CN105666458A - 一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构 - Google Patents

一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构，包括导轮机构、行走轮机构和传动机构，除冰机构安装在机架前端，将高压线覆冰首先进行清除；本发明避障过程中稳定、连贯。每次都是一个导轮或者一对行走轮单独避障，由后面导轮和行走轮提供动力和支撑力，在避障完成后，导轮和行走轮分别通过扭力弹簧和拉力弹簧复位，为后面导轮和行走轮提供支撑和驱动作用，直到所有机构完成避障动作。本发明四个导轮承受整机重量的同时可以进行避障，两对行走轮提供行走动力的同时可以进行避障，解决了现有机器人避障缓慢，控制复杂等不足，使除冰机器人能够实现连贯、可靠、稳定的除冰和避障工作。

Description

一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构
技术领域
本发明涉及的是冬季高压线除冰装置，特别是一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构。
背景技术
随着我国经济的发展，长距离高压线输电设备在国内大面积建设，而进入冬季后高压线路结冰状况也非常严重，如果不及时清除，冻冰的重量将会导致输电线拉断和高压线塔的大面积倒塌。目前高压线除冰方式之一就是依靠机械方式除冰，包括锤击式、铣削式和振动式。而为了保证除冰机器人能够连续工作，减小人员上下高压线塔的频率，机器人必须具备避障功能。目前国内外已经研制成功了具有避障功能的除冰机器人，但这些无一例外的都是通过感应器探测前方障碍物，然后通过控制系统，使除冰机器人的避障机构动作，从而完成避障。这种避障方式动作缓慢，并且具有一套复杂的控制系统，成本高，在避障过程中不能进行除冰工作。
为了解决上述除冰机器人避障过程中的不足，有必要提供一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构，其四个导轮承受整机重量的同时可以进行避障，两对行走轮提供行走动力的同时可以进行避障，解决了现有机器人避障缓慢，控制复杂等不足，使除冰机器人能够实现连贯、可靠、稳定的除冰和避障工作。
本发明包括导轮机构、行走轮机构和传动机构，除冰机构安装在机架前端，将高压线覆冰首先进行清除；
所述的导轮机构包括导轮，导轮空套在导轮支撑架的横梁上，可绕横梁自由转动；扭力弹簧安装在导轮支撑架的竖梁上，扭力弹簧的两端分别与机架和导轮支撑架的竖梁相连；导轮机构在行走轮提供的动力下前进，遇到前方障碍物后，搬动前面的导轮绕导轮支撑架的竖梁转动进行避障，避障过程完成之后，导轮在扭力弹簧的扭矩作用下复位，然后依次后面的导轮完成避障动作。
所述行走轮机构包括行走轮，行走轮固定在行走轮轴上，行走轮由摩擦系数较大的橡胶材料制成，可根据不同规格的高压线换装不同规格的行走轮；行走轮轴枢接在行走轮支撑架上，行走轮轴下端与涡轮蜗杆传动机构连接，相对的两个行走轮支撑架中间安装拉力弹簧，拉力弹簧使一对行走轮相互压紧高压线以产生摩擦力。行走轮遇到前方障碍物时，在后面的两个行走轮的驱动力下，使前面的两个行走轮向两边分开，越过障碍物后在拉力弹簧的作用下进行复位，前面的两个行走轮压紧高压线，为后面的两个行走轮避障提供动力。
所述的传动机构包括蓄电池和双向电机，蓄电池为双向电机提供动力，带动两端的分动箱，分动箱两个输出轴通过皮带及皮带轮机构分别与两个皮带轮中间传动轴相连，通过第二级皮带及皮带轮机构带动涡轮蜗杆机构，从而实现行走轮的转动。皮带轮中间传动轴的轴线与行走轮支撑架底部的转动中心同轴，保证行走轮向两边分开避障的过程中，依然能够通过第二级皮带及皮带轮机构将动力传递给涡轮蜗杆机构，从而保证了避障过程中足够的驱动力。
整机避障过程中稳定、连贯。每次都是一个导轮或者一对行走轮单独避障，由后面导轮和行走轮提供动力和支撑力，在避障完成后，导轮和行走轮分别通过扭力弹簧和拉力弹簧复位，为后面导轮和行走轮提供支撑和驱动作用，直到所有机构完成避障动作。
本发明的有益效果：
本发明四个导轮承受整机重量的同时可以进行避障，两对行走轮提供行走动力的同时可以进行避障，解决了现有机器人避障缓慢，控制复杂等不足，使除冰机器人能够实现连贯、可靠、稳定的除冰和避障工作。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的导轮机构立体示意。
图5为本发明的行走轮机构及传动机构立体示意图
图6为本发明的行走轮机构和传动机构主视图。
图7为本发明的行走轮机构和传动机构俯视图。
图中：1-高压线覆冰；2-障碍物；3-导轮；4-行走轮支撑架；5-导轮支撑架；6-高压线；7-蓄电池；8-第二级皮带及皮带轮机构；9-皮带及皮带轮机构；10-双向电机；11-分动箱；12-机架；13-除冰机构；14-行走轮；15-扭力弹簧；16-行走轮轴；17-拉力弹簧。18-涡轮蜗杆机构；19-皮带轮中间传动轴；
具体实施方式
参照图1、图2和图3所示，本发明包括导轮机构、行走轮机构和传动机构，除冰机构13安装在机架12前端，将高压线覆冰1首先进行清除；
参照图1、图2、图3和图4所示，导轮机构包括导轮3，导轮3空套在导轮支撑架5的横梁51上，可绕横梁51自由转动；扭力弹簧15安装在导轮支撑架5的竖梁52上，扭力弹簧15的两端分别与机架12和导轮支撑架5的竖梁52相连；导轮机构在行走轮14提供的动力下前进，遇到前方障碍物2后，搬动前面的导轮3绕导轮支撑架5的竖梁52转动进行避障，避障过程完成之后，导轮3在扭力弹簧15的扭矩作用下复位，然后依次后面的导轮3完成避障动作。
参照图1至图7所示，行走轮机构包括行走轮14，行走轮14固定在行走轮轴16上，行走轮14由摩擦系数较大的橡胶材料制成，可根据不同规格的高压线换装不同规格的行走轮；行走轮轴16枢接在行走轮支撑架4上，行走轮轴16下端与涡轮蜗杆传动机构18连接，相对的两个行走轮支撑架4中间安装拉力弹簧17，拉力弹簧17使一对行走轮14相互压紧高压线6以产生摩擦力。行走轮14遇到前方障碍物2时，在后面的两个行走轮14的驱动力下，使前面的两个行走轮14向两边分开，越过障碍物2后在拉力弹簧17的作用下进行复位，前面的两个行走轮14压紧高压线6，为后面的两个行走轮14避障提供动力。
参照图5、图6和图7所示，所述的传动机构包括蓄电池7和双向电机10，蓄电池7为双向电机10提供动力，带动两端的分动箱11，分动箱11两个输出轴通过皮带及皮带轮机构9分别与两个皮带轮中间传动轴19相连，通过第二级皮带及皮带轮机构8带动涡轮蜗杆机构18，从而实现行走轮14的转动。皮带轮中间传动轴19的轴线与行走轮支撑架4底部的转动中心同轴，保证行走轮14向两边分开避障的过程中，依然能够通过第二级皮带及皮带轮机构8将动力传递给涡轮蜗杆机构18，从而保证了避障过程中足够的驱动力。
整机避障过程中稳定、连贯。每次都是一个导轮3或者一对行走轮14单独避障，由后面导轮3和行走轮14提供动力和支撑力，在避障完成后，导轮3和行走轮14分别通过扭力弹簧15和拉力弹簧17复位，为后面导轮3和行走轮14提供支撑和驱动作用，直到所有机构完成避障动作。

Claims (1)

1.一种用于高压线除冰机器人的行走及避障机构，其特征在于：包括导轮机构、行走轮机构和传动机构，除冰机构(13)安装在机架(12)前端，将高压线覆冰(1)首先进行清除；
所述的导轮机构包括导轮(3)，导轮(3)空套在导轮支撑架(5)的横梁(51)上，可绕横梁(51)自由转动；扭力弹簧(15)安装在导轮支撑架(5)的竖梁(52)上，扭力弹簧(15)的两端分别与机架(12)和导轮支撑架(5)的竖梁(52)相连；导轮机构在行走轮(14)提供的动力下前进，遇到前方障碍物(2)后，搬动前面的导轮(3)绕导轮支撑架(5)的竖梁(52)转动进行避障，避障过程完成之后，导轮(3)在扭力弹簧(15)的扭矩作用下复位，然后依次后面的导轮(3)完成避障动作；
所述的行走轮机构包括行走轮(14)，行走轮(14)固定在行走轮轴(16)上，行走轮(14)由橡胶材料制成，可根据不同规格的高压线换装不同规格的行走轮；行走轮轴(16)枢接在行走轮支撑架(4)上，行走轮轴(16)下端与涡轮蜗杆传动机构(18)连接，相对的两个行走轮支撑架(4)中间安装拉力弹簧(17)，拉力弹簧(17)使一对行走轮(14)相互压紧高压线(6)以产生摩擦力；行走轮(14)遇到前方障碍物(2)时，在后面的两个行走轮(14)的驱动力下，使前面的两个行走轮(14)向两边分开，越过障碍物(2)后在拉力弹簧(17)的作用下进行复位，前面的两个行走轮(14)压紧高压线(6)，为后面的两个行走轮(14)避障提供动力；
所述的传动机构包括蓄电池(7)和双向电机(10)，蓄电池(7)为双向电机(10)提供动力，带动两端的分动箱(11)，分动箱(11)两个输出轴通过皮带及皮带轮机构(9)分别与两个皮带轮中间传动轴(19)相连，通过第二级皮带及皮带轮机构(8)带动涡轮蜗杆机构(18)，从而实现行走轮(14)的转动；皮带轮中间传动轴(19)的轴线与行走轮支撑架(4)底部的转动中心同轴，保证行走轮(14)向两边分开避障的过程中，依然能够通过第二级皮带及皮带轮机构(8)将动力传递给涡轮蜗杆机构(18)，从而保证了避障过程中足够的驱动力。
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