CN101702497B

CN101702497B - 一种用于输电线路检测的线路移动机构

Info

Publication number: CN101702497B
Application number: CN2009102339300A
Authority: CN
Inventors: 王鲁单; 程胜; 张建伟; 赵广志; 许少强; 刘飞
Original assignee: Kunshan Industrial Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Kunshan Industrial Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: CN101702497A

Abstract

本发明公开了一种用于输电线路检测的线路移动机构，其特征在于包括：用于实现机器人在输电线路上进行轮式移动的驱动装置；配合上述驱动装置实现障碍跨越的跨越装置；及为上述驱动装置和跨越装置提供动力的差速机构。本发明重量轻、能耗低、越障能力强、越障速度快，可实现在输电线等一些线路上的行走，并且能够快速越过线路上的主要障碍，简单实用。

Description

一种用于输电线路检测的线路移动机构

技术领域

本发明涉及一种线路移动机构，尤其是涉及一种用于输电线路检测的线路移动机构，属于机器人技术领域。

背景技术

目前，高压输电线路的运行维护工作还是采用人工巡检的方式，此种方式不仅劳动量大、工作难度大，而且还危险性高，而如果采用输电线路巡检机器人巡检线路，则可以降低高压线路运行维护费用，提高巡检作业效率，保证线路维护质量，但是，当前国内外科研机构研制出的巡检机器人大多体积庞大、结构复杂、重量大，在越障过程中多采用关节运动，能源损耗较大、规划和控制复杂，而且耗费时间较长、实用性不强，因此有必要开发一种能在线路上行走，还能快速跨越线路上的主要障碍的线路移动机构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、重量轻、能耗低、越障速度快、能力强的用于输电线路检测的线路移动机构。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于输电线路检测的线路移动机构，其特征在于包括：

用于实现机器人在输电线路上进行轮式移动的驱动装置；

配合上述驱动装置实现障碍跨越的跨越装置；

及为上述驱动装置和跨越装置提供动力的差速机构。

上述的驱动装置包括结构相同、且对称于机器人的中心的左、右两块“L”型驱动板，所述的驱动板的前端固定连接在机器人底板上，其前端一侧还设置有驱动电机，驱动电机通过驱动电机连接板与驱动板连接固定，而驱动电机输出轴上还设置有主动同步带轮，另外，在驱动板的末端还安装有驱动轮和驱动同步驱动轮，分设在驱动板两侧并通过驱动轮轴连接，驱动同步驱动轮通过同步带与上述的主动同步带轮连接。

上述的跨越装置包括结构相同、且对称于机器人的中心的左、右两块跨越板，所述的跨越板的前端安装在各自电机输出轴上，而其末端则安装有滑动轮轴，滑动轮轴的末端连接有滑动轮，另外，跨越板通过连接件与设置在机器人中心的中心轴固定连接。

上述的差速机构包括四个啮合锥齿轮，四个啮合锥齿轮前后左右对称分布在机器人中心的四周，其中左右两个锥齿轮设置在左右两块跨越板之间，且同心设置，并分别固定连接在各自的电机输出轴上，而前后两个锥齿轮则分别设置在上述中心轴的前后两侧，并轴向固定。

本发明的有益效果是：

1、结构轻巧：本发明通过差速装置实现轮式驱动装置与跨越驱动装置的整合，机器人机构紧凑，仅需2个驱动电机即可实现机器人在线路上移动和跨越障碍，相对于具有类似功能的产品结构轻巧、简单；

2、控制、规划简单：本发明通过采用轮式移动驱动方式，使得整体控制对象少、易于实现、运动规划简单，不易发生故障；

3、成本低：因为结构简单，使用的部件少，因此有效降低了整体的构建成本；

4、改进空间大：本发明不仅可以通过改变驱动板等手臂的机构尺寸实现不同长度障碍的跨越，还可以通过增加末端驱动轮的自由度实现其他类型障碍的跨越：

5、应用范围广：本发明可以应用于各种线路环境，即可以作为娱乐和教育机器人的延伸，也可以装上检测设备，用于线路的巡检。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的行走过程示意图；

图3为本发明所述的越障过程第一个动作示意图；

图4为本发明所述的越障过程第二个动作示意图；

图5为本发明所述的越障过程第三个动作示意图一；

图6为本发明所述的越障过程第三个动作示意图二；

图7为本发明所述的越障过程第四个动作示意图。

图中主要附图标记含义为：

1、左驱动电机 2、左驱动电机连接板 3、左主动同步带轮

4、左同步带 5、左驱动同步带轮 6、左驱动板

7、左驱动轮轴 8、左驱动轮 9、左跨越板

10、左滑动轮轴 11、左滑动轮 12、左连接件

13、中心轴 14、前锥齿轮 15、机器人中心定位体

16、右驱动电机输出轴 17、右锥齿轮 18、右驱动电机

19、右驱动电机连接板 20、右主动同步带轮 21、右同步带

22、右驱动同步带轮 23、右驱动板 24、右驱动轮轴

25、右驱动轮 26、右跨越板 27、右滑动轮轴

28、右滑动轮 29、右连接件 30、后锥齿轮

31、左锥齿轮 32、左驱动电机输出轴 33、机器人底板

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

图1为本发明一实施例的结构示意图。

如图1所示：一种用于输电线路检测的线路移动机构，包括用于实现机器人在输电线路上进行轮式移动的驱动装置；配合上述驱动装置实现障碍跨越的跨越装置及为上述驱动装置和跨越装置提供动力的差速机构。

上述的驱动装置包括结构相同、的左、右两块“L”型驱动板6、23，即左驱动板6和右驱动板23，且对称于机器人的中心对称设置，图1中所示的机器人中心定位体15为一立方体，其中心即为机器人中心。

所述的左驱动板6的前端固定连接在机器人底板33上，其前端一侧还设置有左驱动电机1，左驱动电机1通过左驱动电机连接板2与左驱动板6连接固定，而左驱动电机输出轴32上还设置有左主动同步带轮3，左主动同步带轮3通过左驱动电机1驱动，另外，在左驱动板6的末端还安装有左驱动轮8和左驱动同步带轮5，分设在左驱动板6两侧并通过左驱动轮轴7连接，左驱动同步带轮5通过左同步带4与上述的左主动同步带轮3连接，并通过主动同步带轮3带动运转。

所述的右驱动板23的前端固定连接在机器人底板33上，其前端一侧还设置有右驱动电机18，右驱动电机18通过右驱动电机连接板19与右驱动板23连接固定，而右驱动电机输出轴16上还设置有右主动同步带轮20，右主动同步带轮20通过右驱动电机18驱动，另外，在右驱动板23的末端还安装有右驱动轮25和右驱动同步带轮22，分设在右驱动板23两侧并通过右驱动轮轴24连接，右驱动同步带轮22通过右同步带21与上述的右主动同步带轮20连接，并通过右主动同步带轮20带动运转。

而上述的跨越装置包括结构相同、且对称于机器人的中心的左、右两块跨越板9、26，即左跨越板9和右跨越板26。

所述的左跨越板9的前端安装在左驱动电机输出轴32上，可以绕该轴旋转，而其末端则安装有左滑动轮轴10，左滑动轮轴10的末端连接有左滑动轮11，另外，左跨越板9通过左连接件12与设置在机器人中心的中心轴13固定连接，并可在中心轴13的带动下绕左驱动电机输出轴32旋转。

所述的右跨越板26的前端安装在右驱动电机输出轴16上，可以绕该轴旋转，而其末端则安装有右滑动轮轴27，右滑动轮轴27的末端连接有右滑动轮28，另外，右跨越板26通过右连接件29与设置在机器人中心的中心轴13固定连接，并可在中心轴13的带动下绕右驱动电机输出轴16旋转。

此外，上述的差速机构包括四个啮合锥齿轮，四个啮合锥齿轮前后左右对称分布在机器人中心的四周，其中左锥齿轮31和右锥齿轮17设置在左跨越板9和右跨越板26之间，且左锥齿轮31固定连接在左驱动电机输出轴32上，并可在做驱动电机1的驱动下转动；而右锥齿轮17则固定连接在右驱动电机输出轴16上，并可在右驱动电机18的驱动下转动，另外，左锥齿轮31和右锥齿轮17同心设置，而前锥齿轮14和后锥齿轮30则分别设置在上述中心轴13的前后两侧，可绕中心轴13转动，但是轴向固定。

图2为本发明所述的行走过程示意图；图3为本发明所述的越障过程第一个动作示意图；图4为本发明所述的越障过程第二个动作示意图；图5为本发明所述的越障过程第三个动作示意图一；图6为本发明所述的越障过程第三个动作示意图二；图7为本发明所述的越障过程第四个动作示意图。

如图2至图7所示：线路行走过程如下：

左轮驱动行走：如图2所示，左驱动电机1与右驱动电机18同速同向转动，带动左锥齿轮31与右锥齿轮17转动，通过前锥齿轮14和后锥齿轮30带动中心轴13转动，中心轴13带动左跨越板9和右跨越板26转动，在重力的作用下右驱动轮25与左滑动轮11脱离输电线，然后，左驱动电机1与右驱动电机18同速异向转动，通过左同步带4带动左驱动轮8驱动机器人前进或者后退。

右轮驱动行走与左轮驱动行走方式相同，总体上讲，即：2个驱动电机同速同向转动时带动机器人转换驱动轮，而在2个驱动电机同速异向转动时带动其中一个驱动轮驱动向前或者向后运动机器人运动。

跨越障碍过程：

当线路上有障碍时，机器人可以越过障碍继续前进。如图3所示，当机器人的前端霍尔传感器检测到前方有障碍时，左驱动电机1与右驱动电机18同速同向转动，带动左锥齿轮31与右锥齿轮17转动，进而带动前锥齿轮14和后锥齿轮30运动，前锥齿轮14和后锥齿轮30带动着中间轴13转动，而中间轴13则带动左跨越板9和右跨越板26转动，在重力的作用下左驱动轮8与右滑动轮28脱线，此时，左驱动电机1与右驱动电机18同速异向转动，通过右同步带21带动右驱动轮25驱动机器人继续前进行进。

如图4所示：当左滑动轮11遇到障碍后，机器人转换为由左驱动轮8驱动前进，而如图5和图6所示：当右滑动轮28遇到障碍后，机器人转换为由右驱动轮25驱动前进，另如图7所示：当右驱动轮25遇到障碍后，机器人转换为由左驱动轮8驱动前进，通过本发明，进行如上所述的快速转换，可使得机器人快速轻易地越过障碍，并且不耽误行进。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于输电线路检测的线路移动机构，包括：

用于实现机器人在输电线路上进行轮式移动的驱动装置；

配合上述驱动装置实现障碍跨越的跨越装置；

及为上述驱动装置和跨越装置提供动力的差速机构；

其特征在于；所述的驱动装置包括结构相同、且对称于机器人的中心的左、右两块“L”型驱动板(6、23)，所述的驱动板(6、23)的前端固定连接在机器人底板(33)上，其前端一侧还设置有驱动电机(1、18)，驱动电机(1、18)通过驱动电机连接板(2、19)与驱动板(6、23)连接固定，而驱动电机输出轴(32、16)上还设置有主动同步带轮(3、20)，另外，在驱动板(6、23)的末端还安装有驱动轮(8、25)和驱动同步带轮(5、22)，分设在驱动板(6、23)两侧并通过驱动轮轴(7、24)连接，驱动同步带轮(5、22)通过同步带(4、21)与上述的主动同步带轮(3、20)连接；

而所述的跨越装置包括结构相同、且对称于机器人的中心的左、右两块跨越板(9、26)，所述的跨越板(9、26)的前端安装在各自驱动电机输出轴(32、16)上，而其末端则安装有滑动轮轴(10、27)，滑动轮轴(10、27)的末端连接有滑动轮(11、28)，另外，跨越板(9、26)通过连接件(12、29)与设置在机器人中心的中心轴(13)固定连接；

此外，所述的差速机构包括四个啮合锥齿轮，四个啮合锥齿轮前后左右对称分布在机器人中心的四周，其中左右两个锥齿轮(31、17)设置在左右两块跨越板(9、26)之间，并分别固定连接在各自的驱动电机输出轴(32、16)上，而前后两个锥齿轮(14、30)则分别设置在上述中心轴(13)的前后两侧，并轴向固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于输电线路检测的线路移动机构，其特征在于：所述的左右两个锥齿轮(31、17)同心设置。