CN111725733B - 一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 - Google Patents
一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111725733B CN111725733B CN202010520522.XA CN202010520522A CN111725733B CN 111725733 B CN111725733 B CN 111725733B CN 202010520522 A CN202010520522 A CN 202010520522A CN 111725733 B CN111725733 B CN 111725733B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission line
- power transmission
- mobile unit
- robot
- control box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 207
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 198
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 210000002310 elbow joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
- H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法,机器人包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节;任意两个移动单元通过对应的一个垂直旋转关节连接;移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱,行走机构通过水平旋转关节与控制箱连接;垂直旋转关节的一端与位于机器人前端的一个移动单元连接,另一端与位于机器人后端的另一个移动单元连接;控制箱能控制行走机构沿着输电线行走;控制箱还能控制水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,带动行走机构脱离输电线或落放在输电线上;控制箱还能控制垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动位于机器人前端的移动单元绕水平方向转动。本发明结构简单,越障操作简单易行,适应性好。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法。
背景技术
输电线路是电力系统极为重要的组成部分,为了保证其安全稳定的运行,需要定期进行巡视检查。目前输电线路巡检采用的方法主要有人工巡检和直升机巡检。人工巡检的效率低,劳动强度大,危险性高;直升机巡检的成本高,巡检质量易受气候影响。
因此,后期发展到利用携带通信和巡检仪器的机器人来代替人工对输电线路进行自动巡检,以提高效率,确保输电线路的安全运行。但是,在现有的输电线巡检机器人中,大部分采用由轮式移动和复合连杆机构组合而成的复合移动机构。这些机构的结构复杂、越障能力差,跨越线路障碍的流程复杂,适应性差。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法,不仅结构简单,而且越障操作简单易行,适应性好。
为实现上述目的,本发明一实施例提供了一种输电线路巡检机器人,包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节;其中,任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接;所述移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱,所述行走机构通过所述水平旋转关节与所述控制箱连接;所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接,另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接;所述控制箱能控制所述行走机构沿着输电线行走;所述控制箱还能控制所述水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,带动所述行走机构脱离所述输电线或落放在所述输电线上;所述控制箱还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动。
优选地,所述移动单元的数量为至少三个,且包括第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元;所述垂直旋转关节的数量为至少两个,且包括第一垂直旋转关节和第二垂直旋转关节;所述第一移动单元通过所述第一垂直旋转关节与所述第二移动单元连接,所述第二移动单元通过所述第二垂直旋转关节与所述第三移动单元连接。
优选地,在一个所述移动单元中,所述行走机构的数量为至少两个,且包括第一行走机构和第二行走机构;所述水平旋转关节的数量为至少两个,且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节;
所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱连接,所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱连接,所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上,且行走方向在同一直线上。
优选地,所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件;所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接,还与所述第一连接件的一端传动连接,能驱动所述第一连接件绕水平方向转动;所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接,所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。
优选地,所述行走机构包括传动轴、轴承、支撑架、行走轮和第二驱动电机;其中,所述第二驱动电机的输出轴与所述传动轴连接,所述行走轮通过键与所述传动轴连接,所述传动轴的两端分别通过所述轴承与所述支撑架的两端对应连接。
优选地,所述水平旋转关节包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件;其中,所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接,还与所述第四连接件的一端传动连接,能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动;所述第三连接件的另一端与所述控制箱连接;所述第四连接件的另一端与所述行走机构连接。
优选地,所述控制箱的控制系统采用分布式控制方式。
本发明另一实施例提供了一种输电线路巡检机器人的作业控制方法,包括如下步骤:
S1、将机器人放置在待作业的输电线上,以使所有移动单元的行走机构落放在所述输电线上,并通过控制箱控制所述行走机构沿着所述输电线行走;
S2、当所述机器人的第一移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第一阈值内时,所述控制箱控制所述行走机构停止行走;
S3、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构脱离所述输电线;
S4、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元的第二行走机构行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内;
S5、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构落放在所述输电线上;
S6、控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第二行走机构脱离所述输电线;
S7、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的第一移动单元的第二行走机构跨越所述防振锤,控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元的第二行走机构落放在所述输电线上;
S8、当下一个移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在所述第一阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元,重复上述步骤S2至步骤S7,直至所述机器人完全跨越所述防振锤。
优选地,所述方法,还包括:
T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中,当所述机器人的第一移动单元的前端行走至与所述输电线前方的线夹的距离在预设的第三阈值内时,所述控制箱控制所述行走机构停止行走;
T2、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线;
T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元跨越所述输电线的线夹;
T4、控制与所述第一移动单元的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动所述第一移动单元的转动,以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度,以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上;
T5、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上;
T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹的距离在所述第三阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元,重复上述步骤T2至步骤T5,直至所述机器人完全跨越所述线夹。
与现有技术相比,本发明实施例所提供的一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法,通过行走机构和旋转关节的协调运动,能够在沿着输电线的行走过程中,跨越输电线的障碍,同时机器人结构简单,适应性好。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人的结构示意图;
图2是本发明一实施例提供的一种超高压输电线路的障碍环境的示意图;
图3是本发明一实施例提供的一种行走机构的剖视图;
图4是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人的作业控制方法的流程示意图;
图5是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构脱离输电线的机构构型示意图;
图6是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元的第二行走机构靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构落放在输电线上以及第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图;
图7是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元完全跨越输电线的防振锤时对应的第一行走机构和第二行走机构均落放在输电线上的机构构型示意图;
图8是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人的作业控制方法的另一流程示意图;
图9是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元的前端靠近输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图;
图10是本发明一实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元完全跨越输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上的机构构型示意图。
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。
参见图1,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人的结构示意图,所述机器人包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节;其中,任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接;所述移动单元包括行走机构1-1、水平旋转关节1-3和控制箱1-2,所述行走机构1-1通过所述水平旋转关节1-3与所述控制箱1-2连接;所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接,另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接;所述控制箱1-2能控制所述行走机构1-1沿着输电线行走;所述控制箱1-2还能控制所述水平旋转关节1-3的一端绕竖直方向转动,带动所述行走机构1-1脱离所述输电线或落放在所述输电线上;所述控制箱1-2还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动。
需要说明的是,该机器人的设计主要是为了跨越输电线上的障碍物。参见图2,是本发明该实施例提供的一种超高压输电线路的障碍环境的示意图。由图2可知,在输电线6上主要的障碍物为防振锤7、单线夹8、双线夹等障碍。
具体地,输电线路巡检机器人包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节。移动单元是为了跨越直线方向上的障碍,垂直旋转关节是为了改变行走方向,从而跨越障碍。其中,任意两个移动单元通过对应的一个垂直旋转关节连接;移动单元包括行走机构1-1、水平旋转关节1-3和控制箱1-2,行走机构1-1通过水平旋转关节1-3与控制箱1-2连接,即水平旋转关节1-3的一端与行走机构1-1连接,另一端与控制箱1-2连接;垂直旋转关节的一端与位于机器人前端的一个移动单元连接,另一端与位于机器人后端的另一个移动单元连接;控制箱1-2能控制行走机构1-1沿着输电线行走;控制箱1-2还能控制水平旋转关节1-3的一端绕竖直方向转动,带动行走机构1-1脱离输电线或落放在输电线上;控制箱1-2还能控制垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动位于机器人前端的移动单元绕水平方向转动。
需要说明的是,垂直旋转关节和水平旋转关节1-3的结构类似,可以形象地看作为人体的肘关节,不同在于垂直旋转关节的驱动电机的输出轴竖直设置,水平旋转关节1-3的驱动电机的输出轴水平设置。机器人可以看作是由多个移动单元依次连接而成,首端和末端均为一个移动单元。
本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人,通过行走机构和旋转关节的协调运动,能够在沿着输电线的行走过程中,跨越输电线的障碍。
作为上述方案的改进,所述移动单元的数量为至少三个,且包括第一移动单元1、第二移动单元2和第三移动单元3;所述垂直旋转关节的数量为至少两个,且包括第一垂直旋转关节4和第二垂直旋转关节5;所述第一移动单元1通过所述第一垂直旋转关节4与所述第二移动单元2连接,所述第二移动单元2通过所述第二垂直旋转关节5与所述第三移动单元3连接。
具体地,移动单元的数量为至少三个,且包括第一移动单元1、第二移动单元2和第三移动单元3;垂直旋转关节的数量为至少两个,且包括第一垂直旋转关节4和第二垂直旋转关节5;第一移动单元1通过第一垂直旋转关节4与第二移动单元2连接,第二移动单元2通过第二垂直旋转关节5与第三移动单元3连接。在本发明的优选实施例中,移动单元的数量为三个,垂直旋转关节的数量为两个,第一垂直旋转关节4被驱动旋转,可以带动第一移动单元1绕水平方向转动,第二垂直旋转关节5被驱动旋转,可以带动第二移动单元2绕水平方向转动,从而实现机器人改变行走方向,跨越线夹8等障碍物。
作为上述方案的改进,在一个所述移动单元中,所述行走机构1-1的数量为至少两个,且包括第一行走机构和第二行走机构;所述水平旋转关节1-3的数量为至少两个,且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节;
所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱1-2连接,所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱1-2连接,所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上,且行走方向在同一直线上。
具体地,在一个移动单元中,行走机构1-1的数量为至少两个,且包括第一行走机构和第二行走机构;水平旋转关节1-3的数量为至少两个,且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节;在本发明的优选实施例中,在一个移动单元中,行走机构1-1的数量为两个,水平旋转关节1-3的数量为两个,行走机构1-1与水平旋转关节1-3的数量是一一对应的,因为每一个行走机构1-1都要通过对应的一个水平旋转关节1-3与控制箱1-2连接。一个移动单元中有两个行走机构1-1,即可实现跨越直线行走方向上的障碍,且不易发生移动单元掉落的风险,有利于延长机器人的使用寿命。
第一行走机构通过第一水平旋转关节与控制箱1-2连接,第二行走机构通过第二水平旋转关节与控制箱1-2连接,一般地,第一行走机构和第二行走机构的结构是一致的,第一水平旋转关节与第二水平旋转关节的结构是一致的。更详细地,第一水平旋转关节的固定端与控制箱1-2固定连接,第一水平旋转关节的转动端与第一行走机构传动连接,以使第一行走机构脱离输电线或落放在输电线上。第一行走机构和第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上,且行走方向在同一直线上,这样才能确保机器人稳固地行走在输电线上。也就是说,第一行走机构和第二行走机构在结构上是呈镜像对称的,但在安装位置上有错位,第一行走机构和第二行走机构按照行走方向前后布置,最终的行走方向在同一直线上。一般地,第一行走机构和第二行走机构的最小距离大于防振锤7的占距。
作为上述方案的改进,所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件;所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接,还与所述第一连接件的一端传动连接,能驱动所述第一连接件绕水平方向转动;所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接,所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。
具体地,垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件;第一驱动电机与第二连接件的一端固定连接,还与第一连接件的一端传动连接,能驱动第一连接件绕水平方向转动;第一连接件的另一端与位于机器人前端的一个移动单元的控制箱连接,第二连接件的另一端与位于机器人后端的另一个移动单元连接。更详细地,第一驱动电机安装在第二连接件上,并通过D型孔与第一连接件连接。通过第一驱动电机的驱动,能转动第一连接件,从而带动位于机器人前端的移动单元绕水平方向转动,从而改变机器人的行走方向。
作为上述方案的改进,所述行走机构1-1包括传动轴1-1-1、轴承1-1-2、支撑架1-1-5、行走轮1-1-6和第二驱动电机1-1-7;其中,所述第二驱动电机1-1-7的输出轴与所述传动轴1-1-1连接,所述行走轮1-1-6通过键与所述传动轴1-1-1连接,所述传动轴1-1-1的两端分别通过轴承与支撑架1-1-5的两端对应连接。
具体地,参见图3,是本发明该实施例提供的一种行走机构的剖视图,由图3可知,行走机构1-1包括传动轴1-1-1、轴承1-1-2、支撑架1-1-5、行走轮1-1-6和第二驱动电机1-1-7;其中,第二驱动电机1-1-7的输出轴通过D型孔与传动轴1-1-1连接,行走轮1-1-6通过键与传动轴1-1-1连接,传动轴1-1-1的两端分别通过轴承1-1-2和轴承1-1-3与支撑架1-1-5的两端对应连接。支撑架1-1-5呈U型,倒扣在行走轮1-1-6上,能支撑行走轮1-1-6。行走机构1-1还包括轴承端盖1-1-4,轴承端盖1-1-4设置在传动轴1-1-1远离第二驱动电机1-1-7的一端上,对该端的轴承1-1-2起到限位作用。第二驱动电机1-1-7通过传动轴1-1-1带动行走轮1-1-6运动,实现行走轮1-1-6的前进和后退。
作为上述方案的改进,所述水平旋转关节1-3包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件;其中,所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接,还与所述第四连接件的一端传动连接,能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动;所述第三连接件的另一端与所述控制箱1-2连接;所述第四连接件的另一端与所述行走机构1-1连接。
具体地,水平旋转关节1-3包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件;其中,第三驱动电机与第三连接件的一端固定连接,还与第四连接件的一端传动连接,能驱动第四连接件绕竖直方向转动。更详细地,第三驱动电机安装在第三连接件上,并通过D型孔与第四连接件连接。通过第三驱动电机的驱动,能转动第四连接件,从而实现行走机构1-1的抬起和落下。第三连接件的另一端与控制箱1-2连接,优选地,第三连接件的另一端与控制箱1-2固定连接。第四连接件的另一端与行走机构1-1连接,优选地,第四连接件的另一端与行走机构1-1固定连接。
作为上述方案的改进,所述控制箱1-2的控制系统采用分布式控制方式。
具体地,控制箱1-2的控制系统采用分布式控制方式。每一个移动单元都包括第二驱动电机1-1-7和第三驱动电机,第二驱动电机1-1-7用于驱动行走轮1-1-6的前进和后退,第三驱动电机用于驱动行走轮1-1-6的抬起和落下,这些驱动电机均采用伺服电机,且它们的控制系统均设置在控制箱1-2内,因为控制箱1-2内的控制系统有多个,所以要采用分布式控制方式,方便灵活地控制机器人不同的驱动电机的启停,以实现机器人的协调运动。
参见图4,是本发明另一实施例提供的一种输电线路巡检机器人的作业控制方法的流程示意图,所述方法包括步骤S1至S8:
S1、将机器人放置在待作业的输电线上,以使所有移动单元的行走机构1-1落放在所述输电线上,并通过控制箱1-2控制所述行走机构1-1沿着所述输电线行走;
S2、当所述机器人的第一移动单元1行走至与所述输电线的防振锤7的距离在预设的第一阈值内时,所述控制箱1-2控制所述行走机构1-1停止行走;
S3、控制所述第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元1的第一行走机构脱离所述输电线;
S4、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构1-1沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元1的第二行走机构行走至与所述输电线的防振锤7的距离在预设的第二阈值内;
S5、控制所述第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元1的第一行走机构落放在所述输电线上;
S6、控制所述第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元1的第二行走机构脱离所述输电线;
S7、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构1-1沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的第一移动单元1的第二行走机构跨越所述防振锤7,控制所述第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元1的第二行走机构落放在所述输电线上;
S8、当下一个移动单元行走至与所述输电线的防振锤7的距离在所述第一阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元1,重复上述步骤S2至步骤S7,直至所述机器人完全跨越所述防振锤7。
具体地,一种输电线路巡检机器人的作业控制方法,包括如下步骤:
S1、将机器人放置在待作业的输电线上,以使所有移动单元的行走机构1-1落放在输电线上,并通过控制箱1-2控制行走机构1-1沿着输电线行走;
S2、当机器人的第一移动单元1行走至与输电线的防振锤7的距离在预设的第一阈值内时,控制箱1-2控制行走机构1-1停止行走,这时候是整个机器人全部停止行走。一般地,最开始靠近输电线的防振锤7的是第一移动单元1的第一行走机构。
S3、当机器人停止行走时,就需要调整自身的旋转关节和行走机构1-1,首先,控制第三驱动电机驱动第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动第一移动单元1的第一行走机构脱离输电线,也就是使第一移动单元1的第一行走机构的行走轮1-1-6抬起。具体可以参见图5,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构脱离输电线的机构构型示意图。
S4、控制落放在所述输电线上的其他行走机构1-1沿着输电线继续行走,带动整个机器人往前移动,使第一移动单元1的第一行走机构越过防振锤7,直至机器人的第一移动单元1的第二行走机构行走至与输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内。
S5、当机器人行走至第一移动单元1的第二行走机构靠近输电线的防振锤7时,控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动第一移动单元1的第一行走机构落放在输电线上。
S6、控制第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动第一移动单元1的第二行走机构脱离输电线,也就是使第一移动单元1的第二行走机构的行走轮1-1-6抬起。具体可以参见图6,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元的第二行走机构靠近输电线的防振锤时对应的第一行走机构落放在输电线上以及第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图。
S7、控制落放在输电线上的其他行走机构1-1被控制沿着输电线继续行走,直至机器人的第一移动单元1的第二行走机构跨越防振锤7,控制第一移动单元1的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动第一移动单元1的第二行走机构落放在输电线上。具体可以参见图7,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元完全跨越输电线的防振锤时对应的第一行走机构和第二行走机构均落放在输电线上的机构构型示意图。
S8、当下一个移动单元行走至与输电线的防振锤7的距离在第一阈值内时,以下一个移动单元代替第一移动单元1,重复上述步骤S2至步骤S7,直至机器人完全跨越防振锤7。
作为上述方案的改进,参见图8,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人的作业控制方法的另一流程示意图,所述方法还包括步骤T1至T6:
T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中,当所述机器人的第一移动单元1的前端行走至与所述输电线前方的线夹8的距离在预设的第三阈值内时,所述控制箱1-2控制所述行走机构1-1停止行走;
T2、分别控制所述第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线;
T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构1-1沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元1跨越所述输电线的线夹8;
T4、控制与所述第一移动单元1的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动所述第一移动单元1的转动,以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度,以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上;
T5、分别控制所述第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上;
T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹8的距离在所述第三阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元1,重复上述步骤T2至步骤T5,直至所述机器人完全跨越所述线夹8。
具体地,一种输电线路巡检机器人的作业控制方法,还包括以下步骤:
T1、在机器人沿着所述输电线行走过程中,当机器人的第一移动单元1的前端行走至与输电线前方的线夹8的距离在预设的第三阈值内时,控制箱1-2控制行走机构1-1停止行走,这时候是整个机器人全部停止行走。一般地,最开始靠近输电线的线夹8的是第一移动单元1的第一行走机构。
T2、因为线夹8的占距较宽,且线夹8两端的输电线的夹角可能不是180°,也就是说,机器人的行走方向要发生改变,此时的调整需要通过垂直旋转关节来改变方向。首先,分别控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线。具体可以参见图9,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元的前端靠近输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离输电线的机构构型示意图。
T3、控制落放在输电线上的其他行走机构1-1沿着输电线继续行走,带动整个机器人往前移动,使第一移动单元1逐渐越过线夹8,直至机器人的第一移动单元1跨越输电线的线夹8。
T4、在机器人的第一移动单元1完全跨越输电线的线夹8后,控制与第一移动单元1的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动第一移动单元1的转动,以调节第一行走机构和第二行走机构相对于输电线的角度,以使第一行走机构和第二行走机构方便落放在输电线上;
T5、分别控制第一移动单元1的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动第一移动单元1的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上;具体可以参见图10,是本发明该实施例提供的一种输电线路巡检机器人在第一移动单元完全跨越输电线的线夹时对应的第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在输电线上的机构构型示意图。
T6、当下一个移动单元的前端行走至与输电线的线夹8的距离在所述第三阈值内时,以下一个移动单元代替第一移动单元1,重复上述步骤T2至步骤T5,直至机器人完全跨越线夹8。
综上,本发明实施例所提供的一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法,通过依次抬起和落下的行走轮实现对输电线路上障碍的跨越,不仅结构简单,而且控制机器人越障的方法易于操作、作业过程安全性好,对输电线路的适应性好可以大幅度提升了机器人对线路的巡检和作业效率,可代替人工作,保证了工作人员的人身安全,实用性较高,可以通过机器人携带相机或者作业工具实现对线路的巡视或者作业任务,自动化程度高。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种输电线路巡检机器人的作业控制方法,其特征在于,所述巡检机器人包括至少两个移动单元和至少一个垂直旋转关节;其中,任意两个所述移动单元通过对应的一个所述垂直旋转关节连接;所述移动单元包括行走机构、水平旋转关节和控制箱,所述行走机构通过所述水平旋转关节与所述控制箱连接;所述垂直旋转关节的一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元连接,另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接;所述控制箱能控制所述行走机构沿着输电线行走;所述控制箱还能控制所述水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,带动所述行走机构脱离所述输电线或落放在所述输电线上;所述控制箱还能控制所述垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动位于所述机器人前端的所述移动单元绕水平方向转动;
其中,在一个所述移动单元中,所述行走机构的数量为至少两个,且包括第一行走机构和第二行走机构;所述水平旋转关节的数量为至少两个,且包括第一水平旋转关节和第二水平旋转关节;
所述第一行走机构通过所述第一水平旋转关节与所述控制箱连接,所述第二行走机构通过所述第二水平旋转关节与所述控制箱连接,所述第一行走机构和所述第二行走机构相对错位地安装在同一水平高度上,且行走方向在同一直线上;
其中,所述行走机构包括传动轴、轴承、支撑架、行走轮和第二驱动电机;其中,所述第二驱动电机的输出轴与所述传动轴连接,所述行走轮通过键与所述传动轴连接,所述传动轴的两端分别通过所述轴承与所述支撑架的两端对应连接;
其中,所述水平旋转关节包括第三连接件、第三驱动电机和第四连接件;其中,所述第三驱动电机与所述第三连接件的一端固定连接,还与所述第四连接件的一端传动连接,能驱动所述第四连接件绕竖直方向转动;所述第三连接件的另一端与所述控制箱连接;所述第四连接件的另一端与所述行走机构连接;
其中,所述控制箱的控制系统采用分布式控制方式,且所述第二驱动电机的控制系统和所述第三驱动电机的控制系统分布式设置在所述控制箱的分布式控制系统中;
所述控制方法包括:
S1、将机器人放置在待作业的输电线上,以使所有移动单元的行走机构落放在所述输电线上,并通过控制箱控制所述行走机构沿着所述输电线行走;
S2、当所述机器人的第一移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第一阈值内时,所述控制箱控制所述行走机构停止行走;
S3、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构脱离所述输电线;
S4、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元的第二行走机构行走至与所述输电线的防振锤的距离在预设的第二阈值内;
S5、控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构落放在所述输电线上;
S6、控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第二行走机构脱离所述输电线;
S7、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的第一移动单元的第二行走机构跨越所述防振锤,控制所述第一移动单元的第二水平旋转关节的一端绕竖直方向反向转动,以带动所述第一移动单元的第二行走机构落放在所述输电线上;
S8、当下一个移动单元行走至与所述输电线的防振锤的距离在所述第一阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元,重复上述步骤S2至步骤S7,直至所述机器人完全跨越所述防振锤;
所述控制方法还包括:
T1、在所述机器人沿着所述输电线行走过程中,当所述机器人的第一移动单元的前端行走至与所述输电线前方的线夹的距离在预设的第三阈值内时,所述控制箱控制所述行走机构停止行走;
T2、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构脱离所述输电线;
T3、控制落放在所述输电线上的其他所述行走机构沿着所述输电线继续行走,直至所述机器人的所述第一移动单元跨越所述输电线的线夹;
T4、控制与所述第一移动单元的后端连接的垂直旋转关节的一端绕水平方向转动,带动所述第一移动单元的转动,以调节所述第一行走机构和所述第二行走机构相对于所述输电线的角度,以使所述第一行走机构和所述第二行走机构方便落放在所述输电线上;
T5、分别控制所述第一移动单元的第一水平旋转关节的一端和第二水平旋转关节的一端绕竖直方向转动,以带动所述第一移动单元的第一行走机构和第二行走机构落放在所述输电线上;
T6、当下一个移动单元的前端行走至与所述输电线的所述线夹的距离在所述第三阈值内时,以下一个移动单元代替所述第一移动单元,重复上述步骤T2至步骤T5,直至所述机器人完全跨越所述线夹。
2.如权利要求1所述的输电线路巡检机器人的作业控制方法,其特征在于,所述移动单元的数量为至少三个,且包括第一移动单元、第二移动单元和第三移动单元;所述垂直旋转关节的数量为至少两个,且包括第一垂直旋转关节和第二垂直旋转关节;所述第一移动单元通过所述第一垂直旋转关节与所述第二移动单元连接,所述第二移动单元通过所述第二垂直旋转关节与所述第三移动单元连接。
3.如权利要求1所述的输电线路巡检机器人的作业控制方法,其特征在于,所述垂直旋转关节包括第一连接件、第一驱动电机和第二连接件;所述第一驱动电机与所述第二连接件的一端固定连接,还与所述第一连接件的一端传动连接,能驱动所述第一连接件绕水平方向转动;所述第一连接件的另一端与位于所述机器人前端的一个所述移动单元的所述控制箱连接,所述第二连接件的另一端与位于所述机器人后端的另一个所述移动单元连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010520522.XA CN111725733B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010520522.XA CN111725733B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111725733A CN111725733A (zh) | 2020-09-29 |
CN111725733B true CN111725733B (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=72566305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010520522.XA Active CN111725733B (zh) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | 一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111725733B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112165029B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-02-15 | 云南电网有限责任公司怒江供电局 | 架空输电导线巡检越障机器人及其越障方法 |
CN112636238B (zh) * | 2020-11-11 | 2022-04-01 | 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 | 一种输电线路可视化巡检装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101104265A (zh) * | 2007-07-31 | 2008-01-16 | 北华大学 | 吊臂式高压输电线检测机器人 |
CN202353087U (zh) * | 2011-10-21 | 2012-07-25 | 安徽送变电工程公司 | 一种张力架线滑车悬挂装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6443011A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-15 | Nippon Telegraph & Telephone | Aerial line moving device |
CN205753192U (zh) * | 2016-05-12 | 2016-11-30 | 山东大学 | 适应单根导线的巡线机器人机械结构 |
CN105826865B (zh) * | 2016-05-25 | 2018-02-27 | 山东大学 | 适应单导线的悬挂式巡线机器人结构及其越障方法 |
CN206105824U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-04-19 | 国网湖南省电力公司带电作业中心 | 带电作业机器人 |
CN109066464A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-21 | 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司 | 巡线机器人越障装置 |
CN111224346B (zh) * | 2020-03-11 | 2022-06-17 | 山东科技大学 | 一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人 |
-
2020
- 2020-06-09 CN CN202010520522.XA patent/CN111725733B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101104265A (zh) * | 2007-07-31 | 2008-01-16 | 北华大学 | 吊臂式高压输电线检测机器人 |
CN202353087U (zh) * | 2011-10-21 | 2012-07-25 | 安徽送变电工程公司 | 一种张力架线滑车悬挂装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111725733A (zh) | 2020-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111725733B (zh) | 一种输电线路巡检机器人及其作业控制方法 | |
CN108820069B (zh) | 一种自调节行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人 | |
CN104823731A (zh) | 一种架空高压输电线路带电作业树枝修剪机器人 | |
RU2015154527A (ru) | Специализированное надземное средство общественного транспорта | |
CN102672311A (zh) | 一种气电立焊自主移动式机器人系统 | |
CN102672315A (zh) | 一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统 | |
JP2015505763A (ja) | 移動ロボット | |
JP2008143449A (ja) | 構造物への作業機吊下げ用支持台車装置およびその運転方法 | |
CN105244808A (zh) | 一种输电线路在线监测用线缆攀爬机器人 | |
CN107546642B (zh) | 架空输电线路地线自主变向行驶巡检机器人、系统及方法 | |
CN102689083A (zh) | 一种用于大厚板mig/mag多层多道焊接的自主移动式机器人系统 | |
CN111469942B (zh) | 用于电网系统抢修或者维护的物件配送设备 | |
CN205051255U (zh) | 一种输电线路在线监测用线缆攀爬机器人 | |
CN102672316A (zh) | 一种用于中厚板焊接的自主移动式双丝焊机器人系统 | |
CN106142057A (zh) | 一种基于agv的自行走式双臂工业机器人装置 | |
CN108436296A (zh) | 一种机器人裁剪装置 | |
CN107416060A (zh) | 一种自动化杆类攀爬机器人 | |
CN110644738A (zh) | 喷涂机器人 | |
CN109193457B (zh) | 一种输电线路沿地线巡线机器人 | |
CN107719513A (zh) | 一种越野式底盘部件以及机器人总成 | |
CN111017061B (zh) | 一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法 | |
CN108963854A (zh) | 一种高压线巡检机器人 | |
CN111755982B (zh) | 一种输电线路射线检测机器人及其作业控制方法 | |
CN101357653B (zh) | 一种家用楼梯搬运工机器人 | |
CN110202515B (zh) | 应用于电力电路的跳线连接掌松动的螺栓拧紧装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |