带电作业系统及其作业方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带电作业系统及其作业方法，其中带电作业系统包括机器人系统和智能引线支架，智能引线支架用于固定引流线，而且能够举升引流线，可以为引流线调节到适于接取的位置，以配合机器人系统完成搭接引线作业。作业方法主要步骤为：利用智能引线支架固定引流线；激光雷达开始扫描，获取三维环境点云数据；利用剥线工具完成剥线作业；利用接线工具接取引流线并锁定，完成接线作业；重复以上步骤完成其他引流线的搭接引线作业。本发明专利技术采用了单个机械臂配合智能引线支架自主完成取换工具搭接引线作业，保证了作业人员的人身安全，而且大大降低了劳动强度，提高劳动效率和作业的规范性。

【技术实现步骤摘要】
带电作业系统及其作业方法
本专利技术涉及电力线路带电作业
，尤其是一种带电作业系统及其作业方法。
技术介绍
用户从电网中获取电能，需要进行搭火接线。随着电网技术的不断发展，用户对供电可靠性要求越来越高，因此常常需要在不停电的情况下开展接、断线等操作。而从当前通常的做法来看，要么需要作业人员通过绝缘手套作业法或绝缘杆作业法来实现，存在一定安全风险；要么通过人机协同（互动）方式操控带电作业装置开展带电作业，仍然需要作业人员的帮助才能完成。上述两种做法都需要作业人员直接或间接地接触带电体，且与周围带电体距离较近，易发生危险，作业人员没有从危险的工作环境中解脱出来，增大了作业人员的触电风险和工作强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种带电作业系统及其作业方法，其可使作业人员远离危险的工作环境，通过远程控制即可实现带电作业，降低了作业人员带电作业的风险和劳动强度。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种带电作业系统，包括作业平台、机器人平台和移动终端，机器人平台包括机器人底座以及安装在机器人底座上的机械臂、激光雷达、剥线工具、接线工具、接线夹和工控机，机器人底座安装在作业平台上；作业平台用于将机器人平台运输到作业现场并将机器人平台移动至工作位；移动终端发送指令到工控机并控制机械臂、激光雷达、剥线工具和接线工具进行工作；还包括智能引线支架，所述智能引线支架包括横担、调节杆、伸缩杆、电机Ⅰ、引线夹、电机Ⅱ、控制盒和电源；所述横担可拆卸地水平安装在电杆上；所述调节杆位置可调地水平安装在横担上；所述伸缩杆位置可调地竖向安装在调节杆上，且伸缩杆在电机Ⅰ的驱动下能够进行升降动作；所述引线夹设置在伸缩杆的顶端，且引线夹在电机Ⅱ的驱动下能够进行开合动作，以用于夹持或松开引流线；所述控制盒分别与电机Ⅰ和电机Ⅱ电连接，以用于控制伸缩杆的升降以及引线夹的开合；所述移动终端与控制盒进行通讯连接，以用于向控制盒发送控制指令；所述电源用于为电机Ⅰ、电机Ⅱ和控制盒供电。进一步地，所述调节杆、伸缩杆、电机Ⅰ、引线夹、电机Ⅱ、控制盒和电源共同构成了支架主体，支架主体至少为三个且能够分置在横担的两侧或是共同安装在横担的同一侧，每个支架主体上分别夹持有一引流线，以分别用于与机器人平台配合使用。进一步地，所述横担为方杆结构且其通过U型抱箍安装在电杆上。进一步地，所述调节杆为方杆结构且其通过连接件Ⅰ安装在横担上，其中连接件Ⅰ上开有两个矩形状的水平孔Ⅰ，两个水平孔Ⅰ上下错位且不相通的垂直设置，调节杆和横担一一对应地贯穿安装在两个水平孔Ⅰ内并分别通过一顶丝Ⅰ锁定，以使得调节杆与横担在水平面上相垂直设置；其中，所述顶丝Ⅰ包括矩形压板、螺杆Ⅰ和旋拧帽Ⅰ，矩形压板匹配地活动置入在对应的水平孔Ⅰ内，螺杆Ⅰ贯穿螺纹连接在连接件Ⅰ的外壁上，且螺杆Ⅰ的一端可转动地连接在矩形压板的端面中部、另一端固接有旋拧帽Ⅰ，通过转动旋拧帽Ⅰ能够带动螺杆Ⅰ旋转，进而驱使矩形压板在对应的水平孔Ⅰ内移动，以将置入在各自对应的水平孔Ⅰ内的调节杆和横担锁定或解除锁定。进一步地，所述伸缩杆为圆杆结构且其下部通过连接件Ⅱ安装在调节杆上，其中连接件Ⅱ上开有一矩形状的竖向孔和一矩形状的水平孔Ⅱ，竖向孔和水平孔Ⅱ左右错位且不相通的垂直设置，伸缩杆贯穿安装在竖向孔并通过顶丝Ⅱ锁定，调节杆贯穿安装在水平孔Ⅱ内并通过顶丝Ⅰ锁定，以使得伸缩杆和调节杆在垂直面上相垂直设置；其中，所述竖向孔内固接有一固定夹块，所述顶丝Ⅱ包括活动夹块、螺杆Ⅱ和旋拧帽Ⅱ，活动夹块匹配地活动置入在竖向孔内，活动夹块和固定夹块的相对面上各自形成有一半圆槽，且两个半圆槽对称设置并均与伸缩杆的外壁相匹配，螺杆Ⅱ贯穿螺纹连接在连接件Ⅱ的外壁上，且螺杆Ⅱ的一端可转动地连接在活动夹块的端面中部、另一端固接有旋拧帽Ⅱ，使用时，伸缩杆贯穿在两个半圆槽之间，通过转动旋拧帽Ⅱ能够带动螺杆Ⅱ旋转，进而驱使活动夹块在竖向孔内移动，以将置入在竖向孔内的伸缩杆锁定或解除锁定。进一步地，所述电机Ⅰ通过外壳Ⅰ安装在伸缩杆的下端，电机Ⅰ固接在外壳Ⅰ的内部，伸缩杆和电机Ⅰ共同构成为电动推杆，在电机Ⅰ的驱使下能够实现伸缩杆的直线往复运动。进一步地，所述引线夹和电机Ⅱ集成在外壳Ⅱ上并共同固接在伸缩杆的顶端；所述引线夹包括两个夹爪和双向螺杆；两个夹爪的相对面上各自形成有一夹持槽，两个夹持槽对称设置且暴露在外壳Ⅱ的外部下方，在外壳Ⅱ内部设有一导向槽，两个夹爪滑动安装在导向槽内，且两个夹爪还对称安装在双向螺杆上；双向螺杆的一端可转动地安装在外壳Ⅱ的侧壁上、另一端与电机Ⅱ的输出端传动连接；电机Ⅱ固接在外壳Ⅱ的内部；通过电机Ⅱ能够驱动双向螺杆旋转，并带动两个夹爪沿着导向槽进行开合动作，以驱使两个夹持槽夹持或松开引流线。进一步地，所述控制盒集成安装在外壳Ⅱ的内部，且该控制盒为12路控制器；所述电源为两个且均为12V直流锂电池，其中一个电源采用可插拔的方式安装在外壳Ⅰ上并为电机Ⅰ供电，另一个电源采用可插拔的方式安装在外壳Ⅱ上并为电机Ⅱ和控制盒供电；所述电机Ⅰ和电机Ⅱ均为12V直流减速电机；所述伸缩杆和调节杆均采用环氧树脂玻璃钢制成；所述外壳Ⅰ和外壳Ⅱ均采用尼龙材料制成；所述电动推杆的推力为60N、行程为300-1000mm。进一步地，所述作业平台为绝缘斗臂车。一种基于带电作业系统的作业方法，包括以下步骤：S1、作业平台将机器人平台运输至作业现场。S2、在电杆的适当位置安装智能引线支架，根据作业现场情况，调整横担和调节杆的相对位置以及伸缩杆和调节杆的相对位置。S3、移动终端发送指令到控制盒，控制引线夹夹紧引流线。S4、移动终端发送指令到工控机，工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂从运输位姿移动到激光雷达扫描位姿，腾出激光雷达扫描空间，防止机械臂阻挡扫描视野。S5、工控机控制激光雷达开始扫描，采集作业场景三维环境点云数据发送给工控机，对作业场景三维点云数据进行处理后，通过网络将三维环境点云数据传送到移动终端显示。S6、工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取剥线工具并完成剥线作业，之后回收剥线工具。S7、工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取接线工具，并控制接线工具自主安装接线夹，之后到达接线预置位。S8、在机械臂拾取接线工具的过程中，控制盒控制伸缩杆上升并使其上的引流线到达接线预置位。S9、工控机对机械臂进行运动规划，机械臂控制接线工具完成穿接引流线，并将引流线锁定在接线夹上。S10、待接线夹夹紧引流线后，控制盒控制引线夹松开引流线，并在引流线离开后控制伸缩杆复位。S11、工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂携带引流线到达行线的作业点并完成接线作业，之后回收接线工具。S12、若智能引线支架上夹持有多条引流线，可重复步骤S6至步骤S11依次完成每条引流线的搭接引线作业。本专利技术的有益效果是：本专利技术中设计了一种智能引线支架，用于与机器人系统配合使用，作业前，通过智能引线支架可将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电作业系统，包括作业平台、机器人平台和移动终端，机器人平台包括机器人底座以及安装在机器人底座上的机械臂、激光雷达、剥线工具、接线工具、接线夹和工控机，机器人底座安装在作业平台上；作业平台用于将机器人平台运输到作业现场并将机器人平台移动至工作位；移动终端发送指令到工控机并控制机械臂、激光雷达、剥线工具和接线工具进行工作；其特征在于，/n还包括智能引线支架，所述智能引线支架包括横担、调节杆、伸缩杆、电机Ⅰ、引线夹、电机Ⅱ、控制盒和电源；/n所述横担可拆卸地水平安装在电杆上；/n所述调节杆位置可调地水平安装在横担上；/n所述伸缩杆位置可调地竖向安装在调节杆上，且伸缩杆在电机Ⅰ的驱动下能够进行升降动作；/n所述引线夹设置在伸缩杆的顶端，且引线夹在电机Ⅱ的驱动下能够进行开合动作，以用于夹持或松开引流线；/n所述控制盒分别与电机Ⅰ和电机Ⅱ电连接，以用于控制伸缩杆的升降以及引线夹的开合；/n所述移动终端与控制盒进行通讯连接，以用于向控制盒发送控制指令；/n所述电源用于为电机Ⅰ、电机Ⅱ和控制盒供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种带电作业系统，包括作业平台、机器人平台和移动终端，机器人平台包括机器人底座以及安装在机器人底座上的机械臂、激光雷达、剥线工具、接线工具、接线夹和工控机，机器人底座安装在作业平台上；作业平台用于将机器人平台运输到作业现场并将机器人平台移动至工作位；移动终端发送指令到工控机并控制机械臂、激光雷达、剥线工具和接线工具进行工作；其特征在于，
还包括智能引线支架，所述智能引线支架包括横担、调节杆、伸缩杆、电机Ⅰ、引线夹、电机Ⅱ、控制盒和电源；
所述横担可拆卸地水平安装在电杆上；
所述调节杆位置可调地水平安装在横担上；
所述伸缩杆位置可调地竖向安装在调节杆上，且伸缩杆在电机Ⅰ的驱动下能够进行升降动作；
所述引线夹设置在伸缩杆的顶端，且引线夹在电机Ⅱ的驱动下能够进行开合动作，以用于夹持或松开引流线；
所述控制盒分别与电机Ⅰ和电机Ⅱ电连接，以用于控制伸缩杆的升降以及引线夹的开合；
所述移动终端与控制盒进行通讯连接，以用于向控制盒发送控制指令；
所述电源用于为电机Ⅰ、电机Ⅱ和控制盒供电。


2.根据权利要求1所述的带电作业系统，其特征在于，所述调节杆、伸缩杆、电机Ⅰ、引线夹、电机Ⅱ、控制盒和电源共同构成了支架主体，支架主体至少为三个且能够分置在横担的两侧或是共同安装在横担的同一侧，每个支架主体上分别夹持有一引流线，以分别用于与机器人平台配合使用。


3.根据权利要求1或2所述的带电作业系统，其特征在于，所述横担为方杆结构且其通过U型抱箍安装在电杆上。


4.根据权利要求3所述的带电作业系统，其特征在于，所述调节杆为方杆结构且其通过连接件Ⅰ安装在横担上，其中连接件Ⅰ上开有两个矩形状的水平孔Ⅰ，两个水平孔Ⅰ上下错位且不相通的垂直设置，调节杆和横担一一对应地贯穿安装在两个水平孔Ⅰ内并分别通过一顶丝Ⅰ锁定，以使得调节杆与横担在水平面上相垂直设置；
其中，所述顶丝Ⅰ包括矩形压板、螺杆Ⅰ和旋拧帽Ⅰ，矩形压板匹配地活动置入在对应的水平孔Ⅰ内，螺杆Ⅰ贯穿螺纹连接在连接件Ⅰ的外壁上，且螺杆Ⅰ的一端可转动地连接在矩形压板的端面中部、另一端固接有旋拧帽Ⅰ，通过转动旋拧帽Ⅰ能够带动螺杆Ⅰ旋转，进而驱使矩形压板在对应的水平孔Ⅰ内移动，以将置入在各自对应的水平孔Ⅰ内的调节杆和横担锁定或解除锁定。


5.根据权利要求4所述的带电作业系统，其特征在于，所述伸缩杆为圆杆结构且其下部通过连接件Ⅱ安装在调节杆上，其中连接件Ⅱ上开有一矩形状的竖向孔和一矩形状的水平孔Ⅱ，竖向孔和水平孔Ⅱ左右错位且不相通的垂直设置，伸缩杆贯穿安装在竖向孔并通过顶丝Ⅱ锁定，调节杆贯穿安装在水平孔Ⅱ内并通过顶丝Ⅰ锁定，以使得伸缩杆和调节杆在垂直面上相垂直设置；
其中，所述竖向孔内固接有一固定夹块，所述顶丝Ⅱ包括活动夹块、螺杆Ⅱ和旋拧帽Ⅱ，活动夹块匹配地活动置入在竖向孔内，活动夹块和固定夹块的相对面上各自形成有一半圆槽，且两个半圆槽对称设置并均与伸缩杆的外壁相匹配，螺杆Ⅱ贯穿螺纹连接在连接件Ⅱ的外壁上，且螺杆Ⅱ的一端可转动地连接在活动夹块的端面中部、另一端固接有旋拧帽Ⅱ，使用时，伸缩杆贯穿在两个半圆槽之间，通过转动旋拧帽Ⅱ能够带动螺杆Ⅱ旋转，进而驱使活动夹块在竖向孔内移动，以将置入在竖向孔内的伸缩杆锁定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，杨磊，胡益菲，任书楠，赵崇，吴波，张双瑞，刘兆领，季大龙，祖国强，姚瑛，杜婧，
申请(专利权)人：天津滨电电力工程有限公司，国网天津市电力公司，北京国电富通科技发展有限责任公司，国网电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，天津市华电电力器材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12