CN110386200A - 一种绝缘子串爬行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子串爬行机构，包括有上框架、下框架以及连接上框架和下框架的连接机构，上框架和下框架结构相同，上框架和下框架分别包括有第一弧形框架和第二弧形框架，第一弧形框架和第二弧形框架通过框架开合机构来连接并固定为带有缺口的圆环结构，上框架和下框架分别设有多个行星轮系，行星轮系分别沿上框架和下框架的周向分布，行星轮系的轴线与待爬行的绝缘子串的轴线垂直且与绝缘子瓷瓶外沿的切线方向平行。本发明过行星轮系上的行星架的旋转运动带动行星轮运动，对绝缘子的外形尺寸适应性广；且能够实现快速、连续不易卡死的爬行。

Description

一种绝缘子串爬行机构

技术领域

本发明涉及爬行机器人技术领域，尤其涉及一种绝缘子串爬行机构。

背景技术

在现有技术的绝缘子串爬行机构中，按照机器人的移动方式可以主要分为蠕动式、履带式和轮腿式三类，其中蠕动式行走机构利用仿生学的原理沿悬垂绝缘子串爬行，这种机构运动稳定可靠，但是其步态控制复杂；履带式行走机构主要依靠履带沿绝缘子表面进行滚动式爬行，这种机构承载能力强、有很强的表面适应能力，广泛应用于各类越障机器人中，但其结构复杂、体积笨重；轮腿式行走机构是一种利用多组轮腿交替与绝缘子瓷裙接触以实现沿悬垂绝缘子串运动的机构，机构原理简单、运动连续、体积轻便，然而这类机构在对不同绝缘子串的适应性、运动稳定性及承载能力等方面略显不足。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种适应能力强、爬行快速的绝缘子串爬行机构。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种绝缘子串爬行机构，包括有上框架、下框架以及连接所述上框架和下框架的连接机构，所述上框架和下框架结构相同，所述上框架和下框架分别包括有第一弧形框架和第二弧形框架，所述第一弧形框架和第二弧形框架通过框架开合机构来连接并固定为带有缺口的圆环结构，所述上框架和下框架分别设有多个行星轮系，所述行星轮系分别沿所述上框架和下框架的周向分布，所述行星轮系的轴线与待爬行的绝缘子串的轴线垂直且与绝缘子瓷瓶外沿的切线方向平行。

进一步地，所述行星轮系包括有行星架、太阳轮、行星轮和行星架驱动机构，所述太阳轮固定安装在所述第一弧形框架或第二弧形框架上，所述行星架转动设置在所述第一弧形框架或第二弧形框架上并由所述行星架驱动机构驱动转动，所述行星轮为多个，转动设置在所述行星架上并与所述太阳轮啮合。

进一步地，所述行星轮系还包括有爬行轮，所述爬行轮同轴设置在所述行星轮的侧面。

进一步地，所述爬行轮的外周上设有用以增加摩擦力的摩擦部件。

进一步地，所述摩擦部件为设在所述爬行轮外周的下凹或凸起的花纹，或者为包裹在所述爬行轮外周上的橡胶套，或者为凸齿。

进一步地，所述连接机构为杆件。

进一步地，所述框架开合机构包括有固定设置在第一弧形框架和第二弧形框架其中一个的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴与第一弧形框架和第二弧形框架其中的另一个相连接，并由所述第一驱动电机带动转动。

进一步地，所述行星架驱动机构包括有第二驱动电机，所述第二驱动电机固定设置在所述第一弧形框架或第二弧形框架上，所述第二驱动电机的输出轴上固定设有驱动齿轮，所述行星架的侧面固定设有环形齿轮，所述驱动齿轮与所述环形齿轮相啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明行星轮系压在绝缘子瓷瓶上，进而通过行星轮系上的行星架的旋转运动带动行星轮运动，对绝缘子的外形尺寸适应性广；由于该机构采用环抱式设计，机构可适应水平、I型、V型和Y型等不同类型的绝缘子串，也即本发明对不同类型的绝缘子适应性强；

2、本发明通过行星轮系旋转时其上的行星架的旋转带动行星轮及爬行轮的公转和自转实现在绝缘子串上的爬行运动，因此行星轮外缘的线速度是公转速度和自转速度的和，从而可实现高速移动；

3、本发明的行星轮系可以一直连续、快速转动，从而可使机构连续、快速地爬行；

4、本发明的行星轮机构具有良好的越障能力，能够适应绝缘子表面的不规则特征，不易卡死。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一弧形框架和第二弧形框架的连接示意示意图

图3为行星轮系的侧视时的简易示意图（其中行星架驱动机构未示出）；

图4为行星轮系的结构示意图（其中爬行轮未示出）。

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作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。

请参照图1至图4，本发明优选的实施例提供一种绝缘子串爬行机构，包括有上框架1、下框架2以及连接上框架1和下框架2的连接机构3，连接机构3为杆件，上框架1和下框架2通过四根杆件相固定。上框架1和下框架2结构相同，上框架1和下框架2分别包括有第一弧形框架51和第二弧形框架52，第一弧形框架51和第二弧形框架52通过框架开合机构53来连接并固定为带有缺口的圆环结构。在本优选的实施例中，请参照图2，框架开合机构53主要包括有第一驱动电机531，第一弧形框架51和第二弧形框架52在连接处相堆叠，第一驱动电机531固定设置在第二弧形框架52上，且第一驱动电机531的输出轴穿过第二弧形框架52上的通孔，并与第一弧形框架51相固定，固定方式为第一驱动电机531的输出轴的侧面上开设有键槽，键槽中固定放置有固定键532，第一弧形框架51在对应于固定键532的位置处同样开设有键槽，且第一驱动电机531的输出轴的端面上固定设有压盖533，具体为第一驱动电机531的输出轴的端面上开设有螺孔，压盖533上同样设有螺孔，通过压紧螺栓534将压盖533压紧在第一驱动电机531的输出轴的端面上，此时在压盖533的作用下，第一弧形框51将无法沿第一驱动电机531的输出轴的轴向脱离，且当第一驱动电机531运转时，第一弧形框架51将随第一驱动电机531的输出轴一同转动，控制第一驱动电机531，即可实现第一弧形框架51的转动方向，以实现第一弧形框架51和第二弧形框架52的开合并固定。上框架1和下框架2分别设有四个行星轮系4，行星轮系4分别沿上框架1和下框架2的周向分布，行星轮系4的轴线与待爬行的绝缘子串的轴线垂直且与绝缘子瓷瓶外沿的切线方向平行。

请参照图3和图4，行星轮系4包括有行星架41、太阳轮42、行星轮43和行星架驱动机构，太阳轮42固定安装在第一弧形框架51或第二弧形框架52上，行星架41转动设置在第一弧形框架51或第二弧形框架52上并由行星架驱动机构驱动转动，本优选的实施例中，具体为行星架41的侧面固定设有环形齿轮48，行星架驱动机构包括有第二驱动电机44，第二驱动电机44通过安装板46安装在第一弧形框架51上，第二驱动电机44的输出轴上固定设有驱动齿轮47，驱动齿轮47与环形齿轮48相啮合，则在第二驱动电机44带动下，驱动齿轮47转动，带动环形齿轮48转动从而带动行星架41转动。每个行星轮系中行星轮43为四个，转动设置在行星架41上并与太阳轮42啮合，四个行星轮43均匀分布在太阳轮42的周向上。行星架41转动时，驱动行星轮43进行绕太阳轮42的公转和自转。在优选的实施例中，行星轮系4还包括有爬行轮45，爬行轮45同轴设置在行星轮43的侧面，行星轮43转动时，爬行轮45跟着一同转动。爬行轮45的外周上设有用以增加摩擦力的摩擦部件，摩擦部件为设在爬行轮45外周的下凹或凸起的花纹，或者为包裹在爬行轮45外周上的橡胶套，或者为凸齿。本优选的实施例中，摩擦部件为设在爬行轮45外周的凸起的花纹。

实施时，通过框架开合机构53来张开第一弧形框架51和第二弧形框架52之间的缺口，以使得让待爬行的绝缘子串位于上框架1和下框架2内，然后通过框架开合机构53使得第一弧形框架51和第二弧形框架52互相闭合，让爬行轮45抵在绝缘子瓷瓶外沿上，此时星架驱动机构启动，带动行星架41转动，行星架41转动带动行星轮43做公转和自转，则行星轮43上的爬行轮45也一同做公转和自转，在爬行轮45的公转和自转过程中，则可以实现绝缘子串爬行机构在绝缘子串上的移动。值得注意的是，当没有设置爬行轮45时，则为行星轮43直接抵在绝缘子瓷瓶外沿上，并在星架驱动机构的驱动作用下，依靠行星轮43的公转和自转来实现绝缘子串爬行机构在绝缘子串上的移动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种绝缘子串爬行机构，其特征在于：包括有上框架（1）、下框架（2）以及连接所述上框架（1）和下框架（2）的连接机构（3），所述上框架（1）和下框架（2）结构相同，所述上框架（1）和下框架（2）分别包括有第一弧形框架（51）和第二弧形框架（52），所述第一弧形框架（51）和第二弧形框架（52）通过框架开合机构（53）来连接并固定为带有缺口的圆环结构，所述上框架（1）和下框架（2）分别设有多个行星轮系（4），所述行星轮系（4）分别沿所述上框架（1）和下框架（2）的周向分布，所述行星轮系（4）的轴线与待爬行的绝缘子串的轴线垂直且与绝缘子瓷瓶外沿的切线方向平行。

2.根据权利要求1所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述行星轮系（4）包括有行星架（41）、太阳轮（42）、行星轮（43）和行星架驱动机构，所述太阳轮（42）固定安装在所述第一弧形框架（51）或第二弧形框架（52）上，所述行星架（41）转动设置在所述第一弧形框架（51）或第二弧形框架（52）上并由所述行星架驱动机构驱动转动，所述行星轮（43）为多个，转动设置在所述行星架（41）上并与所述太阳轮（42）啮合。

3.根据权利要求2所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述行星轮系（4）还包括有爬行轮（45），所述爬行轮（45）同轴设置在所述行星轮（43）的侧面。

4.根据权利要求3所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述爬行轮（45）的外周上设有用以增加摩擦力的摩擦部件。

5.根据权利要求4所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述摩擦部件为设在所述爬行轮（45）外周的下凹或凸起的花纹，或者为包裹在所述爬行轮（45）外周上的橡胶套，或者为凸齿。

6.根据权利要求1所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述连接机构（3）为杆件。

7.根据权利要求1所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述框架开合机构（53）包括有固定设置在第一弧形框架（51）和第二弧形框架（52）其中一个的第一驱动电机（531），所述第一驱动电机（531）的输出轴与第一弧形框架（51）和第二弧形框架（52）其中的另一个相连接，并由所述第一驱动电机（531）带动转动。

8.根据权利要求2所述的绝缘子串爬行机构，其特征在于：所述行星架驱动机构包括有第二驱动电机（44），所述第二驱动电机（44）固定设置在所述第一弧形框架（51）或第二弧形框架（52）上，所述第二驱动电机（44）的输出轴上固定设有驱动齿轮（47），所述行星架（41）的侧面固定设有环形齿轮（48），所述驱动齿轮（47）与所述环形齿轮（48）相啮合。