CN108512118B - 高压线巡检机器人的行走夹持机构及夹持方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高压线巡检机器人的行走夹持机构，包括：底座、转动安装于底座上的行走轮、固定安装于底座上的支架、固定安装于支架上的内杆、转动设置于支架上的丝杆、驱动丝杠转动的驱动电机、铰接于内杆上的夹持件、螺纹连接于丝杆上的连接竖轴和连接于连接竖轴的用于带动夹持件夹持的联动机构，所述内杆和夹持件均至少两个，夹持件的自由端末端均延伸至行走轮的下方位置。本发明结构巧妙，能安全可靠地对高压线进行夹持，有利于机器人开展巡检工作。
Description
技术领域
本发明涉及高压线巡检机器人技术领域，具体为高压线巡检机器人的行走夹持机构及夹持方法。
背景技术
电网高压线路的巡检大部分仍采用传统的人工巡检方式，即人工沿线行走及登塔，借助望远镜、照相机或摄像机等对线路隐患进行巡查。
也出现了不少替代人工巡线方式，包括直升机巡检及特种机器人巡检等，这些巡检方式大多耗费高昂并且效率较低。且由于高空风力较大从而导致高压线具有一定的不稳定性，当今的架空线高压输电机器人都存在在行走过程中由于高压线的晃动而导致自身摆动严重，甚至产生失稳而从高空掉落的情况，并且在机器人越障过程中因部分机械臂脱线，导致稳定性问题更为显著。保证机器人在越障时的稳定问题是当今架空高压输电线自动清扫型机器人的重要难题。当前的高压线缆巡检机器人的行走夹持机构普遍存在机构复杂，对高压线角度变化适应性差、不易操控等缺点。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了高压线巡检机器人的行走夹持机构及夹持方法，结构精简巧妙，紧凑合理，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
高压线巡检机器人的行走夹持机构，包括：底座、转动安装于底座上的行走轮、固定安装于底座上的支架、固定安装于支架上的内杆、转动设置于支架上的丝杆、驱动丝杠转动的驱动电机、铰接于内杆上的夹持件、螺纹连接于丝杆上的连接竖轴和连接于连接竖轴的用于带动夹持件夹持的联动机构，所述内杆和夹持件均至少两个，夹持件的自由端的末端部均延伸至行走轮的下方位置。
通过上述技术方案，丝杠的转动能带动连接竖轴的竖向移动，连接竖轴相当于丝杠螺母，连接竖轴的竖向移动能触发联动机构动作，夹持件在联动机构的带动下，能同步地对高压线进行夹持，高压线巡检机器人能可靠地对高压线进行夹紧，结构巧妙；内杆和夹持件均至少两个，夹持件的自由端末端均延伸至行走轮的下方位置，可进一步保证夹持件对高压线的可靠夹紧；此外，夹持件与高压线接触的位置可设置成与高压线外缘形状相匹配的弧形，也便于夹持。
作为本发明一种优选的技术方案，所述联动机构包括套管和第二连杆，每个所述内杆外均滑动套设一个所述套管，所述第二连杆直接或间接固定于连接竖轴上，第二连杆的两端直接或间接铰接于套管上，每个套管的顶部接触连接一个所述夹持件。通过上述技术方案，联动机构的具体结构可采用多样设置，本方案中的套管和第二连杆结构巧妙，使用方便，安装维护也较为便利，且能够便捷有效地带动夹持件进行夹持运作。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第二连杆的两端均通过一第一连杆铰接于套管上，第一连杆与套管铰接的位置设置铰接座。通过上述技术方案，第二连接的运动可带动第一连杆，可使运动过程更顺畅，使套管运动更平稳。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第二连杆通过一连接横轴固定于连接竖轴上。通过上述技术方案，连接横轴的设置有利于第二连杆与连接竖轴之间的固定连接，有利于安装维护。
作为本发明一种优选的技术方案，套管的内壁固定有限位块，所述内杆的外壁开设有限位槽，所述限位块滑动连接所述限位槽中。通过上述技术方案，限位块可对套管的运动位置进行限位，使其竖向移动的范围得到控制，有利于夹持工作的可靠顺利进行，当然，在其他技术方案中，还可采用其他的限位装置进行限位。
作为本发明一种优选的技术方案，内杆的底端固定有位于底座下方的固定底板，套管的底端与固定底板之间设有与内杆外壁滑动套装的拉伸弹簧。通过上述技术方案，固定底板及拉伸弹簧的设置，有利于套管的运动平稳顺畅，保证夹持动作顺利进行。
作为本发明一种优选的技术方案，套管上的接触夹持件的位置套设固定有固定圆环。通过上述技术方案，固定圆环与套管之间可填充胶水，一方面可起到固定作用，另一方面可对固定圆环起到缓冲作用，使圆定圆环作用于夹持件上时更为平稳。当然，这两者之间还可填充其他缓冲材料。
作为本发明一种优选的技术方案，所述联动机构包括第三连杆，所述第三连杆的一端直接或间接铰接于所述连接竖轴，另一端铰接于所述夹持件。通过上述技术方案，第三连杆的设置可进一步简化了联动机构，同样能达到将连接竖轴的竖向运动转换为夹持件的夹持运动，结构合理，简单实用。
作为本发明一种优选的技术方案，每个所述夹持件包括铰接于内杆的连接臂和固定安装于连接臂底部的夹持臂；所述支架包括一与底座固定连接且竖向安装的手臂支架和横向安装于所述手臂支架的一侧顶部的顶座，丝杆转动设置于所述顶座上。通过上述技术方案，夹持件包括连接臂和夹持臂，结构更为合理，有利于各部件的连接和夹持；支架包括竖向手臂支架的及横向的顶座，有利于整体的布局，使结构更为合理。
高压线巡检机器人的行走夹持机构的夹持方法，采用上述任一项技术方案所述的高压线巡检机器人的行走夹持机构，包括以下步骤：
A.将行走轮放置于高压线上后，启动驱动电机；
B.驱动电机带动丝杆转动，丝杆带动连接竖轴沿丝杆竖向移动；
C.连接竖轴的竖向运动驱动联动机构，联动机构带动夹持件将高压线夹紧于行走轮的前方和后方。
通过上述技术方案，将丝杠的转动，转换连接竖轴的竖向移动，再将竖向移动转换为夹持件的夹持运动，巧妙地利用各部件的连接及位置关系，实现各运动动作的转换，操作方便，使用简单。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：各运动动作之间的转换合理巧妙，整体结构紧凑，能实现对高压线的可靠夹紧。
附图说明
图1为本发明一个实施例提出的高压线巡检机器人的行走夹持机构的主视结构示意图；
图2为本发明一个实施例提出的高压线巡检机器人的行走夹持机构中套管与内杆的安装剖视结构示意图；
图3为本发明一个实施例提出的高压线巡检机器人的行走夹持机构中底座的底部侧视结构示意图；
图4为本发明另一实施例提出的高压线巡检机器人的行走夹持机构的主视结构示意图。
图中：1底座、2手臂支架、3顶座、4圆形通孔、5连接竖轴、6丝杆、7驱动电机、8内杆、9固定底板、10套管、11拉伸弹簧、12限位块、13限位槽、14铰接座、15第一连杆、16第二连杆、17连接横轴、18转轴、19连接臂、20夹持臂、21固定圆环、22行走轮、23矩形通孔、24电动旋转轴、25第三连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高压线巡检机器人的行走夹持机构，请参阅图1至图3，包括设置于机器人上的底座1，底座1的顶部开设有矩形通孔23，且矩形通孔23的内部转动安装有电动旋转轴24，电动旋转轴24的外侧中央位置固定套装有行走轮22，电机带动电动旋转轴24驱动行走轮22旋转。行走轮22的顶部和底部均延伸至底座1的外侧，行走轮22的一侧设有与底座1顶部固定安装的手臂支架2，手臂支架2的上部安装有顶座3，且顶座3的顶部开设有圆形通孔4，圆形通孔4的内部滑动连接有连接竖轴5，且连接竖轴5上螺纹套装有丝杆6，丝杆6的顶端安装有驱动电机7的输出轴，且驱动电机7固定安装在顶座3的顶部，连接竖轴5的外侧呈矩形设有四个与顶座3底部固定安装的内杆8，且内杆8的底端固定有位于底座1下方的固定底板9，内杆8的外侧滑动套装有套管10，且套管10的底端与固定底板9的顶部之间固定安装有与内杆8外侧滑动套装的拉伸弹簧11，位于同一侧的两个套管10外侧均水平固定有位于行走轮22上方的铰接座14，且位于同一侧的两个铰接座14相互靠近的一侧均铰接有第一连杆15，位于同一侧的两个第一连杆15上铰接有同一个第二连杆16，两个第二连杆16之间固定安装有同一个连接横轴17，且连接横轴17固定在连接竖轴5的下端，内杆8上转动连接有转轴18，内杆8与转轴18的连接处位于套管10的上方，且内杆8通过转轴18转动安装有连接臂19，连接臂19的底部安装有夹持臂20，且位于同一侧的两个连接臂19相互远离的一侧滑动接触有固定圆环21，固定圆环21固定套接于套管10的顶部。
套管10的内侧顶部呈环形固定有多个限位块12，且限位块12滑动连接有开设在内杆8外侧的限位槽13。限位块12为四到六个，且每个限位块12的底部与对应的限位槽13的底部内壁相接触。
固定圆环21的内侧直径比套管10的外侧直径大，且固定圆环21的内侧与套管10的外侧之间填充有胶水。
位于同一侧的铰接座14、第一连杆15和第二连杆16处于同一水平轴线上。连接竖轴5的顶部开设有螺纹槽，且螺纹槽与丝杆6螺纹连接。四个内杆8均竖直设置，且内杆8的底端贯穿底座1。位于同一侧的两个夹持臂20对称设置，且四个夹持臂20的底部均延伸至行走轮22的下方。
工作原理：
当固定套装在电动旋转轴24外侧的行走轮22放置在高压线上后，启动驱动电机7，驱动电机7带动丝杆6在螺纹槽的内部进行旋转，由于丝杆6和连接竖轴5顶部的螺纹槽相啮合，丝杆6带动连接竖轴5在圆形通孔4的侧壁上进行向上滑动，连接竖轴5带动连接横轴17进行向上位置移动，连接横轴17带动第二连杆16向上位置移动，由于第二连杆16的两端分别与对应的铰接座14之间均铰接有第一连杆15，且铰接座14水平固定在套管10的外侧，第二连杆16通过第一连杆15和铰接座14相配合，来带动套管10在内杆8的外侧进行向上位置移动，套管10对拉伸弹簧11进行拉伸，同时套管10带动限位块12在限位槽13的内部进行向上滑动，位于套管10外侧的固定圆环21也随着套管10进行向上位置移动，由于固定圆环21与连接臂19相配合，且连接臂19通过转轴18和内杆8转动安装，固定圆环21带动连接臂19在内杆8上进行转动，同时连接臂19带动夹持臂20进行角度旋转，进而四个夹持臂20共同对高压线进行加紧，有效保证了高压线巡检机器人在高压线上的稳定停留。
实施例2
请参阅图4，本实施例中联动机构包括第三连杆25，有别于实施例中联动机构包括套管10和第二连杆16等，本实施例中联动机构更为简单，第三连杆25的一端直接或间接铰接于连接竖轴5，另一端铰接于夹持件的连接臂19，同样能实现夹持功能。
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 (2)
1.高压线巡检机器人的行走夹持机构，其特征在于，包括：底座(1)、转动安装于底座(1)上的行走轮(22)、固定安装于底座(1)上的支架、固定安装于支架上的内杆(8)、转动设置于支架上的丝杆(6)、驱动丝杠(6)转动的驱动电机(7)、铰接于内杆(8)上的夹持件、螺纹连接于丝杆(6)上的连接竖轴(5)和连接于连接竖轴(5)的用于带动夹持件夹持的联动机构，所述内杆(8)和夹持件均至少两个，夹持件的自由端的末端部均延伸至行走轮(22)的下方位置；
所述联动机构包括套管(10)和第二连杆(16)，每个所述内杆(8)外均滑动套设一个所述套管(10)，所述第二连杆(16)间接固定于连接竖轴(5)上，第二连杆(16)的两端间接铰接于套管(10)上，每个套管(10)的顶部接触连接一个所述夹持件；
所述第二连杆(16)的两端均通过一第一连杆(15)铰接于套管(10)上，第一连杆(15)与套管(10)铰接的位置设置铰接座(14)；
所述第二连杆(16)通过一连接横轴(17)固定于连接竖轴(5)上；
套管(10)的内壁固定有限位块(12)，所述内杆(8)的外壁开设有限位槽(13)，所述限位块(12)滑动连接所述限位槽(13)中；
杆(8)的底端固定有位于底座(1)下方的固定底板(9)，套管(10)的底端与固定底板(9)之间设有与内杆(8)外壁滑动套装的拉伸弹簧(11)；
套管(10)上的接触夹持件的位置套设固定有固定圆环(21)；
每个所述夹持件包括铰接于内杆(8)的连接臂(19)和固定安装于连接臂(19)底部的夹持臂(20)；所述支架包括一与底座(1)固定连接且竖向安装的手臂支架(2)和横向安装于所述手臂支架(2)的一侧顶部的顶座(3)，丝杆(6)转动设置于所述顶座(3)上。
2.高压线巡检机器人的行走夹持机构的夹持方法，其特征在于，采用如权1所述的高压线巡检机器人的行走夹持机构，包括以下步骤：
A.将行走轮(22)放置于高压线上后，启动驱动电机(7)；
B.驱动电机(7)带动丝杆(6)转动，丝杆(6)带动连接竖轴(5)沿丝杆(6)竖向移动；
C.连接竖轴(5)的竖向运动驱动联动机构，联动机构带动夹持件将高压线夹紧于行走轮(22)的前方和后方；
当固定套装在电动旋转轴(24)外侧的行走轮(22)放置在高压线上后，启动驱动电机(7)，驱动电机(7)带动丝杆(6)在螺纹槽的内部进行旋转，由于丝杆(6)和连接竖轴(5)顶部的螺纹槽相啮合，丝杆(6)带动连接竖轴(5)在圆形通孔(4)的侧壁上进行向上滑动，连接竖轴(5)带动连接横轴(17)进行向上位置移动，连接横轴(17)带动第二连杆(16)向上位置移动，由于第二连杆(16)的两端分别与对应的铰接座(14)之间均铰接有第一连杆(15)，且铰接座(14)水平固定在套管(10)的外侧，第二连杆(16)通过第一连杆(15)和铰接座(14)相配合，来带动套管(10)在内杆(8)的外侧进行向上位置移动，套管(10)对拉伸弹簧(11)进行拉伸，同时套管(10)带动限位块(12)在限位槽(13)的内部进行向上滑动，位于套管(10)外侧的固定圆环(21)也随着套管(10)进行向上位置移动，由于固定圆环(21)与连接臂(19)相配合，且连接臂(19)通过转轴(18)和内杆(8)转动安装，固定圆环(21)带动连接臂(19)在内杆(8)上进行转动，同时连接臂(19)带动夹持臂(20)进行角度旋转，进而四个夹持臂(20)共同对高压线进行加紧，有效保证了高压线巡检机器人在高压线上的稳定停留。
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