CN105846353B - 啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机械结构及其越障方法 - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

Abstract

本发明公开了一种啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机械结构及其越障方法,属于机器人技术领域,巡线机器人机械结构包括机架,而且机架上设置有啮合驱动行走轮结构,这种行走轮结构包括至少一个行走单元,行走单元包括至少一对剖分轮,主动剖分轮和被动剖分轮的下方分别设置有第一行走轮臂和第二行走轮臂,所述主动剖分轮和被动剖分轮的外侧分别设置有用于控制剖分轮对接和分离的内置电吸盘和内置铁块,与现有技术相比,本发明具有减轻劳动强度、降低运行成本,且能够翻越障碍的优点。

Description

啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机械结构及其越障方法
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域,特别是指一种啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机 械结构及其越障方法。
背景技术
[0002]超高压输电线路分布地点多、面积广,所处地形复杂,自然环境恶劣。电力线及杆 塔附件长期受机械张力、电气闪络、材料老化等的影响,会产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如 不及时修复,将导致严重事故,给电力传输带来极大隐患。因此,必须对输电线路进行定期 巡视检查,随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情 况,及时发现和消除隐患,预防事故的发生,确保供电安全。
[0003]目前,对输电线路的巡检主要采用地面人工目测巡检和直升飞机航测。前者巡检 精度低,劳动强度大,存在巡检盲区,森林疾病及野生动物也给巡视人员带来安全隐患;后 者存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵,直接限制了直升机巡检的广泛推广。
[0004]由于超高压输电线路多数采用四分裂线,因此,针对四分裂线设计了巡线机器人, 它可以减轻工人巡线的劳动强度,降低高压输电的运行维护成本,提高巡检作业的质量和 科学管理技术水平,对于增强电力生产自动化综合能力,创造高的经济效益和社会效益都 具有重要意义。因此,专用巡线机器人的研制及其技术研发已成为当前特种机器领域的一 个研宄热点。日本、加拿大、美国等发达国家先后开展了巡线机器人的研宄工作,对于输电 线路上存在绝缘子串、压接管和悬垂线夹等情况,无法跨越,不能实现超高压输电线路的连 续巡检。中科院沈阳自动化所、山东大学、武汉大学、北京航空航天大学等单位也针对超高 压输电线路的连续巡检需求开展这方面技术和设备的研制,取得了一定的相应成果,但也 都不具备越障功能。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种减轻劳动强度、降低运行成本,且能够翻越 障碍的巡线机器人机械结构及其越障方法。
[0006] 为解决上述技术向题,本发明提供技术方案如下:
[0007] 一种啮合驱动行走轮结构,包括至少一个行走单元,其中:所述行走单元包括至少 一对剖分轮,所述剖分轮包括能够互相对接和分离的主动剖分轮和被动剖分轮,所述主动 剖分轮和被动剖分轮的下方分别设置有第一行走轮臂和第二行走轮臂,所述主动剖分轮和 被动剖分轮的外侧分别设置有用于控制剖分轮对接和分离的内置电吸盘和内置铁块;
[0008] 一种巡线机器人机械结构,包括机架,所述机架上设置有所述的啮合驱动行走轮 结构,所述第一行走轮臂和第二行走轮臂的下端通过铰接轴设置在所述机架上;
[0009] 上述的巡线机器人机械结构进行越障的方法,包括:
[0010] 步骤1:未遇到障碍时,所述内置电吸盘通电与所述内置铁块产生吸力,所述机架 带动所述第一行走轮臂和所述第二行走轮臂转动从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖 分轮进行对接,所述直流电机通过所述减速器驱动所述联轴器从而带动主动剖分轮沿线路 向前转动,被动剖分轮通过主动剖分轮的啮合作用随之向前转动;
[0011] 步骤2:遇到障碍时,所述内置电吸盘断电,所述机架带动所述第一行走轮臂和所 述第二行走轮臂从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖分轮分离避开障碍物。
[0012] 本发明具有以下有益效果:
[0013] 本发明提供啮合驱动行走轮结构,包括至少一个行走单元,其中:所述行走单元包 括至少一对剖分轮,所述剖分轮包括能够互相对接和分离的主动剖分轮和被动剖分轮,所 述主动剖分轮和被动剖分轮的下方分别设置有第一行走轮臂和第二行走轮臂,所述主动剖 分轮和被动剖分轮的外侧分别设置有用于控制剖分轮对接和分离的内置电吸盘和内置铁 块,以上行走轮的结构设计增加了剖分轮联接的稳定性,提高了对导线施加水平面内的夹 紧力。本发明啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机械结构,包括机架,其工作过程可以为:正 常行走时,所述内置电吸盘通电与所述内置铁块产生吸力,所述机架带动所述第一行走轮 臂和所述第二行走轮臂转动从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖分轮进行对接,所述直 流电机通过所述减速器驱动所述联轴器从而带动主动剖分轮沿线路向前转动,被动剖分轮 通过主动剖分轮的啮合作用随之向前转动;遇到障碍时,所述内置电吸盘断电,所述机架带 动所述第一行走轮臂和所述第二行走轮臂从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖分轮分 离避开障碍物,本发明能够在平直及具有一定坡度的下路上行走,解决了现有技术中,人工 巡线劳动强度大和飞机巡线运行成本高的问题,并能翻越常规障碍物(如绝缘子串、压接 管,悬垂线夹等),实现了对线路的连续巡检。因此,与现有技术相比,本发明具有减轻劳动 强度、降低运行成本,且能够翻越障碍的优点。
附图说明
[0014]图1-2为本发明的啮合驱动行走轮结构的结构示意图;
[0015]图3_4为本发明的啮合驱动行走轮结构的剖分轮结构示意图。
具体实施方式
[0016]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0017] —方面,本发明提供啮合驱动行走轮结构,如图1,图2所示,包括至少一个行走单 元,其中行走单元包括至少一对剖分轮,如图3、图4所示,剖分轮包括能够互相对接和分离 的主动剖分轮5和被动剖分轮6,主动剖分轮5和被动剖分轮6的下方分别设置有第一行走轮 臂11和第二行走轮臂8,主动剖分轮5和被动剖分轮6的外侧分别设置有用于控制剖分轮对 接和分离的内置电吸盘9和内置铁块;
[0018]以上行走轮的结构设计结构简单紧凑,不仅增加了剖分轮联接的稳定性,也提高 了对导线施加水平面内的夹紧力,提高上下坡及越障时的稳定性。
[0019]进一步的,本发明提供的啮合驱动行走轮结构,主动剖分轮5是锥齿轮结构,被动 剖分轮6是与所述锥齿轮结构相嵌合的凹槽结构,这种设计提高了剖分轮之间的契合度,有 利于在线路上运动的稳定性。
[0020]为了保证剖分轮对接的更准确更牢固,本发明还做了进一步改进:第一行走轮臂 11顶端设置有横向的铝合金管7,铝合金管7—端包含内置电吸盘9,铝合金管7通过轴承10 与被动剖分轮6连接,第二行走轮臂8顶端设置有电机安装架1,电机安装架1上设置有水平 排列的直流电机2和减速器3,减速器3通过联轴器4与主动剖分轮5连接。
[0021]高压输电过程是一个多样化的过程,根据输电电压的不同以及输电地形特征的不 同,整个输电线路结构也不尽相同。本发明的行走机构应用于巡线机器人时,巡线机器人上 可以设置有一组或多组该行走机构,或者还可以设置有其他类型的行走机构。
[0022]另一方面,本发明还提供一种啮合驱动行走轮结构、巡线机器人机械结构,巡线机 器人的机械结构包含机架,第一行走轮臂11和第二行走轮臂8的下端通过铰接轴设置在机 架上。
[0023]各铰接轴均通过电机驱动。
[0024]本发明的巡线机器人机械结构仅仅介绍了机器人本体的机械结构,并未涉及其他 辅助装置(如行走观测用的摄像头、垃圾清除用的机械手等)的设计。在控制系统方面,本发 明可以采用地面控制平台或者机器人自身智能化控制两种方式。
[0025]本发明提供的巡线机器人机械结构的工作过程可以为:正常行走时,内置电吸盘9 通电与内置铁块产生吸力,机架带动第一行走轮臂11和第二行走轮臂8转动从而使得主动 剖分轮5和被动剖分轮6进行对接,直流电机2通过减速器3驱动联轴器从而带动主动剖分轮 5沿线路向前转动,被动剖分轮6通过主动剖分轮5的啮合作用随之向前转动;
[0026]遇到障碍时,内置电吸盘9断电,机架带动第一行走轮臂H和第二行走轮臂8从而 使得主动剖分轮5和被动剖分轮6分离避开障碍物,本发明能够在平直及具有一定坡度的下 路上行走,解决了现有技术中,人工巡线劳动强度大和飞机巡线运行成本高的问题,并能翻 越常规障碍物(如绝缘子串、压接管,悬垂线夹等),实现了对线路的连续巡检。因此,与现有 技术相比,本发明具有减轻劳动强度、降低运行成本,且能够翻越障碍的优点。
[0027]需要说明的是,本发明的越障方法重点在于采用了上述行走机构的巡线机器人进 行越障的方法。如果巡线机器人上还设置了其他类型的可越障的行走机构,则该其他类型 的行走机构采用其默认的越障方法进行越障即可,不在本发明的关注重点以内。
[0028]以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员 来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种巡线机器人机械结构的越障方法,其特征在于,所述巡线机器人机械结构包括 机架,所述机架上设置有基于啮合驱动的电吸盘内置行走轮结构,所述电吸盘内置行走轮 结构包括至少一个行走单元,其中: 所述行走单元包括至少一对剖分轮,所述剖分轮包括能够互相对接和分离的主动剖分 轮和被动剖分轮,所述主动剖分轮和被动剖分轮的下方分别设置有第一行走轮臂和第二行 走轮臂; 所述主动剖分轮和被动剖分轮的外侧分别设置有用于控制剖分轮对接和分离的内置 电吸盘和内置铁块; 所述主动剖分轮是锥齿轮结构,所述被动剖分轮是与所述锥齿轮结构相嵌合的凹槽结 构; 所述第二行走轮臂顶端设置有横向的铝合金管,所述铝合金管一端包含所述内置电吸 盘,所述铝合金管通过轴承与所述被动剖分轮连接,所述第一行走轮臂顶端设置有电机安 装架,所述电机安装架上设置有水平排列的直流电机和减速器,所述减速器通过联轴器与 所述主动剖分轮连接; 所述第一行走轮臂和第二行走轮臂的下端通过铰接轴设置在所述机架上; 所述巡线机器人机械结构的越障方法包括: 步骤1:未遇到障碍时,所述内置电吸盘通电与所述内置铁块产生吸力,所述机架带动 所述第一行走轮臂和所述第二行走轮臂转动从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖分轮 进行对接,所述直流电机通过所述减速器驱动所述联轴器从而带动主动剖分轮沿线路向前 转动,被动剖分轮通过主动剖分轮的啮合作用随之向前转动; 步骤2:遇到障碍时,所述内置电吸盘断电,所述机架带动所述第一行走轮臂和所述第 二行走轮臂从而使得所述主动剖分轮和所述被动剖分轮分离避开障碍物。
2.根据权利要求1所述的巡线机器人机械结构的越障方法,其特征在于,各铰接轴均通 过电机驱动。
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