CN106584484A - 一种机身旋转式架空线路作业机器人结构及应用 - Google Patents

一种机身旋转式架空线路作业机器人结构及应用 Download PDF

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    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

Abstract

本发明公开了一种机身旋转式机器人结构及应用，包括独立的底盘与机器人本体，所述机器人本体与底盘之间活动连接，架空线路作业行走轮设置于所述底盘上，机器人本体上设置有机械手，所述底盘上设置有驱动机构，驱动机器人本体与底盘之间发生转动，实现机械手与架空线路作业行走轮位于不同平面上。本发明能够将机器人，尤其是架空线路作业机器人的机械手(或机械臂)与行走轮之间发生角度变化，使架空线路作业机器人的形态发生调整，以适应相应的检测任务；本发明同时提供一种巡检机器人，能够使架空线路作业机器人的形态能更容易的从纵向调整为横向，快速完成相应的工作。

Description

一种机身旋转式架空线路作业机器人结构及应用
技术领域
本发明涉及一种机身旋转式架空线路作业机器人结构及应用。
背景技术
在电力领域，架空线路作业机器人得到了越来越多的应用。通常，架空线路作业机器人包含以下机构：本体机构、行走机构、作业机构、电池及控制机构。各机构协同作业，作业机器人可完成巡视、检修等工作。
通常，架空线路作业机器人在输电线路上保持特定的形态，因此各机构在本体上的安装位置是固定的。例如，行走机构在本体上的位置通常是固定的。
由于工作环境的特殊性，架空线路作业机器人各机构通常沿线路方向线性布置，如图1所示的架空线路作业机器人结构，作业机构(机械手)位于机器人前进方向的两端，行走机构位于本体的中部，这种分布形式有利于使架空线路作业机器人避免与临近线路上的构件发生碰撞，同时，机器人的重心也能更好地控制在悬挂线路的下部，避免机器人发生侧倾。
上述机构分布形式满足大部分工作状态的需要，但是也有一些特殊的情况，需要架空线路作业机器人调整自身的形态。当某项工作需要两个机械手协同作业时，机器人需要使两个机械手朝向同一侧。
而现有的巡检机器人是靠两组行走轮悬挂在线路上并行走，两组行走轮臂和两组摄像头直接安装在本体上，这样它们相对机架的位置是固定的。当需要进行上述两个机械手朝向同一侧，如在线路上缠绕预绞丝，此时架空线路作业机器人要夹持着预绞丝的一端，在预绞丝的前方进行缠绕作业等工作时，由于预绞丝有一定的耐张力等多种原因，仅靠一只机械手很难完成这类工作。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种机身旋转式机器人结构及应用，本发明使架空线路作业机器人的形态能更容易的从纵向调整为横向，快速完成相应的工作。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种机身旋转式机器人结构，包括独立的底盘与机器人本体，所述机器人本体与底盘之间活动连接，行走轮设置于所述底盘上，机器人本体上设置有机械手，所述底盘上设置有驱动机构，驱动机器人本体与底盘之间发生转动，实现机械手与架空线路作业行走轮位于不同平面上。
优选的，所述底盘上设置有图像采集模块。
根据机器人的作用，所述图像采集模块包括但不限于摄像头、红外热遥感摄像机等多种采集模块。
优选的，所述底盘与机器人本体之间采用铰链连接。
进一步的，所述机器人本体上安装有法兰联轴器，驱动机构的转轴向外伸出，通过法兰联轴器上的轴孔与法兰联轴器相连，使得驱动机构能驱动机器人本体相对于底盘转动。
优选的，所述驱动机构为减速电机。
优选的，所述机器人本体相对于底盘转动的角度为任意角度。在机器人经常工作的角度，设置棘轮卡槽，以进行快速定位。
优选的，根据机器人的具体作用，所述底盘或机器人本体上还设置有检测设备，如图像传感器、声音传感器或温度、湿度传感器等。
本发明的机器人本体或底盘上还设置有控制器，控制器控制驱动机构进行动作。
优选的，所述机械手为多自由度机械手。
优选的，所述机器人本体两侧各设置有一个机械手。
一种巡检机器人，具有上述机身旋转式机器人结构。
一种敷设预绞丝的机器人，具有上述机身旋转式机器人结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明能够将机器人，尤其是架空线路作业机器人的机械手(或机械臂)与行走轮之间发生角度变化，使架空线路作业机器人的形态发生调整，以适应相应的检测任务；
(2)本发明同时提供一种巡检机器人，能够使架空线路作业机器人的形态能更容易的从纵向调整为横向，快速完成相应的工作；
(3)本发明同时提供一种能够敷设预绞丝的机器人，保证两个机械手协同作业；
(4)本发明利用独立的底盘和机器人本体活动连接，机器人的重心也能更好地控制在悬挂线路的下部，避免机器人发生侧倾。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是现有技术中架空线路作业机器人通常的形态示意图；
图2是本发明的架空线路作业机器人敷设预绞丝的状态示意图；
图3是本发明的正常状态下的架空线路作业机器人示意图；
图4是本发明本体旋转后的架空线路作业机器人示意图；
图5是本发明本体旋转后的架空线路作业机器人放大图；
图6是本发明底盘和本体之间的铰链连接示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的目前机器人在工作时行走轮和机械臂在同一平面上，无法实现灵活转动，更无法进行很多高难度工作，如进行预绞丝操作，现以预绞丝操作巡检机器人为例进行详细说明。
如图1所示，机器人靠两组行走轮悬挂在线路上并行走。位于两端的两个机械手提供检修、辅助越障等功能。该结构中，两组行走轮臂和两组摄像头直接安装在本体上，这样它们相对机架的位置是固定的。若要执行一些较复杂的操作，例如在线路上缠绕预绞丝，如图2所示，此时机器人要夹持着预绞丝的一端，在预绞丝的前方进行缠绕作业。由于预绞丝有一定的耐张力，仅靠一只机械手很难完成这项工作。
本申请的一种典型的实施方式中，将两组行走机构和两组摄像头安装在一个独立的底盘上，该底盘可相对机器人本体旋转。实际使用时，架空线路作业机器人靠两组行走轮悬挂在线路上，这时，行走轮的形态不能发生改变。若架空线路作业机器人遇到一只机械手难以独立完成的工作，此时位于该底盘上的驱动机构工作，由于行走轮和底盘都是固定的，此时机器人本体便在反作用力的作用下相对行走机构转动，此时两只机械手便从沿着线路的状态转变为垂直于线路的状态，然后调整两只机械手的角度，即可同时对线路作业，如图4所示。
原有的架空线路作业机器人是将行走轮底座和摄像头底座直接安装在机器人本体上，这样它们的安装位置便是固定不动的。本专利中，行走轮底座和摄像头底座被安装在一个独立的底盘上，该底盘与本体之间采用铰链连接，底盘上安装有驱动机构(图示为减速电机)。当行走轮稳定地悬挂在线路上时，行走轮臂固定不动，则该独立底盘也固定不动，此时驱动机构工作，本体便相对该底盘转过一定角度，本体上的机械臂便位于线路两侧，最后，两个机械臂调整自身的姿态，这样，两只机械手便能在同一侧对同一目标协同作业，如图5所示。
在本实施例中，如图6所示，独立底盘和本体之间为铰链连接。在本体上安装一个法兰联轴器，位于行走轮臂底座上的减速电机轴向下伸出，通过法兰联轴器上的轴孔与法兰联轴器相连。这样，减速电机便能驱动机器人本体相对于行走轮臂底座转动。
其中，机身旋转的驱动方式：电机通过联轴器直接驱动机身旋转是最直接有效的方式。当然，本领域技术人员在本发明的工作原理的启示下，能够对驱动机构的具体实施方式进行改进，其属于不需要付出创造性劳动的简单替换，理应属于本发明的保护范围。
本发明的机器人本体或底盘上还设置有控制器，控制器控制减速电机进行动作。
同时，可以添加电位器或旋转编码器以反馈机器人本体转过的角度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种机身旋转式机器人结构，其特征是：包括独立的底盘与机器人本体，所述机器人本体与底盘之间活动连接，架空线路作业行走轮设置于所述底盘上，机器人本体上设置有机械手，所述底盘上设置有驱动机构，驱动机器人本体与底盘之间发生转动，实现机械手与架空线路作业行走轮位于不同平面上。
2.如权利要求1所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述底盘与机器人本体之间采用铰链连接。
3.如权利要求1或2所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述机器人本体上安装有法兰联轴器，驱动机构的转轴向外伸出，通过法兰联轴器上的轴孔与法兰联轴器相连，使得驱动机构能驱动机器人本体相对于底盘转动。
4.如权利要求1或2所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述驱动机构为减速电机。
5.如权利要求1或2所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述机器人本体相对于底盘转动的角度为任意角度。
6.如权利要求5所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：在机器人经常工作的角度，设置棘轮卡槽，以进行定位。
7.如权利要求1或2所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述底盘或机器人本体上还设置有检测设备；
或机器人本体或底盘上还设置有控制器，控制器控制驱动机构进行动作。
8.如权利要求1或2所述的一种机身旋转式机器人结构，其特征是：所述机器人本体两侧各设置有一个机械手，所述机械手为多自由度机械手。
9.一种巡检机器人，其特征是：具有如权利要求1或2所述的机身旋转式机器人结构。
10.一种敷设预绞丝的机器人，其特征是：具有如权利要求8所述的机身旋转式机器人结构。
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