1.本发明涉及电网安全运营技术领域，特别涉及一种配网线路树障清除机械臂、树障清除状装置及清除方法。
背景技术：2.输电线缆配网是直接面向用户的电力网络，当前城市配网经过多年的改造和建设，基本实现了架空导线的绝缘化。但是这些配网线路大部分架设在树林的上方，甚至直接从树木缝隙中穿过。当树木的枝条长时间与线路接触，反复摩擦，最终会损坏配网线路的绝缘层，导致线路接地短路故障甚至出现断线，跳闸的危险，影响正常用电。
3.当前电网公司为了保证电力系统运行的安全和稳定，降低树木靠近线路引发的故障跳闸率，通常会按计划执行树木清障工作。在整个清障过程中，运维人员需要穿着安全绝缘防护用具，手持锯在高空作业平台或绝缘斗臂内进行清障。该种方式需要投入大量的人力、物力。需要大量的运维人员手持操纵锯在高空中作业。劳动强度大，效率低的同时清障作业还存在安全隐患，运维人员可能面临触电或高空坠落安全风险。
技术实现要素：4.本发明的目的是提供一种配网线路树障清除机械臂、树障清除状装置及清除方法，可以解决现有技术中人工清障劳动强度大、存在安全风险的问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.第一方面，本发明提供一种配网线路树障清除机械臂，包括底座、机械臂本体、电源系统、转动电机、近电传感器、电锯夹具、电锯和遥控发射器，所述机械臂本体的一端安装在所述底座上，所述底座与承载所述树障清除机械臂的高空作业台水平转动连接；所述电源系统和所述转动电机安装在所述底座内部，用于驱动所述底座水平转动；所述电锯夹具安装在所述机械臂本体远离所述底座的一端，所述电锯通过所述电锯夹具安装在所述机械臂本体上；所述近电传感器安装在所述机械臂本体远离底座的一端，通过感应其所处位置电场强度的变化来判断所述电锯与架空线路之间的距离；所述遥控发射器安装于机械臂上，用于接收遥控信号。
7.进一步的，所述的配网线路树障清除机械臂还包括声光报警器，当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，发出声光报警信号。
8.第二方面，本发明提供一种配网线路树障清除装置，包括上述配网线路树障清除机械臂，还包括升降装置和高空作业台，所述高空作业台安装于所述升降装置顶部，在所述升降装置的带动下向上或向下运动到指定地点；所述高空作业台为绝缘体。
9.进一步的，所述的配网线路树障清除装置还包括监控系统，所述监控系统包括状态监视器和地面监视器，所述状态监视器安装于配网线路树障清除机械臂上，用于拍摄电锯前方的环境视频，并传回地面监视器。
10.进一步的，所述升降装置用液压驱动或电驱动。
11.第三方面，本发明还提供一种配网线路树障清除方法，包括以下步骤：
12.步骤s1、树障清除机械臂安装在高空作业平台上，随着高空作业台一起被升降装置升高至指定位置；
13.步骤s2、遥控控制机械臂本体沿着底座水平往返转动，安装在机械臂本体上的电锯被带动随之水平往返转动清除树障；
14.步骤s3、近电传感器实时监测其所处位置的电场强度，根据电场强度的变化判断电锯与架空线路之间的距离；
15.步骤s4、当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，向地面监视器发送声光报警信号；
16.步骤s5、地面监视器控制障清除机械臂的电源系统断电，同时控制机械臂本体退后一段设定的距离；
17.步骤s6、重复步骤s2至s5，直至清楚所有树障，升高装置带动高空作业台和树障清除机械臂向下运动，完成本次树障清除。
18.进一步的，所述高空作业平台为绝缘体。
19.进一步的，所述升降装置用液压驱动或电驱动。
20.本发明的配网线路树障清除机械臂、树障清除状装置及清除方法，是现有的人工清理树障的辅助方式，带自动检测输电线路安全距离的功能，能避免在作业过程中碰到输电线，能实现输电线路带电情况下进行树木清障，从而有效提高配网运行的可靠性，由于无需运维人员高空作业，也降低相关操作人员的安全风险。
附图说明
21.图1为本发明的配网线路树障清除机械臂结构示意图；
22.图2为本发明的配网线路树障清除装置控制逻辑示意图；
23.图3为本发明的配网线路树障清除方法步骤图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
25.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
26.本发明的配网线路树障清除机械臂，如图1所示，包括底座1、机械臂本体2、电源系统(图中未示出)、转动电机(图中未示出)、近电传感器(图中未示出)、电锯夹具3、电锯4和遥控发射器(图中未示出)，机械臂本体2的一端安装在底座1上，底座1与承载机械臂的高空作业台5水平转动连接，电源系统和转动电机安装在底座1内部，用于驱动底座1水平转动。电锯夹具3安装在机械臂本体远离底座的一端，电锯4通过电锯夹具3安装在机械臂本体2
上。近电传感器安装在机械臂本体远离底座的一端，通过感应其所处位置电场强度的变化来判断电锯与架空线路之间的距离。遥控发射器安装于机械臂上，用于接收遥控信号。
27.优选的，本发明的配网线路树障清除机械臂还包括声光报警器，当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，发出声光报警信号。
28.本发明还提供一种配网线路树障清除装置，包括上述配网线路树障清除机械臂，还包括升降装置和高空作业台5，高空作业台5安装于升降装置顶部，在升降装置的带动下向上或向下运动到需要清除树障的地点附近。高空作业台5为绝缘体。
29.升降装置可以用液压驱动，也可以用电驱动，驱动方式不限。
30.优选的，本发明的配网线路树障清除装置还包括监控系统，监控系统包括状态监视器和地面监视器，状态监视器安装于配网线路树障清除机械臂的底座1或机械臂本体2，用于拍摄电锯3前方的环境视频，并传回地面监视器。地面监视器接收状态监视器传回的环境视频，更直观地观察电锯3前方的工作状况。
31.机械臂本体采用水平转轴机械臂，通过高精度舵机来转动，可以实现水平方向转动。在机械臂的前端安装有电锯夹具，可以让机械臂快速夹紧清理树障所需电锯。在机械臂前端架设有近电传感器，通过感应线路附近电场强度的变化来判断锯与架空线路之间的距离。当机械臂夹持锯进行树障清除作业时，若锯距离架空线路过近，则将触发近电传感器响应，产生声光报警信号并传输到下方状态监视器。同时松开电锯的电，令电锯停机；机械臂自动后退一段距离，保证作业的安全性。机械臂前端还架设有摄像头，可以传输清障作业的实时画面到下方的地面监视当中，令运维人员在地面就可以直观，准确的观察到树木清障作业的情况。机械臂将安装在高空作业平台或是绝缘工作料斗内，替代原有操作人员来执行树木清障作业。
32.配网线路树障清除装置的操控逻辑如下：
33.当需要对配网线路执行树木清障作业时，运维人员先使用高空作业平台自身的液压系统把机械臂运送到架空线路需要执行树障清除的附近，并定位好高空作业平台。接着使用遥控发射器通过蓝牙控制的方式控制机械臂的运动、控制锯夹具压紧锯门进行树障清除。整套清障动作将通过机械臂顶端的摄像头反馈至地面监视器中，当电锯或是机械臂过于靠近架空线路时，声光报警器将会启动，发出声光报警信号，通知地面的运维人员，避免安全事故的发生。
34.本发明还提供一种配网线路树障清除方法，包括以下步骤：
35.步骤s1、树障清除机械臂安装在高空作业平台上，随着高空作业台一起被升降装置升高至指定位置。
36.高空作业台为绝缘体，升降装置可以是液压驱动，也可以是电驱动。指定位置为待清除树障的位置。
37.步骤s2、遥控控制机械臂本体沿着底座水平往返转动，安装在机械臂本体上的电锯被带动随之水平往返转动清除树障。
38.步骤s3、近电传感器实时监测其所处位置的电场强度，根据电场强度的变化判断电锯与架空线路之间的距离。
39.步骤s4、当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，向地面监视器发送声光报警信号。
40.步骤s5、地面监视器控制障清除机械臂的电源系统断电，同时控制机械臂本体退后一段设定的距离。
41.步骤s6、重复步骤s2至s5，直至清楚所有树障，升高装置带动高空作业台和树障清除机械臂向下运动，完成本次树障清除。
42.相比较于传统人工清理架空线路树障，本发明提出了一种新的架空线路树障清理的方法。即运维操作人员在地面操纵遥控发射机控制机械臂夹持锯对靠近线路的树木进行清理作业，清理过程通过图像传输至地面监视器，令运维人员即使在地面操作亦能准确把握清理的效果。同时配备的应电传感器能杜绝锯切断线路、触电等的事故的发生，运维人员在地面即可完成整套清障作业流程的操作，杜绝了运维高空坠落的危险。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.配网线路树障清除机械臂，其特征在于，包括底座、机械臂本体、电源系统、转动电机、近电传感器、电锯夹具、电锯和遥控发射器，所述机械臂本体的一端安装在所述底座上，所述底座与承载所述树障清除机械臂的高空作业台水平转动连接；所述电源系统和所述转动电机安装在所述底座内部，用于驱动所述底座水平转动；所述电锯夹具安装在所述机械臂本体远离所述底座的一端，所述电锯通过所述电锯夹具安装在所述机械臂本体上；所述近电传感器安装在所述机械臂本体远离底座的一端，通过感应其所处位置电场强度的变化来判断所述电锯与架空线路之间的距离；所述遥控发射器安装于机械臂上，用于接收遥控信号。2.根据权利要求1所述的配网线路树障清除机械臂，其特征在于，还包括声光报警器，当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，发出声光报警信号。3.一种配网线路树障清除装置，其特征在于，包括权利要求1或2所述的配网线路树障清除机械臂，还包括升降装置和高空作业台，所述高空作业台安装于所述升降装置顶部，在所述升降装置的带动下向上或向下运动到指定地点；所述高空作业台为绝缘体。4.根据权利要求3所述的配网线路树障清除装置，其特征在于，还包括监控系统，所述监控系统包括状态监视器和地面监视器，所述状态监视器安装于配网线路树障清除机械臂上，用于拍摄电锯前方的环境视频，并传回地面监视器。5.根据权利要求3或4所述的配网线路树障清除装置，其特征在于，所述升降装置用液压驱动或电驱动。6.配网线路树障清除方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、树障清除机械臂安装在高空作业平台上，随着高空作业台一起被升降装置升高至指定位置；步骤s2、遥控控制机械臂本体沿着底座水平往返转动，安装在机械臂本体上的电锯被带动随之水平往返转动清除树障；步骤s3、近电传感器实时监测其所处位置的电场强度，根据电场强度的变化判断电锯与架空线路之间的距离；步骤s4、当电锯与架空线路之间的距离小于安全距离时，向地面监视器发送声光报警信号；步骤s5、地面监视器控制障清除机械臂的电源系统断电，同时控制机械臂本体退后一段设定的距离；步骤s6、重复步骤s2至s5，直至清楚所有树障，升高装置带动高空作业台和树障清除机械臂向下运动，完成本次树障清除。7.根据权利要求6所述的配网线路树障清除方法，其特征在于，所述高空作业平台为绝缘体。8.根据权利要求6所述的配网线路树障清除方法，其特征在于，所述升降装置用液压驱动或电驱动。
技术总结本发明提供一种配网线路树障清除机械臂、树障清除状装置及清除方法，其中机械臂包括底座、机械臂本体、电源系统、转动电机、近电传感器、电锯夹具、电锯和遥控发射器，机械臂本体的一端安装在底座上，底座转动连接在高空作业台上；电源系统和转动电机安装在底座内部，用于驱动底座水平转动；电锯夹具安装在机械臂本体远离底座的一端，电锯通过电锯夹具安装在机械臂本体上；近电传感器安装在机械臂本体远离底座的一端，通过感应其所处位置电场强度的变化来判断电锯与架空线路之间的距离；遥控发射器安装于机械臂上。本发明能检测输电线路安全距离，避免在作业中碰到输电线，有效提高配网运行的可靠性，也降低操作人员的安全风险。也降低操作人员的安全风险。也降低操作人员的安全风险。
技术研发人员：蒙禄丰 刘洋 梁永昌 余贺名 李娟 张晋乐 孔祥茂 甘伟超 詹棕楗 徐菊 肖效忠 黄开宇 梁启森 黄嘉乐 李英新 谢树樑 陆仲生 林其韵 周涛
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司贵港供电局
技术研发日：2022.06.27
技术公布日：2022/11/1
