ES3055852T3 - Six-degree-of-freedom parallel robot for tasks at heights and high voltage - Google Patents

Abstract

Un dispositivo robótico de seis grados de libertad para realizar tareas de diferente tipo en líneas eléctricas, torres eléctricas y otros elementos de la red eléctrica, tanto en presencia como en ausencia de tensión, evitando que un trabajador tenga que realizar trabajos en altura, en tensión, en proximidad a la tensión o todos a la vez. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo robótico paralelo de seis grados de libertad para tareas en altura y de alto voltaje

[0003] OBJETO DE LA INVENCIÓN

[0004] La presente invención se refiere a un dispositivo robótico de seis grados de libertad para realizar tareas de diferentes tipos sobre líneas eléctricas, torres eléctricas y otros elementos de la red eléctrica, ambos en presencia o ausencia de voltaje.

[0005] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0006] Los documentos de patente US2022239076A1 y US2022017337A1 divulgan varios ejemplos de dispositivos robóticos y estructuras de estabilización para realizar tareas en líneas eléctricas.

[0007] Al instalar ciertos elementos en una línea eléctrica aérea, se suelen considerar dos opciones: o bien interrumpir el servicio eléctrico, que puede afectar a los clientes, o bien trabajar con el servicio eléctrico activo, que presenta riesgos para los trabajadores. Este es el caso, por ejemplo, cuando se instala un equipo paraDynamic Line Rating(DLR), que incluye varios elementos, necesitando que uno de ellos sea fijado directamente sobre el conductor.

[0008] Generalmente, cuando se va a trabajar sobre el cable, se hace una petición de antemano para que se quite la tensión de la línea, y, si esto es posible, la petición es concedida. Lo normal es que el proceso de petición y concesión de apagado de la línea dure varias semanas. Cuando llega la fecha previamente acordada, se corta el servicio eléctrico y se implementan medidas de seguridad, por ejemplo, la puesta a tierra de las líneas para evitar que las corrientes inducidas afecten a los trabajadores. El circuito se deja visiblemente abierto, se verifica la ausencia de voltaje, se marca el área, y seguidamente se empieza a trabajar.

[0009] La tarea en sí, incluso sin voltaje, todavía presenta ciertos riesgos, ya que requiere que los trabajadores escalen las torres eléctricas y trabajen en las alturas durante horas manejando objetos de considerable peso, que pueden hacer que pierda el equilibrio o se le pueden caer. Aunque es poco probable que el trabajador caiga debido a que se debe llevar un arnés, podría hacerse daño en una maniobra incómoda, dañar a alguien que pase por debajo prestando poca atención, o podría caer tras romperse el cable o la cesta en la que trabajan.

[0010] El procedimiento en su conjunto genera retrasos encadenados que impiden una instalación de equipos masiva eficaz. Debido a los condicionantes propios de la explotación de la red, no se pueden programar muchos descargos simultáneos, ni consecutivos. Su gestión requiere unos tiempos considerables y, el trabajo toma su tiempo y garantizar la seguridad de todos también.

[0011] Por todo lo anterior, lo deseable desde el punto de vista de la eficacia, sería trabajar sobre una línea energizada, pero por seguridad, lo deseable es delegar la tarea con más riesgo (por la altura y por el contacto con la electricidad) en un robot-herramienta, evitando peligros a los operarios y terceros.

[0012] DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0013] El objeto de la presente invención es un dispositivo robótico de seis grados de libertad según se define en la reivindicación 1 adjunta, para realizar tareas de diferentes tipos sobre líneas eléctricas, torres eléctricas y otros elementos de la red eléctrica, ambos en presencia o ausencia de voltaje. El dispositivo evita que una persona tenga que realizar trabajos en altura, en tensión, en proximidad de tensión, o todo a la vez. También es aplicable a otras tareas, como la construcción y el montaje, por ejemplo.

[0014] La invención tiene uso en gran variedad de trabajos eléctricos que se tengan que realizar en presencia de alto voltaje o no. Por ejemplo, colocar las conexiones a tierra, instalar sensores en los cables, instalar aislantes en la torre eléctrica, y muchas otras tareas. Todo lo necesario para llevar a cabo cada tarea es colocar una herramienta apropiada en el dispositivo.

[0015] La invención comprende una torre orientable, que comprende a su vez por lo menos un módulo de posicionamiento 3D y tres o más pilares de estabilización de tres grados de libertad. Juntos, estos componentes permiten sujetar y mover de forma estable y precisa una herramienta que se necesite para realizar un trabajo en altura. La longitud variable de los pilares permite elevar la herramienta a la zona de trabajo y el módulo de posicionamiento 3D permite colocarla en la posición que se necesite, con la orientación que se requiera.

[0016] Varios de los pilares funcionan esencialmente como actuadores prismáticos que elevan la herramienta hasta el punto de actuación mientras que el resto forma parte del módulo de posicionamiento 3D. La conexión entre cada pilar de estabilización y el suelo o una base permite dos GDL, lo que permite a la torre moverse en los tres ejes de coordenadas (tres grados de libertad). Ajustando la longitud de los pilares se consigue orientar la herramienta aportando otros dos grados de libertad adicionales. Además, el dispositivo puede comprender una plataforma superior opcional, que aportaría un punto de anclaje para los siguientes elementos

[0017] Si el dispositivo dispone de cuatro pilares, es más fácil orientar la herramienta adaptándose a las necesidades del lugar de trabajo, ya que la línea eléctrica tendrá una altura e inclinación distintas según el punto de trabajo elegido, además de sufrir variaciones de posición debido a posibles desplazamientos provocados por el viento. El dispositivo puede comprender tres, cuatro o más de cuatro, aunque la opción preferida son cuatro pilares.

[0018] El posicionamiento de la herramienta se logra mediante el módulo de posicionamiento 3D, y la orientación de la herramienta sobre el cable se consigue principalmente regulando la longitud de los actuadores prismáticos de los pilares.

[0019] Preferiblemente, los pilares de estabilización no son de sección transversal circular para evitar rotaciones no deseadas, por ejemplo, pueden ser de sección poligonal, como puede ser transversal poligonal u oval.

[0020] El módulo de posicionamiento 3D comprende al menos dos actuadores de posicionamiento conectados a una base mediante tres uniones de dos grados de libertad y a uno de los pilares, formando un triángulo en la base y un tetraedro en su conjunto. El extremo superior de los actuadores de posicionamiento debe estar unido al primer segmento del pilar principal.

[0021] Los actuadores de posicionamiento pueden ser prismáticos, rotativos con correas o con reductora, de tornillo sin fin, o de cualquiera de los tipos habituales de actuador. La elección adecuada del actuador permite mejorar la precisión o la rapidez de respuesta y es deseable tener la mayor precisión posible, pues los movimientos requeridos normalmente serán lentos, pero deberán ser precisos.

[0022] Además, hay que tener en cuenta que los pilares tienen un efecto multiplicador de la amplitud del movimiento en su extremo superior, que se incrementa, cuanto más largos son.

[0023] Utilizando dos módulos de posicionamiento 3D, situados en pilares alternos de la torre orientable se consigue mejor precisión de posicionamiento, pues entre ambos reducen las holguras y el efecto de fuerzas externas. Esto permite situar la plataforma superior debajo del conductor como convenga en cada caso.

[0024] Como se ha mencionado, los pilares se pueden colocar sobre un base, que es en esencia un rectángulo regulable en longitud y anchura, formado por varios componentes. Sobre ella se apoyarán los pilares de estabilización. Esta base es extensible para poder ganar estabilidad, cuando se requiera, y para poder adaptarse al terreno donde se instale, que podría ser irregular. Para ello dispone de unos componentes laterales con forma de ángulo de 90º y unos componentes centrales rectos que permiten ajustar la anchura de la base a la longitud deseada, mediante pasadores que se introducen por los orificios de los componentes. El componente central puede ser extraíble, para facilitar el transporte y el conjunto de componentes laterales se puede recoger sobre su pareja de pilares para reducir el espacio ocupado. Si se desea desmontar más basta extraer los pasadores de unión entre pilar y base.

[0025] La base puede comprender además unas patas extraíbles regulables en altura, que permiten elevar la base sobre el terreno y fijarla a él. Cuando el dispositivo trabaja, es deseable que el apoyo sobre el suelo sea lo más firme posible. Además, estos apoyos permiten ajustar la altura relativa de cada apoyo de modo que la base quede horizontal, cuando el terreno es desigual en altura. La mayoría de las soluciones van instaladas sobre un camión que debe situarse en un terreno más o menos horizontal, pues de otro modo no podría utilizarse, mientras que la presente invención se puede colocar en cualquier terreno, gracias a las patas extraíbles.

[0026] Opcionalmente, la base puede contar con apoyos extensibles de estabilización laterales para ganar anchura de apoyo, como las que tienen los camiones grúa.

[0027] El punto de apoyo del actuador de posicionamiento conviene que esté anclado al mismo segmento lateral sobre el que está colocado el pilar sobre el que actúa. De este modo, al cambiar la anchura de la base, no se altera la distancia de este punto al apoyo del pilar y no se requiere adaptar la longitud del actuador, ni ajustar el módulo de control. La dificultad para alcanzar posiciones extremas es que se encuentran fuera de la base y llevan el dispositivo a una posición inestable. Para que esto sea posible, la base debe ser pesada y los pilares ligeros, lo cual es factible, dado que estos no necesitan soportar mucho peso. También es posible colocar un contrapeso, o emplazar apoyos extensibles laterales, con patas extraíbles en la zona de descenso del dispositivo, ampliando su base en esa dirección y en consecuencia su zona de estabilidad. En todo caso, para bajar la plataforma muy cerca del suelo, un par de pilares se recogerían al máximo, reduciendo el par soportado por los actuadores de posicionamiento. Esto facilita la maniobra y reduce la necesidad de medidas de seguridad adicionales.

[0028] La base comprende unos puntos de anclaje de dos grados de libertad compuestos por una parte fija y una pieza móvil que dispone de un orificio, preparados para que se puedan sujetar sobre ellos los extremos inferiores de los pilares. Estos extremos podrían disponer o no de un rodamiento interior para facilitar la movilidad del pilar sobre su apoyo si fuera necesario. Los puntos de anclaje pueden ser dobles o triples para reducir las holguras en las articulaciones y mejorar la precisión de la torre orientable. También se usa esta solución en el anclaje de los pilares a la plataforma superior, de modo que la unión ofrezca dos grados de libertad.

[0029] Sobre los pilares o la plataforma superior si existe, se debe colocar un módulo de aislamiento y sobre este una plataforma de distribución de la tensión de la línea sobre la que se fijará la herramienta oportuna para la tarea que se desee realizar. En general, entre los pilares y la plataforma de distribución debe instalarse un módulo de aislamiento que separe la tensión de la línea eléctrica del resto del dispositivo que está apoyado sobre la tierra. En el caso de trabajos en tensión, este elemento es imprescindible. Para realizar trabajos con la línea en descargo podría suprimirse, pero es conveniente mantenerlo por seguridad, para evitar el paso de corrientes inducidas desde la línea a la parte inferior del dispositivo, en cuya cercanía podría haber personas.

[0030] En cuanto al módulo de aislamiento de cuatro apoyos, se pueden emplear muchas soluciones, siempre que garanticen un aislamiento fiable entre la tensión de la línea (baja, media o alta) y la tierra. Aquí se propone utilizar cuatro aislantes estándar de algún fabricante, dimensionados con capacidad de aislamiento apropiada para las líneas en las que se va a trabajar, y dispuestos en una configuración similar a una mesa de cuatro patas que permita garantizar la estabilidad de la herramienta y las distancias de aislamiento necesarias.

[0031] Para poder trabajar en varios niveles de tensión se puede optar por colocar aisladores de alta capacidad de aislamiento o bien por hacer el módulo de aislamiento estandarizado e intercambiable, de modo que, para utilizar el robot en otro nivel de tensión, baste sustituir este componente por otro del nivel de aislamiento apropiado. Con este fin, se ha dotado a la parte superior del módulo de aislamiento de unas guías en las que se podría encajar la parte inferior de la plataforma de distribución de tensión, para que sea fácilmente intercambiable. También dispone de unos bulones que impiden el desplazamiento involuntario de la plataforma respecto al módulo de aislamiento. Este se puede fijar a la plataforma superior de la torre desplegable mediante tornillos o bulones.

[0032] Sobre el módulo de aislamiento se coloca la plataforma de distribución de tensión. Su función principal es tomar la tensión de la línea y distribuirla por todos los elementos metálicos de la herramienta y objetos que pudieran entrar en contacto con la línea o pasar muy cerca de ella, para evitar corrientes indeseadas o arcos eléctricos. La plataforma, sobre la que se coloca la herramienta, puede comprender además una cámara móvil y una pinza de conexión a la línea, preferiblemente montadas sobre brazos móviles.

[0033] El módulo de acoplamiento entre la plataforma y la herramienta debe ser sencillo y seguro. Puede ser realizado mediante la fijación de tres o cuatro puntos de tornillos, o mediante el uso de guías en la plataforma donde se inserta la herramienta, y luego asegurándola con un bulón que se inserta en un agujero cuando la herramienta alcanza su posición correcta. Para extraer la herramienta, se ejerce presión sobre los bulones para liberarla y permitir que se deslice por las guías para su extracción.

[0034] El dispositivo puede comprender también un módulo de control de la plataforma, que se encarga de controlar la herramienta intercambiable. En la superficie de contacto entre la plataforma de distribución de tensión y la herramienta, se encuentran unos elementos de pulsación que permiten accionar los pulsadores de los controles principales de la herramienta mediante presión, pero sin establecer contactos eléctricos. Este diseño tiene en cuenta la ubicación de los pulsadores en esa zona, de modo que el control de la plataforma pueda manipular la herramienta sin que haya contacto eléctrico entre ambas.

[0035] La plataforma comprende una base para fijarse al módulo de aislamiento y una plataforma superior para colocar la herramienta. Estas partes están conectadas por un tronco cilíndrico ancho que aloja el módulo de control de la plataforma. Además, cuenta con dos brazos rotativos controlables que permiten posicionar la cámara y la pinza de conexión eléctrica en diferentes posiciones. También es posible agregar una articulación en los brazos rotativos para ajustar la orientación de la cámara según sea necesario.

[0036] El tronco cilíndrico es el sitio perfecto para incluir el sexto grado de libertad, que permite la orientación de giro según el eje Z de la torre. Esto puede ser útil en casos específicos o con determinadas aplicaciones o herramientas. Un actuador se encargaría de mover la plataforma superior en relación al tronco cilíndrico.

[0037] La herramienta se moverá cerca de la línea y entrará en contacto con ella. Dado que está aislada eléctricamente de la torre orientable, que es la parte del robot en contacto con el suelo, es poco probable que la herramienta o los elementos que transporte sufran daños. Sin embargo, dependiendo del nivel de tensión, puede ser necesario contar con un módulo de distribución de la tensión de la línea que permita igualar el nivel de tensión de los elementos metálicos que manipula el robot. Esta conexión eléctrica debe ser flexible para no obstaculizar el movimiento del dispositivo, pero tampoco debe dejar el cable demasiado suelto para evitar contactos accidentales con la torre eléctrica, otras líneas o la torre orientable.

[0038] Por lo tanto, el dispositivo puede comprender adicionalmente una pinza que se conectará a la línea antes de comenzar a trabajar, cuando sea necesario. Una vez que la pinza esté fijada a la línea, se debe liberar el anclaje rígido entre la pinza y el brazo móvil sin perder el contacto eléctrico, que se mantendrá mediante un cable flexible unido a los elementos metálicos de la plataforma y la herramienta. El cable debe contar con un módulo de auto-recogida mediante un muelle que no ejerza demasiada fuerza, pero que mantenga solo la longitud necesaria en cada momento. De esta manera, se evitan contactos indeseados. Además, dado que el recorrido del cable es muy cercano a una línea recta entre la pinza y el brazo móvil, el módulo de control puede calcular su posición en todo momento y asegurarse de que no haya contactos accidentales.

[0039] La manera habitual de fijar una pinza a la línea es mediante la presión ejercida por un tornillo, que permite asegurar un buen contacto. La pinza comprende una base de pinza con una pala fija y otra pala móvil que puede ser accionada mediante un muelle, para forzar un cierre seguro y rápido, asegurando un buen contacto eléctrico entre la línea y la pinza. La parte de la pinza descrita hasta aquí está realizada en material conductor de la electricidad. Además, hay un soporte no conductor que sujeta la base de la pinza y permite manejar el conjunto de la pinza. Sobre la base de la pinza hay un pulsador que facilita el cierre. Cuando la pinza abierta se aproxima al conductor y este hace una ligera presión sobre el pulsador, este produce el disparo del muelle que cierra con fuerza la pinza y asegura el contacto eléctrico.

[0040] Una vez terminados los trabajos, hay que abrir la pinza para desconectarla de la línea y poder retirar el dispositivo. No es conveniente que la pinza se pueda abrir simplemente tirando de ella, pues para ello habría que usar un muelle con poca fuerza y habría riesgo de que la pinza se soltase del conductor durante los trabajos, en algún movimiento. La pinza debe agarrarse con fuerza y por ello para soltarla habrá que ejercer una fuerza considerable también. Hay varias alternativas: un actuador, otra herramienta de la plataforma de distribución de tensión o un mecanismo asociado al propio brazo de la pinza.

[0041] Por simplicidad y seguridad, la mejor solución es un sistema mecánico, no eléctrico. Así, el brazo dispone de un vástago deslizante terminado en forma de embudo con un saliente fino en el centro. De este modo cuando el brazo se aproxime al soporte de la pinza, el embudo facilitará el acoplamiento correcto de las dos partes, una vez se unan, el saliente fino pulsará en el interior del soporte provocando la liberación de la parte móvil de la base de la pinza. Al soltarse la parte móvil de la base de la pinza, el muelle deja de ejercer presión y la pinza se suelta. Para volver a usarla es necesario rearmarla, pero esto ocurrirá en tierra, después de terminados los trabajos, por lo que la operación será segura.

[0042] La alternativa de utilizar un motor con reductora para apretar y liberar el agarre de la pinza implicaría un consumo energético permanente y la dependencia de una batería que al agotarse o deteriorarse pondría en riesgo el apriete en la conexión eléctrica. Si se usa solo para liberar la pinza, debe dimensionarse para ejercer presión suficiente para recoger el muelle y dejarlo cargado para su siguiente disparo, y en cualquier caso implica aislar un actuador y una batería.

[0043] En todo caso se ha diseñado la pala móvil con una forma que, en caso de fallo del mecanismo de liberación de la pinza, permite disponer de un punto de apoyo firme sobre el que ejercer presión de forma segura para liberar la pinza manualmente o con otra herramienta.

[0044] Por su parte, la cámara permite que el dispositivo pueda realizar su movimiento de forma independiente y automática, o también que un operador pueda inspeccionar o guiar desde tierra el trabajo realizado por el dispositivo. Si la cámara va emplazada sobre un brazo móvil, articulado, que sale de la propia plataforma porta-herramienta, su movilidad le permite observar la acción desde distintos puntos de trabajo, evitando la herramienta, la pinza y la línea, o bien observándolas.

[0045] Otra opción es situarla en posiciones fijas y diseñar las herramientas de modo que no obstaculicen la visión, o darles una movilidad limitada fijándolas a un segmento rígido, o dándoles un recorrido predefinido. También es factible integrarlas en las herramientas, dándoles ubicaciones específicas y privilegiadas para lo que se necesita observar. Además, el dispositivo puede comprender módulo de control, que es el responsable del comportamiento del robot, si su desplazamiento no se realiza de manera manual. El módulo de control se encarga de realizar los movimientos necesarios para llevar la herramienta hasta el lugar de uso y de utilizarla para realizar la tarea programada.

[0046] Cuando el dispositivo está en reposo, los pilares de estabilización están recogidos para ocupar menos espacio, pero durante la operación se extienden cerca de la línea. La longitud de cada pilar puede ser ajustada individualmente para orientar la plataforma superior de manera flexible. Los actuadores de posicionamiento acercan los pilares a una línea o a otro lado, permitiendo colocar la herramienta debajo o a un lado según sea necesario. Sin embargo, cada movimiento de los actuadores de posicionamiento influye en las longitudes de los cuatro pilares que son necesarias para mantener la posición y orientación deseadas de la herramienta, ya que modifica la inclinación de los pilares. El control de la longitud de cada pilar y de los actuadores de posicionamiento es responsabilidad del módulo de control del dispositivo. Este módulo utiliza el conocimiento de la estructura cinemática y dinámica del conjunto para establecer las consignas para cada elemento controlable.

[0047] Por ejemplo, en una maniobra de acercamiento al cable, apertura del equipo y colocación del cable en su interior para su posterior cierre alrededor del conductor, la trayectoria que debe seguir el robot es compleja y requiere precisión. Se necesita un movimiento coordinado en el tiempo de todos los actuadores simultáneamente. El módulo de control se encarga de esta tarea utilizando la cinemática directa e inversa del robot para el control de posición, y empleando el jacobiano para controlar la velocidad de los distintos actuadores en cada momento. De esta manera, la herramienta se mantiene siempre en la posición y orientación correctas, y se aleja de otros elementos del entorno para evitar colisiones o arcos eléctricos debido a la proximidad a otras líneas o a la torre eléctrica.

[0048] El módulo de control, además de mover el dispositivo en general, es capaz de controlar la herramienta que maneja. Hay muchas formas de realizar esta coordinación preservando el aislamiento entre las dos zonas del dispositivo (la torre orientable que está conectada a tierra y el sistema de distribución de tensión que está o puede estar en tensión). La primera opción es establecer una comunicación inalámbrica entre el módulo de control de la herramienta y el módulo de control del dispositivo. Una segunda posible solución sería programar un comportamiento en la herramienta, basado en tiempos de actuación, es decir, asignar un tiempo razonable a la primera maniobra, otro a la segunda, otro a la tercera y hacer que el robot coordine sus movimientos con la tarea que toca en cada instante a la herramienta, vigilando por la cámara el cumplimiento correcto de tiempos.

[0049] El método es sencillo, pero tiene cierto riesgo, especialmente si se realizan trabajos en tensión, pues si una tarea se complica y la herramienta hace una tarea en un momento inoportuno podría producirse un contacto eléctrico no deseado o una presión inadecuada en un punto del cable indebido. Para mitigar esto, la plataforma de distribución de tensión comprende al menos un elemento capaz de apretar un pulsador para detener la herramienta.

[0050] Las soluciones clásicas de desplazamiento implican montar el dispositivo en un vehículo o en la cesta de una grúa, entre otros. Como alternativa, se pueden instalar ruedas en la base del dispositivo, las cuales podrían ser motorizadas utilizando actuadores de tracción ocultos dentro de la estructura. Estos serían controlados por el módulo de control. El dispositivo puede ser completamente autónomo y capaz de realizar tareas sin asistencia humana. Sin embargo, también se puede optar por una implementación mixta, donde algunas tareas son realizadas de manera autónoma y otras son controladas por una persona.

[0051] Para proporcionar instrucciones al dispositivo, el dispositivo puede comprender un módulo de control remoto que permite dar instrucciones sin contacto físico. Este módulo se puede utilizar para activar el robot y realizar tareas de forma autónoma o para realizar acciones específicas como detenerse, moverse, etc.

[0052] DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0053] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0054] Figura 1.- Muestra una realización preferente del dispositivo robótico de seis grados de libertad.

[0055] Figura 2.- Muestra una vista detallada del módulo de posicionamiento 3D conectado a la base extensible y a uno de los pilares.

[0056] Figura 3.- Muestra una vista detallada de una plataforma de distribución de voltaje con dos brazos controlables, teniendo el primero montada una cámara y el segundo una pinza. Además, se puede ver una herramienta de instalación de equipos DLR y un equipo DLR.

[0057] REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

[0058] Se describe a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 3, una realización preferente del dispositivo robótico de seis grados de libertad para realizar tareas de diferentes tipos sobre líneas eléctricas, torres eléctricas y otros elementos de la red eléctrica, ambos en presencia o ausencia de voltaje, objeto de la presente invención.

[0059] Como se puede ver en la figura 1, el robot dispone de dos módulos de posicionamiento 3D (4), una base expansible (1), cuatro pilares expansibles de estabilización (2), una plataforma superior (3), un módulo de aislamiento eléctrico (5) de cuatro apoyos, una plataforma de distribución de voltaje (6) con dos brazos móviles controlables, una herramienta, una pinza (8) montada en uno de los brazos móviles, y una cámara (9) montada en el otro brazo móvil. Los pilares (2) son de sección transversal cuadrada. Un elemento cilíndrico, que forma parte de la plataforma de distribución de voltaje (6), implementa la inclusión del sexto grado de libertad, la rotación respecto al eje Z.

[0060] En este caso, se ha elegido una herramienta diseñada para el montaje de un equipo DLR (7) oDynamic Line Rating, pero es posible colocar todo tipo de herramientas sobre la plataforma de distribución de tensión (6).

[0061] La herramienta es una plataforma sobre la que hay dispuestos varios elementos: cuatro soportes fijos a los que se anclará el equipo DLR (7), dos pistones móviles para abrir y cerrar la tapa superior del equipo DLR (7) y cuatro destornilladores automáticos que abren y cierran el equipo DLR (7). La herramienta está diseñada de manera que acople en los mecanismos de fijación de la plataforma de distribución de tensión (6).

[0063] Para realizar el trabajo de montaje de un DLR (7) en una línea eléctrica, en primer lugar, se debe colocar el DLR (7) sobre la herramienta, y esta sobre la plataforma de distribución de tensión (6) y fijarla bien para que cuando el robot se mueva, se lleve el equipo consigo. Para fijar el DLR (7) a la herramienta se colocan los tornillos sobre los destornilladores automáticos de la herramienta y se fija el DLR (7) sobre los soportes fijos aprovechando los bulones de que dispone para insertar sobre los orificios que tiene el DLR (7) para su sujeción.

[0065] La torre orientable alargará los pilares de estabilización (2) para llevar el equipo al lugar de trabajo. Después, para montar el DLR (7) sobre el cable, se deben realizar los siguientes pasos:

[0066] - Abrir el equipo DLR (7), para que el cable pueda situarse en el interior del DLR (7) abierto. Para ello, los pistones móviles se deslizarán hacia abajo elevando la tapa superior del equipo DLR (7) que se encuentra sujeto por los anclajes fijos.

[0067] - Situar el cable dentro del equipo DLR (7), para lo cual será necesario que el dispositivo se mueva con el DLR (7) abierto, hasta alojar el cable en su interior. Se desplazará a un lado (preferiblemente hacia el lado en el que no haya otras líneas cerca), se elevará y volverá a desplazarse en sentido contrario al inicial, hasta colocar el cable en la ranura que el DLR (7) tiene en su interior.

[0068] - Cerrar el equipo DLR (7) aprisionando el cable en el sitio correcto. Para ello son necesarias varias operaciones de mayor o menor precisión. Por tanto:

[0069] o Se ajusta la posición del conductor respecto a la prensa central, reposicionando y orientando con movimientos precisos del dispositivo, en concreto de los módulos de posicionamiento 3D (4) y los pilares de estabilización (2). La cámara (9) permite asegurar un ajuste correcto. Las guías laterales ayudan a colocar el cable en su sitio, pues están preparadas para que el cable vaya a su sitio fácilmente. Tiene forma de U con un lado más alto que otro, para facilitar la entrada del cable e impedir que vaya más allá de donde debe ir. Además, la forma redondeada en la entrada facilita la inserción al principio y la colocación precisa al final de la maniobra, pues el camino del cable se estrecha gradualmente.

[0070] o Se cierra el equipo DLR (7) en torno al cable elevando los pistones móviles y tratando de que el cable no se desplace durante la operación.

[0071] o Se aprietan los tornillos de cierre laterales utilizando los atornilladores laterales. El proceso se detiene cuando se encuentra cierta resistencia al giro de la tuerca.

[0073] A continuación, para poder retirar la herramienta, dejando el equipo sobre el cable, hay que realizar la siguiente secuencia de operaciones:

[0074] - Probar a abrir el equipo usando los pistones deslizantes. Si todo ha ido bien, se encontrará resistencia y no será posible abrirlo.

[0075] - Liberar el agarre del equipo deslizando los bulones que se encuentran en los anclajes móviles.

[0076] - Liberar el agarre del equipo deslizando los bulones que se encuentran en los anclajes fijos.

[0077] - Mover la herramienta hacia abajo alejándose del DLR (7), controlando los actuadores de posicionamiento y los pilares de estabilización (2) para maniobrar sacando la herramienta sin arrastrar la línea.

[0079] Por último, para recoger el dispositivo, se desconecta la plataforma de distribución de voltaje de la línea. Para ello, se deben seguir los siguientes pasos:

[0080] - Elevar el brazo correspondiente a la pinza (8).

[0081] - Mover la plataforma de distribución de tensión (6) para insertar el soporte de la pinza (8) en el embudo.

[0082] - Presionar ligeramente para que se libere la pinza (8).

[0083] - Retraer los pilares de estabilización (2) para bajar la herramienta.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

1.- Un dispositivo robótico paralelo de seis grados de libertad para la realización de diversas tareas sobre líneas eléctricas, torres eléctricas, y otros elementos de la red eléctrica, en presencia o ausencia de voltaje, que comprende:

- al menos un módulo de posicionamiento 3D (4) conectado a al menos uno de los pilares (2),

- un módulo de aislamiento eléctrico (5) instalado sobre los pilares (2), para aislar del voltaje de la red eléctrica, y

- una plataforma de distribución de voltaje (6) fijada al módulo de aislamiento eléctrico (5), destinado a conectarse a una línea eléctrica,

caracterizado porque comprende cuatro pilares (2) de estabilización extensibles de tres grados de libertad destinados a colocarse sobre una superficie, formando una torre orientable en el espacio.

2.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una herramienta de operación colocada sobre la plataforma de distribución de voltaje (6) y un módulo de control de la misma.

3.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una cámara (9) de control de operaciones.

4.- El dispositivo de la reivindicación 1, en el que los pilares (2) son de sección no circular, seleccionada entre transversal poligonal y oval.

5.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende dos módulos de posicionamiento 3D en pilares (2) alternados.

6.- El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la plataforma de distribución de voltaje (6) comprende adicionalmente un elemento de rotación sobre el eje Z.

7.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una base extensible (1), sobre la que se disponen los pilares (2).

8.- El dispositivo de la reivindicación 7, en el que la base extensible (1) comprende adicionalmente unas patas ajustables y removibles que permiten elevar y asegurar la posición de la base extensible (1) en una superficie.

9.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un módulo de control, conectado a los módulos de posicionamiento 3D (4) y a los pilares (2), para su gestión automática.

10.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una pinza (8) de conexión a línea eléctrica, asociada a la plataforma de distribución de voltaje (6).

11.- El dispositivo de la reivindicación 3 o 10, que comprende adicionalmente uno o más brazos móviles controlables, montados sobre la plataforma de distribución de voltaje (6), estando la pinza (8) y/o la cámara (9) fijadas a los brazos.