CN110581456A - 一种供电线路巡检防坠落机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供电线路巡检防坠落机器人，包括机器人主体和防坠落机构，防坠落机构设置在机器人主体上，其特征在于：所述的防坠落机构包括防坠落控制机构、电推杆、套筒、竖杆、限位机构、限位电机、开关组件、压杆和压线轮，机器人主体顶面设有防坠落控制机构，机器人主体顶面左右两侧均倾斜安装电推杆，电推杆与防坠落控制机构连接，主体上部左右两侧边均铰接安装套筒，套筒内设有滑动配合的竖杆，竖杆上端内侧设有压线轮，竖杆中部内侧与电推杆活动端铰接，竖杆与套筒内设有限位机构，限位机构包括固定块、活动块、钢丝绳，竖杆下端设有能够自动复位的活动块，套筒内设有固定块。

Description

一种供电线路巡检防坠落机器人

技术领域

本发明属于输电线路检修维护技术领域，具体地说是一种供电线路巡检防 坠落机器人。

背景技术

目前，机器人巡检方式一般以导(地)线作为机器人的行进轨道，通常利用行 走轮的槽状侧壁达到巡线定位及防坠落的技术效果；由于输电导线具有一定的弧 度，在风的作用下会发生舞动，又因为巡检机器人的机械动作会存在一定的误差， 导致夹持机构不能有效地夹紧导线，容易使机器人从导线上脱离、迅速坠落。高压 架空输电线路的导线与地面之间的距离一般在几十米，并且输电线路廊道环境恶 劣、复杂，输电线路巡检机器人在坠落后会造成严重损坏，甚至发生不可恢复的毁 坏。

另外，《输电线路舞动》一书中描述输电导线舞动振幅可以达到10m以上。巡 检机器人在舞动的导线上跨越线夹、间隔棒等障碍物时，会发生夹持机构无法准确 定位导线的情况，导致输电线路巡检机器人脱离导线、迅速坠落，机器人受损严重 甚至无法继续使用。

发明内容

本发明提供一种供电线路巡检防坠落机器人，用以解决机器人坠落的问题， 达到使用安全、防止坠落的有益效果。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种供电线路巡检防坠落机器人，包括机器人主体和防坠落机构，防坠落 机构设置在机器人主体上，所述的防坠落机构包括防坠落控制机构、电推杆、 套筒、竖杆、限位机构、限位电机、开关组件、压杆和压线轮，机器人主体顶 面设有防坠落控制机构，机器人主体顶面左右两侧均倾斜安装电推杆，电推杆 与防坠落控制机构连接，机器人主体上部左右两侧边均铰接安装套筒，套筒内 设有滑动配合的竖杆，竖杆上端内侧设有压线轮，竖杆中部内侧与电推杆活动 端铰接，竖杆与套筒内设有限位机构，限位机构包括固定块、活动块、钢丝绳， 竖杆下端设有能够自动复位的活动块，套筒内设有与活动块配合使用的固定块，套筒内设有钢丝绳，活动块与钢丝绳连接，机器人主体顶面安装限位电机，限 位电机与钢丝绳通过线轮连接，限位电机右侧设有使其通/断电的开关组件，开 关组件与防坠落控制机构连接，右侧的套筒上安装压杆，压杆与开关组件接触 配合。

进一步的，所述的防坠落控制机构包括电源、控制器，电源与控制器连接, 控制器与电推杆连接，控制器与手持遥控器无线连接。

进一步的，所述的开关组件包括连接板、微动开关和微电开关，微电开关 与微动开关并联设置，微电开关与控制器连接；微动开关设置在连接板上，微 动开关包括第一微动开关和第二微动开关，第一微动开关与第二微动开关串联 设置，第一微动开关位于第二微动开关上方，第一微动开关为常关开关，第二 微动开关为常开开关。

进一步的，可替换方案的，所述的开关组件为微电开关，微电开关与控制 器连接。

进一步的，所述的限位机构还包括透槽、扭簧和出线孔，所述的套筒内壁 固定安装固定块，竖杆下部为筒状，竖杆下部外壁上开设横T型的透槽,透槽 内通过扭簧安装活动块，活动块能够插到对应的两个固定块之间，活动块一侧 与钢丝绳连接，套筒下端一侧开设出线孔，钢丝绳穿过出线孔与线轮连接。

进一步的，所述的套筒下部内壁上安装导向轮，导向轮与出线孔的位置相 对应，钢丝绳经过导向轮后穿过出线孔。

进一步的，可替换方案的，所述的机器人主体左侧的竖杆上端安装第一连 杆，第一连杆右端开设通透的条形插孔，机器人主体右侧的竖杆上端安装第二 连杆，第二连杆左端设有插条，插条能够插到条形插孔内；所述的防坠落控制 机构还包括延时器，延时器与控制器连接。

本发明的优点是：

本发明结构设计简单合理，电推杆与竖杆连接，竖杆不会随意移动，即压 线轮的位置不变，确保对导线的夹持；若巡检过程中电推杆因故障而误移动竖 杆时，限位机构对竖杆的移动起到限定，避免误操作的发生；限位电机的启动 包括电开关和机械开关，确保使用的可靠性，限位电机对限位机构进行限定， 降低误操作的概率。

也就是说，电推杆对竖杆的限制、限位机构对竖杆和套筒的限制、限位电 机对限位机构的限制，相互影响，互相保证使用可靠，确保本装置的夹持有效 可靠；既能够避免设备本身操作误差引起的夹持不牢靠，还能够避免外界大风 使得导线晃动而引起的夹持不牢靠；方便操作，使用可靠性高。

本发明通过设置第一连杆和第二连杆，使两者内端能够插接配合，配合机 器人主体结构，将导线环绕起来；当出线机器人脱落的情况时，第一连杆与第 二连杆连接处仍处于插接配合的状态，连杆能够架在导线上，使其无法继续滑 落；再次起到防坠落的作用，提供多重保障，减小巡检机器人在输电导线上滑 落导致损坏的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领 域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。

图1是本发明安装前的结构示意图；

图2是本发明安装后的结构示意图；

图3是图2的A向视图的放大图；

图4是开关组件的电路图；

图5是限位机构的结构示意图；

图6是图5的Ⅰ局部放大图；

图7是本发明实施例一中控制机构的结构框图；

图8是本发明实施例三的结构示意图；

图9是本发明实施例三中控制机构的结构框图。

图中，1.机器人主体；2.防坠落控制机构；3.电推杆；4.套筒；5.竖杆； 61.固定块；62.活动块；63.钢丝绳；64.透槽；65.扭簧；66.出线孔；67.导向 轮；7.限位电机；8.开关组件；80.连接板；81.第一微动开关；82.第二微动开 关；9.压杆；10.压线轮；11.第一连杆；12.条形插孔；13.第二连杆；14.插条。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种供电线路巡检防坠落机器人，如图1和图2所示，包括机器人主体1和 防坠落机构，防坠落机构设置在机器人主体1上；所述的防坠落机构包括防坠落控 制机构2、电推杆3、套筒4、竖杆5、限位机构6、限位电机7、开关组件8、压 杆9和压线轮10；机器人主体1顶面设有防坠落控制机构2，防坠落控制机构2 用于控制防坠落机构的使用。

如图1和图2所示，所述的机器人主体1顶面左右两侧均倾斜安装电推杆3， 防坠落控制机构2用于启动/关闭电推杆3；机器人主体1上部左右两侧边均铰接 安装套筒4，套筒4内设有滑动配合的竖杆5，竖杆5移动改变压线轮10的位置； 竖杆5上端内侧设有压线轮10，压线轮10用于夹持导线；竖杆5中部内侧与电推 杆3活动端铰接，电推杆3用于改变竖杆5的使用状态；竖杆5与套筒4内设有限 位机构，限位机构用于防止电推杆3故障时竖杆5随意移动。

如图5和图6所示，所述的限位机构包括固定块61、活动块62、钢丝绳63， 竖杆5下端设有能够自动复位的活动块62，活动块62收缩后不影响竖杆5移动； 套筒4内设有与活动块62配合使用的固定块61，固定块61能够卡住活动块62， 用于阻止竖杆5移动；套筒4内设有钢丝绳63，活动块62与钢丝绳63连接，钢 丝绳63的收放用于改变活动块62的使用状态；机器人主体1顶面安装限位电机7， 限位电机7与钢丝绳63通过线轮连接，限位电机7用于实现钢丝绳63的收放。

如图1、图2和图3所示，限位电机7右侧设有使其通/断电的开关组件8，开 关组件8与防坠落控制机构2连接；右侧的套筒4上安装压杆9，压杆9与开关组 件8接触配合，压杆9用于限位电机7的断电。

如图7所示，所述的防坠落控制机构2包括电源、控制器，电源与控制器连接, 控制器与电推杆3连接，用于控制电推杆3的伸展/收缩；控制器与手持遥控器无 线连接，方便工作人员进行操作。

如图2、图3和图4所示，所述的开关组件8包括连接板80、微动开关和微电 开关，微电开关与微动开关并联设置，微电开关、微动开关能够分别启动限位电机 7；微电开关与控制器连接，控制器使其通/断电；微动开关设置在连接板80上， 微动开关包括第一微动开关81和第二微动开关82，第一微动开关81与第二微动 开关82串联设置，第一微动开关81位于第二微动开关82上方，第一微动开关81 为常关开关，第二微动开关82为常开开关；与压杆9配合使用时，第一微动开关 81为通电状态，第二微动开关82为断电状态。

所述的限位机构还包括透槽64、扭簧65和出线孔66，所述的套筒4内壁固定 安装固定块61，竖杆5下部为筒状，便于钢丝绳63的收放；竖杆5下部外壁上开 设横T型的透槽64,该结构便于存放活动块62；透槽64内通过扭簧65安装活动 块62，扭簧65实现活动块62的自动复位；活动块62能够插到对应的两个固定块 61之间，进而限制竖杆5的移动；活动块62一侧与钢丝绳63连接，钢丝绳63对 其进行收放；套筒4下端一侧开设出线孔66，钢丝绳63穿过出线孔66与线轮连 接。

使用时，工作人员先将本装置吊到合适位置，通过手持遥控器进行操作。先通 过控制器启动微电开关，微电开关使得限位电机7通电工作；限位电机7输出轴转 动带动线轮转动，从而收紧钢丝绳63，钢丝绳63收紧带动活动块62沿透槽64相 对向内移动，活动块62与固定块61相分离，调整结束后关闭限位电机7，竖杆5 能够沿套筒4移动。

再通过控制器启动电推杆3，电推杆3活动端收缩带动竖杆5相对向内移动， 竖杆5上端的压线轮10位于导线上方；竖杆5下端向套筒4内移动，且竖杆5带 动套筒4相对向内倾斜，套筒4倾斜带动压杆9移动。由于高空中不便于观察压线 轮10与导线的接触情况，因此通过压杆9与开关组件8配和使用，实现限位机构 的锁定状态和限位电机的断电。

当压杆9挤压第一微动开关81时，第一微动开关81由断电状态变为通电状态， 又因为第二微动开关82为常开开关，因此电路导通，限位电机7通电工作；限位 电机7反向转动使得钢丝绳63松开，活动块62在扭簧65的作用下弹出，并卡在 对应的固定块61之间，限制竖杆5的移动；压杆9继续移动挤压第二微动开关82， 第二微动开关82由通电状态变为断电状态，限位电机7断电不工作，确保使用过 程的安全可靠，降低故障的可能性；此时压线轮10与导线接触良好，通过竖杆5、 压线轮10和压杆9，在实现压线轮10与导线定位准确的同时，实现限位机构的锁 定状态和限位电机7的断电状态，不需要人工观察，避免不必要的操作误差，提高 使用的可靠性。安装后，机器人进行巡检即可。

在使用过程中，若限位机构损坏，电推杆3会限制竖杆5的移动；若电推杆3 故障时移动竖杆5，限位机构能够限制竖杆5的移动；两种情况相互限制，提高使 用的可靠性。压杆9和开关组件8能够自动控制限位电机7的通/断电，防止误操 作，限位电机7确保了限位机构的正常使用。多处结构共同作用，确保压线轮与行 走轮配合时对导线的夹持效果，防止巡检机器人脱落。

实施例2

所述的开关组件8为微电开关，微电开关与控制器连接。

使用时，控制器通过使用微电开关控制限位电机7工作，限位电机7工作使得 活动块62与固定块61分离，限位机构不对竖杆5的移动进行限制，接着限位电机 7断电；塔上工作人员对压线轮10与导线的接触状态进行判断，当导线轮10与导 线完全接触时，再次启动微电开关，使得限位电机7输出轴反向转动，使得活动块 62卡在固定块61之间，限制竖杆5的移动，安装后限位电机7再次断电。限位机 构的使用状态根据人工观察的情况进行操作，操作简单。

实施例3

如图8所示，所述的机器人主体1左侧的竖杆5上端安装第一连杆11，第一 连杆11右端开设通透的条形插孔12，机器人主体1右侧的竖杆5上端安装第二连 杆13，第二连杆13左端设有插条14，插条14能够插到条形插孔12内；如图9 所示，所述的防坠落控制机构2还包括延时器，延时器与控制器连接。

使用时，控制器先启动左侧的电推杆3，当延时器将信号发送至控制器后，控 制器再启动右侧的电推杆3；此操作使得左侧的压线轮10先与导线接触，右侧的 压线轮10再与导线接触；同理，第一连杆11处于水平状态时，第二连杆13仍处 于倾斜状态，第二连杆13继续移动，使得插条14插到对应的条形插孔12内。当 压线轮10损坏或者定位不恰当时，第一连杆11和第二连杆13连接在一起并架在 导线上，能够避免巡检机器人掉落；再次起到防坠落的效果，多重确保使用的稳定 性和可靠性。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可 以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本 发明的涵盖范围内/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 明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种供电线路巡检机器人的防坠落机构，包括机器人主体(1)和防坠落机构，防坠落机构设置在机器人主体(1)上，其特征在于：所述的防坠落机构包括防坠落控制机构(2)、电推杆(3)、套筒(4)、竖杆(5)、限位机构、限位电机(7)、开关组件(8)、压杆(9)和压线轮(10)，机器人主体(1)顶面设有防坠落控制机构(2)，机器人主体(1)顶面左右两侧均倾斜安装电推杆(3)，电推杆(3)与防坠落控制机构(2)连接，机器人主体(1)上部左右两侧边均铰接安装套筒(4)，套筒(4)内设有滑动配合的竖杆(5)，竖杆(5)上端内侧设有压线轮(10)，竖杆(5)中部内侧与电推杆(3)活动端铰接，竖杆(5)与套筒(4)内设有限位机构，限位机构包括固定块(61)、活动块(62)、钢丝绳(63)，竖杆(5)下端设有能够自动复位的活动块(62)，套筒(4)内设有与活动块(62)配合使用的固定块(61)，套筒(4)内设有钢丝绳(63)，活动块(62)与钢丝绳(63)连接，机器人主体(1)顶面安装限位电机(7)，限位电机(7)与钢丝绳(63)通过线轮连接，限位电机(7)右侧设有使其通/断电的开关组件(8)，开关组件(8)与防坠落控制机构(2)连接，右侧的套筒(4)上安装压杆(9)，压杆(9)与开关组件(8)接触配合。

2.根据权利要求1所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：所述的防坠落控制机构(2)包括电源、控制器，电源与控制器连接,控制器与电推杆(3)连接，控制器与手持遥控器无线连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：所述的开关组件(8)包括连接板(80)、微动开关和微电开关，微电开关与微动开关并联设置，微电开关与控制器连接；微动开关设置在连接板(80)上，微动开关包括第一微动开关(81)和第二微动开关(82)，第一微动开关(81)与第二微动开关(82)串联设置，第一微动开关(81)位于第二微动开关(82)上方，第一微动开关(81)为常关开关，第二微动开关(82)为常开开关。

4.根据权利要求1或2所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：可替换方案的，所述的开关组件(8)为微电开关，微电开关与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：所述的限位机构还包括透槽(64)、扭簧(65)和出线孔(66)，所述的套筒(4)内壁固定安装固定块(61)，竖杆(5)下部为筒状，竖杆(5)下部外壁上开设横T型的透槽(64),透槽(64)内通过扭簧(65)安装活动块(62)，活动块(62)能够插到对应的两个固定块(61)之间，活动块(62)一侧与钢丝绳(63)连接，套筒(4)下端一侧开设出线孔(66)，钢丝绳(63)穿过出线孔(66)与线轮连接。

6.根据权利要求5所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：所述的套筒(4)下部内壁上安装导向轮(67)，导向轮(67)与出线孔(66)的位置相对应，钢丝绳(63)经过导向轮(67)后穿过出线孔(66)。

7.根据权利要求1或2所述的一种供电线路巡检防坠落机器人，其特征在于：可替换方案的，所述的机器人主体(1)左侧的竖杆(5)上端安装第一连杆(11)，第一连杆(11)右端开设通透的条形插孔(12)，机器人主体(1)右侧的竖杆(5)上端安装第二连杆(13)，第二连杆(13)左端设有插条(14)，插条(14)能够插到条形插孔(12)内；所述的防坠落控制机构(2)还包括延时器，延时器与控制器连接。