CN101800403A - 一种超高压输电线路巡检机器人 - Google Patents

一种超高压输电线路巡检机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,包括机器人本体(3)、行走夹持机构和充电装置,其中,机器人本体(3)为一框架式箱体结构,包括控制装置、检测装置和无线图像传输装置;行走夹持机构包括行走机构(1)和夹持机构(6),行走夹持机构为两组,其通过具有中空管结构的手臂(5)与机器人本体(3)相连;而充电装置则位于机器人本体(3)的两侧,通过合页(15)与机器人本体(3)连接。本发明结构简单,易于实现,重量轻,安全,环保,可大大提高工作效率,适合特种机器人高空作业要求。

Description

一种超高压输电线路巡检机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人,尤其是涉及一种超高压输电线路巡检机器人,属机器人技术领域。
背景技术
电力传输必须靠高压输电线路,它的安全稳定运行直接影响到电力系统的可靠性,由于输电线路分布点多面广,很多都远离城镇,且所处地形复杂、自然环境恶劣,而电力线及杆塔附件等长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,最终导致严重事故,造成大面积停电,从而造成极大的经济损失和严重的社会影响,所以,必须对输电线路进行定期巡视检查,以便及时发现并消除隐患,确保供电安全。
目前国内超高压输电线路的巡检维护基本上采用人工目测的传统作业方法,由人在地面沿线逐塔巡视,有时候需要登上铁塔或者乘坐悬挂于线路上的滑车沿线巡检,这种作业方式劳动强度大、条件艰苦,特别是对于山区及江河区域的输电线路巡检则更为困难,且巡检周期长,成本和危险性较高,因此采用机器人自动巡检将成为今后的必然发展趋势。
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能够沿着输电线路平稳行驶、在无外力帮助下自行跨越防震锤,代替人工进行输电线路巡检的超高压输电线路巡检机器人。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,包括机器人本体、行走夹持机构和充电装置,其中,机器人本体为一框架式箱体结构,包括控制装置、检测装置和无线图像传输装置;行走夹持机构包括行走机构和夹持机构,行走夹持机构为两组,其通过具有中空管结构的手臂与机器人本体相连;而充电装置则位于机器人本体的两侧,通过合页与机器人本体连接。
上述的检测装置为摄像头,其设置在机器人本体的前端。
进一步,上述的行走机构包括设置在手臂上部的支座外侧的行走电机和位于支座内侧且连接于行走电机输出轴上的行走轮,且行走轮的材料为聚氨酯。
而上述的夹持机构包括设置在上述支座上的夹爪电机、连接于夹爪电机输出轴上的蜗杆、与蜗杆啮合且旋向相反的两个涡轮、以及与涡轮相连且可自转的手指。
进一步,上述的充电装置为两块太阳能板,太阳能板通过太阳能板开合机构与机器人本体连接,且太阳能板同时与机器人本体内的蓄电池线连接。
而太阳能板开合机构包括支撑太阳能板开合的摇杆、与摇杆连接的曲柄、两个齿轮的输出端与曲柄固连的齿轮箱、用于驱动齿轮箱的太阳能板开合电机,太阳能板开合电机以及齿轮箱设置在机器人本体内。
此外,上述的机器人本体的框架式箱体包覆有铝皮。
本发明的有益效果是:
1、本发明可以代替人工对输电线路巡检,大大节省了人力成本,节省了输电线路巡检时间,提高了工作效率,保障了输电系统安全可靠运行;
2、本发明采用轮爪复合机构,有利于机器人行走,尤其是在坡度较大的输电线上行走。当机器人行走至杆塔附近时,输电线坡度变陡,行走轮会因摩擦力不足打滑,通过夹持机构夹紧输电线,增大正压力,可增大机器人行走所需的摩擦力,从而解决打滑问题,另外夹爪机构还可以抱紧输电线,使机器人在线上工作过程中不至于从线上掉下来,且本发明的蜗轮蜗杆副的自锁功能可以更安全的保护机器人,即使行走轮在异常情况下脱线,手指也不会被外力拉开而致使机器人跌落,起到安全保护作用。
3、本发明中的手臂采用中空结构,导线在手臂中走线,既减轻了机器人的重量,又避免了机器人导线外漏情况;此外,本发明的机器人本体部分采用框架式结构,同样减轻了机器人重量,且便于机器人拆装维护。
4、本发明通过采用太阳能板作为充电装置,既起到了环保作用又避免了因充电而频繁的从高压线上装取机器人;
综上所述,本发明结构简单,易于实现,重量轻,适合特种机器人高空作业要求。
附图说明
图1为本发明一实施例的整体结构示意图;
图2为本发明所述的机器人本体框架式结构示意图;
图3为本发明所述的太阳能板开合驱动装置结构示意图;
图4为本发明所述的太阳能板张开充电时结构示意图;
图5为本发明所述的太阳能板闭合时结构示意图。
图中主要附图标记含义为:
1、行走机构 2、太阳能板    3、机器人本体   4、视频头
5、手臂     6、夹持机构    7、行走轮       8、蜗杆
9、蜗轮     10、夹爪电机   11、行走电机    12、手指
13、摇杆    14、曲柄       15、合页
16、太阳能板开合电机       17、齿轮箱
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整体结构示意图;图2为本发明所述的机器人本体框架式结构示意图。
如图1和图2所示:超高压输电线路巡检机器人,包括机器人本体3、行走夹持机构和充电装置,其中,机器人本体3为一框架式箱体结构,其外部包覆有铝皮,机器人本体3包括控制装置、检测装置和无线图像传输装置,所述的检测装置为摄像头4,其设置在机器人本体3的前端,对输电线表面进行实时拍摄,并将拍摄的图像通过无线图像传输装置发送给地面图像接收部分;行走夹持机构包括行走机构1和夹持机构6,行走夹持机构为两组,其通过具有中空管结构的手臂5与机器人本体3相连,上述的行走夹持机构的电源线以及信号线等于中空管内部行走,与机器人本体3的控制装置相连通;而充电装置则位于机器人本体3的两侧,通过合页15(见附图5)与机器人本体3连接。
上述的行走机构1包括设置在手臂5上部的支座外侧的行走电机11和位于支座内侧且连接于行走电机11输出轴上的行走轮7,行走轮7通过轮槽性在于架空输电线路上,且行走轮7的材料采用聚氨酯,而上述的夹持机构6则包括设置在上述支座上的夹爪电机10、连接于夹爪电机10输出轴上的蜗杆8、与蜗杆8啮合且旋向相反的两个涡轮9、以及与涡轮9相连且可自转的手指12。
此外,上述的充电装置为两块太阳能板2,太阳能板2通过太阳能板开合机构与机器人本体3连接,且太阳能板2同时与机器人本体3内的蓄电池线连接,而上述的太阳能板开合机构包括支撑太阳能板2开合的摇杆13、与摇杆13连接的曲柄14、两个齿轮的输出端与曲柄14固连的齿轮箱17、以及用于驱动齿轮箱17的太阳能板开合电机14,且太阳能板开合电机14以及齿轮箱17设置在机器人本体3内。
图3为本发明所述的太阳能板开合驱动装置结构示意图;图4为本发明所述的太阳能板张开充电时结构示意图;图5为本发明所述的太阳能板闭合时结构示意图。
如图3所示:太阳能板开合电机16驱动齿轮箱17内的两个齿轮转动,两个齿轮的另一输出端与曲柄14固连,曲柄14带动摇杆13转动,从而实现太阳能板2绕合页15的转动。
如图4所示:当本发明处于工作状态,行走于输电线路上进行巡检时,太阳能板2闭合。
至图5所示:当本发明处于待机状态时,在控制装置的控制下,太阳能板2张开,对机器人本体3内的蓄电池进行充电。
本发明的工作过程为:
行走电机11上电后,驱动行走轮7正向或者反向转动,实现机器人在架空输电线路上前进或者后退,而夹爪电机10驱动蜗杆8转动,蜗杆8驱动两个旋向相反的涡轮9转动,带动手指12以涡轮轴为中心转动,实现手指12抱紧或松开输电线的操作,在本发明的行走过程中,检测装置即摄像头4对输电线表面进行实时拍摄,并将拍摄的图像通过无线图像传输装置发送到地面图像接受部分,然后由地面根据图像情况作出指示,再通过机器人本体内的控制装置对本发明的行走机构1、夹持机构6以及检测装置等做出控制,控制装置同时可以对太阳能板2进行控制,在机器人在待机的时候对机器人本体3内的蓄电池进行充电。
本发明结构简单,易于实现,重量轻,安全,环保,可大大提高工作效率,适合特种机器人高空作业要求。
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 (8)

1.一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,包括机器人本体(3)、行走夹持机构和充电装置,其中,机器人本体(3)为一框架式箱体结构,包括控制装置、检测装置和无线图像传输装置;行走夹持机构包括行走机构(1)和夹持机构(6),行走夹持机构为两组,其通过具有中空管结构的手臂(5)与机器人本体(3)相连;而充电装置则位于机器人本体(3)的两侧,通过合页(15)与机器人本体(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的检测装置为摄像头(4),其设置在机器人本体(3)的前端。
3.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的行走机构(1)包括设置在手臂(5)上部的支座外侧的行走电机(11)和位于支座内侧且连接于行走电机(11)输出轴上的行走轮(7)。
4.根据权利要求3所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的行走轮(7)的材料为聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的夹持机构(6)包括设置在上述支座上的夹爪电机(10)、连接于夹爪电机(10)输出轴上的蜗杆(8)、与蜗杆(8)啮合且旋向相反的两个涡轮(9)、以及与涡轮(9)相连且可自转的手指(12)。
6.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的充电装置为两块太阳能板(2),太阳能板(2)通过太阳能板开合机构与机器人本体(3)连接,且太阳能板(2)同时与机器人本体(3)内的蓄电池线连接。
7.根据权利要求6所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的太阳能板开合机构包括支撑太阳能板(2)开合的摇杆(13)、与摇杆(13)连接的曲柄(14)、两个齿轮的输出端与曲柄(14)固连的齿轮箱(17)、用于驱动齿轮箱(17)的太阳能板开合电机(14),太阳能板开合电机(14)以及齿轮箱(17)设置在机器人本体(3)内。
8.根据权利要求1所述的一种超高压输电线路巡检机器人,其特征在于,所述的机器人本体(3)的框架式箱体包覆有铝皮。
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