[发明专利]一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人及控制方法

说明书

本发明涉及一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人及控制方法，包括移动机器人平台、铰接机构、绝缘臂机构、回转机构以及修剪机构，所述铰接机构用于连接绝缘臂机构和移动机器人平台，所述绝缘臂机构用于回转机构与修剪机构和导线之间的绝缘，所述回转机构用于带动整个修剪机构进行旋转，所述修剪机构用于树枝的修剪作业。带电修剪高压线路走廊树枝的机器人平台的超长绝缘操作臂提供了大的作业半径,回转机构带动360°轴旋转，可以实现工作区域无死角覆盖，修剪机构中修剪臂可以来回摆动调整树枝与锯片的切割角度，来达到最好的切割效果。本发明具实现了对高压输电线路上故障机器人的救援；可替代人工作业，其结构简单，便携性好，成本低。

技术领域

本发明涉及一种机器人平台，尤其是一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人及控制方法一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人及控制方法，以代替人工作业，解决高压线路走廊维护问题。

背景技术

高压线路走廊的树枝是导致线路跳闸停电的重要隐患源，国内外曾经发生过的大面积、长时间停电事故，事故原因正是由于山区线路走廊两旁树木的生长，大风天气下的摆动等情况导致树枝很容易触碰到线路，造成短路，造成巨大的经济损失，同时对巡检员也存在巨大的安全隐患。因而，高压线路走廊树木枝的修剪成为线路运行维护中的一项重要工作，也是一项艰苦而又危险的工作。目前主要采取的措施仍是人工登树修剪树枝或作业车辆辅助的人工修剪树枝，有时甚至是直接砍伐树木，这种方式不仅劳动强度大、安全风险高、植被受损并由此引起社会矛盾甚至纠纷，而且作业质量难于控制，作业范围受到限制，并由此留下了重要的安全隐患上。部分地方采用机器人修剪，但作业空间有限、修剪范围有限，整个平台不够稳定。随着我国森林植被范围加大及其保护力度加强，线路走廊树木树枝对线路安全正常运行的影响将愈趋明显，尤其是对于那些跨越林区的线路更是如此，因此寻求一种稳定、有充足的作业空间、大范围修剪的带电修剪高压线路走廊树枝的机器人平台已经迫在眉睫。

以美国为首的一些发达国家从上世纪开始就对园林高枝修剪机械着手研究，机型较多。在手动高枝修剪锯方面，美国和瑞典等发达国家生产的高枝机械，改良了常用的鱼头锯，添加了一些简单的结构实现了工作杆的伸缩功能，对树枝的修剪作业高度达到了6m，大致上解决了人工爬树的问题。美国安达略水力发电厂开发的一种修剪树木的机器人系统，由一个遥控装置(从动装置)、一个手动控制器形式的控制装置(主导装置)、一套工具及计算器控制装置组成。从动装置装在一个3自由度的架空装置的末端，因此可以在地面上50英尺的高处修剪树木。目前国内的机动型高空剪枝机械的研究已经取得一定的突破。孙坤龙、乔弘等设计的5XY-5便携式液压剪枝机，采用套装式快速偏心锁紧伸缩杆，用小型的汽油机提供动力，由液压系统控制末端的修剪机构运动，执行剪枝动作，以此来完成高空的修剪作业。该机械的树枝修剪直径达到了30mm，修剪高度达到了5m。但是修剪的噪声和振动大，机械的整体重量大，不能用来长时间的工作。武汉大学机器人研究所2016年研究开发以导线巡检的机器人为移动平台，在220kV导线上工作的树枝修剪机器人，但存在导线正下方部分树枝无法被修剪的情况。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足,提供一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人平台,以代替人工作业,解决高压线路走廊维护问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人平台，其特征在于：包括移动机器人平台、连接在移动机器人平台上的铰接机构、一端与铰接机构固定的用于回转机构与修剪机构和导线之间的绝缘的绝缘臂机构、绝缘臂机构另一端连接在用于带动整个修剪机构进行旋转的回转机构上，修剪机构固定在回转机构上，用于树枝的修剪作业。

上述一种带电修剪高压线路走廊树枝的机器人平台，所述移动机器人平台包括机械臂机构、行走轮机构、压紧机构、导轨、机箱，所述机械臂机构通过导轨固定设于机箱上，所述行走轮机构设置在机械臂一端，压紧机构设置在机械臂两端之间，行走轮机构和压紧机构配合共同用于带动整个树枝修剪机器人平台在导线上行走，导轨中间固定有导轨连接支撑，用于和铰接机构连接。