CN106329391A - 一种线路巡线机器人 - Google Patents

Abstract

一种线路巡线机器人,涉及电力设备技术领域，包括联板组件、电池控制箱和驱动臂，联板组件包括一联板，联板上设有竖直板，竖直板端部安装有第一电机，第一电机上安装有第一摩擦轮，驱动臂包括一底板组件和一摆动板，底板组件上安装有第二丝杠及第二丝套，摆动板铰接在底板组件上，第二丝套上设有一导向套，导向套嵌套在摆动板上；摆动板端部设有偏心轮组件，偏心轮组件与驱动轮相连接，本发明借助于辅助行走组件及整体的设计能够避免出现雨雪天打滑现象，优化了越障过程中的越障方式，降低电磁干扰对整个设备的影响。

Description

一种线路巡线机器人

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体地说是一种线路巡线机器人。

背景技术

根据国家“十二五规划”精神，到2015年，我国形成以“三纵三横”特高压交流为骨干网架的电网结构，110kV及以上线路预计将达到90万公里以上。我国地理复杂，地势西高东低，山地、高原面积广大，有相当一部分架空输电线路建在森林、高山等地势复杂地带，各地供电局在为当地居民提供便利的同时，复杂地势中的架空输电线路巡查就显得困难了。

当前的输电线路巡视管理手段不容易确保巡视工作按期保质保量的完成(如有否漏检、没按规定时间巡视)。所以很有必要引进新的手段来提高输电线路巡视工作的水平。

中国专利CN102941570B公开了一种输电线路巡线机器人，该种机器人采用电机上移驱动轮的方式使得驱动轮竖直方向远离导线，借助于电机的转动实现驱动臂外伸一端距离。这种设计虽然能实现越障功能，但是如果采用上述机器人进行巡线，如遇冬雪天气单纯依靠驱动轮很容易打滑导致无法前行。再者整个设备可以说重量都集中在与丝杠的结合处，长时间的悬挂重物，很容易导致丝杠滑丝现象，出现无法越障情况。这也是必须要考虑的。综合以上考虑，尚未发现解决以上问题的产品。

发明内容

针对现有设备中存在的巡线机器人雨雪天打滑现象，丝杠滑丝无法越障，高压线存在电磁干扰会影响电机精度导致驱动臂过大转动出现倾覆危险等问题,本发明提供一种线路巡线机器人，可以避免上述问题的发生。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种线路巡线机器人，包括联板组件、电池控制箱和驱动臂，所述联板组件包括一用于固定多组驱动臂和电池控制箱的联板，所述联板上设有多个竖直板，所述竖直板端部安装有第一电机，所述第一电机上安装有第一摩擦轮，所述驱动臂包括一底板组件和一摆动板，所述底板组件上安装有第二丝杠及一第二丝套，所述第二丝套与第二丝杠滑动配合，摆动板铰接在底板组件上，在第二丝套上设有一导向套，所述导向套嵌套在摆动板上；所述摆动板端部设有一调节驱动轮升降的偏心轮组件，所述偏心轮组件与驱动轮相连接，所述驱动轮一侧设有第二摩擦轮，所述第二摩擦轮与第一摩擦轮相配合。

进一步地，所述底板组件包括下底板，所述下底板上设有前固定板和后固定板，所述前固定板上设有第一孔和方形导向孔，所述后固定板上设有第二孔和第三孔，在后固定板上还设有套管，所述套管内铰接有摆动板。

进一步地，所述底板组件的第一孔与第二孔之间安装有第二丝杠，所述第二丝杠连接有第三电机，所述第三电机固定在下底板上，在第二丝杠上滑动配合有第二丝套，在第二丝套上设有固定环，所述导向套包括导向套管、连接块和导向连接轴，所述导向套管设有连接块，所述连接块连接有导向连接轴，所述导向连接轴与固定环相配合。

进一步地，所述第一孔在前固定板上的高度低于第二孔在后固定板上的高度。

进一步地，所述底板组件上设有固定座，在固定座和第三孔上设有第一丝杠，在第一丝杠上设有第一丝套，在方形导向孔内滑动配合有行走辅助组件。

进一步地，所述行走辅助组件为除冰器，所述除冰器包括一压板，在所述压板上设有一竖直空腔管，所述竖直空腔管内依次设有超声波发生器、换能器和工作头，在竖直空腔管外侧嵌套有弹簧。

另一优选方式，所述行走辅助组件包括导向杆、弹簧、安装架和小辅助轮，在导向杆端部设有一压板，导向杆上嵌套有弹簧，在导向杆另一端设有安装架，安装架上设有小辅助轮。

进一步地，所述摆动板包括中长板，所述中长板一端设有连接板，所述连接板上设有转动轴，所述中长板另一端设有轴安装孔，所述轴安装孔周边环形阵列有若干螺栓孔，所述偏心轮组件包括第四电机和偏心轮，所述螺栓孔处安装有第四电机，所述第四电机连接有一偏心轮，所述偏心轮上设有驱动轮。

进一步地，所述摆动板包括中长板，所述中长板一端设有连接板，所述连接板上设有转动轴，在中长板上设有铰接轴，所述偏心轮组件包括电动缸、第一连杆和偏心轮，铰接轴连接有电动缸，电动缸连接有第一连杆，第一连杆铰接有偏心轮，偏心轮铰接有驱动轮。

进一步地，所述电池控制箱内设有用于设备驱动供电的电池组和控制装置行走运动的控制板，所述控制板为单片机、ARM或PLC中的一种。

本发明的有益效果是：

本发明借助于辅助行走组件及整体的设计能够避免出现雨雪天打滑现象，针对丝杠滑丝现象，进行了优化，使其不在承受过大的重量，优化了越障过程中的越障方式，降低电磁干扰对整个设备的影响，采用左侧设计驱动臂、右侧设计联板组件的方式来平衡了导线两边受力，避免驱动臂单侧转动造成的重心偏移引起的倾覆。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明驱动臂的三维结构示意图；

图3为驱动臂的主视图；

图4为驱动臂的右视图；

图5为驱动臂的左视图；

图6为驱动臂的另一状态的三维结构示意图；

图7为驱动臂的第二实施例的主视图；

图8为驱动臂第三实施例的右视图；

图9为摆动板的结构示意图；

图10为底板组件的结构示意图；

图11为除冰器的结构示意图；

图12为导向套的结构示意图。

图中：1联板组件，101联板，102竖直板，103第一摩擦轮，104第一电机，2电池控制箱，3驱动臂，

301底板组件，3011下底板，3012前固定板，3013第一孔，3014方形导向孔，3015后固定板，3016套管，3017第二孔，3018第三孔，

302除冰器，3021压板，3022超声波发生器，3023换能器，3024工作头，

303第一丝套，304固定座，305第一丝杠，306第二电机，307第三电机，

308摆动板，3081轴安装孔，3082螺栓孔，3083中长板，3084连接板，3085转动轴，

309导向套，3091导向套管，3092连接块，3093导向连接轴，

310第四电机，311偏心轮，312驱动轮，313弹簧，314第二丝套，315第二丝杠，316固定环，317第一连杆，318电动缸，319铰接轴，320导向杆，321安装架，322小辅助轮。

具体实施方式

如图1至图12所示，一种线路巡线机器人包括联板组件1、电池控制箱2和驱动臂3，所述联板组件1包括一用于固定多组驱动臂和电池控制箱的联板101，所述联板上设有多个竖直板102，所述竖直板端部安装有第一电机104，所述第一电机上安装有第一摩擦轮103。

所述电池控制箱内设有用于设备驱动供电的电池组和控制装置行走运动的控制板。所述控制板可采用单片机、ARM或PLC。

如图2所示，驱动臂包括一底板组件301，如图10所示，底板组件301包括下底板3011，所述下底板3011上设有前固定板3012和后固定板3015，所述前固定板上设有第一孔3013和方形导向孔3014，所述后固定板3015上设有第二孔3017和第三孔3018，所述第一孔3013与第二孔3017同轴心，所述第三孔的圆心与方形导向孔的中心形成的直线与下底板侧边平行；在后固定板3015上还设有套管3016。

所述套管3016内铰接有摆动板308，如图9所示。所述摆动板308包括中长板3083，所述中长板一端设有连接板3084。所述连接板上设有转动轴，所述连接板3084偏移中长板中线一定距离；所述中长板另一端设有轴安装孔3081，所述轴安装孔3081周边环形阵列有若干螺栓孔3083。

所述螺栓孔3083处安装有第四电机310，如图2所示，所述第四电机310连接有一偏心轮311，所述偏心轮311上设有驱动轮312，所述驱动轮312一侧设有第二摩擦轮，所述第二摩擦轮与第一摩擦轮103相配合。

驱动臂的第二实施例如图7所示。在中长板上设有铰接轴319，铰接轴连接有电动缸318，电动缸318连接有第一连杆317，第一连杆铰接有偏心轮311，偏心轮铰接有驱动轮312，驱动轮312一侧设有第二摩擦轮，所述第二摩擦轮与第一摩擦轮103相配合。

在摆动板上滑动配合有导向套309，所述导向套309用于调节摆动板和底板组件之间的角度大小，从而改变驱动轮与导线之间的距离。

如图12所示，导向套309包括导向套管3091、连接块3092和导向连接轴3093，所述导向套管3091设有连接块3092，所述连接块3092连接有导向连接轴3093，所述导向连接轴3093与安装在第二丝套上314的固定环316相配合。

如图2至图6所示。在底板组件301的第一孔3013与第二孔之间安装有第二丝杠315，所述第二丝杠315连接有第三电机307，所述第三电机307固定在下底板上。在第二丝杠315上滑动配合有第二丝套314，在第二丝套314上设有固定环316。

进一步地，所述第一孔3013在前固定板上的高度低于第二孔3017在后固定板上的高度。使得安装后的第二丝杠从第一孔处到第二孔处高度逐渐升高。第二丝杠与下底板呈现一定的倾斜角度。

底板组件301上设有固定座304，在固定座和第三孔3018上设有第一丝杠305，在第一丝杠305上设有第一丝套303，在方形导向孔3014内滑动配合有行走辅助组件，所述行走辅助组件可为除冰器302，所述除冰器302包括一压板3021，在所述压板3021上设有一竖直空腔管，所述竖直空腔管内依次设有超声波发生器3022、换能器3023和工作头3024。在竖直空腔管外侧嵌套有弹簧313，借助弹簧弹力实现自动复位。冬天雨雪天气，工作头接近导线，能将附着在导线上的雪和冰震散或震裂，从而避免驱动轮打滑，辅助行走。

驱动臂的第三实施例如图8所示，所述行走辅助组件包括导向杆320、弹簧313、安装架321和小辅助轮322。在导向杆端部设有一压板，导向杆320上嵌套有弹簧313，在导向杆另一端设有安装架321，安装架321上设有小辅助轮322。当处于雨雪天气时，导线处于驱动轮和小辅助轮322之间，通过两者的挤压转动，从而实现在导线上行走。

现以实施例一为例介绍下本装置的工作方式，

首先联板组件上设置若干组驱动臂，驱动臂与电池控制箱连接固定好。当机器人行走时，第四电机转动角度使得位于偏心轮上的驱动轮处于最低处，这样当第四电机任意正转或者反转时，驱动轮都能轻易的脱离导线。

正常行走时，第一电机104转动，带动第一摩擦轮转动，第一摩擦轮转动，带动第二摩擦轮转动，从而带动驱动轮转动。遇到冰雪天气，则需要第二电机306转动，从而带动第一丝杠转动，进而带动第一丝套上压除冰器302，工作头动作，实现振动除冰。

当遇到障碍物时，首先第四电机转动，带动驱动轮脱离导线，第三电机转动，使得位于第二丝杠上的第二丝套向下移动，而第二丝套连接有导向套，导向套带动摆动板使得，摆动板和下底板之间形成一定的夹角，从而进一步脱离导线及障碍物。

远离障碍物后，第三电机反向转动使得摆动板和下底板之间的夹角消失，在转动第四电机，使得驱动轮与导线接触即可。

因驱动轮的传动依靠的是第一摩擦轮和第二摩擦轮之间的摩擦，所以并不存在捏合不好的问题。

本设计，借助丝杠实现角度的偏移，并不作为支撑组件，不存在丝杠受重力滑丝的情况，且在经受电磁干扰时，第三电机即便转动角度大点，也对摆动板的偏移影响不大。不存在倾翻的危险。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种线路巡线机器人，包括联板组件、电池控制箱和驱动臂，其特征是，所述联板组件包括一用于固定多组驱动臂和电池控制箱的联板，所述联板上设有多个竖直板，所述竖直板端部安装有第一电机，所述第一电机上安装有第一摩擦轮，所述驱动臂包括一底板组件和一摆动板，所述底板组件上安装有第二丝杠及一第二丝套，所述第二丝套与第二丝杠滑动配合，摆动板铰接在底板组件上，在第二丝套上设有一导向套，所述导向套嵌套在摆动板上；所述摆动板端部设有一调节驱动轮升降的偏心轮组件，所述偏心轮组件与驱动轮相连接，所述驱动轮一侧设有第二摩擦轮，所述第二摩擦轮与第一摩擦轮相配合。

2.根据权利要求1所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述底板组件包括下底板，所述下底板上设有前固定板和后固定板，所述前固定板上设有第一孔和方形导向孔，所述后固定板上设有第二孔和第三孔，在后固定板上还设有套管，所述套管内铰接有摆动板。

3.根据权利要求2所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述底板组件的第一孔与第二孔之间安装有第二丝杠，所述第二丝杠连接有第三电机，所述第三电机固定在下底板上，在第二丝杠上滑动配合有第二丝套，在第二丝套上设有固定环，所述导向套包括导向套管、连接块和导向连接轴，所述导向套管设有连接块，所述连接块连接有导向连接轴，所述导向连接轴与固定环相配合。

4.根据权利要求3所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述第一孔在前固定板上的高度低于第二孔在后固定板上的高度。

5.根据权利要求3所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述底板组件上设有固定座，在固定座和第三孔上设有第一丝杠，在第一丝杠上设有第一丝套，在方形导向孔内滑动配合有行走辅助组件。

6.根据权利要求5所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述行走辅助组件为除冰器，所述除冰器包括一压板，在所述压板上设有一竖直空腔管，所述竖直空腔管内依次设有超声波发生器、换能器和工作头，在竖直空腔管外侧嵌套有弹簧。

7.根据权利要求5所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述行走辅助组件包括导向杆、弹簧、安装架和小辅助轮，在导向杆端部设有一压板，导向杆上嵌套有弹簧，在导向杆另一端设有安装架，安装架上设有小辅助轮。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述摆动板包括中长板，所述中长板一端设有连接板，所述连接板上设有转动轴，所述中长板另一端设有轴安装孔，所述轴安装孔周边环形阵列有若干螺栓孔，所述偏心轮组件包括第四电机和偏心轮，所述螺栓孔处安装有第四电机，所述第四电机连接有一偏心轮，所述偏心轮上设有驱动轮。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述摆动板包括中长板，所述中长板一端设有连接板，所述连接板上设有转动轴，在中长板上设有铰接轴，所述偏心轮组件包括电动缸、第一连杆和偏心轮，铰接轴连接有电动缸，电动缸连接有第一连杆，第一连杆铰接有偏心轮，偏心轮铰接有驱动轮。

10.根据权利要求1所述的一种线路巡线机器人，其特征是，所述电池控制箱内设有用于设备驱动供电的电池组和控制装置行走运动的控制板，所述控制板为单片机、ARM或PLC中的一种。