CN106684798B - 可倾斜除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可倾斜除冰机器人，它包括用于抓住前方有冰电线的大抓手机构，大抓手机构底部垂直固定安装有直齿条，直齿条与运动机构内的齿轮啮合，运动机构后部还安装有用于抓住后方电线的小抓手机构；运动机构侧部安装有用于接触电线杆并推动整个装置发生倾斜的第一推杆机构，运动机构顶部设有升降平台，升降平台上安装有除冰机构，除冰机构靠近电线杆一侧的还安装有第二推杆机构；在穿越电线杆的横担时，第二推杆机构推动除冰机构的翻转板偏离上滚轮，使得横担可从上滚轮下方与发生翻转后的翻转板上方形成的贯通通道穿过；本发明不仅能有效去除电线上的冰块，而且还能越过电线杆顶部的横担障碍。

Description

可倾斜除冰机器人

技术领域

本发明涉及除冰机器人装置领域，具体地指一种可倾斜除冰机器人。

背景技术

输电线覆冰导致的各种故障一直是国内外电力系统的严重灾害之一。现有的输电线除冰方法基本是靠人工除冰，其劳动强度大、费用高、危险性大。所以急需有可以取代人工进行输电线除冰的设备。

现有技术中虽然也有出现除冰机器人，但机器人越障成为难题。出现的一些具备越障功能的除冰机器人，要么能力有限，要么造价较高。

目前机器人越障难点主要集中在除冰机器人如何越过电线杆顶部的横担，因此亟待设计一种可以越过横担障碍的除冰机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可倾斜除冰机器人，不仅能有效去除电线上的冰块，而且还能越过电线杆顶部的横担障碍。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种可倾斜除冰机器人，它包括用于抓住前方有冰电线的大抓手机构，所述大抓手机构底部垂直固定安装有直齿条，所述直齿条与运动机构内的齿轮啮合，所述运动机构后部还安装有用于抓住后方电线的小抓手机构；

所述运动机构侧部安装有用于接触电线杆并推动整个装置发生倾斜的第一推杆机构，所述运动机构顶部设有升降平台，所述升降平台上安装有除冰机构，所述除冰机构靠近电线杆一侧的还安装有第二推杆机构；

在穿越电线杆的横担时，所述第二推杆机构推动除冰机构的翻转板偏离上滚轮，使得横担可从上滚轮下方与发生翻转后的翻转板上方形成的贯通通道穿过。

优选地，其特征在于；所述大抓手机构包括两个竖向设置的互相铰接连接的第一弧形钩，所述第一弧形钩下端与第一连杆一端铰接连接，第一连杆另一端与第一液压杆的伸缩杆端部铰接连接，所述第一液压杆的缸体侧壁以及第一弧形钩的铰接轴均安装在第一L型板侧壁上，所述直齿条一端与第一L型板底部固定连接。

优选地，所述运动机构包括呈长方体结构的箱体结构，所述箱体结构两侧开有可以穿过直齿条的通孔，箱体结构内设有两个分布于直齿条齿线两侧的液压马达，所述液压马达输出轴上的齿轮与直齿条啮合；

箱体结构内还竖向设有第二液压杆，所述第二液压杆的伸缩杆与升降平台底部固定连接。

优选地，第一推杆机构包括第三液压杆，所述第三液压杆缸体部分穿设在箱体结构内，所述第三液压杆伸缩杆部分连接弧形杆，所述弧形杆与电线杆的弧面相吻合。

优选地，所述小抓手机构包括两个竖向设置的互相铰接连接的第二弧形钩，所述第二弧形钩下端与第二连杆一端铰接连接，第二连杆另一端与第二液压杆的伸缩杆端部铰接连接，所述第二液压杆的缸体侧壁以及第二弧形钩的铰接轴均安装在第二L型板侧壁上，所述第二L型板底部固定安装于运动机构后部侧壁上。

优选地，所述升降平台顶部固定设有两个互相平行的水平导轨，两个水平导轨一端固定安装有安装板；所述升降平台两侧部各设有一个套设在竖向导轨表面的安装槽，所述竖向导轨竖直固定于运动机构上；

所述第二推杆机构包括两个推杆，所述推杆一端与安装板铰接连接，另一端与安装在翻转板底部的铰接支架铰接连接。

优选地，所述水平导轨上设有导轨槽，所述导轨槽上表面分别固定连接第一移动板和第二移动板，所述第一移动板顶部通过旋转轴与翻转板下部铰接连接；

所述第二移动板与上滚轮旋转连接，所述上滚轮的轴与翻转板上对应的安装孔可拆卸地连接；所述第一移动板与第二移动板之间连接有第四液压杆。

优选地，所述第二移动板顶部通过角固定板固定安装电动机，所述电动机输出轴上的主动轮通过皮带与第二移动板外侧面下方的从动轮连接，所述从动轮输出轴与竖向设置的第一斜齿轮固定连接，所述第一斜齿轮与水平设置的第二斜齿轮一侧啮合，所述第二斜齿轮与水平设置的第三斜齿轮固定连接，所述第三斜齿轮与竖向设置的第四斜齿轮啮合，所述第四斜齿轮输出轴末端与敲冰杆固定连接，所述第二斜齿轮另一侧与竖向设置的第五斜齿轮啮合，所述第五斜齿轮旋转连接在翻转板内侧面，所述第五斜齿轮与第一斜齿轮内侧面均固定连接有除冰刃。

优选地，液压泵系统与液压油箱设于箱体结构内。

本发明的有益效果：

1、通过安装大抓手机构、小抓手机构及直齿条能够方便整个除冰机构和运动机构在输电线上移动。

2、通过锥齿轮传动能够带动敲冰杆和除冰刃的转动，敲冰杆能够预先敲碎输电线上的冰块，方便除冰刃更快进行除冰作业。除冰刃也可以对输电线上的覆冰进行旋转切除。

3、翻转板发生翻转后，能够和上滚轮之间形成贯通的通道，从而能够越过横担障碍。

4、通过第一推杆机构推动整个装置发生倾斜，进而可以调节贯通通道的位置，使其能够准确越过横担。

5、通过采用可倾斜机器人进行除冰作业，不仅能有效去除电线上的冰块，而且还能越过电线杆顶部的横担障碍，其结构简单、实用。

附图说明

图1 为一种可倾斜除冰机器人的结构示意图；

图2为图1中大抓手机构和小抓手机构的结构示意图；

图3为图1中运动机构内部结构的正视结构示意图；

图4为图3中运动机构内部结构的俯视结构示意图；

图5为图1中运动机构、升降平台、第一推杆机构和第二推杆机构的连接结构示意图；

图6为图1中除冰机构的立体结构示意图；

图7为图6的右视结构示意图；

图8为图6的正视结构示意图；

图9为图6中翻转板与第一移动板的连接结构示意图；

图10为图8中除冰刃的结构示意图；

图11为电线杆、横担和电线的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，一种可倾斜除冰机器人，它包括用于抓住前方有冰电线1的大抓手机构2，所述大抓手机构2底部垂直固定安装有直齿条3，所述直齿条3与运动机构4内的齿轮啮合，所述运动机构4后部还安装有用于抓住后方电线1的小抓手机构5；

所述运动机构4侧部安装有用于接触电线杆6并推动整个装置发生倾斜的第一推杆机构7，所述运动机构4顶部设有升降平台8，所述升降平台8上安装有除冰机构9，所述除冰机构9靠近电线杆6一侧的还安装有第二推杆机构10；

在穿越电线杆6的横担6.1时，所述第二推杆机构10推动除冰机构9的翻转板9.1偏离上滚轮9.2，使得横担6.1可从上滚轮9.2下方与发生翻转后的翻转板9.1上方形成的贯通通道穿过。

优选地，如图2所示，所述大抓手机构2包括两个竖向设置的互相铰接连接的第一弧形钩2.1，所述第一弧形钩2.1下端与第一连杆2.2一端铰接连接，第一连杆2.2另一端与第一液压杆2.3的伸缩杆端部铰接连接，所述第一液压杆2.3的缸体侧壁以及第一弧形钩2.1的铰接轴均安装在第一L型板2.4侧壁上，所述直齿条3一端与第一L型板2.4底部固定连接。

优选地，如图3和4所示，所述运动机构4包括呈长方体结构的箱体结构4.1，所述箱体结构4.1两侧开有可以穿过直齿条3的通孔，箱体结构4.1内设有两个分布于直齿条3齿线两侧的液压马达4.2，所述液压马达4.2输出轴上的齿轮与直齿条3啮合；

箱体结构4.1内还竖向设有第二液压杆4.3，所述第二液压杆4.3的伸缩杆与升降平台8底部固定连接。

优选地，如图5所示，第一推杆机构7包括第三液压杆7.1，所述第三液压杆7.1缸体部分穿设在箱体结构4.1内，所述第三液压杆7.1伸缩杆部分连接弧形杆7.2，所述弧形杆7.2与电线杆6的弧面相吻合。

优选地，如图2所示，所述小抓手机构5包括两个竖向设置的互相铰接连接的第二弧形钩5.1，所述第二弧形钩5.1下端与第二连杆5.2一端铰接连接，第二连杆5.2另一端与第四液压杆5.3的伸缩杆端部铰接连接，所述第四液压杆5.3的缸体侧壁以及第二弧形钩5.1的铰接轴均安装在第二L型板5.4侧壁上，所述第二L型板5.4底部固定安装于运动机构4后部侧壁上。

优选地，如图5所示，所述升降平台8顶部固定设有两个互相平行的水平导轨8.1，两个水平导轨8.1一端固定安装有安装板8.2；所述升降平台8两侧部各设有一个套设在竖向导轨8.3表面的安装槽8.4，所述竖向导轨8.3竖直固定于运动机构4上；

所述第二推杆机构10包括两个推杆10.1，所述推杆10.1一端与安装板8.2铰接连接，另一端与安装在翻转板9.1底部的铰接支架9.2铰接连接。

优选地，如图6所示，所述水平导轨8.1上设有导轨槽9.3，所述导轨槽9.3上表面分别固定连接第一移动板9.4和第二移动板9.5，所述第一移动板9.4顶部通过旋转轴9.4.1与翻转板9.1下部铰接连接；如图9所示，推杆10.1与翻转板9.1底部的铰接支架9.2铰接连接，铰接支架9.2位于旋转轴9.4.1下方，所以可以通过推杆10.1推动翻转板9.1绕旋转轴9.4.1发生旋转。

如图6所示，所述第二移动板9.5与上滚轮9.2旋转连接，所述上滚轮9.2的轴与翻转板9.1上对应的安装孔可拆卸地连接；所述第一移动板9.4与第二移动板9.5之间连接有第五液压杆9.6。

优选地，如图7、8、9、10所示，所述第二移动板9.5顶部通过角固定板9.6固定安装电动机9.7，所述电动机9.7输出轴上的主动轮9.7.1通过皮带与第二移动板9.5外侧面下方的从动轮9.7.2连接，所述从动轮9.7.2输出轴与竖向设置的第一斜齿轮9.8固定连接，所述第一斜齿轮9.8与水平设置的第二斜齿轮9.9一侧啮合，所述第二斜齿轮9.9与水平设置的第三斜齿轮9.10固定连接，所述第三斜齿轮9.10与竖向设置的第四斜齿轮9.11啮合，所述第四斜齿轮9.11输出轴末端与敲冰杆9.12固定连接，所述第二斜齿轮9.9另一侧与竖向设置的第五斜齿轮9.13啮合，所述第五斜齿轮9.13旋转连接在翻转板9.1内侧面，所述第五斜齿轮9.13与第一斜齿轮9.8内侧面均固定连接有除冰刃9.14。

优选地，液压泵系统11与液压油箱12设于箱体结构4.1内。这种布局可以使得整个装置的中心偏下，保证稳定。

本实施例工作原理如下：

移动除冰过程：电线1穿过上滚轮9.2下方，大抓手机构2向上伸出，抓紧前方的电线1，然后液压马达4.2工作，液压马达4.2输出轴上的齿轮带动直齿条3运转，从而拉动运动机构4和除冰机构9向前方移动，同时除冰机构9内的敲冰杆9.12和除冰刃9.14也不断除去沿途电线1上的冰层；移动一段距离之后之后，大抓手机构2松开前方的电线1，液压马达4.2输出轴上的齿轮反向运转带动直齿条3向电线1前方伸出，然后大抓手机构2再次向上伸出，抓紧前方的电线1，若在大抓手机构2松开后整个装置有滑动现象时，可以让小抓手机构5抓紧后方的电线1。依次重复上述过程，即可实现本装置的移动除冰过程。

穿越障碍过程：如图11所示，当整个装置遇到横担6.1时，使大抓手机构2抓紧前方的电线1，而小抓手机构5轻抓后方的电线1，保证小抓手机构5可以绕电线1转动；然后第二液压杆4.3工作，向上伸长并顶起升降平台8向上移动一段距离，使得上滚轮9.2与电线1分离，然后第五液压杆9.6伸长使得第一移动板9.4与第二移动板9.5互相远离，第二移动板9.5上的上滚轮9.2与翻转板9.1分离，这时由于第一移动板9.4继续向第二推杆机构10靠近，第二推杆机构10的推杆10.1抵住翻转板9.1底部，并使得翻转板9.1沿着旋转轴9.4.1发生翻转，并逐渐翻转至近水平状态，从而使得翻转板9.1和上滚轮9.2之间形成贯通的通道，从而使得整个装置能够越过横担6.1的障碍；在这个过程中，可以通过第一推杆机构7的第三液压杆7.1推动弧形杆7.2接触电线杆6，进而推动整个装置发生倾斜，从而可以调节贯通通道的位置，使其能够准确越过横担6.1。

Claims (8)

1.一种可倾斜除冰机器人，其特征在于：它包括用于抓住前方有冰电线（1）的大抓手机构（2），所述大抓手机构（2）底部垂直固定安装有直齿条（3），所述直齿条（3）与运动机构（4）内的齿轮啮合，所述运动机构（4）后部还安装有用于抓住后方电线（1）的小抓手机构（5）；

所述运动机构（4）侧部安装有用于接触电线杆（6）并推动整个装置发生倾斜的第一推杆机构（7），所述运动机构（4）顶部设有升降平台（8），所述升降平台（8）上安装有除冰机构（9），所述除冰机构（9）靠近电线杆（6）一侧的还安装有第二推杆机构（10）；

在穿越电线杆（6）的横担（6.1）时，所述第二推杆机构（10）推动除冰机构（9）的翻转板（9.1）偏离上滚轮（9.2），使得横担（6.1）可从上滚轮（9.2）下方与发生翻转后的翻转板（9.1）上方形成的贯通通道穿过；

所述升降平台（8）顶部固定设有两个互相平行的水平导轨（8.1），两个水平导轨（8.1）一端固定安装有安装板（8.2）；所述升降平台（8）两侧部各设有一个套设在竖向导轨（8.3）表面的安装槽（8.4），所述竖向导轨（8.3）竖直固定于运动机构（4）上；

所述第二推杆机构（10）包括两个推杆（10.1），所述推杆（10.1）一端与安装板（8.2）铰接连接，另一端与安装在翻转板（9.1）底部的铰接支架（9.2）铰接连接。

2.根据权利要求1所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：其特征在于；所述大抓手机构（2）包括两个竖向设置的互相铰接连接的第一弧形钩（2.1），所述第一弧形钩（2.1）下端与第一连杆（2.2）一端铰接连接，第一连杆（2.2）另一端与第一液压杆（2.3）的伸缩杆端部铰接连接，所述第一液压杆（2.3）的缸体侧壁以及第一弧形钩（2.1）的铰接轴均安装在第一L型板（2.4）侧壁上，所述直齿条（3）一端与第一L型板（2.4）底部固定连接。

3.根据权利要求1所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：所述运动机构（4）包括呈长方体结构的箱体结构（4.1），所述箱体结构（4.1）两侧开有可以穿过直齿条（3）的通孔，箱体结构（4.1）内设有两个分布于直齿条（3）齿线两侧的液压马达（4.2），所述液压马达（4.2）输出轴上的齿轮与直齿条（3）啮合；

箱体结构（4.1）内还竖向设有第二液压杆（4.3），所述第二液压杆（4.3）的伸缩杆与升降平台（8）底部固定连接。

4.根据权利要求3所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：第一推杆机构（7）包括第三液压杆（7.1），所述第三液压杆（7.1）缸体部分穿设在箱体结构（4.1）内，所述第三液压杆（7.1）伸缩杆部分连接弧形杆（7.2），所述弧形杆（7.2）与电线杆（6）的弧面相吻合。

5.根据权利要求1所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：所述小抓手机构（5）包括两个竖向设置的互相铰接连接的第二弧形钩（5.1），所述第二弧形钩（5.1）下端与第二连杆（5.2）一端铰接连接，第二连杆（5.2）另一端与第四液压杆（5.3）的伸缩杆端部铰接连接，所述第四液压杆（5.3）的缸体侧壁以及第二弧形钩（5.1）的铰接轴均安装在第二L型板（5.4）侧壁上，所述第二L型板（5.4）底部固定安装于运动机构（4）后部侧壁上。

6.根据权利要求1所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：所述水平导轨（8.1）上设有导轨槽（9.3），所述导轨槽（9.3）上表面分别固定连接第一移动板（9.4）和第二移动板（9.5），所述第一移动板（9.4）顶部通过旋转轴（9.4.1）与翻转板（9.1）下部铰接连接；

所述第二移动板（9.5）与上滚轮（9.2）旋转连接，所述上滚轮（9.2）的轴与翻转板（9.1）上对应的安装孔可拆卸地连接；所述第一移动板（9.4）与第二移动板（9.5）之间连接有第五液压杆（9.6）。

7.根据权利要求6所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：

所述第二移动板（9.5）顶部通过角固定板（9.6）固定安装电动机（9.7），所述电动机（9.7）输出轴上的主动轮（9.7.1）通过皮带与第二移动板（9.5）外侧面下方的从动轮（9.7.2）连接，所述从动轮（9.7.2）输出轴与竖向设置的第一斜齿轮（9.8）固定连接，所述第一斜齿轮（9.8）与水平设置的第二斜齿轮（9.9）一侧啮合，所述第二斜齿轮（9.9）与水平设置的第三斜齿轮（9.10）固定连接，所述第三斜齿轮（9.10）与竖向设置的第四斜齿轮（9.11）啮合，所述第四斜齿轮（9.11）输出轴末端与敲冰杆（9.12）固定连接，所述第二斜齿轮（9.9）另一侧与竖向设置的第五斜齿轮（9.13）啮合，所述第五斜齿轮（9.13）旋转连接在翻转板（9.1）内侧面，所述第五斜齿轮（9.13）与第一斜齿轮（9.8）内侧面均固定连接有除冰刃（9.14）。

8.根据权利要求3所述的可倾斜除冰机器人，其特征在于：液压泵系统（11）与液压油箱（12）设于箱体结构（4.1）内。