CN111515966A - 一种具有多自由度的轻量化巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有多自由度的轻量化巡检机器人，包括：包括：机器人箱体；横向移动机构，固定安装于机器人箱体上；摆臂旋转运动机构，滑动连接于横向移动机构上，其包括转角机构、锁紧机构；转角机构包括转动座以及通过限位装置转动连接于转动座上的固定座；锁紧机构固定安装于固定座上，锁紧机构包括随动装置以及通过传动组件驱动随动装置移动的驱动装置；机械臂，机械臂固定安装在转动座上，机械臂上设置有上下运动机构，机械臂的顶部设置有主动行驶机构。本发明设置有多个自由度，满足驻塔巡检机器人巡检的需求，且本发明的巡检机器人整体重量减轻，具有节约成本，降低功率损耗；结构简单，运行稳定可靠的特点。

Description

一种具有多自由度的轻量化巡检机器人

技术领域

本发明涉及驻塔巡检机器人的技术领域，尤其涉及一种具有多自由度的轻量化巡检机器人。

背景技术

机器人是自动控制机器(Robot)的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人，在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用于取代或协助人类工作。理想中的高仿机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。

输电线路的安全稳定运行直接影响着电力系统的安全性和可靠性，但由于输电线路长时间暴露在野外复杂、恶劣的环境中，受人为、气候等因素影响严重，经常会出现线路材料损伤、绝缘子闪络等常见的电力设备事故，所以必须对输电线路进行定期的巡检，掌握输电线路的运行情况，以及时发现、消除隐患，防止电力事故的发生。

为了保证高压输电线安全稳定的运行，必须定期对高压输电线进行检修，高压输电线的巡检检查对保护电网的安全是非常有必要的，高压输电线分布广泛，部分地区地理环境较为复杂，人工巡检方式由于劳动强度大，巡检精度低，已经不适用，因此只能寻求新的巡检方式。

铁塔可大致分为直线塔、跨越塔、耐张塔和转角塔，其中，跨越塔的高度一般为50米～250米之间，输电线路的巡检机器人一般布设在地线上进行行走，极少机器人会在导线上行走，恰恰地线的高度基本与塔高一致，目前常见的输电线巡检方式主要有人工巡检、无人机巡检、驻塔机器人巡检，其中，人工巡检、无人机巡检需要操作人员在现场操作，对于偏远地区的巡检极不便利。驻塔机器人巡检则可以一直停留在巡检区域附近，不需要现场操作，因此具有一定的优势。

输电线路一般建设在山区、临朐等相对空旷的大风速等级区域，在架空输电线路巡检的机器人承受风载对它的影响，显得尤为重要。

发明内容

本发明实施例的一目的在于：为解决上述问题，本发明提出了一种具有多自由度的轻量化巡检机器人，其巡检机器人的整体重量减轻，有利于巡检机器人工作，且节约成本以及降低功率损耗。

本发明实施例的另一目的在于：其具有结构简单，运行稳定可靠，可限制驻塔机器人手臂转动角度并能锁紧。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种具有多自由度的轻量化巡检机器人，包括：

机器人箱体；

横向移动机构，固定安装于所述机器人箱体上；

摆臂旋转运动机构，滑动连接于所述横向移动机构上，其包括转角机构、锁紧机构；

所述转角机构包括转动座以及通过限位装置转动连接于所述转动座上的固定座；

所述锁紧机构固定安装于所述固定座上，所述锁紧机构包括随动装置以及通过传动组件驱动所述随动装置移动的驱动装置；

通过所述驱动装置驱动所述随动装置移动，使得所述随动装置与所述限位装置形成对驻塔巡检机器人的转角限位、锁紧；以及

机械臂，所述机械臂固定安装在所述转动座上，所述机械臂上设置有上下运动机构，所述机械臂的顶部设置有主动行驶机构。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述转动座分为高低不等两个部分，较高部分设置有安装槽，所述机械臂固定安装于所述安装槽内，较低部分设置有转动槽，所述转动槽上设置有转动孔，所述固定座的一侧设于所述转动槽内，所述限位装置设于所述转动孔内，使得所述转动座与所述固定座转动连接。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述限位装置包括凸轮块、转动轴，所述凸轮块固定安装在所述转动轴的上端，所述转动轴固定安装在所述转动孔内。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述固定座内依次设置有角接触轴承、推力球轴承，所述角接触轴承、所述推力球轴承的位置均与所述转动孔的位置相对应。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述转动轴于穿设所述固定座位置处套设有所述角接触轴承、推力球轴承，所述转动座的底部固定连接有端盖，所述端盖用以压紧所述推力球轴承。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述横向移动机构包括安装壳体以及与所述安装壳体固定连接的横向移动壳体，所述安装壳体内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有横向丝杆，所述横向丝杆设于所述横向移动壳体内，位于所述机器人箱体左侧的所述固定座卡接于所述横向移动壳体上，且与所述横向丝杆连接，位于所述机器人箱体右侧的摆臂旋转运动机构与所述机器人箱体的上端固定连接。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述转动座的较高部分内设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设置有竖直丝杆，所述竖直丝杆贯穿所述安装槽并延伸至所述机械臂内。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述上下运动机构卡接与所述机械臂上，且与所述竖直丝杆连接，通过所述第二驱动电机的作用可使所述上下运动机构沿所述机械臂的上下方向运动。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述锁紧机构还包括安装座壳体，所述随动装置、所述传动组件、所述驱动装置均设于所述安装座壳体内。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述驱动装置包括直流伺服电机，所述直流伺服电机的输出端连接有电机转接轴，所述电机转接轴一端为突出的卡槽，所述卡槽内设置有丝杆连接件，所述直流伺服电机与所述传动组件固定连接。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述传动组件包括梯形丝杆以及依次与所述梯形丝杆连接的轴承座、螺母连接件、丝杆固定侧，所述螺母连接件上设置有所述随动装置，所述轴承座、所述丝杆固定侧均与所述安装座壳体固定连接，所述轴承座上设置有深沟球轴承，所述深沟球轴承套设在所述梯形丝杆上，所述梯形丝杆于所述轴承座的一侧与所述丝杆连接件连接。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，还包括直线导轨安装座以及固定连接于所述直线导轨安装座上端的滑动导轨，所述直线导轨安装座固定安装于所述安装座壳体内，所述滑动导轨上滑动连接有滑块，所述螺母连接件与所述滑块固定连接，所述轴承座、所述丝杆固定侧分别固定连接于所述直线导轨安装座的两侧，所述直流伺服电机与所述直线导轨安装座固定连接。

作为本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述随动装置包括凸轮随动器，所述凸轮随动器设置于所述螺母连接件的前后两侧，且所述螺母连接件的底部设置有卡接槽，所述卡接槽用于与所述凸轮块卡接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.本发明设置有多个自由度，满足驻塔巡检机器人巡检的需求，且本发明的巡检机器人整体重量减轻，具有节约成本，降低功率损耗；2.本发明具有结构简单，运行稳定可靠的特点，且可通过随动装置与限位装置的配合工作，限制驻塔机器人手臂转动角度并锁紧，保证驻塔巡检机器人的安全运作。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人整体结构示意图。

图2为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人的正视图。

图3为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中摆臂旋转运动机构结构示意图。

图4为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中锁紧机构的结构示意图。

图5为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中锁紧机构的爆炸示意图。

图6为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中锁紧机构的剖视图。

图7为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中转角机构的结构示意图。

图8为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中转角机构的另一状态结构示意图。

图9为本发明实施例所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人中转角机构的爆炸示意图。

图中：

100、锁紧机构；101、滑动导轨；102、直线导轨安装座；103、直流伺服电机；104、电机转接轴；105、丝杆连接件；106、深沟球轴承；107、轴承座；108、螺母连接件；109、凸轮随动器；110、梯形丝杆；111、安装座壳体；112、丝杆固定侧；113、卡接槽；200、转角机构；201、转动座；202、端盖；203、推力球轴承；204、固定座；205、角接触轴承；206、转动轴；207、凸轮块；208、转动槽；300、机械臂；301、主动行驶机构；302、上下运动机构；400、横向移动机构；401、安装壳体；402、横向移动壳体；403、横向移动安装座；500、机器人箱体；600、摆臂旋转运动机构。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图3所示，本实施例提供一种具有多自由度的轻量化巡检机器人，包括：

机器人箱体500；

横向移动机构400，固定安装于所述机器人箱体500上；

摆臂旋转运动机构600，滑动连接于所述横向移动机构400上，其包括转角机构200、锁紧机构100；

所述转角机构200包括转动座201以及通过限位装置转动连接于所述转动座201上的固定座204；

所述锁紧机构100固定安装于所述固定座204上，所述锁紧机构100包括随动装置以及通过传动组件驱动所述随动装置移动的驱动装置；

通过所述驱动装置驱动所述随动装置移动，使得所述随动装置与所述限位装置形成对驻塔巡检机器人的转角限位、锁紧；以及

机械臂300，所述机械臂300固定安装在所述转动座201上，所述机械臂300上设置有上下运动机构302，所述机械臂300的顶部设置有主动行驶机构301。

本发明中具有所述主动行驶机构301、所述上下运动机构302、所述横向移动机构400、所述摆臂旋转运动机构600的自由度机构；所述机械臂300设置有两个，水平状态下，两个所述机械臂300呈并列设置，所述机械臂300上设置有主动行驶机构301，所述主动行驶机构301设于线缆上，所述主动行驶机构301与所述上下运动机构302配合，可实现驻塔巡检机器人在所述线缆上行走，当所述主动行驶机构301行走在弯曲段线缆或直线段线缆上时，通过所述直流伺服电机103带动梯形丝杆110，从而使所述螺母连接件108产生直线运动，通过调整所述螺母连接件108移动的距离改变所述凸轮随动器109与所述凸轮块207之间的相对位置，从而锁紧机械臂300，或限制机械臂300的可转动角度；当所述螺母连接件108到达前进方向的极限位置时，此时为所述机械臂300的可转动角度的最小值，即锁紧状态；当所述螺母连接件108到达后退方向的极限位置时，此时为所述机械臂300的可转动角度的最大值。

具体的，所述主动行驶机构301包括主动行驶轮，所述主动行驶轮设于线缆的上方；所述上下运动机构302在所述第二驱动电机的作用下，沿所述机械臂的竖直方向上下运动，所述上下运动机构302包括上下移动滑块、设于所述上下移动滑块上的上下运动固定座以及对称设于所述上下运动固定座两侧的从动行驶轮，所述从动行驶轮在所述第二驱动电机的作用下移动至所述机械臂的上方，所述从动行驶轮位于所述线缆的下方，所述主动行驶轮与所述从动行驶轮配合实现所述机械臂固定在所述线缆上。

在本发明的一实施例中，所述转动座201分为高低不等两个部分，较高部分设置有安装槽，所述机械臂300固定安装于所述安装槽内，较低部分设置有转动槽208，所述转动槽208上设置有转动孔，所述固定座204的一侧设于所述转动槽208内，所述限位装置设于所述转动孔内，使得所述转动座201与所述固定座204转动连接。

需要说明的是，所述较高部分、所述较低部分的表面均呈水平状，可以理解的是，所述较高部分、所述较低部分一体成型，所述转动槽208为开口朝右且贯穿所述较低部分的前后两侧，保证所述转动座201能以所述固定座为中心自由转动，且所述转动座201的转角及锁紧只受所述锁紧机构100的控制；所述较低部分靠近所述固定座204的端面设置为第一圆弧状。

具体的，所述限位装置包括凸轮块207、转动轴206，所述凸轮块207固定安装在所述转动轴206的上端，所述转动轴206固定安装在所述转动孔内。

所述凸轮块207包括固定板以及凸块，所述固定板与所述凸块一体成型，且所述凸块位于所述固定板的上方，所述固定板上设置有固定孔，所述固定孔用于将所述凸轮块207固定安装在所述转动轴206上。

所述转动孔为从所述较低部分的上端贯穿至所述较低部分的下端面，所述转动孔的周部均匀布置有多个安装孔，所述转动轴206与所述安装孔通过螺丝固定连接。

如图7-图9所示，所述固定座204内依次设置有角接触轴承205、推力球轴承203，所述角接触轴承205、所述推力球轴承203的位置均与所述转动孔的位置相对应。

具体的，所述固定座204包括高低不等的两部分，较低一侧设置有轴孔，所述角接触轴承205、所述推力球轴承203设于所述轴孔内，所述轴孔与所述转动孔在同一竖直轴线上；较高一侧靠近所述较低一侧的端面设置为第二圆弧状，所述第二圆弧状与所述第一圆弧状接触时，可减少所述转动座201的转动阻力；且所述较低一侧远离所述较高一侧的端面设为第三圆弧状。

在本发明的一实施例中，所述转动轴206于穿设所述固定座204位置处套设有所述角接触轴承205、推力球轴承203，所述转动座201的底部固定连接有端盖202，所述端盖202用以压紧所述推力球轴承203。

在本发明的实施例中，所述横向移动机构400包括安装壳体401以及与所述安装壳体401固定连接的横向移动壳体402，所述安装壳体401内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有横向丝杆，所述横向丝杆设于所述横向移动壳体402内，位于所述机器人箱体500左侧的所述固定座204卡接于所述横向移动壳体402上，且与所述横向丝杆连接，位于所述机器人箱体500右侧的摆臂旋转运动机构600与所述机器人箱体500的上端固定连接。

具体的，所述横向移动机构400的移动范围最佳在0～0.5m，所述安装壳体401与所述横向移动壳体402一体成型，所述横向移动壳体402的底部设置有横向移动安装座403，所述横向移动安装座403至少设置有两个，且两个所述横向移动安装座403均固定安装在所述机器人箱体500的上表面；所述横向移动壳体402具有一容纳腔，所述横向移动壳体402的容纳腔内设置有所述横向丝杆，且所述横向移动壳体402的两侧对称设置有横向移动限位槽，所述横向移动限位槽贯穿所述横向移动壳体402的侧板。

优选的，所述摆臂旋转运动机构600设置有两个，两个所述摆臂旋转运动机构600设置于所述机器人箱体500上端的左右两侧，且位于所述机器人箱体500左侧的所述摆臂旋转运动机构600设置于所述横向移动机构400上，其所述机器人箱体500左侧的所述摆臂旋转运动机构600的所述固定座204卡设于所述横向移动外壳上，所述固定座204的底部设置有横向移动安装块，所述横向移动安装块设于所述横向移动壳体402的容纳腔内，且所述横向移动安装块连接于所述横向丝杆上；位于所述机器人箱体500右侧的所述摆臂旋转运动机构600设置于所述机器人箱体500上，从而减少所述横向移动机构400的长度，进而降低所述巡检机器人的重量，节约成本，所述第一驱动电机也能降低功耗。

在本发明另一实施例，卡接于所述横向移动机构400上的所述固定座204底部设置有横向移动安装块，所述横向移动安装块包括横向移动块以及对称设于所述横向移动块两侧的横向移动安装板，所述横向移动块与所述横向移动安装板一体成型，所述横向移动块可设计成圆柱状或半圆弧状等，所述横向移动块与所述横向丝杆连接，所述横向移动安装板贯穿所述横向移动限位槽并延伸至所述横向移动限位槽的外侧，所述固定座与所述横向移动限位槽固定连接。

在本发明具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选方案中，所述转动座201的较高部分内设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设置有竖直丝杆，所述竖直丝杆贯穿所述安装槽并延伸至所述机械臂内。

具体的，所述机械臂内具有一容纳腔，所述竖直丝杆设置于所述机械臂的容纳腔内，所述机械臂两侧沿其所述机械臂的竖直方向对称设置有上下运动凹槽，所述上下运动凹槽贯穿所述机械臂的两侧并延伸至所述机械臂的容纳腔内，所述上下运动机构302包括上下移动滑块、设于所述上下移动滑块上的上下运动固定座以及对称设于所述上下运动固定座两侧的从动行驶轮，优选的，所述上下运动机构302的运动范围为0～0.5m。

此外，所述上下运动机构302卡接与所述机械臂上，且与所述竖直丝杆连接，通过所述第二驱动电机的作用可使所述上下运动机构302沿所述机械臂的上下方向运动。

可以理解的是，所述上下移动滑块与所述上下运动固定座一体成型，所述上下移动滑块卡设于所述上下移动凹槽内，所述上下移动滑块远离所述上下运动固定座的一侧设置有上下运动安装块，所述上下运动安装块设于所述机械臂的容纳腔内，所述上下运动安装块连接于所述竖直丝杆上，所述上下运动安装板在所述第二驱动电机的驱动下可随所述竖直丝杆上下移动。

另外，所述锁紧机构100还包括安装座壳体111，所述随动装置、所述传动组件、所述驱动装置均设于所述安装座壳体111内。

具体的，所述安装座壳体111包括依次设置的前侧板、左侧板、后侧板、右侧板、顶板，所述前侧板、所述左侧板、所述后侧板、所述右侧板、所述顶板围合形成一容纳腔，可以理解的是，所述前侧板、所述左侧板、所述后侧板、所述右侧板、所述顶板一体成型，所述左侧板为圆弧板，所述安装座壳体111的前后两侧设置有对称的螺丝槽，所述螺丝槽从所述安装座壳体111的顶部延伸至所述安装座壳体111的下部，且所述螺丝槽内对应设置有螺丝孔，所述螺丝槽可方便安装、拆卸所述安装座壳体111。

如图4-图6所示，所述驱动装置包括直流伺服电机103，所述直流伺服电机103的输出端连接有电机转接轴104，所述电机转接轴104一端为突出的卡槽，所述卡槽内设置有丝杆连接件105，所述直流伺服电机103与所述传动组件固定连接。

需要说明的是，所述直流伺服电机103固定安装于靠近所述右侧板一侧，所述直流伺服电机103通过所述电机转接轴104将动力传输给所述丝杆连接件105，进而带动所述梯形丝杆110转动，此时所述螺母连接件108产生直线运动，实现所述凸轮随动器109对所述凸轮块207的卡接，从而对所述机械臂300进行锁紧或限制所述机械臂300的转动角度。

作为所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人的一种优选技术方案，所述传动组件包括梯形丝杆110以及依次与所述梯形丝杆110连接的轴承座107、螺母连接件108、丝杆固定侧112，所述螺母连接件108上设置有所述随动装置，所述轴承座107、所述丝杆固定侧112均与所述安装座壳体111固定连接，所述轴承座107上设置有深沟球轴承106，所述深沟球轴承106套设在所述梯形丝杆110上，形成可自由转动的结构；所述梯形丝杆110于所述轴承座107的一侧与所述丝杆连接件105连接。

所述丝杆固定侧112与所述螺母连接件108铰接，所述丝杆固定侧112可绕着所述梯形丝杆110的轴线自由旋转。

具体的，所述轴承座107包括两部分，第一部分设为矩形状，其第一部分上设有安装所述深沟球轴承106的孔，第二部分上设有凸部，所述凸部上设置有将所述轴承座107固定安装于所述直线导轨安装座102上的螺丝孔；所述螺母连接件108靠近所述轴承座107的一侧设置有安装板，所述安装板上设置有将所述螺母连接件108固定于所述滑动导轨101上的安装孔，且所述滑块可贯穿所述螺母连接件108的一侧。

此外，还包括直线导轨安装座102以及固定连接于所述直线导轨安装座102上端的滑动导轨101，所述直线导轨安装座102固定安装于所述安装座壳体111内，所述滑动导轨101上滑动连接有滑块，所述螺母连接件108与所述滑块固定连接，所述轴承座107、所述丝杆固定侧112分别固定连接于所述直线导轨安装座102的两侧，所述直流伺服电机103与所述直线导轨安装座102固定连接。

需要说明的是，所述直线导轨安装座102呈“L”字型，且所述直线导轨安装座102的竖直部位于所述直流伺服电机103与所述安装座壳体111内壁之间，所述直线导轨安装座102的上表面设置有放置所述滑行导轨的凹槽，所述滑块卡设于所述滑行导轨的两侧。

具体的，所述随动装置包括凸轮随动器109，所述凸轮随动器109设置于所述螺母连接件108的前后两侧，且所述螺母连接件108的底部设置有卡接槽113，所述卡接槽113用于与所述凸轮块207卡接。

如图5所示，所述卡接槽113设置为外八型，所述凸轮随动器109设于所述卡接槽113的两侧，通过所述直流伺服电机103驱动所述螺母连接件108直线移动，使得所述卡接槽113与所述凸轮块207卡接，从而锁紧所述机械臂300或限制所述机械臂300的可转动角度。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，包括：

机器人箱体(500)；

横向移动机构(400)，固定安装于所述机器人箱体(500)上；

摆臂旋转运动机构(600)，滑动连接于所述横向移动机构(400)上，其包括转角机构(200)、锁紧机构(100)；

所述转角机构(200)包括转动座(201)以及通过限位装置转动连接于所述转动座(201)上的固定座(204)；

所述锁紧机构(100)固定安装于所述固定座(204)上，所述锁紧机构(100)包括随动装置以及通过传动组件驱动所述随动装置移动的驱动装置；

通过所述驱动装置驱动所述随动装置移动，使得所述随动装置与所述限位装置形成对驻塔巡检机器人的转角限位、锁紧；以及

机械臂(300)，所述机械臂(300)固定安装在所述转动座(201)上，所述机械臂(300)上设置有上下运动机构(302)，所述机械臂(300)的顶部设置有主动行驶机构(301)。

2.根据权利要求1所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述转动座(201)分为高低不等两个部分，较高部分设置有安装槽，所述机械臂(300)固定安装于所述安装槽内，较低部分设置有转动槽(208)，所述转动槽(208)上设置有转动孔，所述固定座(204)的一侧设于所述转动槽(208)内，所述限位装置设于所述转动孔内，使得所述转动座(201)与所述固定座(204)转动连接。

3.根据权利要求2所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述限位装置包括凸轮块(207)、转动轴(206)，所述凸轮块(207)固定安装在所述转动轴(206)的上端，所述转动轴(206)固定安装在所述转动孔内。

4.根据权利要求3所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述固定座(204)内依次设置有角接触轴承(205)、推力球轴承(203)，所述角接触轴承(205)、所述推力球轴承(203)的位置均与所述转动孔的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述转动轴(206)于穿设所述固定座(204)位置处套设有所述角接触轴承(205)、推力球轴承(203)，所述转动座(201)的底部固定连接有端盖(202)，所述端盖(202)用以压紧所述推力球轴承(203)。

6.根据权利要求5所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述横向移动机构(400)包括安装壳体(401)以及与所述安装壳体(401)固定连接的横向移动壳体(402)，所述安装壳体(401)内设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端连接有横向丝杆，所述横向丝杆设于所述横向移动壳体(402)内，位于所述机器人箱体(500)左侧的所述固定座(204)卡接于所述横向移动壳体(402)上，且与所述横向丝杆连接，位于所述机器人箱体(500)右侧的摆臂旋转运动机构(600)与所述机器人箱体(500)的上端固定连接。

7.根据权利要求2所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述转动座(201)的较高部分内设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设置有竖直丝杆，所述竖直丝杆贯穿所述安装槽并延伸至所述机械臂内。

8.根据权利要求7所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述上下运动机构(302)卡接与所述机械臂上，且与所述竖直丝杆连接，通过所述第二驱动电机的作用可使所述上下运动机构(302)沿所述机械臂的上下方向运动。

9.根据权利要求1所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述锁紧机构(100)还包括安装座壳体(111)，所述随动装置、所述传动组件、所述驱动装置均设于所述安装座壳体(111)内。

10.根据权利要求6所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述驱动装置包括直流伺服电机(103)，所述直流伺服电机(103)的输出端连接有电机转接轴(104)，所述电机转接轴(104)一端为突出的卡槽，所述卡槽内设置有丝杆连接件(105)，所述直流伺服电机(103)与所述传动组件固定连接。

11.根据权利要求10所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述传动组件包括梯形丝杆(110)以及依次与所述梯形丝杆(110)连接的轴承座(107)、螺母连接件(108)、丝杆固定侧(112)，所述螺母连接件(108)上设置有所述随动装置，所述轴承座(107)、所述丝杆固定侧(112)均与所述安装座壳体(111)固定连接，所述轴承座(107)上设置有深沟球轴承(106)，所述深沟球轴承(106)套设在所述梯形丝杆(110)上，所述梯形丝杆(110)于所述轴承座(107)的一侧与所述丝杆连接件(105)连接。

12.根据权利要求11所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，还包括直线导轨安装座(102)以及固定连接于所述直线导轨安装座(102)上端的滑动导轨(101)，所述直线导轨安装座(102)固定安装于所述安装座壳体(111)内，所述滑动导轨(101)上滑动连接有滑块，所述螺母连接件(108)与所述滑块固定连接，所述轴承座(107)、所述丝杆固定侧(112)分别固定连接于所述直线导轨安装座(102)的两侧，所述直流伺服电机(103)与所述直线导轨安装座(102)固定连接。

13.根据权利要求12所述的具有多自由度的轻量化巡检机器人，其特征在于，所述随动装置包括凸轮随动器(109)，所述凸轮随动器(109)设置于所述螺母连接件(108)的前后两侧，且所述螺母连接件(108)的底部设置有卡接槽(113)，所述卡接槽(113)用于与所述凸轮块(207)卡接。

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