CN103318285A

CN103318285A - 遥感电力高空架线机器人

Info

Publication number: CN103318285A
Application number: CN2012100752521A
Authority: CN
Inventors: 陈宝琪
Original assignee: AWE INSPRING SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: AWE INSPRING SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-25

Abstract

遥感电力高空架线机器人主要是针对国家电网建设，架设电缆等工程。提供更加安全，便捷，有效的作业。面对全国电网的大面积覆盖，电力工作者付出了大量的辛勤劳动，巡线工作及枯燥乏味而且危险性极高。本产品正是为了减轻我们电力工作者的劳动强度，而更快、更方便、更高效的完成巡线工作所涉及的一款新产品。本产品可以承载微型摄像机，通过遥控装置，电力巡线员可清晰的看到线路的情况，并且可以针对具体要害部位就行细致、具象的观察，从而大量的反复性的工作强度。本产品的载机吊绳攀爬机器人，以减速电机为动力，通过一个特别的机械结构——连杆机构来实现在绳索上的攀爬运动。机器人在绳索上攀爬，主要依靠双臂交替往前抓握住绳索。反复轨迹运动，属于仿生类机器人产品。

Description

遥感电力高空架线机器人

技术领域

本产品针对国家电网建设，架设电缆等工程。提供更加安全，便捷，有效的作业

背景技术

打破常规塔杆架线难度壁垒，针对复杂地貌作业环境研发生产。

采用仿生机器人构造架设，可携带电缆导线进行塔杆间架线工作，采用无线射频信号操作。

效率高，易操作，安全稳定性优秀。行业市场空白，前景大。

发明内容

架线载机构造介绍

基本原理

本产品的载机吊绳攀爬机器人，以减速电机为动力，通过一个特别的机械结构——连杆机构来实现在绳索上的攀爬运动。

运动方式

本产品机器人在绳索上攀爬，主要依靠双臂交替往前抓握住绳索。反复轨迹运动，属于仿生类机器人产品。

附图说明

图1是运动方式；

我们通过介绍“连杆机构”、“减速机构”等两种机械结构来说明本产品机器人的驱动原理。我们采用电机作为动力，为了实现绳索上的攀爬，需要把电机的旋转运动变为不断前后摆动的抓伸运动——这里我们借助一种称之为“连杆机构”的机械结构来实现

所谓“连杆机构”，就是将长度不等的几个杆通过铰链连接起来，并能灵活转动，其可以将旋转运动转换为各种其他形式的运动。这里所说“铰链”指什么呢，可以看看家里的房门，门板与门框之间是用合页连接的，门是可以围着门轴随意转动的，但是却无法脱离门轴，这里的合页就是一种铰链结构，即：连接在一起，但又能灵活转动。

图2是摆动曲柄滑块机构；

“连杆机构”有很多种，本产品中用到的是“摆动曲柄滑块机构”，即：一种能够将旋转运动转换为往复摆动运动的连杆机构，其主要结构是：摆杆一头固定在一个旋转轮盘的一侧，摆杆作成带有导向槽的结构并可以滑动。

图3是减速机构自平衡挂钩结构；

图为两种一样的摆动曲柄滑块机构连杆，前者采用了离心圆盘作为转动结构，而后者则采用了曲柄作为转动结构，两者本质是一样。为了加工方便，一般多用后面一种“曲柄”结构(可省掉一个圆盘)。而在本产品中我们采用的也是后面的设计。

为了使本产品机器人能够吊挂在绳索上，机器人与绳索接合的部分设计成了一个吊钩的形状。

为了机器人能够双臂交替向前抓握绳索，则“摆动曲柄滑块机构”的安装也比较巧妙，我们用了左右两套相同的连杆机构，且为同轴的方式安装(同一根转动的轴)，但两个连杆的铰链结合部分的位置正好相反，即分别位于转盘一条直径线上的两头，也就是曲柄的位置正好相反，使得左右两套连杆机构在同一时间上运动的状态刚好相反，比如：一个位于最左边的位置的时候另一个正好位于最右边的位置，一个位于最高的位置的时候另一个正好位于最低的位置。减速机构

我们采用电机作为动力，为了实现绳索上的攀爬，电机必须输出足够的动力，并且要求是输出左右两侧同轴的转动轴。

作为绳索上攀爬的机器人，不需要攀爬的速度过快，但是却需要有足够的力气。通过传动结构，我们都知道减速齿轮箱能够把电机“高转速、低扭矩”转换为“低转速、高扭矩”，即通过减速齿轮箱把电机的转速减下来，把输出的扭矩(动力)提高起来。

本产品我们采用的是带小型减速齿轮箱的电机，

1)该小型减速电机所带的齿轮减速箱，使得转速已经降得比较低，但是输出的扭矩(动力)也不是太高，尤其是要吊起机器人自身的重量并要向前攀爬时，动力还是有点不足。

2)该微型减速电机是单侧输出转动轴的，无法满足本产品机器人要左右两侧同轴驱动连杆的要求。

为此，我们决定为该微型减速电机再增加一级减速齿轮，即：

1)通过进一步降低转速来提高扭矩(动力)；

2)这增加的一级齿轮我们采用一种称之为“蜗杆”的结构与齿轮配合组成新的减速机构，同时把单侧输出转动轴变为双侧输出转动轴。

自平衡挂钩结构

载重机器人下挂自平衡稳定系统，主要由向心关节轴承，刻度配平管等，可兼容不同重量线缆，进行配重进行吊线工作

动力系统

动力系统采用带变速箱机构的低转速高扭力蜗轮蜗杆电机组，配合电子调速器，进行整体运动的动力提供

主控系统

采用2.4G无线射频信号八通道比例遥控系统，无干扰，稳定可靠，遥控半径有效距离在500米。

Claims

1.采用仿生双臂攀爬形式运动结构。

2.运动连杆机构为摆动曲柄滑块机构。

3.减速机构为顶杆式带减速器结构，蜗杆与齿轮配合作业方式。

4.自平衡挂钩结构。

载重机器人下挂自稳定系统，主要由向心关节轴承，刻度配平管等，可兼容不同重量线缆，进行配重进行吊线工作。