CN106848923A - 一种高压输电线路救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线路救援机器人，包括机械臂、行走轮机构、压紧机构、机箱以及救援装置，所述机械臂固定设于机箱上，所述救援装置用于夹持待救援设备，所述机箱内设有控制装置和电池，所述机械臂顶部设有行走轮架，所述行走轮机构包括两个行走轮以及行走电机，所述两个行走轮通过行走轮轴安装在行走轮架上，压紧机构包括压紧轮、压紧轮支架、压紧螺母以及压紧丝杆和压紧电机，所述压紧丝杆通过轴承与机械臂相连，压紧轮支架一端与压紧轮通过轴相连，另一端与压紧螺母通过压紧弹簧相连，通过压紧丝杆旋转可带动压紧轮上下运动。本发明具实现了对高压输电线路上故障机器人的救援；可替代人工作业，其结构简单，便携性好，成本低。

Description

一种高压输电线路救援机器人

技术领域

本发明涉及一种救援机器人，尤其涉及一种高压输电线路救援机器人。

背景技术

随着高压输电线路巡检机器人技术的发展与应用，国内外电力系统越来越多的使用巡线机器人完成巡检任务。在此发展过程中，国内外的巡线机器人功能逐渐多样化，巡检设备逐步完善，机器人结构及控制方法日趋复杂。在机器人结构和控制方法复杂化的同时，伴随出现的一些故障也随之增加，如在巡检过程中可能出现的电池电量不足、温度过高导致工控机死机等，这些故障都可能引起巡检机器人滞停在巡检线路上。当机器人滞停在两塔之间的档段地线上时，目前国内外都是采用人工上线拖回机器人的方式处理这类问题的。但是人工上线操作危险性高，效率低下，劳动强度大，同时受到地理条件的限制，且多数情况需要停电操作，而高压输电线路停电不仅流程繁琐且会造成较大的电能损失。因此，研究出一种救援机器人来处理这类问题不仅可以避免停电减少电能损失，更可以保证工人的人身安全，对高压输电线路巡线机器人的发展与应用有着举足轻重的作用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种对因各种故障停滞在高压输电线路上的巡检机器人实施救援的机器人。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可替代人工作业，结构简单小巧，便携，效果好，效率高的高压输电线路救援机器人。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种高压输电线路救援机器人，包括机械臂、行走轮机构、压紧机构、机箱以及救援装置，所述机械臂固定设于机箱上，所述行走轮机构和压紧机构设于机械臂上，用于带动整个救援机器人在地线上行走，所述救援装置用于夹持待救援设备，所述机箱内设有控制整个救援机器人行走动作的控制装置和提供电源的电池。

作为改进，所述机械臂顶部设有行走轮架，所述行走轮机构包括两个行走轮以及与行走轮相连的行走电机，所述两个行走轮通过行走轮轴平行的安装在行走轮架上，所述压紧机构包括压紧轮、压紧轮支架、压紧螺母以及设于机械臂下部的压紧丝杆和驱动压紧丝杆旋转的压紧电机，所述压紧丝杆通过轴承与机械臂相连，压紧轮设于两个行走轮中间下方且与压紧轮支架一端通过轴相连，所述压紧轮支架另一端与压紧螺母通过压紧弹簧相连，压紧螺母与压紧丝杆螺纹配合，通过压紧电机驱动压紧丝杆旋转可带动压紧轮上下运动来与两个行走轮配合实现压紧功能。

作为改进，所述压紧轮两侧的压紧轮支架上分别设有与之通过弹簧柔性连接的碰检挡板，所述碰检挡板设有磁钢，压紧轮支架上设有与磁钢相对的霍尔传感器。

作为改进，所述机械臂通过箱臂连接件与机箱相连，所述箱臂连接件上设有凹槽，所述压紧轮可通过压紧丝杆的旋转带动向下运动收进箱臂连接件的凹槽内。

作为改进，所述行走轮支架上设有可看清待救援设备的摄像头。

作为改进，所述救援装置包括夹持座、救援丝杆、连杆、救援螺母、救援电机以及夹爪，所述夹持座与机箱固定相连，所述救援丝杆通过轴承设于夹持座内，救援螺母与救援丝杆螺纹配合，夹爪一端与夹持座铰接，所述连杆一端与夹爪中部固定相连，另一端与救援螺母铰接相连，救援电机与救援丝杆轴连接，通过救援丝杆旋转带动救援螺母平移可实现夹爪开合。

作为改进，所述救援丝杆靠近夹爪端设有塑料材料制成的丝杆护套，所述夹爪末端设有缓冲板。

作为改进，所述机箱底部两侧对称设有可以绑背带的固定耳，只需一个工人通过背带即可背动救援机器人上下塔。

因此，本发明具有如下优点：

1.实现了对因各种故障停滞在高压输电线路上的巡检机器人实施救援任务；

2.可替代人工作业，结构简单小巧，便携，效果好，效率高，成本低。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图。

图2为行走轮机构的结构示意图。

图3为压紧机构的结构示意图。

图4为机械臂机构的结构示意图。

图5为救援装置的结构示意图。

图6为控制箱的工作示意图。

图7为本发明救援机器人实施救援流程示意图。

其中图7d为本发明救援机器人到达待救援巡检机器人附近示意图，图7a为救援装置接近待救援巡检机器人局部放大图，图7b为救援装置的夹爪包围接近待救援巡检机器人的机械臂局部放大图，图7c为救援装置的夹爪合拢夹持住待救援巡检机器人的机械臂局部放大图。

1-机箱，2-压紧机构，3-行走轮机构，4-机械臂机构，5-摄像头，6-地线，7-救援装置，8-驱动盘，9-行走轮，10-行走轮轴，11-编码器，12-碰检挡板，13-霍尔传感器，14-轴承端盖，15-压紧轮，16-压紧轮支架，17-压紧弹簧，18-压紧螺母，19-行走轮架顶板，20-轴承盖，21-行走轮架，22-压紧丝杆，23-机械臂，24-轴承座，25-压紧电机，26-救援电机罩，27-夹持座，28连杆，29-丝杆护套，30-缓冲板，31-夹爪，32-救援丝杆，33-救援螺母，34-箱臂连接件，35机箱罩,36-机箱底座。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，机箱1、压紧机构2、行走轮机构3、机械臂机构4、摄像头5、地线6、救援装置7、驱动盘8、行走轮9、行走轮轴10、编码器11、碰检挡板12、霍尔传感器13、轴承端盖14、压紧轮15、压紧轮支架16、压紧弹簧17、压紧螺母18、行走轮架顶板19、轴承盖20、行走轮架21、压紧丝杆22、机械臂23、轴承座24、压紧电机25、救援电机罩26、夹持座27、连杆28、丝杆护套29、缓冲板30、夹爪31、救援丝杆32、救援螺母33、箱臂连接件34、机箱罩35、机箱底座36。

实施例：

一、首先介绍一下本发明的机械装置：如图1所示，本发明涉及一种用于对因各种故障停滞在高压输电线路上的巡检机器人实施救援任务的救援机器人，包括在机械臂机构4上端悬挂的双行走轮机构3、机械臂23下端装配的机箱1、在两行走轮机构3下配置的与机械臂机构4螺纹连接的压紧机构2及安装在机箱1上的救援装置7。

如图2所示，行走轮机构3由行走轮9、行走电机、行走轮轴10、编码器11、驱动盘8等组成。所述行走电机嵌套在行走轮轴10内与驱动盘8相连，驱动盘8带动行走轮9转动，实现机器人沿地线6的滚动运动，其中编码器11接在行走电机的后端，实现对机器人行驶路程的记录与反馈。其中，行走轮9采用“V”型槽回转结构适应地线6形状，当救援机器人在地线6上行驶时，行走轮9将地线6包覆。“V”型槽结构能使行走轮9与地线6接触面积增加，与压紧轮15一起，将地线6约束在结构中，使得机器人在行驶中过程具有较高安全性。此外，行走轮9选用特殊的耐磨材料，使之既可以增加与地线之间摩擦力，又能保护地线6不被磨损。

如图3所示，压紧机构2由压紧轮15、压紧轮支架16、压紧弹簧17、压紧螺母18、碰检挡板12、霍尔传感器13、轴承端盖14等组成。压紧轮支架16一端设有通过压紧弹簧17相连的压紧螺母18，所述压紧螺母18与压紧丝杆22螺纹配合连接，压紧轮支架16另一端设计成U形结构，U形结构内装有压紧轮15，U形结构两端分别通过两弹簧与碰检挡板12柔性连接，且碰检挡板12上装有磁钢，对应压紧轮支架16上固定有霍尔传感器13。当机器人行走遇到防振锤等障碍物碰到碰检挡板12时，碰检挡板12受压力与压紧轮支架16贴紧时，霍尔传感器13传出信号，从而告知前方有障碍物，此时压紧电机25驱动压紧丝杆22转动从而带动压紧螺母18及压紧机构2向下移动至箱臂连接件34的凹槽内，以避开障碍物前行。

压紧轮15设于两个行走轮9中间下方且与压紧轮支架16一端通过轴相连，所述压紧轮支架16另一端与压紧螺母18通过压紧弹簧17相连，压紧螺母18与压紧丝杆22螺纹配合，通过压紧电机25驱动压紧丝杆22旋转可带动压紧轮15上下运动来与两个行走轮9配合实现压紧功能。

如图4所示，机械臂机构4包括行走轮架21、轴承盖20、轴承座24、压紧丝杆22、机械臂23、压紧电机25、行走轮架顶板19、轴承等。压紧丝杆22通过轴承和轴承座24与机械臂23相连，两行走轮机构3通过行走轮轴10与行走轮架21相连。摄像头5安装在行走轮架21上，可以看清救援装置7与待救援设备（即巡检机器人）的位置。

如图5所示，救援装置7包括救援电机罩26、夹持座27、连杆28、丝杆护套29、缓冲板30、夹爪31、救援丝杆32、救援螺母33、救援电机等。所述救援电机罩26与夹持座27固定在机箱1的箱臂连接件34上。救援螺母33与救援丝杆32螺纹配合，夹爪31一端与夹持座27铰接，所述连杆28一端与夹爪31中部固定相连，另一端与救援螺母33铰接相连，救援电机与救援丝杆32轴连接，通过救援电机罩26内的救援电机转动带动救援丝杆32转动，从而带动救援螺母33沿救援丝杆32轴向方向的移动，通过连杆28实现夹爪31的开合。夹爪31末端装有软质材料制成的缓冲板30，防止夹爪31损坏被救援机器人。救援丝杆32末端装有塑料材料制成的丝杆护套29，防止救援丝杆32直接与被救援机器人相接触而损坏，保护了救援丝杆32与被救援机械人。

如图6所示， 所述机箱1包括机箱罩35、机箱底座36、箱臂连接件34、控制装置及电池等。所述控制装置及电池均布置在机箱罩35与机箱底座36内，所述箱臂连接件34上设有凹槽，且箱臂连接件34连接了机械臂机构、救援装置7及机箱1，当遇障时压紧机2构可下降至箱臂连接件34上的凹槽内，节省了空间及机械臂23的长度；所述机箱底座26外对称设有可以绑背带的固定耳，只需一个工人通过背带即可背动救援机器人上下塔。

二、下面介绍一下本发明的工作流程。当救援机器人在地线无障碍区域时，行走电机驱动行走轮9沿地线6滚动从而实现救援机器人在地线6上的移动，在无障碍区域，压紧电机25驱动压紧丝杆22转动从而通过压紧螺母18和压紧弹簧17带动压紧机构2与行走轮机构3配合压紧地线6。当救援机器人行走遇到防振锤等障碍物碰到压紧机构2上的碰检挡板12时，碰检挡板12受压力与压紧轮支架16贴紧时，霍尔传感器13传出信号，从而告知前方有障碍物，此时压紧电机25驱动压紧丝杆22转动从而带动压紧螺母18及压紧机构2向下移动至机箱1上的箱臂连接件34的凹槽内，以避开障碍物前行。

如图7所示，当救援机器人上的摄像头5观测到救援装置7与待救援巡检机器人接近时，救援机器人携带处于张开状态的救援装置7减速前行，直至救援夹爪31包裹住待救援巡检机器人的机械臂，闭合救援装置7的夹爪31，随后救援机器人拉动待救援巡检机器人往回行驶至杆塔处，实现对待救援巡检机器人的救援任务。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机箱1、压紧机构2、行走轮机构3、机械臂机构4、摄像头5、地线6、救援装置7、驱动盘8、行走轮9、行走轮轴10、编码器11、碰检挡板12、霍尔传感器13、轴承端盖14、压紧轮15、压紧轮支架16、压紧弹簧17、压紧螺母18、行走轮架顶板19、轴承盖20、行走轮架21、压紧丝杆22、机械臂23、轴承座24、压紧电机25、救援电机罩26、夹持座27、连杆28、丝杆护套29、缓冲板30、夹爪31、救援丝杆32、救援螺母33、箱臂连接件34、机箱罩35、机箱底座36等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：包括机械臂、行走轮机构、压紧机构、机箱以及救援装置，所述机械臂固定设于机箱上，所述行走轮机构和压紧机构设于机械臂上，用于带动整个救援机器人在地线上行走，所述救援装置用于夹持待救援设备，所述机箱内设有控制整个救援机器人行走动作的控制装置和提供电源的电池。

2.根据权利要求1所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述机械臂顶部设有行走轮架，所述行走轮机构包括两个行走轮以及与行走轮相连的行走电机，所述两个行走轮通过行走轮轴平行的安装在行走轮架上，所述压紧机构包括压紧轮、压紧轮支架、压紧螺母以及设于机械臂下部的压紧丝杆和驱动压紧丝杆旋转的压紧电机，所述压紧丝杆通过轴承与机械臂相连，压紧轮设于两个行走轮中间下方且与压紧轮支架一端通过轴相连，所述压紧轮支架另一端与压紧螺母通过压紧弹簧相连，压紧螺母与压紧丝杆螺纹配合，通过压紧电机驱动压紧丝杆旋转可带动压紧轮上下运动来与两个行走轮配合实现压紧功能。

3.根据权利要求2所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述压紧轮两侧的压紧轮支架上分别设有与之通过弹簧柔性连接的碰检挡板，所述碰检挡板设有磁钢，压紧轮支架上设有与磁钢相对的霍尔传感器。

4.根据权利要求2所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述机械臂通过箱臂连接件与机箱相连，所述箱臂连接件上设有凹槽，所述压紧轮可通过压紧丝杆的旋转带动向下运动收进箱臂连接件的凹槽内。

5.根据权利要求2所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述行走轮支架上设有可看清待救援设备的摄像头。

6.根据权利要求2所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述救援装置包括夹持座、救援丝杆、连杆、救援螺母、救援电机以及夹爪，所述夹持座与机箱固定相连，所述救援丝杆通过轴承设于夹持座内，救援螺母与救援丝杆螺纹配合，夹爪一端与夹持座铰接，所述连杆一端与夹爪中部固定相连，另一端与救援螺母铰接相连，救援电机与救援丝杆轴连接，通过救援丝杆旋转带动救援螺母平移可实现夹爪开合。

7.根据权利要求6所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述救援丝杆靠近夹爪端设有塑料材料制成的丝杆护套，所述夹爪末端设有缓冲板。

8.根据权利要求1至7任意一项所述一种高压输电线路救援机器人，其特征在于：所述机箱底部两侧对称设有可以绑背带的固定耳，只需一个工人通过背带即可背动救援机器人上下塔。