CN110401139A - 一种应用卷扬机的巡线机器人及越障方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用卷扬机的巡线机器人及越障方法，将卷扬机安装在巡线机器人箱体内，卷扬机的绳索与承重抓手连接，承重抓手通过连接件与伸缩杆固定安装。在巡线机器人进行越障时，承重抓手搭上电线，配合前行走抓手或后行走抓手一起协同动作，可以保证巡线机器人在越障时重心的稳定。同时，当需要从线缆上将巡线机器人取下时，卷扬机释放绳索，巡线机器人就能自行下落，无需工作人员再次攀爬到仿形塔或电杆上将其取下，大大节省了人力成本和作业时间。再有箱体表面有太阳能电池板，可以为设备不间断地供电，保证了巡线机器人的巡线效率。
Description
技术领域
本发明涉及输电线巡线机器人，尤其涉及一种应用卷扬机的巡线机器人及越障方法。
背景技术
由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，导致线缆容易受损，进而影响输电线路的安全，所以必须对输电线路进行定期巡视检查。目前巡线机器人已逐渐替代人工进行线路巡检。直线杆塔的输电线上有悬垂线夹、悬垂绝缘子、防震锤、耐张线夹、杆塔等结构型障碍。一部分巡线机器人在跨越障碍时还需借助人力进行跨越，另一部分的巡线机器人虽然不用人力进行越障，但是越障的稳定性欠佳，有失衡掉落的风险，同时越障的效率也比较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种应用卷扬机的巡线机器人及越障方法，以解决现有的巡线机器人在越障时不稳定和效率低的问题。
本发明的技术方案是：
一种应用卷扬机的巡线机器人，它包括箱体、前行走抓手和后行走抓手；前行走抓手和后行走抓手分别安装在箱体外部左右两侧，箱体内部底面上固定安装有卷扬机和伸缩杆；卷扬机的绳索端头固定有承重抓手；伸缩杆的杆头与承重抓手之间安装有连接件。
箱体表面覆盖有太阳能电池板。
前操作臂一端安装在箱体外部右侧端面上，另一端固定安装有前行走轮机构。
后操作臂一端安装在箱体外部左侧端面上，另一端固定安装有后行走轮机构。
前行走轮机构和后行走轮机构为同一个结构，它包括电机、导柱、丝杠、上支撑架、下支撑架和行走轮；上支撑架和下支撑架为凹型槽结构，凹槽开口正对安装，凹槽内安装有行走轮；上支撑架和下支撑架之间安装有导柱和丝杠；丝杠位于两根导柱之间；电机固定安装在下支撑架上；电机和丝杠通过齿轮进行连接；下支撑架固定安装在前操作臂或后操作臂的端面上。
后操作臂为连杆式结构，包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；第一连杆和第二连杆的铰接处安装有转向电机。
舵机的底部安装在连接件上，顶部固定安装有导轨；舵机的转动轴穿过导轨后与舵盘的中心固定；导轨上套装有方向正对的两个滑块，滑块通过连接销与舵盘连接；横向滚柱水平安装在滑块的上部；竖向滚柱竖直安装在滑块上。
一种应用卷扬机的巡线机器人的越障方法，主要包括以下步骤：
步骤1、伸缩杆向上移动，将承重抓手搭上并抓紧线缆；
步骤2、前行走抓手松开线缆；
步骤3、后操作臂展开将前行走抓手整体越过障碍物；
步骤4、前行走抓手搭上并抓紧线缆；
步骤5、承重抓手松开线缆，伸缩杆转动180度使承重抓手越过障碍物后，承重抓手再次夹紧线缆；
步骤6、后行走抓手松开线缆后，后操作臂收缩将后行走抓手整体越过障碍物；
步骤7、后行走抓手搭上并抓紧线缆；
步骤8、承重抓手松开线缆，伸缩杆下移。
承重抓手抓紧和松开线缆的方法为：舵机正转，连接销带动滑块向内收紧，从而使得横向滚柱和竖向滚柱将线缆夹紧；当舵机反转，则连接销反方向运动，带动滑块向外运动，从而使得横向滚柱和竖向滚柱松开线缆。
前行走抓手抓紧和松开线缆的方法为：电机正转，带动丝杠转动，进而带动上支撑架向下移动，与下支撑架一起将线缆夹紧；当电机反转时，上支撑架则向上移动，从而实现线缆松开的动作。
本发明有益效果：
本发明的一种应用卷扬机的巡线机器人及越障方法，在箱体内安装卷扬机和卷扬机绳索上安装的承重抓手，在巡线机器人进行越障时，承重抓手搭上电线，配合前行走抓手或后行走抓手一起协同动作，可以保证巡线机器人在越障时重心的稳定。同时，当需要从线缆上将巡线机器人取下时，卷扬机释放绳索，巡线机器人就能自行下落，无需工作人员再次攀爬到仿形塔或电杆上将其取下，大大节省了人力成本和作业时间。再有箱体表面有太阳能电池板，可以为设备不间断地供电，保证了巡线机器人的巡线效率。
附图说明
图1为本发明的总体装配结构示意图；
图2为本发明的前行走抓手结构示意图；
图3为本发明的后行走抓手结构示意图；
图4为本发明的承重抓手结构示意图。
具体实施方式
一种应用卷扬机的巡线机器人，它包括箱体1、前行走抓手2和后行走抓手3；前行走抓手2和后行走抓手3分别安装在箱体1外部左右两侧，其特征在于：箱体1内部底面上固定安装有卷扬机5和伸缩杆4；卷扬机5的绳索端头固定有承重抓手7；伸缩杆4的杆头与承重抓手7之间安装有连接件6。
优选的，所述卷扬机选用河北悍象起重机械有限公司提供的小型钢丝绳卷扬机。卷扬机具有远程遥控功能，能实现卷扬机绳索的伸出和缩回的动作。
箱体1表面覆盖有太阳能电池板8，可以为卷扬机和各电机进行不间断供电，保障设备长时间运行。
伸缩杆4使用电动伸缩杆，优选的，伸缩杆4选用中山市大象电气有限公司提供的直流电动推杆大推力升降杆，可以实现推杆的远程遥控伸缩功能。
连接件6与承重抓手7安装的一端设有开孔，孔径大于卷扬机5的绳索外径，卷扬机5的绳索穿过开孔后与承重抓手7连接。方便需要将巡线机器人整体取下时，绳索的运动不受伸缩杆4的长度影响。
如图2所示，前行走轮机构22和后行走轮机构32为同一个结构，上支撑架205和下支撑架204为凹型槽结构，下支撑架204的凹槽口向上安装，上支撑架的凹槽口向下安装；凹槽内安装有行走轮206；行走轮的位置在垂直方向上对正，以保证能有效地夹紧线缆。
上支撑架205中间开设有螺纹孔，螺纹的孔径和丝杠203的外径一致，丝杠203穿过螺纹孔；上支撑架205和下支撑架204之间安装有导柱202和丝杠203；丝杠203位于两根导柱202之间；丝杠203主要起稳定和导向的作用。
电机201固定安装在下支撑架204上；电机201的转动轴端头为齿轮结构，与之向连接的丝杠203一端也焊接有齿轮结构，二者的齿轮互相啮合；下支撑架204固定安装在前操作臂21或后操作臂31的端头上。
如图3所示，后操作臂31为连杆式结构，第一连杆311和第二连杆312的铰接处安装有转向电机314。转向电机314在越障时用以将第一连杆311和第二连杆312展开，将前行走抓手2送至障碍物一侧。
如图4所示，舵机701的底部安装在连接件6上，顶部固定安装有导轨702；舵机701的转动轴穿过导轨702后与舵盘703的中心固定；导轨702上套装有方向正对的两个滑块704，滑块704通过连接销707与舵盘703连接；横向滚柱705水平安装在滑块704的上部；竖向滚柱706竖直安装在滑块704上。
横向滚柱705底部到导轨702上表面的距离大于线缆的直径。以防止线缆夹不上或夹不紧的问题出现。
一种应用卷扬机的巡线机器人的越障方法，主要包括以下步骤：
步骤1、伸缩杆4向上移动，将承重抓手7搭上并抓紧线缆；
步骤2、前行走抓手2松开线缆；
步骤3、后操作臂31展开将前行走抓手2整体越过障碍物；
步骤4、前行走抓手2搭上并抓紧线缆；
步骤5、承重抓手7松开线缆，伸缩杆4转动180度使承重抓手7越过障碍物后，承重抓手7再次夹紧线缆；
步骤6、后行走抓手3松开线缆后，后操作臂31收缩将后行走抓手3整体越过障碍物；
步骤7、后行走抓手3搭上并抓紧线缆；
步骤8、承重抓手7松开线缆，伸缩杆4下移。
承重抓手7抓紧和松开线缆的方法为：舵机702正转，连接销708带动滑块705向内收紧，从而使得横向滚柱706和竖向滚柱707将线缆夹紧；当舵机702反转，则连接销708反方向运动，带动滑块705向外运动，从而使得横向滚柱706和竖向滚柱707松开线缆。
前行走抓手2抓紧和松开线缆的方法为：电机201正转，带动丝杠203转动，进而带动上支撑架205向下移动，与下支撑架204一起将线缆夹紧；当电机201反转时，上支撑架205则向上移动，从而实现线缆松开的动作。
巡线机器人整体取下的方法为：伸缩杆4上移，将承重抓手搭上并抓紧线缆后，前行走抓手2和后行走抓手3松开线缆；随后卷扬机将绳索放开，巡线机器人整体往下移动；到地面后停止卷扬机运动。
Claims (10)
1.一种应用卷扬机的巡线机器人，它包括箱体（1）、前行走抓手（2）和后行走抓手（3）；前行走抓手（2）和后行走抓手（3）分别安装在箱体（1）外部左右两侧，其特征在于：箱体（1）内部底面上固定安装有卷扬机（5）和伸缩杆（4）；卷扬机（5）的绳索端头固定有承重抓手（7）；伸缩杆（4）的杆头与承重抓手（7）之间安装有连接件（6）。
2.根据权利要求1所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：箱体（1）表面覆盖有太阳能电池板（8）。
3.根据权利要求1所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：前行走抓手（2）包括前操作臂（21）、前行走轮机构（22）；前操作臂一端安装在箱体（1）外部右侧端面上，另一端固定安装有前行走轮机构（22）。
4.根据权利要求1所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：后行走抓手（3）包括后操作臂（31）和后行走轮机构（32）；后操作臂（21）一端安装在箱体（1）外部左侧端面上，另一端固定安装有后行走轮机构（32）。
5.根据权利要求5或权利要求6所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：前行走轮机构（22）和后行走轮机构（32）结构一致，它包括电机（201）、导柱（202）、丝杠（203）、上支撑架（205）、下支撑架（204）和行走轮（206）；上支撑架（205）和下支撑架（204）为凹型槽结构，凹槽开口正对安装，凹槽内安装有行走轮（206）；上支撑架（205）和下支撑架（204）之间安装有导柱（202）和丝杠（203）；丝杠（203）位于两根导柱（202）之间；电机（201）固定安装在下支撑架（204）上；电机（201）和丝杠（203）通过齿轮进行连接；下支撑架（204）固定安装在前操作臂（21）或后操作臂（31）的端面上。
6.根据权利要求6所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：后操作臂（31）为连杆式结构，包括第一连杆（311）、第二连杆（312）和第三连杆（313）；第一连杆（311）和第二连杆（312）的铰接处安装有转向电机（314）。
7.根据权利要求1所述的一种应用卷扬机的巡线机器人，其特征在于：承重抓手（7）舵机（701）、导轨（702）、舵盘（703）、滑块（704）、横向滚柱（705）、竖向滚柱（706）和连接销（707）；舵机（701）的底部安装在连接件（6）上，顶部固定安装有导轨（702）；舵机（701）的转动轴穿过导轨（702）后与舵盘（703）的中心固定；导轨（702）上套装有方向正对的两个滑块（704），滑块（704）通过连接销（707）与舵盘（703）连接；横向滚柱（705）水平安装在滑块（704）的上部；竖向滚柱（706）竖直安装在滑块（704）上。
8.如权利要求1所述的一种应用卷扬机的巡线机器人的越障方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
步骤1、伸缩杆（4）向上移动，将承重抓手（7）搭上并抓紧线缆；
步骤2、前行走抓手（2）松开线缆；
步骤3、后操作臂（31）展开将前行走抓手（2）整体越过障碍物；
步骤4、前行走抓手（2）搭上并抓紧线缆；
步骤5、承重抓手（7）松开线缆，伸缩杆（4）转动180度使承重抓手（7）越过障碍物后，承重抓手（7）再次夹紧线缆；
步骤6、后行走抓手（3）松开线缆后，后操作臂（31）收缩将后行走抓手（3）整体越过障碍物；
步骤7、后行走抓手（3）搭上并抓紧线缆；
步骤8、承重抓手（7）松开线缆，伸缩杆（4）下移。
9.根据权利要求11所述的一种应用卷扬机的巡线机器人的越障方法，其特征在于：承重抓手（7）抓紧和松开线缆的方法为：舵机（702）正转，连接销（708）带动滑块（705）向内收紧，从而使得横向滚柱（706）和竖向滚柱（707）将线缆夹紧；当舵机（702）反转，则连接销（708）反方向运动，带动滑块（705）向外运动，从而使得横向滚柱（706）和竖向滚柱（707）松开线缆。
10.根据权利要求11所述的一种应用卷扬机的巡线机器人的越障方法，其特征在于：前行走抓手（2）抓紧和松开线缆的方法为：电机（201）正转，带动丝杠（203）转动，进而带动上支撑架（205）向下移动，与下支撑架（204）一起将线缆夹紧；当电机（201）反转时，上支撑架（205）则向上移动，从而实现线缆松开的动作。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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