CN105429050A - 一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，包括一压紧轮部件和一压紧轮传动部件，两个部件通过压紧轮支架连成一个整体。压紧轮部件可以绕压紧轮支架轴线转动，以适应不同倾角的输电线。压紧轮部件上共有两个霍尔传感器，一个与压紧轮上的磁钢配合使用，用来检测行走轮是否打滑并且可以测量机器人行驶距离；另一个与挡板上的磁钢配合使用，用来对输电线上的障碍物“碰检”。压紧轮传动部件中利用压紧机构弹簧增加压紧轮对输电线的压紧力，有效的防止了行走轮打滑。整个压紧轮装置用一个单独的电机驱动，采用丝杆螺母传动。因此，本发明装置结构简单可靠，效率高实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种压紧轮装置，尤其是一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置。
背景技术
架空高压输电线路巡线机器人是一种对架空高压输电线路进行巡检的移动机器人。巡检机器人通过行走轮与线路接触，行走轮转动时利用其与线路之间的摩擦力驱动机器人运动。然而，受不同线路，同一输电线路不同档段，不同的巡检环境，线路表面情况不同等的影响，巡线过程中常常发生行走轮打滑现象，这种现象极大降低巡检机器人巡检效率，浪费巡检机器人的能源，加速巡检机器人零部件的损耗。传统通过人工控制解决打滑问题，虽达到不打滑的目的，但压紧力过大导致机器人部件受损严重，能耗增加。另外一种通过机器人倾斜的角度作为条件进行压紧力控制的方法，但忽略了不同线路表面的具体情况，适应力不强。另外，当巡线机器人在巡线过程中遇障碍物（如防震锤）时，需要通过一包含传感器的结构反馈信息，以便机器人进行穿越障碍物前的粗定位。
发明内容
本发明提出了一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，解决了现有技术所存在的难以检测和防止行走轮打滑问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，包括：
一压紧轮部件：所述部件包括压紧轮轮座、压紧轮、压紧轮轴、滚动轴承、压紧轮轮座轴承盖、挡板、挡板接头、霍尔传感器、磁钢。
一压紧轮传动部件：所述部件包括压紧轮支架、压紧轮滑块、导轨滑座、压紧机构弹簧座、压紧机构弹簧座导向块、压紧弹簧拉杆、压紧机构螺母、压紧机构弹簧。
在上述的一压紧轮部件，所述压紧轮轮座通过滚动轴承支撑压紧轮轴和与压紧轮轴间隙配合的压紧轮，通过压紧轮轮座轴承盖与轮座螺钉连接进行轴向定位。
在上述的一压紧轮部件，压紧轮一侧平面上圆周均布4个磁钢，同时压紧轮轮座相应位置固定一霍尔传感器，压紧轮每转一圈，传感器传出4个信号，由此可以计算压紧轮转速和行走距离。
在上述的一压紧轮部件，所述挡板接头一端和挡板螺钉固接，另一端为圆柱形结构，嵌套在压紧轮轮座侧面孔内，与压紧轮轮座侧面形成铰接。因此挡板可绕挡板接头圆柱形结构轴线小角度转动。
在上述的一压紧轮部件，所述挡板通过两弹簧与压紧轮轮座侧面柔性连接，并且挡板上装有磁钢，对应压紧轮轮座上固定有霍尔传感器。当挡板遇障碍物，受压力与压紧轮轮座贴紧时，传感器传出信号，压力消失后，通过两弹簧对挡板进行复位。
在上述的一压紧轮传动部件，所述压紧轮支架一端与压紧轮滑块固接，一端套入压紧轮轮座孔内，并可使压紧轮轮座绕压紧轮支架轴线左右摆动，以适应不同倾斜角的输电线。
在上述的一压紧轮传动部件，所述压紧轮滑块通过导轨连接在机械臂上，并可通过机械臂中电机驱动间接带动其沿机械臂轴向移动。
在上述的一压紧轮传动部件，所述压紧机构螺母内孔与机械臂内丝杆螺纹连接，机械臂内电机带动丝杆转动，嵌套在丝杆上的压紧机构螺母沿丝杆轴向移动，压紧弹簧拉杆一端连接压紧轮滑台，另一端通过压紧螺母导向块与压紧机构螺母连接，故压紧机构螺母轴向移动带动压紧轮滑台进而带动整个压紧轮部件沿机械臂轴向移动。
在上述的一压紧轮传动部件，压紧机构弹簧座通过弹簧座导向块与压紧轮滑块固接。压紧机构弹簧套在机械臂中的丝杆上，一端与压紧机构螺母连接，一端通过压紧压紧机构弹簧座进行定位。
因此，本发明具有如下优点：1.压紧轮每转动一圈，传感器可发出四个信号，即可计算出压紧轮的转速，并与行走轮转速比较进而判断行走轮是否打滑；由于行走轮会打滑，通过行走轮转速计算出的机器人行走距离不可靠，而通过压紧轮转速计算出的机器人在一定时间内行走距离更加可靠；2.压紧轮支架可在压紧轮轮座孔内绕孔轴向小角度转动，使压紧轮部件具有自适应性，即当输电线有一定角度的坡度时，由于压紧轮部件的自适应性，两个压紧轮可保证时刻贴紧输电线；3.压紧轮贴紧输电线后，压紧轮机构螺母继续向上移动，压紧机构弹簧压缩，使输电线受到弹力，有效的保证压紧过程中压紧轮能够平稳施力和稳定受力，防止行走轮打滑；4.当挡板碰撞到线路上的障碍物时，挡板受障碍物施加的压力作用与压紧轮轮座贴紧，传感器传出“碰检”信号，可对机器人进行越障前初定位。挡板离开障碍物后，弹簧可复位挡板；5.整个压紧装置配合行走轮机构可以保证机器人在输电线上行驶更加安全平稳；6.整个装置结构简单、可靠、适应性强。
附图说明
图1是本发明所述压紧轮装置立体结构图。
图2是本发明中的压紧轮部件剖面图。
图3是本发明中所述压紧轮传动部件立体结构图。
图4是本发明中所述压紧轮装置安装于机械臂上的结构图。
图5是本发明中适应有坡度输电线的压紧轮装置立体图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，压紧轮1、压紧轮轮座轴承盖2、压紧轮轮座3、磁钢4、挡板接头5、挡板6、弹簧7、霍尔传感器8、压紧轮螺母导向块9、压紧弹簧拉杆10、压紧机构弹簧座11、压紧轮轴12、滚动轴承13、压紧机构弹簧座导向块14、压紧轮滑块15、导轨滑座16、压紧轮支架17、压紧机构弹簧18、压紧机构螺母19、行走轮20、机械臂21、丝杆22、传感器23、磁钢24。
实施例：
一、首先介绍一下本发明的机械装置：本发明涉及一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，包括一压紧轮部件以及一个压紧轮传动部件；两部件通过压紧轮支架17连成一个整体。压紧轮部件包括压紧轮轮座3、压紧轮1、压紧轮轴12、滚动轴承13、压紧轮轮座轴承盖2、挡板6、挡板接头5以及霍尔传感器8、磁钢4。压紧轮轮座3通过滚动轴承支撑压紧轮轴12和嵌套其上的压紧轮1，压紧轮轴12两端通过压紧轮轮座轴承盖2进行轴向定位。压紧轮1可绕自身轴心转动，并且压紧轮1上圆周均布4个磁钢4，对应在压紧轮轮座3相应位置装有霍尔传感器8。挡板6一端通过挡板接头5铰接在压紧轮轮座3上，另一端通过弹簧7与压紧轮轮座3柔性连接。并且挡板6上装有磁钢24，对应压紧轮轮座3上固定有霍尔传感器23，当挡板6受压力与压紧轮轮座3贴紧时，传感器23传出信号，压力消失后，通过两弹簧7对挡板6进行复位。压紧轮传动部件包括压紧轮支架17、压紧轮滑块15、导轨滑座16、压紧机构弹簧座11、压紧机构弹簧座导向块14、压紧弹簧拉杆10、压紧机构螺母19、压紧机构弹簧18。压紧机构螺母19通过压紧弹簧拉杆10与压紧轮滑块15连接，压紧机构螺母19与机械臂21上的丝杆22螺纹配合，丝杆22转动带动螺母19移动。压紧机构弹簧18套在机械臂21中的丝杆22上，一端贴紧压紧机构螺母19，一端压紧压紧机构弹簧座11进行定位。
二、下面介绍一下本发明的工作流程。当机器人在架空高压输电线路上滚动行走时，机械臂21内电机带动丝杆22转动，与丝杆22螺纹连接的压紧机构螺母19沿丝杆22轴向移动，带动压紧轮部件沿机械臂21上移。当压紧轮1压紧到输电线25后，丝杆22继续转动，压紧螺母19连同压紧螺母导向块9克服与压紧弹簧拉杆10之间的阻力，与压紧弹簧拉杆10形成移动副，沿压紧弹簧拉杆10向上移动一段距离，同时，压紧机构弹簧18一端受到压紧螺母19的压力，弹簧收缩，因此，与压紧机构弹簧18另一端连接的压紧机构弹簧座11受到压紧机构弹簧18向上的弹力，与压紧弹簧座11通过压紧弹簧座导向块14固连的压紧轮滑块15向上移动，即整个压紧轮部件向上移动，有效的保证压紧过程中压紧轮能够平稳施力与稳定受力。当机器人在与水平面有一定角度的输电线25上滚动行走时，压紧轮部件中一个压紧轮1首先贴紧输电线25，输电线25给压紧轮1反作用力，使得压紧轮部件绕压紧轮支架17转动直到另外一个压紧轮1贴紧输电线25。当挡板6碰撞到线路上的障碍物时，挡板6受障碍物施加的压力作用与压紧轮轮座3贴紧，传感器23传出“碰检”信号，可对机器人进行越障前初定位，挡板6离开障碍物后，弹簧7可复位挡板6，传感器23的“碰检”信号消失。
尽管本文较多地使用了压紧轮1、压紧轮轮座轴承盖2、压紧轮轮座3、磁钢4、挡板接头5、挡板6、弹簧7、霍尔传感器8、压紧轮螺母导向块9、压紧弹簧拉杆10、压紧机构弹簧座11、压紧轮轴12、滚动轴承13、压紧机构弹簧座导向块14、压紧轮滑块15、导轨滑座16、压紧轮支架17、压紧机构弹簧18、压紧机构螺母19、行走轮20、机械臂21、丝杆22、传感器23、磁钢24、输电线25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。
Claims (9)
1.一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，包括：一压紧轮部件和一压紧轮传动部件。
2.根据权利要求1所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述压紧轮部件包括压紧轮轮座(3)、压紧轮(1)、压紧轮轴(12)、滚动轴承(13)、压紧轮轮座轴承盖(2)、挡板(6)、挡板接头(5)、霍尔传感器(8)、磁钢(4)。
3.根据权利要求2所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述压紧轮轮座(3)通过滚动轴承(13)支撑压紧轮轴(12)和与压紧轮轴(12)间隙配合的压紧轮(1)，通过压紧轮轮座轴承盖(2)与轮座(3)螺钉连接进行轴向定位。
4.根据权利要求2所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，压紧轮(1)一侧平面上圆周均布4个磁钢(4)，同时压紧轮轮座(3)相应位置固定一霍尔传感器(8)，压紧轮(1)每转动一圈，传感器(8)发出四次信号。
5.根据权利要求2所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述挡板接头(5)一端和挡板(6)螺钉固接，另一端为圆柱形结构，嵌套在压紧轮轮座(3)侧面孔内，与压紧轮轮座(3)侧面形成铰接，因此挡板(6)可绕挡板接头(5)圆柱形结构轴线小角度转动。
6.根据权利要求2所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述挡板(6)通过两弹簧与压紧轮轮座(3)侧面柔性连接，并且挡板(6)上装有磁钢(24)，对应压紧轮轮座(3)上固定有传感器(23)，当挡板(6)受压力与压紧轮轮座(3)贴紧时，传感器(23)传出信号，压力消失后，通过两弹簧(7)对挡板(6)进行复位。
7.根据权利要求1所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述压紧轮支架(17)一端与压紧轮滑块(15)固接，一端套入压紧轮轮座(3)孔内，并可使压紧轮轮座(3)绕压紧轮支架(17)轴线左右摆动。
8.根据权利要求1所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，所述压紧机构螺母(19)内孔与机械臂(21)内丝杆(22)螺纹连接，机械臂(21)内电机带动丝杆(22)转动，嵌套在丝杆(22)上的压紧机构螺母(19)沿丝杆(22)轴向移动，压紧弹簧拉杆(10)一端连接压紧轮滑块(15)，另一端通过压紧螺母导向块(14)与压紧机构螺母(19)连接，故压紧机构螺母(19)轴向移动带动压紧轮滑块(15)进而带动整个压紧轮机构沿机械臂(21)轴向移动。
9.根据权利要求1所述的一种用于架空高压输电线路巡线机器人的压紧轮装置，其特征在于，压紧机构弹簧座(11)通过弹簧座导向块(9)与压紧轮滑块(15)固接；压紧机构弹簧(18)套在机械臂(21)中的丝杆(22)上，一端与压紧机构螺母(19)连接，一端通过压紧压紧机构弹簧座(11)进行定位。
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Denomination of invention: Press wheel device for inspection robot of overhead high-voltage power transmission line Effective date of registration: 20200330 Granted publication date: 20180710 Pledgee: Shunde Guangdong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Daliang branch Pledgor: GUANGDONG KEYSTAR INTELLIGENCE ROBOT Co.,Ltd. Registration number: Y2020980001185 |
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Denomination of invention: A clamping wheel device for overhead high-voltage transmission line inspection robot Granted publication date: 20180710 Pledgee: Shunde Guangdong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Daliang branch Pledgor: GUANGDONG KEYSTAR INTELLIGENCE ROBOT Co.,Ltd. Registration number: Y2024980036711 |