CN103457223B - 一种电缆双轴向压力除冰机器人 - Google Patents

Abstract

一种电缆双轴向压力除冰机器人，其主要包括三个结构相同的行走机构、两个结构相同的冰刀机构、两个导向杆，五个机构的机架依次排列并且通过导向杆和电动双旋向螺杆连接，通过连接五个架体的电动双旋向螺杆的转动，调整冰刀机构的工作位置，通过调整行走机构和冰刀机构上的电动双旋向螺杆的转动，调整行走机构左右臂和冰刀机构左右臂的开合。本发明的有益效果为：螺旋驱动结构简单、轻质，用较小电动机就可对电缆冰柱施加很大双轴向压力；在电缆中段实施双向压碎整个电缆冰柱，除冰效率高，能耗低；行走时不除冰，阻力小，能快速行走和跨越电锤等障碍；始终保持两或三个行走机构的驱动轮与从动轮相互靠近，避免机器人坠落。

Description

一种电缆双轴向压力除冰机器人

技术领域本发明涉及一种机器人，尤其是涉及一种电缆除冰机器人。

背景技术高压电缆除冰机器人是基于一般机器人技术发展起来的一类特种机器人。在雨雪混合天气，高压电缆容易结冰，若不及时除冰，会因雪冰负载过重导致输电线断裂和铁塔倒塌，给人类带来巨大灾难和经济损失。由于电缆除冰机器人可以及时为电缆除冰，因此多年来世界各国对电缆除冰机器人的研究十分重视，多种技术融合，结构简单，轻质，控制容易，高效除冰、快速行走和跨越电锤等障碍一直是电缆除冰机器人研究的发展方向。至今人们已研制出多种电缆除冰技术和相应的机器。2008年中国南方遭遇严重冰雪袭击，导致许多电缆严重结冰和塔架坍塌，激发一些中国专家提出以下发明技术，中国发明专利(专利号CN200810124321.7)公开一种线缆除冰机器人除冰机器人，由机架、除冰盾、电源、夹持机构和行走机构构成，所述除冰盾的结构包括振动驱动装置和在前进方向的前端设有向盾牌，盾牌固定前伸出的若干根尖锥，振动驱动装置是机架上安装振动偏心电机，安装的振动偏心电机带动除冰盾前后运动；夹持机构包括起码两对夹持导轮和夹持的开启闭合装置构成，开启闭合装置是合页结构，每对导轮分别安装在一侧合页上，围绕着合页轴开启闭合，采用夹持导轮，行走机构采用行走电机和线缆驱动轮构成，电源采用蓄电池。上述发明虽然具有电缆除冰的功能，但如何使电缆除冰机器人同时具有结构简单，轻便携带，容易控制，高效除冰、快速行走和自动跨越电锤等障碍优点，尚未解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有结构简单，电缆除冰效率高，能耗低，易控制，携带轻便，能快速行走和跨越电锤等障碍，可以进行电力架空输电线的带电除冰作业的电缆双轴向压力除冰机器人。

一种电缆双轴向压力除冰机器人，其包括三个结构相同的行走机构、两个结构相同的冰刀机构、两个连接三个行走机构的导向杆，其中行走机构包括行走机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、行走机构左臂、行走机构右臂、驱动半轮和从动半轮，其中行走机构机架为U型架体，行走机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆固定在架体上且光杆两端垂直于架体两边表面，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，且两者相互平行，所述电动双旋向螺杆一端与电动机转轴同轴相连，螺杆中间段两侧设有螺旋方向相反的一组螺纹的螺杆，电动双旋向螺杆的自由端插在机架上，所述电动双旋向螺杆另一端与电动机连接，电动机固定在机架上；行走机构左臂和行走机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；驱动半轮置于左臂上方，所述驱动半轮包括转轴、半边导轮和电动机，其中转轴一端与电动机转轴同轴连接，转轴另外一端连接半边导轮，所述半边导轮部分置于左臂和右臂之间，驱动半轮的电机部分通过基座固定在左臂上，所述驱动半轮的半边导轮的转动面与光杆垂直；从动半轮置于右臂上方与驱动半轮的半边导轮相对应的位置，从动半轮通过转轴固定在右臂上。

所述冰刀机构包括冰刀机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、冰刀机构左臂、左冰刀、冰刀机构右臂和右冰刀，其中冰刀机构机架为U型架体，冰刀机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的带有螺纹的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆两端垂直固定在架体内部两边上，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，电动双旋向螺杆的两端分别垂直于机架内侧两边的表面，电动双旋向螺杆的自由端插在冰刀机构机架上，所述电动双旋向螺杆另一端所连接的电动机固定在机架上；冰刀机构左臂和冰刀机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；左臂和右臂上方相对应的位置分别设有刀口为半圆形的左冰刀和右冰刀。

所述三个行走机构和两个冰刀机构依次排列，每两个行走机构之间分别设有一个冰刀机构，电动双旋向螺杆一端固定在最外侧的行走机构机架上，另外一端通过五个机架下方的中心通孔贯穿五个机架，电动双旋向螺杆分别与两个冰刀机构机架通过螺纹左螺旋联接和右螺旋联接；两个导向杆分别穿过五个机架相对应的两侧边的通孔，所述两个导向杆与五个机架为滑动联接，三个行走机构机架套接两个导向杆的两个通孔周围的部分分别设有一个通孔，两个销钉分别置于两个通孔内，通过调整销钉的松紧从而调整行走机构机架在导向杆和双旋向螺杆上的位置；所述冰刀机构上的两个冰刀组成的圆的最上方的切面与行走机构驱动半轮和从动半轮工作时最下方的滚动面在同一平面上。

使用时，通过调整三个行走机构下方的销钉从而调整五个机架相对的位置，通过连接五个架体的电动双旋向螺杆的转动，调整冰刀机构的工作位置，通过调整行走机构和冰刀机构上的电动双旋向螺杆的转动，调整行走机构左右臂和冰刀机构左右臂的开合，实现除冰机构在工作时完成跨越障碍的动作。

与已有技术相比，本发明的有益效果为：1.螺旋驱动结构简单、轻质，用较小电动机就可对电缆冰柱施加很大双轴向压力；2.在电缆中段实施双向压碎整个电缆冰柱，除冰效率高，能耗低；3.行走时不除冰，阻力小，能快速行走和跨越电锤等障碍；4始终保持两或三个行走机构的驱动轮与从动轮相互靠近，避免机器人坠落。

附图说明

图1为本发明的主视示意简图。

图2为本发明的冰刀俯视示意简图。

图3为本发明的行走机构示意简图。

图4为本发明的冰刀机构示意简图。

1-电动机，2-双旋向螺杆，3-1、3-2-导向杆、4-电缆，5A、5C、5E-行走机构机架，5B、5D-冰刀机构机架，6A、6B-光杆，7A、7B-电动双旋向螺杆，8A-行走机构左臂，8B-冰刀机构左臂，9A-驱动半轮，9B-左冰刀，10A-从动半轮，10B-右冰刀，11A-行走机构右臂，11B-冰刀机构右臂，12A-销钉。

具体实施方式在图1所示的本发明的主视示意简图和图3所示的本发明的行走机构示意简图中，一种电缆双轴向压力除冰机器人，其主要包括三个结构相同的行走机构、两个结构相同的冰刀机构、两个连接三个行走机构的导向杆，其中行走机构主要包括行走机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、行走机构左臂、行走机构右臂、驱动半轮和从动半轮，其中行走机构机架为U型架体，行走机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆固定在架体上且光杆两端垂直于架体两边表面，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，且两者相互平行，所述电动双旋向螺杆一端与电动机转轴同轴相连，螺杆中间段两侧设有螺旋方向相反的一组螺纹的螺杆，电动双旋向螺杆的自由端插在机架上，所述电动双旋向螺杆另一端与电动机连接，电动机固定在机架上；行走机构左臂和行走机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；驱动半轮置于左臂上方，所述驱动半轮主要包括转轴、半边导轮和电动机，其中转轴一端与电动机转轴同轴连接，转轴另外一端连接半边导轮，所述半边导轮部分置于左臂和右臂之间，驱动半轮的电机部分通过基座固定在左臂上，所述驱动半轮的半边导轮的转动面与光杆垂直；从动半轮置于右臂上方与驱动半轮的半边导轮相对应的位置，从动半轮通过转轴固定在右臂上。

在图2所示的本发明的冰刀俯视示意简图和图4所示的本发明的冰刀机构示意简图中，所述冰刀机构主要包括冰刀机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、冰刀机构左臂、左冰刀、冰刀机构右臂和右冰刀，其中冰刀机构机架为U型架体，冰刀机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的带有螺纹的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆两端垂直固定在架体内部两边上，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，电动双旋向螺杆的两端分别垂直于机架内侧两边的表面，电动双旋向螺杆的自由端插在冰刀机构机架上，所述电动双旋向螺杆另一端所连接的电动机固定在机架上；冰刀机构左臂和冰刀机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；左臂和右臂上方相对应的位置分别设有刀口为半圆形的左冰刀和右冰刀。

在图1所示的本发明的主视示意简图中，所述三个行走机构和两个冰刀机构依次排列，每两个行走机构之间分别设有一个冰刀机构，电动双旋向螺杆一端固定在最外侧的行走机构机架上，另外一端通过五个机架下方的中心通孔贯穿五个机架，电动双旋向螺杆分别与两个冰刀机构机架通过螺纹左螺旋联接和右螺旋联接；两个导向杆分别穿过五个机架相对应的两侧边的通孔，所述两个导向杆与五个机架为滑动联接，三个行走机构机架套接两个导向杆的两个通孔周围的部分分别设有一个通孔，两个销钉分别置于两个通孔内，通过调整销钉的松紧从而调整行走机构机架在导向杆和双旋向螺杆上的位置；所述冰刀机构上的左冰刀和右冰刀组成的圆的最上方的切面与行走机构驱动半轮和从动半轮工作时最下方的滚动面在同一平面上。

Claims (1)

1.一种电缆双轴向压力除冰机器人，其包括三个结构相同的行走机构、两个结构相同的冰刀机构、两个连接三个行走机构的导向杆，其中行走机构包括行走机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、行走机构左臂、行走机构右臂、驱动半轮和从动半轮，其中行走机构机架为U型架体，行走机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆固定在架体上且光杆两端垂直于架体两边表面，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，且两者相互平行，所述电动双旋向螺杆一端与电动机转轴同轴相连，螺杆中间段两侧设有螺旋方向相反的一组螺纹的螺杆，电动双旋向螺杆的自由端插在机架上，所述电动双旋向螺杆另一端与电动机连接，电动机固定在机架上；行走机构左臂和行走机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；驱动半轮置于左臂上方，所述驱动半轮包括转轴、半边导轮和电动机，其中转轴一端与电动机转轴同轴连接，转轴另外一端连接半边导轮，所述半边导轮部分置于左臂和右臂之间，驱动半轮的电机部分通过基座固定在左臂上，所述驱动半轮的半边导轮的转动面与光杆垂直；从动半轮置于右臂上方与驱动半轮的半边导轮相对应的位置，从动半轮通过转轴固定在右臂上；所述冰刀机构包括冰刀机构机架、光杆、电动双旋向螺杆、冰刀机构左臂、左冰刀、冰刀机构右臂和右冰刀，其中冰刀机构机架为U型架体，冰刀机构机架的下方中心位置设有一个水平方向的带有螺纹的通孔，架体的两边对称的位置分别设有一个水平方向的通孔，机架内部设有一个光杆，所述光杆两端垂直固定在架体内部两边上，光杆的正上方设有一个电动双旋向螺杆，电动双旋向螺杆的两端分别垂直于机架内侧两边的表面，电动双旋向螺杆的自由端插在冰刀机构机架上，电动双旋向螺杆另一端所连接的电动机固定在机架上；冰刀机构左臂和冰刀机构右臂竖直方向相互对应的位置分别设有两个相互平行的通孔，一个螺纹通孔和一个光滑通孔，螺纹孔在光滑通孔的上方，左臂和右臂的螺纹通孔分别与电动双旋向螺杆左螺旋螺纹和右螺旋螺纹联接，左臂和右臂的光滑通孔与光杆滑动联接；左臂和右臂上方相对应的位置分别设有刀口为半圆形的左冰刀和右冰刀；所述三个行走机构和两个冰刀机构依次排列，每两个行走机构之间分别设有一个冰刀机构，电动双旋向螺杆一端固定在最外侧的行走机构机架上，另外一端通过五个机架下方的中心通孔贯穿五个机架，电动双旋向螺杆分别与两个冰刀机构机架通过螺纹左螺旋联接和右螺旋联接；两个导向杆分别穿过五个机架相对应的两侧边的通孔，所述两个导向杆与五个机架为滑动联接，三个行走机构机架套接两个导向杆的两个通孔周围的部分分别设有一个通孔，两个销钉分别置于两个通孔内，通过调整销钉的松紧从而调整行走机构机架在导向杆和双旋向螺杆上的位置；所述冰刀机构上的左冰刀和右冰刀组成的圆的最上方的切面与行走机构驱动半轮和从动半轮工作时最下方的滚动面在同一平面上。