摘要：本文研究了一种杆上带电作业机器人设备，目的是给人们提供可以自动完成架空电缆的接搭线作业杆。这样的杆上带电作业机器人设备具备操作安全及方便的特征，同时又是能够确保线夹可靠的夹紧架空的设备。本文通过对10kV杆上带电作业机器人进行研究及分析，对杆上带电作业机器人未来的发展做出展望。
关键词：10kV；杆上带电作业；机器人；研究
引言：当前，在城乡电力网中存在的诸多各种各样的并沟线夹，而在进行施工时还是大多数是通过人工自身来进行工作，因此在架空电缆上用并沟线夹来搭线的工作是有一定困难的，例如通过用绝缘杆把并沟线夹拿起再接近架空电缆，同时，还要把架空电缆放入线夹口中，再由工作者手动完成夹紧架空电缆的工作，而因为架空电缆是设置在高处，工作者手动拧紧螺栓存在操作艰难，发生触电的安全问题。除了人员自身的安全问题，还存在连接螺栓没有拧紧的问题，这就会发生并沟线夹和架空电缆之间连接不稳定的情况，从而导致接触电阻变大、发热，产生安全问题。
一、简述10kV杆上带电作业机器人
（一）杆上带电作业机器人设备的构成
杆上带电作业机器人设备的构成主要包括线夹装置、固定在靠近地表的电杆上的固定架、转动设置在固定架上的绕线轮、旋转电机、牵引绳、上支架、导向轮、升降导套、轴套、旋转架、固定齿套、主动齿轮、驱动电机、竖向支撑杆、支撑板及竖直导杆。这些设备都在杆上带电作业机器人起着重要的作用，都是完成架空电缆的接搭线作业杆的重要组成部分，缺一不可。
（二）杆上带电作业机器人设备的特征
杆上带电作业机器人设备的特征有九点：第一，牵引绳的一端与绕线轮相连接，牵引绳的另一端绕过导向轮并与升降导套相连接。第二，第一导杆与下夹线平板的上表面相垂直，第一导杆管过对应的第一导向孔。第三，第一螺杆与第一导杆相平行，第一驱动电机的输出轴与第一螺杆相连接。第四，第二导杆与下夹线平板的上表面相垂直，第二导杆管过对应的第二导向孔。第五，第二螺杆与第二导杆相平行，第二驱动电机的输出轴与第二螺杆相连接。第六，下夹线平板的上表面设有主线下夹线槽与支线下夹线槽，主线下夹线槽位于主线上夹持板的下方，且主线下夹线槽的长度方向与升降导套的轴线相垂直，支线下夹线槽位于支线上夹持板的下方，而主线上夹持板的下表面设有与主线下夹线槽相对应的主线上夹线槽，支线上夹持板的下表面设有与支线下夹线槽相对应的支线上夹线槽。第七，下夹线平板的边缘设有往外延伸的基准平板，基准平板的上表面与下夹线平板的上表面齐平，基准平板与支线下夹线槽位于主线下夹线槽的相对两侧，基准平板位于主线上夹持板的外侧。第八，其包括至少三个绕升降导套周向均布的导向装置，导向装置包括设置在升降导套外侧面上的支座、设置在支座上并沿升降导套的径向延伸的导轨、沿导轨滑动的滑块、设置在支座上用于推动滑块的气缸或电缸及设置在滑块上的导向滚轮。第九，固定架包括抱箍，抱箍固定在电杆上。
二、10kV杆上带电作业机器人的具体实施方式
牵引绳的一端与绕线轮相连接，牵引绳的另一端绕过导向轮并与升降导套相连接，具体是，牵引绳的另一端先往上绕过导向轮，然后在往下延伸并与升降导套相连接。
导向滚轮通过轮轴转动设置在滑块上，轮轴与升降导套的轴线相垂直。同一导向装置的导向滚轮为两个，且两个导向滚轮位于同一高度。
线夹装置包括支撑在支撑板上的安装板、设置在安装板上并与竖直导杆相配合的竖直导套、位于安装板上方并通过连接件与安装板相连接的下夹线平板、位于下夹线平板上方的主线上夹持板与支线上夹持板、用于带动主线上夹持板上下升降的主线自锁紧装置及用于带动支线上夹持板上下升降的支线锁紧装置。
下夹线平板的上表面为水平面。下夹线平板的上表面设有主线下夹线槽与支线下夹线槽，主线下夹线槽与支线下夹线槽相平行，主线下夹线槽的横截面呈圆弧形，主线上夹线槽的横截面呈圆弧形。主线下夹线槽位于主线上夹持板的下方，且主线下夹线槽的长度方向与升降导套的轴线相垂直。支线下夹线槽位于支线上夹持板的下方。
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主线上夹持板的下表面设有与主线下夹线槽相对应的主线上夹线槽，主线上夹线槽的横截面呈圆弧形。支线上夹持板的下表面设有与支线下夹线槽相对应的支线上夹线槽，支线上夹线槽的横截面呈圆弧形。
下夹线平板的边缘设有往外延伸的基准平板，基准平板的上表面与下夹线平板的上表面齐平，基准平板与支线下夹线槽位于主线下夹线槽的相对两侧，基准平板位于主线上夹持板的外侧。
第一导杆与下夹线平板的上表面相垂直，第一导杆管过对应的第一导向孔。
第一驱动电机位于下夹线平板的下方。第一螺杆与第一导杆相平行，第一驱动电机的输出轴与第一螺杆相连接。第二导杆与下夹线平板的上表面相垂直，第二导杆管过对应的第二导向孔。第二螺杆与第二导杆相平行，第二驱动电机的输出轴与第二螺杆相连接。同时我们需要注意的是第一导杆、第一螺杆、第二导杆与第二螺杆均位于支线下夹线槽与主线下夹线槽之间。
三、10kV杆上带电作业机器人设备的具体工作
首先，将支线电缆装夹到线夹装置上。将支线电缆置于支线下夹线槽与支线上夹线槽间，然后，启动第二驱动电机，带动第二螺杆旋转，通过第二螺杆与第二螺纹孔配合带动支线夹持块沿第二导杆下移，从而把支线电缆可靠的夹紧在支线下夹线槽与支线上夹线槽之间。
第二，旋转电机工作带动绕线轮旋转，从而通过牵引绳带动升降导套、导向装置、旋转架和线夹装置一同沿电杆上升到设定位置。接着，启动电机工作，通过主动齿轮与固定齿套配合从而带动旋转架和轴套绕升降导套旋转，使基准平板位于电杆上的架空电缆的下方。
第三，旋转电机再次工作，带动绕线轮旋转，使基准平板的上表面抵在架空电缆上；然后驱动电机再次工作，通过主动齿轮与固定齿套配合，带动旋转架和轴套绕升降导套旋转，使架空电缆移动到主线上夹线槽与主线下夹线槽之间；启动第一驱动电机，带动第一螺杆旋转，把架空电缆可靠的夹紧在主线上夹线槽与主线下夹线槽之间，完成架空电缆的接搭线作业。
最后，旋转电机再次工作，带动绕线轮旋转，释放牵引绳，使升降导套、导向装置、旋转架和线夹装置在自重作用下一同沿电杆下降至指定位置。
四、杆上带电作业机器人的发展与展望
10kV杆上带电作业机器人设备可以自动完成架空电缆的接搭线作业，不需要使用绝缘杆，也不需要工作者手动完成夹紧架空电缆。这样的设备能够使工作者的工作难度降低，从而工作效率提高，还能够高效的解决一系列存在安全隐患的问题，确保线夹的夹紧架空电缆作业能够顺利的完成。
我国带电作业是从没有到有，从低电压到高电压，经过无数工程技术人员与相关工作人员的研究与创造，才达到今天的这个成就。带电作业承载着无数人的努力。回想带电作业的整个发展历程，我们可以发现带电作业的发展是与我国国民经济的发展息息相关的。而从2016年开始是我国机器人产业发展正盛之时，因此我们瞄准机器人产业发展的时机，及时吸取国外的先进经验，让带电作业朝着机械化、自动化的方向发展。随着社会的不断发展，我们可以清楚地看到带电作业机器人取代以前的人工作业方式，这已经成为了社会发展的必然，同时也会随着社会的发展与技术的进步而朝着更高的水平发展。
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论文作者:朱企华,陆峰,冯超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：作业论文; 主线论文; 线槽论文; 平板论文; 支线论文; 机器人论文; 电缆论文; 《电力设备》2019年第10期论文;