檢測(cè)電壓樣電壓，配置PWM直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，控制各個(gè)電機(jī)的速度與運(yùn)行方式。通信模塊包括測(cè)控系統(tǒng)與地面遙控器之間的無(wú)線(xiàn)通信以及采集數(shù)據(jù)的GSM傳輸。測(cè)控系統(tǒng)與地面遙控器之間使用無(wú)線(xiàn)傳輸方式，由于輸電線(xiàn)路存在電暈現(xiàn)象，可能對(duì)無(wú)線(xiàn)電波產(chǎn)生干擾，因此控制器選用載波頻率處于可調(diào) ISM 頻段的低功耗RF收發(fā)一體芯片CC1010，經(jīng)實(shí)際測(cè)量其發(fā)射、接收距離可以達(dá)到150 m。芯片內(nèi)部集成了一個(gè)8051內(nèi)核，不需要再額外增加控制芯片，使得其易于操作和控制。本申請(qǐng)采用SIM800作為絕緣子絕緣電阻數(shù)值的傳輸模塊，將采集到的數(shù)據(jù)以短信的形式發(fā)送至地面移動(dòng)設(shè)備中，工作人員通過(guò)得到的數(shù)據(jù)判斷此絕緣子的優(yōu)劣狀態(tài)。