CN106493722A - 一种铁塔攀爬机器人 - Google Patents

Abstract

一种铁塔攀爬机器人，包括第一抓合机构、第二抓合机构和伸缩连接机构，第一抓合机构的丝杆安装在箱体中并且与减速电机的输出轴连接，滑动套筒上端固定在箱体的底部，滑动套筒上设有沿轴向的三条滑槽，滑动杆包括滑杆主体和固定在滑杆主体上的三个连接臂，所述滑动杆主体嵌装在滑动套筒内，连杆一端连接在滑动杆上居中的连接臂上，连杆另一端连接在连接块上，连接块固定在螺母上，第一爪手和第二抓手连接在箱体的底部，滑动杆上两侧的连接臂前端都固定有滑块，滑块分别安装在第一爪手和第二抓手的滑轨中。第一抓合机构和第二抓合机构由伸缩连接机构连接。本发明能够在垂直方向灵活攀爬，提高铁塔检测效率，降低检测人员的劳动强度。

Description

一种铁塔攀爬机器人

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是一种铁塔攀爬机器人。

背景技术

随着国民经济的快速发展，国家电网的快速建设，超高压大容量输电线路的应用也越来多，然而电网线路所覆盖的地理环境极为复杂，常常经过人迹罕至的崇山峻岭，这就给输电线路维护上造成了很大的困难。特别是在寒冬腊月的时候，输电铁塔和输电线路往往出现结冰现象，极易发生输电铁塔倒塌和输电线路断裂，给国家电力系统带来极其严重的破坏，导致全国各地不同程度的大范围长时间的停电，严重影响人们的日常生活和企业的正常安全生产，直接或间接的给国家和人民带来无法估量的损失。目前已有各种类型的输电线路除冰机器人出现，用于除去高压输电线上覆盖的积冰，避免输电线路发生断裂。然而，无论是人工除冰还是机器人除冰都需要由电力人员爬上输电铁塔进行操作。因此输电铁塔在寒冷严酷的环境下是否出现了裂纹等安全隐患就关系到了维护人员和设备的安全问题。另外若输电铁塔出现隐患对于电网系统也是一个严重的威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是人工上塔探伤时危险性高、准确性低、劳动强度大、工作效率低的问题，并且确保人员和设备安全，保证电网安全，提供一种机动灵活的铁塔攀爬机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种铁塔攀爬机器人，包括第一抓合机构、第二抓合机构和伸缩连接机构，

所述第一抓合机构包括箱体、减速电机、第一丝杆螺母副、连接块、连杆、滑动套筒、滑动杆、导向套筒、第一爪手和第二抓手，

第一丝杆螺母副的丝杆安装在导向套筒内并且通过轴承和轴承座固定在箱体中，导向套筒上开设有滑槽，丝杆一端与减速电机的输出轴连接，滑动套筒上端固定在箱体的底部，滑动套筒上设有沿轴向的三条滑槽，滑动杆包括滑杆主体和固定在滑杆主体上的三个连接臂，所述滑动杆主体嵌装在滑动套筒内，三个连接臂分别与三条滑槽配合，连杆一端通过第二转动副连接在滑动杆上居中的连接臂上，连杆另一端通过第一转动副连接在连接块上，连接块固定在第一丝杆螺母副的螺母上，并且连接块嵌装在导向套筒上的滑槽中，

第一爪手和第二抓手上端通过铰链连接在箱体的底部，第一爪手和第二抓手上设有滑轨，滑动杆上两侧的连接臂前端都固定有滑块，滑块分别安装在第一爪手和第二抓手的滑轨中；

所述第二抓合机构与第一抓合机构的形状、结构以及连接关系完全一致；

所述伸缩连接机构包括第二丝杆螺母副、第二减速电机、剪叉式伸缩臂、滑槽以及滑块，

第二丝杆螺母副的丝杆通过轴承和轴承座固定在第一抓合机构的箱体上，第二丝杆螺母副的丝杆一端与第二减速电机的输出轴连接，

剪叉式伸缩臂第一端的上叉杆通过第三转动副连接在第二丝杆螺母副的螺母上，剪叉式伸缩臂第一端的下叉杆通过第四转动副连接在第一抓合机构的箱体上，

剪叉式伸缩臂第二端的上叉杆通过第五转动副连接在滑块上，滑块安装在滑槽中，滑槽固定在第二抓合机构的箱体上，剪叉式伸缩臂第二端的下叉杆通过第六转动副连接在第二抓合机构的箱体上。

还包括强度加强伸缩杆，强度加强伸缩杆一端固定在第一抓合机构的箱体上，另一端固定在第二抓合机构的箱体上。

本发明的突出优点在于：

1、有较强的越障能力。

2、负载轻，结构简单，较易控制。

3、能适应于各种形状的输电铁塔工作。

4、提高输电铁塔检测和除冰工作的安全性。

5、提高铁塔检测工作的准确性。

6、提高铁塔检测效率，降低检测人员的劳动强度，改善检测人员的工作环境。

附图说明

图1是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的结构示意图。

图2是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的连接机构的结构示意图。

图3是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的第一抓合机构或者第二抓合机构的结构示意图。

图4是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的第一抓合机构或者第二抓合机构的结构示意图。

图5是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的滑动杆的结构示意图。

图6是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的滑动套筒的结构示意图。

图7是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的滑动套筒和滑动杆的转配示意图。

图8是本发明所述的一种铁塔攀爬机器人的导向套筒的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种铁塔攀爬机器人，包括第一抓合机构、第二抓合机构和伸缩连接机构，

所述第一抓合机构包括箱体1、减速电机3、第一丝杆螺母副、连接块9、连杆7、滑动套筒8、滑动杆10、导向套筒4、第一爪手2和第二抓手11，

第一丝杆螺母副的丝杆5安装在导向套筒4内并且通过轴承和轴承座固定在箱体1中，导向套筒4上开设有滑槽，丝杆5一端与减速电机3的输出轴连接，滑动套筒8上端固定在箱体1的底部，滑动套筒8上设有沿轴向的三条滑槽，滑动杆10包括滑杆主体和固定在滑杆主体上的三个连接臂，所述滑动杆主体嵌装在滑动套筒8内，三个连接臂分别与三条滑槽配合，连杆7一端通过第二转动副连接在滑动杆10上居中的连接臂12上，连杆7另一端通过第一转动副连接在连接块9上，连接块9固定在第一丝杆螺母副的螺母6上，并且连接块9嵌装在导向套筒4上的滑槽中，

第一爪手2和第二抓手11上端通过铰链连接在箱体1的底部，第一爪手2和第二抓手11上设有滑轨，滑动杆10上两侧的连接臂前端都固定有滑块13，滑块13分别安装在第一爪手2和第二抓手11的滑轨中；

所述第二抓合机构与第一抓合机构的形状、结构以及连接关系完全一致；

所述伸缩连接机构包括第二丝杆螺母副、第二减速电机112、剪叉式伸缩臂116、滑槽117以及滑块118，

第二丝杆螺母副的丝杆114通过轴承和轴承座固定在第一抓合机构的箱体上，第二丝杆螺母副的丝杆114一端与第二减速电机112的输出轴连接，

剪叉式伸缩臂16第一端的上叉杆通过第三转动副连接在第二丝杆螺母副的螺母115上，剪叉式伸缩臂16第一端的下叉杆通过第四转动副连接在第一抓合机构的箱体上，

剪叉式伸缩臂16第二端的上叉杆通过第五转动副连接在滑块118上，滑块118安装在滑槽117中，滑槽117固定在第二抓合机构的箱体上，剪叉式伸缩臂116第二端的下叉杆通过第六转动副连接在第二抓合机构的箱体上。

还包括强度加强伸缩杆113，强度加强伸缩杆113一端固定在第一抓合机构的箱体上，另一端固定在第二抓合机构的箱体上。

工作原理：

第一抓合机构和第二抓合机构的原理如下：

减速电机3驱动丝杆5转动，连接块9起到限位的作用，使得螺母4不会跟随丝杆5旋转而只能在导向套筒6内往复滑动，螺母4通过连杆7带动滑动杆10在导向套筒6内上下滑动，滑动杆10通过位于两侧的滑动臂9带动第一爪手2和第二抓手11完成抓紧和松开的动作。当滑动杆10向下滑动时，第一爪手2和第二抓手11抓紧，当滑动杆10向上滑动时，第一爪手2和第二抓手11松开。

一开始机器人处于抓紧状态，当需要向上攀爬时，处于上方抓合机构松开，第二减速电机旋转，带动剪叉式伸缩臂伸长，伸缩连接机构伸长把上抓合机构往上升，当到达极限伸长量时上抓合机构再次夹紧，然后处于下方的抓合机构松开，伸缩连接机构缩短把下抓合机构往上升，当达到极限缩短量时下抓合机构夹紧，此过程依次进行，实现机器人攀爬功能。

Claims (2)

1.一种铁塔攀爬机器人，其特征在于，包括第一抓合机构、第二抓合机构和伸缩连接机构，

所述第一抓合机构包括箱体、减速电机、第一丝杆螺母副、连接块、连杆、滑动套筒、滑动杆、导向套筒、第一爪手和第二抓手，

第一丝杆螺母副的丝杆安装在导向套筒内并且通过轴承和轴承座固定在箱体中，导向套筒上开设有滑槽，丝杆一端与减速电机的输出轴连接，滑动套筒上端固定在箱体的底部，滑动套筒上设有沿轴向的三条滑槽，滑动杆包括滑杆主体和固定在滑杆主体上的三个连接臂，所述滑动杆主体嵌装在滑动套筒内，三个连接臂分别与三条滑槽配合，连杆一端通过第二转动副连接在滑动杆上居中的连接臂上，连杆另一端通过第一转动副连接在连接块上，连接块固定在第一丝杆螺母副的螺母上，并且连接块嵌装在导向套筒上的滑槽中，

第一爪手和第二抓手上端通过铰链连接在箱体的底部，第一爪手和第二抓手上设有滑轨，滑动杆上两侧的连接臂前端都固定有滑块，滑块分别安装在第一爪手和第二抓手的滑轨中；

所述第二抓合机构与第一抓合机构的形状、结构以及连接关系完全一致；

所述伸缩连接机构包括第二丝杆螺母副、第二减速电机、剪叉式伸缩臂、滑槽以及滑块，

第二丝杆螺母副的丝杆通过轴承和轴承座固定在第一抓合机构的箱体上，第二丝杆螺母副的丝杆一端与第二减速电机的输出轴连接，

剪叉式伸缩臂第一端的上叉杆通过第三转动副连接在第二丝杆螺母副的螺母上，剪叉式伸缩臂第一端的下叉杆通过第四转动副连接在第一抓合机构的箱体上，

剪叉式伸缩臂第二端的上叉杆通过第五转动副连接在滑块上，滑块安装在滑槽中，滑槽固定在第二抓合机构的箱体上，剪叉式伸缩臂第二端的下叉杆通过第六转动副连接在第二抓合机构的箱体上。

2.如权利要求1所述的铁塔攀爬机器人，其特征在于，还包括强度加强伸缩杆，强度加强伸缩杆一端固定在第一抓合机构的箱体上，另一端固定在第二抓合机构的箱体上。