一种爬杆喷涂作业机器人及控制方法与流程

本发明属于配网输电线杆局部绝缘防护，尤其涉及一种爬杆喷涂作业机器人及控制方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前在配网输电线杆的线路连接位置仍存在大量裸露点，这些裸露点存在安全隐患，在隐患处发生鸟类筑巢、电缆爆皮时极易导致相间短路等跳闸故障，同时线路开关、刀闸的线夹护套因雨雪垂冰极易造成短路接地故障。

3、为解决上述问题及满足带电作业要求，需对裸露点进行绝缘化喷涂防护处理。现有喷涂工具，主要有人工喷涂工具和无人机喷涂工具。人工喷涂的主要过程是：作业人员攀爬到输电线杆高处，利用空压机泵送涂料，手举绝缘杆控制喷头进行喷涂。这种喷涂方法人工作业劳动强度大，安全系数低，为使得涂料覆盖整个目标喷涂对象，作业过程中还需多次调整角度；并且，涂料喷射距离较远，容易造成涂料外溢、污染严重；此外还具有空压机转运不便、应用场景受限，喷涂质量无法检测等问题。专利申请文件cn117065956 a公开了一种架空配电线路及设备裸露点绝缘化喷涂装置，针对人工喷涂工具进行了改进，主要改进点在于采用遮蔽罩将配电线路或目标裸露点包裹，形成一个封闭式的喷涂空间，对配电线路及设备裸露点进行喷涂。这种方式在作业过程中无需调整角度即可实现全方位喷涂，但是，由于喷涂空间封闭，操作时难以监测喷涂效果，容易造成喷涂不完全或喷涂过完全导致涂料的浪费，此外，该遮蔽罩的大小固定，无法适应线路较为密集时的狭小空间，同时，应用场景有限，难以适应形状复杂的喷涂对象，例如若避雷针上方接线处为喷涂目标，该遮蔽罩是不能进行全包裹的。

4、无人机喷涂的主要过程是：地面人员控制无人机挂载喷涂装置，飞行到裸露点上方，在安全距离外进行喷涂作业，同样存在涂料喷射远，涂料外溢、污染严重的问题。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种爬杆喷涂作业机器人及控制方法，能够适应各个方位、不同形状喷涂对象的喷涂需求。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、一种爬杆喷涂作业机器人，包括：机器人本体，所述机器人本体上方设有回转滑台，所述回转滑台经由第一单轴旋转组件与支撑杆件连接；所述支撑杆件包括自下而上依次连接的电动升降杆和至少一段绝缘杆；所述绝缘杆上方经由双轴旋转组件连接喷涂机构；其中，所述单轴旋转组件的旋转轴沿x方向，所述双轴旋转组件包括上下连接的第二单轴旋转组件和第三单轴旋转组件，旋转轴分别沿x方向和y方向。

4、一些实施例中，所述机器人本体包括上部抱杆装置和下部抱杆装置，所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置之间设有电动推杆；所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置均包括壳体，所述壳体内设有一个水平蜗杆，所述水平蜗杆的两侧对称设有两个蜗轮，且所述两个蜗轮均与所述水平蜗杆相啮合；每个所述蜗轮均通过连杆机构连接一个抱紧箍，两个抱紧箍均位于所述壳体的外部，且相对设置。

5、一些实施例中，所述抱紧箍内侧设有抱箍衬垫，所述抱箍衬垫上还设有压力传感器。

6、一些实施例中，所述电动推杆的上部伸缩端与上部抱杆装置之间还设有连接件，所述上部伸缩端与所述连接件转动连接。

7、一些实施例中，所述上部抱杆装置壳体下方还设有距离传感器，用于监测与下部抱杆装置之间的距离，可作为推杆运动的上下限位。

8、一些实施例中，所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置与抱紧箍的同侧，均设有绕杆行走装置，所述绕杆行走装置包括行走机构和悬挂机构，行走机构包括水平电机架，所述水平电机架一端的连接行走轮，另一端固定连接第一垂直板，所述第一垂直板上设有至少一个轴承座；所述悬挂机构包括支撑架，所述支撑架包括水平板，以及设于所述水平板两端的第二垂直板和第三垂直板，所述第三垂直板与所述上部抱杆装置/所述下部抱杆装置的壳体上表面连接；第二垂直板和第三垂直板之间设有至少一个直线光轴；每个所述直线光轴套设在一个所述轴承座内；每个所述轴承座和所述第三垂直板之间的直线光轴外套设弹簧。

9、一些实施例中，所述喷涂机构包括半包围式防风罩，所述防风罩开口朝上，包括中心底罩和与所述中心底罩经由转轴旋转连接的侧罩，所述中心底罩和所述侧罩都具有向所述防风罩开口方向延伸的侧护板。

10、一些实施例中，所述防风罩内表面，均匀布设多个喷头，每个所述喷头的喷射角度均可调节。

11、一些实施例中，所述电动升降杆和所述绝缘杆均为中空杆；所述第一单轴旋转机构和电动升降杆之间，还设有连接座，所述连接座中空，侧壁上设有管路入口接头，用于通过管路连接涂料泵出口；所述绝缘杆靠近喷涂机构的一端，侧壁设有管路出口接头，用于通过管路与所述多个喷头连接。

12、一些实施例中，所述防风罩底部设有开口，所述开口连接收集管，所述收集管连接回收料筒。

13、本发明的第二方面提供了一种应用于所述爬杆喷涂作业机器人的控制方法，包括：

14、在机器人本体抱紧输电线杆后，响应于机器人运动控制指令，进行向上、向下或绕杆运动，使得机器人本体运动到预期位置；

15、响应于支撑杆件控制指令，对旋转滑台和/或第一单轴旋转组件进行控制；和/或响应于喷涂机构姿态调整指令，对双轴旋转组件进行控制，使得喷涂机构对正目标喷涂部位；

16、响应于支撑杆件控制指令，对电动升降杆进行伸长控制，直至喷涂机构的防风罩套设于目标喷涂部位外部；

17、控制喷涂机构进行喷涂作业。

18、一些实施例中，所述方法还包括：

19、响应于防风罩的大小控制指令，控制防风罩两个侧罩旋转设定角度；

20、根据旋转角度大小，基于预设的防风罩旋转角度和多个喷头角度之间的对应关系，获取对应的所述多个喷头的目标角度，控制所述多个喷头进行旋转，使得所述多个喷头均指向防风罩的中心。

21、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

22、通过机器人本体的运动、设置旋转轴沿z轴方向的回转滑台和三个单轴旋转组件，使得所述支撑杆件能够带动喷涂机构灵活调整方位，适应各个方位、不同形状喷涂对象的喷涂需求。

技术特征：

1.一种爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，包括：机器人本体，所述机器人本体上方设有回转滑台，所述回转滑台经由第一单轴旋转组件与支撑杆件连接；所述支撑杆件包括自下而上依次连接的电动升降杆和至少一段绝缘杆；所述绝缘杆上方经由双轴旋转组件连接喷涂机构；其中，所述单轴旋转组件的旋转轴沿x方向，所述双轴旋转组件包括上下连接的第二单轴旋转组件和第三单轴旋转组件，旋转轴分别沿x方向和y方向。

2.如权利要求1所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述机器人本体包括上部抱杆装置和下部抱杆装置，所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置之间设有电动推杆；所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置均包括壳体，所述壳体内设有一个水平蜗杆，所述水平蜗杆的两侧对称设有两个蜗轮，且所述两个蜗轮均与所述水平蜗杆相啮合；每个所述蜗轮均通过连杆机构连接一个抱紧箍，两个抱紧箍均位于所述壳体的外部，且相对设置。

3.如权利要求2所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述抱紧箍内侧设有抱箍衬垫，所述抱箍衬垫上还设有压力传感器。

4.如权利要求2所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述电动推杆的上部伸缩端与上部抱杆装置之间还设有连接件，所述上部伸缩端与所述连接件转动连接。

5.如权利要求2所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述上部抱杆装置壳体下方还设有距离传感器，用于监测与下部抱杆装置之间的距离，可作为推杆运动的上下限位。

6.如权利要求2所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述上部抱杆装置和所述下部抱杆装置与抱紧箍的同侧，均设有绕杆行走装置，所述绕杆行走装置包括行走机构和悬挂机构，行走机构包括水平电机架，所述水平电机架一端的连接行走轮，另一端固定连接第一垂直板，所述第一垂直板上设有至少一个轴承座；所述悬挂机构包括支撑架，所述支撑架包括水平板，以及设于所述水平板两端的第二垂直板和第三垂直板，所述第三垂直板与所述上部抱杆装置/所述下部抱杆装置的壳体上表面连接；第二垂直板和第三垂直板之间设有至少一个直线光轴；每个所述直线光轴套设在一个所述轴承座内；每个所述轴承座和所述第三垂直板之间的直线光轴外套设弹簧。

7.如权利要求1所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述喷涂机构包括半包围式防风罩，所述防风罩开口朝上，包括中心底罩和与所述中心底罩经由转轴旋转连接的侧罩，所述中心底罩和所述侧罩都具有向所述防风罩开口方向延伸的侧护板。

8.如权利要求7所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述防风罩内表面，均匀布设多个喷头，每个所述喷头的喷射角度均可调节。

9.如权利要求8所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述电动升降杆和所述绝缘杆均为中空杆；所述第一单轴旋转机构和电动升降杆之间，还设有连接座，所述连接座中空，侧壁上设有管路入口接头，用于通过管路连接涂料泵出口；所述绝缘杆靠近喷涂机构的一端，侧壁设有管路出口接头，用于通过管路与所述多个喷头连接。

10.如权利要求7所述的爬杆喷涂作业机器人，其特征在于，所述防风罩底部设有开口，所述开口连接收集管，所述收集管连接回收料筒。

11.一种应用于如权利要求1-10任一项所述爬杆喷涂作业机器人的控制方法，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明属于配网输电线杆局部绝缘防护技术领域，公开了一种爬杆喷涂作业机器人及控制方法，所述爬杆喷涂作业机器人包括：机器人本体，所述机器人本体上方设有回转滑台，所述回转滑台经由第一单轴旋转组件与支撑杆件连接；所述支撑杆件包括自下而上依次连接的电动升降杆和至少一段绝缘杆；所述绝缘杆上方经由双轴旋转组件连接喷涂机构；其中，所述单轴旋转组件的旋转轴沿x方向，所述双轴旋转组件包括上下连接的第二单轴旋转组件和第三单轴旋转组件，旋转轴分别沿x方向和y方向。本发明的爬杆喷涂作业机器人能够适应各个方位、不同形状喷涂对象的喷涂需求。

技术研发人员：侯继新,吕庆涛,李阳,隗笑,蒋克强,王大璋,王运光,付学成,刘明林,李龙珠,李欢,杨仁明,宋丙顺
受保护的技术使用者：国网智能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5