CN107681550A - 一种输电线巡检机器人的越障机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线巡检机器人的越障机构，它包括机体，所述机体通过前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑而设置在输电线上；其中每个行走机构均包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，所述行走轮设置在支撑臂的一侧，能够与支撑臂在竖直方向上发生相对位移，所述行走轮设置在输电线上，带动机体沿输电线移动；所述支撑臂能够沿输电线延伸方向向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线。该机构能够越过输电线上的障碍，同时机体在输电线上移动时可以自由调节上下高度，避免输电线上方或下方出现障碍物时机体无法通过。
Description
技术领域
本发明涉及输电线防护领域，特指一种输电线巡检机器人的越障机构。
背景技术
为了保障电力线路的正常运行，需要对输电线路进行定期维护有利于了解线路的运行状况，也能及时发现线路及设备的缺陷和周边环境情况的变化，为线路维修维护提供资料。目前输电线巡检主要是采用人工检测的方式进行，但我国输电线路里程长、覆盖范围广，有些线路还跨越山区、大河、草地及原始森林等，这就使巡检工作劳动强度大且难以保证巡检到位，并且影响巡检质量，同时高空带电作业，巡检人员的安全存在隐患。
为了解决上述问题，采用机器人对线路进行巡检；而现有输电线上设置有间隔棒，用于将多股输电线分散，而这些间隔棒则成为机器人沿线路运行的障碍。同时由于输电线要穿过森林等环境，输电线周围会出现很多障碍。而现有的输电巡检机器人高度固定，有的上方尺寸过大，有的下方尺寸过大。当输电线上方和下方有树枝等障碍物时，机器人无法通过。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种输电线巡检机器人的越障机构，该机构能够越过输电线上的障碍，同时机体在输电线上移动时可以自由调节上下高度，避免输电线上方或下方出现障碍物时机体无法通过。
本发明采用的技术方案如下：
一种输电线巡检机器人的越障机构，它包括机体，所述机体通过前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑而设置在输电线上；其中每个行走机构均包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，所述行走轮设置在支撑臂的一侧，能够与支撑臂在竖直方向上发生相对位移，所述行走轮设置在输电线上，带动机体沿输电线移动；所述支撑臂能够沿输电线延伸方向向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线。
由于上述结构，该机体在前行运动过程中，遇到输电线上的障碍（间隔棒）后，前行走轮向上抬起，机器人继续前行，使前行走轮越过障碍；前行走轮越过障碍后复位，当中行走轮遇到障碍后抬起，越过障碍后复位，当后行走轮遇到障碍后抬起，越过障碍后复位；重复上述过程，实现机器人的越障。
越障过程中，前、中、后行走机构至少有两个与输电线接触，进而支撑机体，保证机体能够继续向前运行，同时保证越障过程中的稳定性。机体在越障过程中，能够继续前行而不必停机，提高了越障效率。行走轮单纯的抬起脱离，输电线，不与障碍接触，避免机体与障碍碰撞，避免越障过程中，输电线抖动，提供了越障过程中的稳定性。
同时，由于行走轮与支撑臂间能够在竖直方向发生相对位移；当输电线上方出现障碍时，支撑臂相对于输电线和行走轮下移；使机体在输电线上方的高度变短，使机体能够通过输电线上方的障碍；
当输电线下方出现障碍时，支撑臂相对于输电线和行走轮上移；使机体在输电线下方的高度变短，使机体能够通过输电线下方的障碍。
本发明结构简单，操作方便。本发明的越障机构配合各种传感器后，能够很方便的对输电线的状态进行检测。
进一步的，所述支撑臂内部为空腔，其内设置有带动行走轮上下移动的升降机构。
进一步的，所述升降机构包括相互匹配的丝杆和滑块，所述丝杆沿支撑臂长度方向布置；所述行走轮通过行走轮安装架设置在滑块上；所述支撑臂内设置有丝杆驱动电机，当丝杆驱动电机驱动丝杆转动时，滑块带动行走轮在竖直方向上移动。
由于上述结构，当输电线上方出现障碍时，丝杆驱动电机带动丝杆转动，使滑块向上移动，支撑臂相对于输电线和行走轮下移；使机体在输电线上方的高度变短，使机体能够通过输电线上方的障碍；
当输电线下方出现障碍时，丝杆驱动电机带动丝杆转动，使滑块向下移动，支撑臂相对于输电线和行走轮上移；使机体在输电线下方的高度变短，使机体能够通过输电线下方的障碍。
进一步的，所述支撑臂靠近行走轮一侧设有位移口，所述位移口沿支撑臂长度方向设置；所述滑块通过穿过位移口的连接件与行走轮支撑架相连，所述连接件沿位移口滑动。
由于上述结构，连接件设置在位移口内，连接件与位移口配合，起着导向作用，便于行走轮与支撑臂在竖直方向上发生相对移动。
进一步的，所述行走轮安装架呈“门”字形，行走轮通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂内的滑块相连，另一侧安装有行走轮驱动电机；所述行走轮驱动电机带动行走轮转动。
进一步的，支撑臂上端均通过摆动轴转动连接在机体上，摆动轴与摆动电机相连，所述摆动电机安装在机体上，摆动电机带动支撑臂向前或向后摆动。
进一步的，所述前行走机构、中行走机构和后行走机构位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置。
由于上述结构，各行走机构等间隔设置，保证机体在运行与越障过程中的平衡。同时，便于控制各支撑臂的摆动时间。
进一步的，所述机体上设置有输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器；所述输电线障碍检测传感器包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述输电线障碍检测传感器设置在机体底部，其中前端障碍检测传感器设置在前行走机构前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构与中行走机构之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构和后行走机构之间；所述环境障碍检测传感器包括输电线上方障碍检测传感器和输电线下方障碍检测传感器；其中输电线上方障碍检测传感器安装在机体顶部，输电线下方障碍检测传感器安装在支撑臂底部；所述输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器与控制器相连。
进一步的，所述控制器设置在控制箱内，所述控制箱位于机体底部，所述控制上连接有输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器、摆动电机、丝杆驱动电机和行走轮驱动电机；所述控制箱内设置有为控制器、输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器、摆动电机、丝杆驱动电机和行走轮驱动电机供电的电源。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的越障机构，结构简单，能够越过输电线上的障碍，同时也能越过输电线上方或下方的障碍。越障过程中，不用停机，提高了越障效率。越障过程中，动作简单，不会在输电线上产生较大的震动，避免机体从输电线上掉落。该越障机构配合各种传感器后，能够很方便的对输电线的状态进行检测。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的支撑臂位移口视图；
图3是本发明的左视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种输电线巡检机器人的越障机构，它包括机体2，所述机体2通过前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑而设置在输电线上；其中每个行走机构均包括支撑臂1和行走轮5，支撑臂1上端均通过摆动轴转动连接在机体2上，摆动轴与摆动电机10相连，所述摆动电机10安装在机体2上，所述行走轮5设置在支撑臂1的一侧，能够与支撑臂1在竖直方向上发生相对位移，所述行走轮5设置在输电线上，带动机体2沿输电线移动；所述摆动电机10带动支撑臂1向前或向后摆动，使行走轮5抬起而脱离输电线。
进所述前行走机构、中行走机构和后行走机构位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置。
所述前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑臂1和行走轮5的数量根据实际需要来设置，本实施方式中，输电线为两根，则前行走机构、中行走机构和后行走机构均为两个支撑臂1和两个行走轮5，每个行走轮5分别设置在一根输电线上，每组行走机构中的支撑臂1一同抬起一同放下，每个支撑臂1均由一个单独的摆动电机10控制转动，每个行走轮5也由单独的一个驱动电机控制转动。
行走轮5可以设置在支撑臂1的外侧或内侧，本实施方式中，行走轮5设在支撑臂1的内侧。当机体2安装在输电线上时，支撑臂1刚好可以把输电线包裹，这样能够提高机器人安装在输电线上的稳定性。机体2行走时，可以使行走轮5位于支撑臂1的最上端，这样能使机体2的重心降低，同时使支撑臂1包裹输电线，保证机体2行走过程中的稳定性。
每个支撑臂1内部为空腔，其内设置有带动行走轮5上下移动的升降机构。
所述升降机构包括相互匹配的丝杆7和滑块6，所述丝杆7沿支撑臂1长度方向布置；所述行走轮5通过行走轮安装架3设置在滑块6上；所述支撑臂1内设置有丝杆驱动电机9，当丝杆驱动电机9驱动丝杆7转动时，滑块6带动行走轮5在竖直方向上移动。
所述支撑臂1靠近行走轮5一侧设有位移口8，所述位移口8沿支撑臂1长度方向设置；所述滑块6通过穿过位移口8的连接件与行走轮5支撑架相连，所述连接件沿位移口8滑动。
所述行走轮安装架3呈“门”字形，行走轮5通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂1内的滑块6相连，另一侧安装有行走轮驱动电机4；所述行走轮驱动电机4带动行走轮5转动。
本发明还包括输电线巡检机器人越障机构控制系统，所述控制系统包括连接在控制器上的行走控制单元、线上障碍跨越控制单元、线外障碍跨越控制单元；所述行走控制单元用于控制越障机构在输电线上沿输电线延伸方向移动；
所述线上障碍跨越控制单元用于控制越障机构跨越设置在输电线上的障碍；
所述线外障碍跨越控制单元用于控制越障机构跨越设置在输电线上方或下方的障碍。
所述行走控制单元包括行走轮驱动电机4，所述行走轮驱动电机4连接在控制器上。
所述线上障碍跨越控制单元包括输电线障碍检测传感器和摆动电机10，所述输电线障碍检测传感器用于检测机体2行进方向上位于输电线上的障碍，该障碍主要为设置子输电线上的间隔棒；它包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述输电线障碍检测传感器设置在机体2底部，其中前端障碍检测传感器设置在前行走机构前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构与中行走机构之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构和后行走机构之间；
所述摆动电机10包括前摆动电机10、中摆动电机10和后摆动电机10；
所述前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器、前摆动电机10、中摆动电机10和后摆动电机10均连接在控制器上。
线外障碍跨越控制单元包括环境障碍检测传感器和丝杆7行走轮驱动电机4；所述环境障碍检测传感器包括输电线上方障碍检测传感器和输电线下方障碍检测传感器；
其中输电线上方障碍检测传感器安装在机体2顶部，用于检测机体2行进方向上位于输电线上方的障碍，该障碍主要是树枝和其他建筑物；
输电线下方障碍检测传感器安装在支撑臂1底部；用于检测机体2行进方向上位于输电线下方的障碍，该障碍主要是树枝和其他建筑物；输电线下方障碍检测传感器可以安装前、中、后行走机构的支撑臂1底部，本实施例中，安装在中行走机构的支撑臂1底部；所述输电线上方障碍检测传感器、输电线下方障碍检测传感器和丝杆7行走轮驱动电机4均连接在控制器上。
所述控制器设置在控制箱内，控制箱设在机体2底部，控制箱内设置有为控制器、输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器、摆动电机10、丝杆驱动电机9和行走轮驱动电机4供电的电源。
所述输电线巡检机器人越障机构它包括线上障碍跨越控制方法和线外障碍跨越控制方法。
线上障碍跨越控制方法如下：
控制器控制行走轮驱动电机4转动，带动机体2在输电线上向前移动，当前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制前摆动电机10转动，带动前支撑臂1向前或向后摆动角度a，使前行走轮5抬起，机体2继续向前移动，使前行走轮5越过障碍；当中部障碍检测传感器检测到障碍后，控制器控制前摆动电机10转动，带动前支撑臂1向后或向前摆动角度a，使前行走轮5复位，同时控制器控制中摆动电机10转动，带动中支撑臂1向前或向后摆动角度a，使中行走轮5抬起，机体2继续向前移动，使中行走轮5越过障碍；当后端障碍检测传感器检测到障碍后，控制器控制中摆动电机10转动，带动中支撑臂1向前或向后摆动角度a，使中行走轮5复位，同时控制器控制后摆动电机10转动，带动后支撑臂1向前或向后摆动角度a，使后行走轮5抬起，机体2继续向前移动，使后行走轮5越过障碍；直到前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制后行走轮5复位，然后重复上述过程。
线外障碍跨越控制方法如下：
控制器控制行走轮驱动电机4转动，带动机体2在输电线上向前移动，当输电线上方障碍检测传感器检测到行进方向上，输电线上方出现障碍时，控制器控制丝杆驱动电机9带动丝杆7转动，使滑块6向上移动，支撑臂1相对于输电线和行走轮5下移；
控制器控制行走轮驱动电机4转动，带动机体2在输电线上向前移动，当输电线下方障碍检测传感器检测到行进方向上，输电线下方出现障碍时，控制器控制丝杆驱动电机9带动丝杆7转动，使滑块6向下移动，支撑臂1相对于输电线和行走轮5上移。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：它包括机体（2），所述机体（2）通过前行走机构、中行走机构和后行走机构的支撑而设置在输电线上；其中每个行走机构均包括支撑臂（1）和行走轮（5），所述支撑臂（1）上端与机体（2）活动连接，所述行走轮（5）设置在支撑臂（1）的一侧，能够与支撑臂（1）在竖直方向上发生相对位移，所述行走轮（5）设置在输电线上，带动机体（2）沿输电线移动；所述支撑臂（1）能够沿输电线延伸方向向前或向后摆动，使行走轮（5）抬起而脱离输电线。
2.根据权利要求1所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述支撑臂（1）内部为空腔，其内设置有带动行走轮（5）上下移动的升降机构。
3.根据权利要求2所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述升降机构包括相互匹配的丝杆（7）和滑块（6），所述丝杆（7）沿支撑臂（1）长度方向布置；所述行走轮（5）通过行走轮安装架（3）设置在滑块（6）上；所述支撑臂（1）内设置有丝杆驱动电机（9），当丝杆驱动电机（9）驱动丝杆（7）转动时，滑块（6）带动行走轮（5）在竖直方向上移动。
4.根据权利要求3所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述支撑臂（1）靠近行走轮（5）一侧设有位移口（8），所述位移口（8）沿支撑臂（1）长度方向设置；所述滑块（6）通过穿过位移口（8）的连接件与行走轮（5）支撑架相连，所述连接件沿位移口（8）滑动。
5.根据权利要求4所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述行走轮安装架（3）呈“门”字形，行走轮（5）通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂（1）内的滑块（6）相连，另一侧安装有行走轮驱动电机（4）；所述行走轮驱动电机（4）带动行走轮（5）转动。
6.根据权利要求1所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：支撑臂（1）上端均通过摆动轴转动连接在机体（2）上，摆动轴与摆动电机（10）相连，所述摆动电机（10）安装在机体（2）上，摆动电机（10）带动支撑臂（1）向前或向后摆动。
7.根据权利要求6所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述前行走机构、中行走机构和后行走机构位于同一直线上，沿输电线延伸方向等间隔设置。
8.根据权利要求7所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述机体（2）上设置有输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器；所述输电线障碍检测传感器包括前端障碍检测传感器、中部障碍检测传感器、后端障碍检测传感器；所述输电线障碍检测传感器设置在机体（2）底部，其中前端障碍检测传感器设置在前行走机构前方，所述中部障碍检测传感器设置在前行走机构与中行走机构之间；所述后端障碍检测传感器设置在中行走机构和后行走机构之间；所述环境障碍检测传感器包括输电线上方障碍检测传感器和输电线下方障碍检测传感器；其中输电线上方障碍检测传感器安装在机体（2）顶部，输电线下方障碍检测传感器安装在支撑臂（1）底部；所述输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器与控制器相连。
9.根据权利要求8所述的输电线巡检机器人的越障机构，其特征在于：所述控制器设置在控制箱内，所述控制箱位于机体（2）底部，所述控制上连接有输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器、摆动电机（10）、丝杆驱动电机（9）和行走轮驱动电机（4）；所述控制箱内设置有为控制器、输电线障碍检测传感器、环境障碍检测传感器、摆动电机（10）、丝杆驱动电机（9）和行走轮驱动电机（4）供电的电源。
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| CN201711044131.XA CN107681550A (zh) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 一种输电线巡检机器人的越障机构 |
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| CN201711044131.XA CN107681550A (zh) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 一种输电线巡检机器人的越障机构 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109340581A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-15 | 郑州如阳科技有限公司 | 一种燃气地埋管线泄漏横向盲测扫描装置 |
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| CN114197311A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-18 | 中铁三局集团有限公司 | 一种高铁箱梁桥面振捣装置 |
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2017
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