CN111745688A - 一种智能电力检修机器人的防振动支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能电力检修机器人的防振动支架，包括底座和安装在底座上的吸能缓冲装置，吸能缓冲装置包括用于对底座受到的多向振动进行缓冲的多向缓冲机构，多向缓冲机构连接有与其相配合的吸能发电机构，吸能发电机构通过吸收多向缓冲机构传导的力来产生供应机器人消耗所需的部分电能。多向缓冲机构对机器人受到的振动进行缓冲，并将振动的动能传导至吸能发电机构以供应吸能发电机构发电所需的能量，通过吸能发电机构供应机器人运行所需的部分电能消耗，从而延长机器人的续航时间，减少了机器人往返充电的次数，节约了能耗的同时，有助于提高机器人的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力检修设备技术领域，具体涉及一种智能电力检修机器人的防振动支架。
背景技术
电力检修机器人用于巡查或者处理电力事故中使用的工程设备，现有的电力检修机器人几乎均采用蓄电池供电，以便于在野外执行电力检修电力检修任务。
由于电力设备大部分都设置在位置偏僻且路况复杂的野外，比如安装在农田和深山茂林中的电线杆，这就需要电力机器人有具有优秀的地形适应性以及长时间的续航能力，以适应崎岖不平的地形和长时间的野外作业，在对农田的电线杆上或者其他车辆无法靠近的位置的电力设备进行检修时。
电力检修机器人获得良好通过形的前提是其具有性能优异的避震系统，避震系统性能的好坏决定着电力检修机器人行驶的稳定有否以及地形适应性的强弱。
虽然，现有的避震系统在吸能缓冲的技术方向发展的较为伸入，但未结合电力检修机器人的使用场景进行高度的适配。例如，避震系统进行吸能缓冲时，未能对振动所产生的能量进行合理利用，导致电力检修机器人的能耗增加、续航能力降低，尤其是在因路况较差而造成电力检修机器人行驶缓慢的野外，且由此带来的问题是增加了电力检修机器人往返充电的次数，不仅导致电力检修效率降低，且进一步增加了电力检修机器人的能耗。
发明内容
为此，本发明提供一种智能电力检修机器人的防振动支架，以解决现有技术中，由于电力检修机器人在野外续航时间短而导致的工作效率低且能耗增加的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能电力检修机器人的防振动支架，包括底座、支架和安装在所述底座上的吸能缓冲装置；
所述吸能缓冲装置包括用于对所述底座受到的多向振动进行缓冲的多向缓冲机构，所述多向缓冲机构连接有与其相配合的吸能发电机构，所述吸能发电机构通过吸收所述多向缓冲机构所述传导的力来产生供应机器人消耗所需的部分电能；
所述多向缓冲机构包括安装在所述底座用于对所述底座受到振动的冲击力进行多方位缓冲的缓冲件；所述缓冲件包括装设于所述底座两侧的多个斜撑臂，所述斜撑臂的一端活动安装在所述底座上，位于所述底座同侧且相邻的所述斜撑臂之间交叉连接，所述斜撑臂的两端部均安装有弹簧减振器；所述多个所述斜撑臂远离所述底座的一端通过所述弹簧减振器连接所述支架；
所述吸能发电机构包括发电组件，以及与多个所述缓冲件联动的差位导动组件，所述差位导动组件将多个所述缓冲件所吸收的能量传导至所述发电组件转化成电能；
所述差位导动组件包括导能柱，所述导能柱由下换能筒和上换能筒插接形成，所述下换能筒安装在所述底座上；所述上换能筒一端安装在所述支架上，所述上换能筒的另一端滑动插接在所述下换能筒内；所述下换能筒上安装有横向贯穿所述上换能筒和所述下换能筒侧壁的导动杆，所述上换能筒两侧壁上均沿轴向开设有与所述导动杆滑动配合的导槽，所述导动杆的两端分别与位于所述底座两侧的交叉连接的两个所述斜撑臂的夹叉处连接，安装在所述上换能筒内的发电组件通过所述上换能筒和所述导动杆的相对运动被驱动发电。
可选的，位于所述底座两侧的所述斜撑臂一一对应，且对应的所述斜撑臂的顶端相互靠近以实现对所述支架进行限位支撑和回正，且所述底座和所述支架之间安装有多个所述导能柱，多个所述导能柱通过同个所述导动杆连接，且多个所述导能柱的两端均通过关节轴承分别安装在所述底座和所述支架上。
可选的，所述发电组件包括安装在所述上换能筒内的磁感应线圈，以及一端插入所述磁感应线圈且另一端安装在所述导动杆上的永磁体柱，所述上换能筒内固定安装有位于所述导动杆和所述磁感应线圈之间的导向块，所述导向块上贯穿开设有与所述磁感应线圈同轴的导向孔，所述永磁体柱一端贯穿所述导向孔且与所述导向孔滑动配合。
可选的，所述磁感应线圈外依次套设有绝缘套管和用于屏蔽外界磁场的金属管，所述永磁体柱一端通过纠偏套筒安装在所述导动杆上，所述导动杆表面开设有环形沉槽，所述环形沉槽的内径与所述纠偏套筒的内径相同，所述纠偏套筒的两端均通过具有弹性的环形防护胶垫与所述上换能筒内壁相抵，所述永磁体柱一端通过铰接件与所述纠偏套筒外壁铰接。
可选的，所述发电组件还包括安装在斜撑臂上的压电陶瓷，所述斜撑臂与所述弹簧减振器连接的一端开设有插孔，所述弹簧减振器的尾端插接在所述插孔中，所述压电陶瓷安装在所述插孔中且与所述弹簧减振器的尾端正相对设置，所述插孔孔壁上安装有用于对所述弹簧减振器进行限位和复位的复位止动件，所述插孔一端内安装有用于对所述压电陶瓷进行弹性支撑的弹性支撑件。
可选的，所述复位止动件包括同轴滑动安装在所述插孔内的滑动导套，以及两端分别支撑在所述插孔孔壁和所述滑动导套端部的止动复位弹簧，所述弹簧减振器的尾端固定插接在所述滑动导套中，所述插孔入口端内安装有孔径小于所述滑动导套外径的限位套，所述滑动导套朝向所述限位套的端面上嵌入安装有环形减振胶垫。
可选的，所述弹性支撑件位于所述止动复位弹簧内，所述弹性支撑件包括一端固定安装在所述插孔内壁上且与所述滑动导套同轴设置的伸缩杆，所述压电陶瓷安装在所述伸缩杆的另一端，所述伸缩杆上套设安装有谐振支撑弹簧，且所述压电陶瓷和所述弹簧减振器尾端的初始位置之间设置有用于所述压电陶瓷与所述弹簧减振器进行分离的间隙。
本发明具有如下优点：
本发明人通过底座上的多向缓冲机构对机器人受到的振动进行缓冲，多向缓冲机构将振动的动能传导至吸能发电机构，吸能发电机构利用吸收的动能进行发电，以供应机器人运行所需的部分电能消耗，从而延长机器人的续航时间，减少了机器人往返充电的次数，节约了能耗的同时，有助于提高机器人的工作效率，尤其适用于路况差而造成机器人行驶缓慢且能量消耗较大的野外。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中整体结构示意图；
图2为本发明实施方式中图1的侧视图；
图3为本发明实施方式中导能柱结构示意图；
图4为本发明实施方式中上换能筒结构示意图；
图5为本发明实施方式中斜撑臂结构示意图；
图6为本发明实施方式中绝缘套管结构示意图。
图中：
1-底座；2-多向缓冲机构；3-吸能发电机构；4-斜撑臂；5-弹簧减振器；6-支架；7-导能柱；8-导动杆；9-导槽；10-磁感应线圈；11-导向块；13-导向孔；14-绝缘套管；15-金属管；16-纠偏套筒；17-环形沉槽；18-环形防护胶垫；19-铰接件；20-压电陶瓷；21-复位止动件；22-弹性支撑件；
701-下换能筒；702-上换能筒；
2101-滑动导套；2102-止动复位弹簧；2103-限位套；2104-环形减振胶垫；
2201-伸缩杆；2202-谐振支撑弹簧。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明公布了一种智能电力检修机器人的防振动支架，包括底座1和安装在底座1上的吸能缓冲装置，吸能缓冲装置包括用于对底座1受到的多向振动进行缓冲的多向缓冲机构2，多向缓冲机构2连接有与其相配合的吸能发电机构3，吸能发电机构3通过吸收多向缓冲机构2传导的力来产生供应机器人消耗所需的部分电能。
当机器人行驶在颠簸路段时，机器人通过底座1上的多向缓冲机构2对受到的振动进行缓冲，多向缓冲机构2将振动的动能传导至吸能发电机构3，吸能发电机构3利用吸收的动能进行发电，以供应机器人运行所需的部分电能消耗，从而延长机器人的续航时间，减少了机器人往返充电的次数，节约了能耗的同时，有助于提高机器人的工作效率，尤其适用于路况差而造成机器人行驶缓慢且能量消耗较大的野外。
如图1和图2所示，多向缓冲机构2包括安装在底座1用于对底座1受到振动的冲击力进行多方位缓冲的缓冲件，吸能发电机构3包括发电组件，以及与多个缓冲件联动的差位导动组件，差位导动组件将多个缓冲件所吸收的能量传导至发电组件转化成电能，通过差位导动组件将多向缓冲机构2吸收的来自不同方向的振动力进行导向后传导至发电组件，从而提高发电组件的发电效率。
缓冲件包括一端活动安装在底座1两侧的多个斜撑臂4，位于底座1两侧的多个斜撑臂4一一对应，且位于底座1同侧的相邻斜撑臂4之间交叉连接。斜撑臂4的端部安装有弹簧减振器5，斜撑臂4远离底座1的一端通过弹簧减振器5连接于一个用于搭载机器人主体的支架6。
斜置的弹簧减振器5有利于在有限的空间内增加减振杆的行程，即实现防振支架6较低高度的前提下增强防振支架6的缓冲效果，且斜置的弹簧减振器5具有吸收水平方向和竖直方向的冲击力的功能，以适应电力检修机器人在路况复杂的野外进行平稳行驶的要求。
如图3所示，差位导动组件包括由下换能筒701和上换能筒702插接形成的导能柱703，上换能筒702一端安装在支架6上，上换能筒702的另一端滑动插接在一端安装在底座1上的下换能筒701内，下换能筒701上安装有横向贯穿上换能筒702和下换能筒701侧壁的导动杆8，上换能筒702两侧壁上均沿轴向开设有与导动杆8滑动配合的导槽9，导动杆8的两端分别与位于底座1两侧的交叉连接的两个斜撑臂4的夹叉处连接，安装在上换能筒702内的发电组件通过上换能筒702和导动杆8的相对运动被驱动发电。
当振动的冲击力由底座1传导至各个弹簧减振器5上时，弹簧减振器5发生收缩，从而使支架6与底座1之间的间距减小，即将振动的冲击力转化为提供支架6与底座1之间相对运动的动能，从而使安装在上换能筒702内的发电组件与安装在下换能筒701上的导动杆8发生相对运动，通过上换能筒702和导动杆8的相对运动来将动能转化为电组件发电所需的能量，从而使发电组件发电。
如图2所示，为了实现对支架6的限位，将两侧斜撑臂4的顶端设置为相互靠近以实现对支架6进行限位支撑和回正的目的，且底座1和支架6之间安装有多个导能柱703，多个导能柱703通过同个导动杆8连接，以在支架6与底座1发生相对运动时充分地将动能进行转换，并且，多个导能柱703的两端均通过关节轴承9分别安装在底座1和支架6上，以适应底座1和支架6在缓冲时发生多方位发生相对运动的要求。
如图3和图4所示，发电组件包括安装在上换能筒702内的磁感应线圈10，以及一端插入磁感应线圈10且另一端安装在导动杆8上的永磁体柱11，上换能筒702内固定安装有位于导动杆8和磁感应线圈10之间的导向块12，导向块12上贯穿开设有与磁感应线圈10同轴的导向孔13，永磁体柱11一端贯穿导向孔13且与导向孔13滑动配合。
当支架6与底座1因缓冲而不断靠近和远离时，上换能筒702内的磁感应线圈10不断切割下换能筒701导动杆8上的永磁体柱11附近的磁感应线，从而在磁感应线圈10上产生感应电流，且由于导向块12的设置，使永磁体柱11始终在磁感应线圈10的轴心处往复运动，避免永磁体柱11与磁感应线圈10发生碰撞。
如图6所示，磁感应线圈10外依次套设有绝缘套管14和用于屏蔽外界磁场的金属管15，通过金属管15屏蔽外界磁场对永磁体柱11附近磁场的干扰，设置绝缘套管14在金属管15和磁感应线圈10之间形成绝缘层。
进一步地，永磁体柱11一端通过纠偏套筒16安装在导动杆8上，导动杆8表面开设有环形沉槽17，环形沉槽17内径与纠偏套筒16内径相同，纠偏套筒16的两端均通过具有弹性的环形防护胶垫18与上换能筒702内壁相抵，通过纠偏套筒16和环形沉槽17的配合来限制上换能筒702相对于导动杆8的偏斜程度，以减小防振动支架6的侧倾，而弹性的环形防护胶垫18则避免纠偏套筒16端部与上换能筒702内壁因挤压而发生损坏。
进一步地，永磁体柱11一端通过铰接件19与纠偏套筒16外壁铰接以适应上换能筒702偏斜时的姿态要求，即当上换能筒702发生偏斜时，永磁体柱11下端绕铰接部偏转，以保持永磁体柱11始终与磁感应线圈10同轴。
如图5所示，发电组件还包括安装在斜撑臂4上的压电陶瓷20，斜撑臂4与弹簧减振器5连接的一端开设有插孔，弹簧减振器5的尾端插接在插孔中，压电陶瓷20安装在插孔中且与弹簧减振器5的尾端正相对设置，弹簧减振器5在受到振动的冲击力并对冲击力进行缓冲的同时，弹簧减振器5的尾端在冲击力的推动下挤压压电陶瓷20，从而使压电陶瓷20发电。
进一步地，插孔孔壁上安装有用于对弹簧减振器5进行限位和复位的复位止动件21，以避免弹簧减振器5过度挤压压电陶瓷20而导致压电陶瓷20损坏，同理，插孔一端内安装有用于对压电陶瓷20进行弹性支撑的弹性支撑件22。
其中，复位止动件21包括同轴滑动安装在插孔内的滑动导套2101，以及两端分别支撑在插孔孔壁和滑动导套2101端部的止动复位弹簧2102，弹簧减振器5的尾端固定插接在滑动导套2101中，止动复位弹簧2102通过滑动导套2101来对弹簧减振器5进行限位和复位。另外，插孔入口端内安装有孔径小于滑动导套2101外径的限位套2103，以防止滑动导套2101从插孔中滑出，且滑动导套2101朝向限位套2103的端面上嵌入安装有环形减振胶垫2104，以避免滑动导套2101在被复位时直接撞击限位套2103。
其中，弹性支撑件22位于止动复位弹簧2102内，弹性支撑件22包括一端固定安装在插孔内壁上且与滑动导套2101同轴设置的伸缩杆2201，压电陶瓷20安装在伸缩杆2201的另一端，通过伸缩杆2201对安装在支撑盘2202上的压电陶瓷20进行导向，伸缩杆2201上套设安装有用于对压电陶瓷20进行支撑和复位的谐振支撑弹簧2202，谐振支撑弹簧2202与安装在支撑盘2202上的压电陶瓷20构成谐振子，且压电陶瓷20和弹簧减振器5尾端的初始位置之间设置有用于压电陶瓷20与弹簧减振器5分离的间隙，压电陶瓷20与谐振支撑弹簧2202所构成的谐振子在弹簧减振器5被复位时发生谐振，以延长压电陶瓷20的受力时间，从而以提高压电陶瓷20的发电效率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，包括底座(1)、支架(6)和安装在所述底座(1)上的吸能缓冲装置；
所述吸能缓冲装置包括用于对所述底座(1)受到的多向振动进行缓冲的多向缓冲机构(2)，所述多向缓冲机构(2)连接有与其相配合的吸能发电机构(3)，所述吸能发电机构(3)通过吸收所述多向缓冲机构(2)所述传导的力来产生供应机器人消耗所需的部分电能；
所述多向缓冲机构(2)包括安装在所述底座(1)用于对所述底座(1)受到振动的冲击力进行多方位缓冲的缓冲件；所述缓冲件包括装设于所述底座(1)两侧的多个斜撑臂(4)，所述斜撑臂(4)的一端活动安装在所述底座(1)上，位于所述底座(1)同侧且相邻的所述斜撑臂(4)之间交叉连接，所述斜撑臂(4)的两端部均安装有弹簧减振器(5)；所述多个所述斜撑臂(4)远离所述底座(1)的一端通过所述弹簧减振器(5)连接所述支架(6)；
所述吸能发电机构(3)包括发电组件，以及与多个所述缓冲件联动的差位导动组件，所述差位导动组件将多个所述缓冲件所吸收的能量传导至所述发电组件转化成电能；
所述差位导动组件包括导能柱(703)，所述导能柱(703)由下换能筒(701)和上换能筒(702)插接形成，所述下换能筒(701)安装在所述底座(1)上；所述上换能筒(702)一端安装在所述支架(6)上，所述上换能筒(702)的另一端滑动插接在所述下换能筒(701)内；所述下换能筒(701)上安装有横向贯穿所述上换能筒(702)和所述下换能筒(701)侧壁的导动杆(8)，所述上换能筒(702)两侧壁上均沿轴向开设有与所述导动杆(8)滑动配合的导槽(9)，所述导动杆(8)的两端分别与位于所述底座(1)两侧的交叉连接的两个所述斜撑臂(4)的夹叉处连接，安装在所述上换能筒(702)内的发电组件通过所述上换能筒(702)和所述导动杆(8)的相对运动被驱动发电。
2.根据权利要求1所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，位于所述底座(1)两侧的所述斜撑臂(4)一一对应，且对应的所述斜撑臂(4)的顶端相互靠近以实现对所述支架(6)进行限位支撑和回正，且所述底座(1)和所述支架(6)之间安装有多个所述导能柱(703)，多个所述导能柱(703)通过同个所述导动杆(8)连接，且多个所述导能柱(703)的两端均通过关节轴承(9)分别安装在所述底座(1)和所述支架(6)上。
3.根据权利要求2所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，所述发电组件包括安装在所述上换能筒(702)内的磁感应线圈(10)，以及一端插入所述磁感应线圈(10)且另一端安装在所述导动杆(8)上的永磁体柱(11)，所述上换能筒(702)内固定安装有位于所述导动杆(8)和所述磁感应线圈(10)之间的导向块(12)，所述导向块(12)上贯穿开设有与所述磁感应线圈(10)同轴的导向孔(13)，所述永磁体柱(11)一端贯穿所述导向孔(13)且与所述导向孔(13)滑动配合。
4.根据权利要求3所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，所述磁感应线圈(10)外依次套设有绝缘套管(14)和用于屏蔽外界磁场的金属管(15)，所述永磁体柱(11)一端通过纠偏套筒(16)安装在所述导动杆(8)上，所述导动杆(8)表面开设有环形沉槽(17)，所述环形沉槽(17)的内径与所述纠偏套筒(16)的内径相同，所述纠偏套筒(16)的两端均通过具有弹性的环形防护胶垫(18)与所述上换能筒(702)内壁相抵，所述永磁体柱(11)一端通过铰接件(19)与所述纠偏套筒(16)外壁铰接。
5.根据权利要求4所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，所述发电组件还包括安装在斜撑臂(4)上的压电陶瓷(20)，所述斜撑臂(4)与所述弹簧减振器(5)连接的一端开设有插孔，所述弹簧减振器(5)的尾端插接在所述插孔中，所述压电陶瓷(20)安装在所述插孔中且与所述弹簧减振器(5)的尾端正相对设置，所述插孔孔壁上安装有用于对所述弹簧减振器(5)进行限位和复位的复位止动件(21)，所述插孔一端内安装有用于对所述压电陶瓷(20)进行弹性支撑的弹性支撑件(22)。
6.根据权利要求5所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，所述复位止动件(21)包括同轴滑动安装在所述插孔内的滑动导套(2101)，以及两端分别支撑在所述插孔孔壁和所述滑动导套(2101)端部的止动复位弹簧(2102)，所述弹簧减振器(5)的尾端固定插接在所述滑动导套(2101)中，所述插孔入口端内安装有孔径小于所述滑动导套(2101)外径的限位套(2103)，所述滑动导套(2101)朝向所述限位套(2103)的端面上嵌入安装有环形减振胶垫(2104)。
7.根据权利要求6所述的一种智能电力检修机器人的防振动支架，其特征在于，所述弹性支撑件(22)位于所述止动复位弹簧(2102)内，所述弹性支撑件(22)包括一端固定安装在所述插孔内壁上且与所述滑动导套(2101)同轴设置的伸缩杆(2201)，所述压电陶瓷(20)安装在所述伸缩杆(2201)的另一端，所述伸缩杆(2201)上套设安装有谐振支撑弹簧(2202)，且所述压电陶瓷(20)和所述弹簧减振器(5)尾端的初始位置之间设置有用于所述压电陶瓷(20)与所述弹簧减振器(5)进行分离的间隙。
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