CN111775136B - 一种电力巡检机器人的安全支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力巡检机器人的安全支座，包括导轨，以及滑动连接在导轨上且用于安装机械臂的安装座，所述安装座上设置有驱动装置；所述导轨上开设有沿导轨的延伸方向设置的安置槽，所述安置槽内设置有与所述驱动装置连接的驱动齿条，所述驱动装置包括通过驱动电机驱动的传动轴，以及固定安装在安装座内的运动缓冲板，使用时，能通过软连接的方式使安装座沿着导轨进行运动，进一步在启动或停止时，能够起到一定的缓冲效果，而在出现事故进行急停时，能够通过脱离装置使驱动装置脱离与驱动齿条的啮合，进一步由制动装置进行制动，可有效的避免驱动装置直接停止，而容易受到较大的力，从而会造成驱动装置容易出现不可逆损坏的问题。

Description

一种电力巡检机器人的安全支座

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种电力巡检机器人的安全支座。

背景技术

人们在电力系统的维护、检修工作中面临各种难题，实际操作的不稳定因素较多，安全风险如影随形。因此，将机器人技术与电力行业应用相结合，针对电网建设、运行与检修的各个环节，研究电力特种机器人，替代人工从事急、难、险、重和重复性劳动，为电力系统故障防范、在线检修、提高供电可靠性等提供技术保障十分重要。

对于配电站以及一些重要设备的配电房而言，电力供应的稳定性是重中之重，因此常规有专门的工作人员对其进行定时的巡检，而人工巡检存在很大的不确定性，存在着一定的隐患。

随着机器人技术的不断发展和应用，衍生出了能够替代人工进行定期定点巡视的机器人，其准确性高，很大程度上降低了工作人员的劳动强度，当前的巡检机器人多为沿着轨道进行运动，且重量一般都很大，而在遇到紧急的情况，其多为通过内部驱动装置的紧急制动来实现巡检机器人的急停，在长期使用时，其内部的驱动装置很容易因受力而出现损坏的问题，导致后期维护的成本大幅度提高。

发明内容

为此，本发明提供一种电力巡检机器人的安全支座，以解决现有技术中通过驱动装置的制动来实现巡检机器人的制动，容易造成驱动装置损坏，导致后期维护的成本大幅度提高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力巡检机器人的安全支座，包括导轨，以及滑动连接在导轨上且用于安装机械臂的安装座，所述安装座上设置有驱动装置；所述导轨上开设有沿导轨的延伸方向设置的安置槽，所述安置槽内设置有与所述驱动装置连接的驱动齿条；

所述驱动装置包括通过驱动电机驱动的传动轴，以及固定安装在安装座内的运动缓冲板，在所述运动缓冲板上沿竖直方向滑动连接有通过第一弹簧进行限位的限位板，且所述传动轴为贯穿限位板设置；

位于所述传动轴远离驱动电机的一端固定有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮远离驱动齿轮的一侧设置有与传动轴转动连接的连接板，在所述连接板上转动连接有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮位于第一传动齿轮与驱动齿条之间，且通过分别与第一传动齿轮与传动轴的啮合使驱动装置带动安装座沿导轨进行运动；

位于所述驱动装置的一侧连接有用于控制连接板位置，对安装座进行保护的急停保护装置，在所述导轨上等间距开设有多个与急停保护装置相匹配的制动槽；

所述急停保护装置包括两个制动装置，以及用于通过控制连接板位置使第二传动齿脱离与驱动齿条啮合的脱离装置，所述脱离装置包括滑动连接在连接板上的控制滑块，位于所述控制滑块远离连接板的一侧转动连接有动态控制杆，所述动态控制杆远离控制滑块的一端转动连接在安装座上，且所述动态控制杆远离控制滑块的一侧还通过第二弹簧连接有动态控制板，所述动态控制板通过抵住动态控制杆对所述连接板角度位置进行控制，所述急停保护装置用于使驱动装置脱离与驱动齿条的啮合，并配合制动槽对安装座进行紧急制动。

可选的，所述传动轴包括缓冲轴和安装轴，所述缓冲轴与驱动电机固定连接，且所述缓冲轴通过万向轴与安装轴相连接；

所述安装轴为贯穿限位板设置，所述第一传动齿轮固定在安装轴远离万向轴的一端，且所述连接板与安装轴远离万向轴的一端头为转动连接。

可选的，所述缓冲轴包括定轴以及滑动连接在定轴上的活动轴，所述定轴通过驱动电机驱动，且所述活动轴与万向轴为固定连接。

可选的，所述动态控制杆转动连接在安装座上的一端为梯形结构，所述动态控制板用于跟随安装座运动状态挤压动态控制杆，使第二传动齿脱离所述驱动齿条。

可选的，所述第一弹簧的劲度系数小于第二弹簧的劲度系数。

可选的，两个所述制动装置关于驱动电机中心轴线对称安装在安装座中；所述制动装置包括制动杆和推杆，所述制动杆转动连接在安装座上，且制动杆为V形结构；所述推杆设置在所述连接板上，用于跟随连接板的运动推动制动杆进行转动；

所述三角块上设有三角块，所述三角块设于所述三角块与安装座的转动连接处的一侧；所述安装座上通过第三弹簧连接有推板，所述推板用于推动所述三角块使制动杆朝向一侧转动；所述推杆通过推动制动杆转动，使制动杆一端置于制动槽中进行制动。

可选的，所述制动杆包括主体，所述主体的一端通过弹簧滑动连接有与制动槽相匹配的缓冲杆。

可选的，所述制动槽的开口由外至内的截面积为逐步增大。

本发明具有如下优点：

本发明在进行使用时，能通过软连接的方式使安装座沿着导轨进行运动，进一步在启动或停止时，能够起到一定的缓冲效果，而在出现事故进行急停时，能够通过脱离装置使驱动装置脱离与驱动齿条的啮合，进一步由制动装置进行制动，可有效避免驱动装置直接停止容易受到较大的力造成的驱动装置出现不可逆损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明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，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为发明实施方式的整体结构示意图；

图2为发明实施方式的侧视图；

图3为发明实施方式中控制滑块的安装结构示意图；

图4为发明实施方式中缓冲轴的结构示意图；

图5为发明实施方式中制动杆的结构示意图。

图中：

1-导轨；2-安装座；3-驱动装置；4-制动槽；5-急停保护装置；6-脱离装置；7-制动装置；8-驱动齿条；9-安置槽；

301-传动轴；302-运动缓冲板；303-第一弹簧；304-限位板；305-第一传动齿；306-连接板；307-第二传动齿；

3011-缓冲轴；3012-安装轴；3013-定轴；3014-活动轴；3015-万向轴；

601-控制滑块；602-动态控制杆；603-第二弹簧；604-动态控制板；

701-制动杆；702-推杆；703-三角块；704-第三弹簧；705-推板；

7011-主体；7012-缓冲杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明发明的实施方式，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发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。

如图1至图5所示，发明提供了一种电力巡检机器人的安全支座，包括导轨1，以及滑动连接在导轨1上且用于安装机械臂的安装座2，安装座2上设置有驱动装置3，在导轨1上开设有沿导轨1延伸方向设置的安置槽9，安置槽9内设置有与驱动装置3相啮合的驱动齿条8，驱动装置3通过与驱动齿条8啮合使安装座2沿导轨1进行运动。

这里的机械臂主要用于安装监控设备，以便于在安装座2沿着导轨1进行运动时，能够调整监控设备的摄像角度，以确保其能够精准的对指定的点进行拍照检查，以避免无法完全采集到检测点的完整图像信息的问题。

驱动齿条8在这里用于配合驱动装置3，使其能够稳定的带动安装座2进行运动，以避免其直接通过滚轮的运动，使安装座2在导轨1上进行运动时，容易出现打滑的问题，同时在急停刹车时，其制动滑移距离较长的问题。

驱动装置3包括通过驱动电机驱动的传动轴301，以及固定安装在安装座2 内的运动缓冲板302，在运动缓冲板302上沿竖直方向滑动连接有通过第一弹簧303进行限位的限位板304，且传动轴301为贯穿限位板304设置。

限位板304能够在运动缓冲板302上进行上下滑动，其运动的幅度则由第一弹簧303对其进行限制，进一步能够实现对传动轴301的一端位置进行限制，保证传动轴301能够在一定的范围内活动，便于后续实现自适应的调节。

位于传动轴301远离驱动电机的一端固定有第一传动齿轮305，第一传动齿轮305远离驱动齿轮的一侧设置有与传动轴301转动连接的连接板306，在连接板306上转动连接有第二传动齿轮307，第二传动齿轮307位于第一传动齿轮 305与驱动齿条8之间，且通过分别与第一传动齿轮305与传动轴301的啮合使驱动装置3带动安装座2沿导轨1进行运动。

传动轴301主要通过第二传动齿轮307作为中间的传动部件，使第一传动齿轮305能够实现与驱动齿条8的连接，进一步在传动轴301进行转动时，能够带动安装座2沿导轨1进行运动，而设置的连接板306能够跟随传动轴301上的活动而活动，连接板306在使用时，并不跟随传动轴1的转动而转动，只起到控制第二传动齿轮307位置的作用，用以防止传动轴301的位置在发生变化时，会导致其直接脱离与驱动齿条8啮合，而会造成无法正常带动安装座2进行运动的问题。

位于驱动装置3的一侧连接有用于控制连接板306位置，对安装座2进行保护的急停保护装置5，在导轨1上等间距开设有多个与急停保护装置5相匹配的制动槽4。

因连接板306是通过急停保护装置5进行控制，因此连接板306不会跟随传动轴301的转动而转动，这里只起到随传动轴301位置变化而对第二传动齿轮 307进行自适应调节的目的。

在正常的使用过程中，通过驱动装置3带动安装座301进行运动时，因安装座301具有一定的重量，这就到导致在停止时，需要使其缓慢的启动或缓慢的停止，而在此过程中第二传动齿307为主要的连接部件，因此在运动时，其会受到一个来自安装座301的力，进一步，则在此力的作用下，能够通过连接板306使第二传动齿307的位置能够发生一定的偏转，通过连接板306的偏转，来实现对安装座301在运动时的缓冲，在此过程中，第一弹簧303会施加给传动轴301一个往下运动的力，确保第二传动齿307发生偏转后，其依然能够始终的与驱动齿条8进行啮合，保证其能够在不影响正常传动的情况下，实现对安装座301运动的缓冲，可有效的提高其使用的寿命。

传动轴301包括缓冲轴3011和安装轴3012，缓冲轴3011与驱动电机固定连接，且缓冲轴3011通过万向轴3015与安装轴3012相连接，安装轴3012 为贯穿限位板304设置，第一传动齿轮305固定在安装轴3012远离万向轴3015 的一端，且连接板306与安装轴3012远离万向轴3015的一端头为转动连接。

如图1、图2和图4所示，缓冲轴3011包括定轴3013以及滑动连接在定轴 3013上的活动轴3014，定轴3013通过驱动电机驱动，且活动轴3014与万向轴 3015为固定连接。

限位板304能够对安装轴3012的位置以及对其中心轴线的方向位置进行限制，以避免其安装轴3012的中心轴线的方向发生变化时，容易造成第二传动齿307无法与驱动齿条8进行啮合的问题。

传动时，万向轴3015为主要改变力传动方向的部件，为常规的传动零件，可以实现缓冲轴3011与安装轴3012的正常连接，因安装轴3012的中心轴线的方向在限位板304的控制下始终平行于安装座2的表面，因此在安装轴3012的位置发生变化时，驱动电机的位置不动，必定会使缓冲轴3011进行伸缩，可有效的保证其在传动时的稳定性。

这里需要补充的是，活动轴3014优选为具有限位作用的轴杆，这里的限位作用主要用于确保定轴3013与活动轴3014不会出现相对转动的问题，同时又能够确保定轴3013与活动轴3014能够在一定程度上进行相对滑动，如：活动轴3014为十字形结构，而定轴3013则开设有与之形状相匹配的十字滑槽。

急停保护装置5包括两个制动装置7，以及用于通过控制连接板306位置使第二传动齿307脱离与驱动齿条8啮合的脱离装置6，脱离装置6包括滑动连接在连接板306上的控制滑块601，位于控制滑块601远离连接板306的一侧转动连接有动态控制杆602，动态控制杆602远离控制滑块601的一端转动连接在安装座2上，且动态控制杆602远离控制滑块601的一侧还通过第二弹簧603连接有动态控制板604，动态控制板604通过抵住动态控制杆602对连接板306角度位置进行控制，急停保护装置5用于使驱动装置3脱离与驱动齿条8的啮合，并配合制动槽4对安装座2进行紧急制动。

在连接板306的位置发生偏转时，能够通过控制滑块601的滑动来确保动态控制杆602与连接板306的始终连接，以便于后续通过动态控制杆602的状态来实现第二传动齿307与驱动齿条8的脱离或啮合。

动态控制杆602转动连接在安装座2上的一端为梯形结构，动态控制板604 用于跟随安装座2运动状态挤压动态控制杆602，使第二传动齿307脱离与驱动齿条8的啮合。

脱离装置6用于对连接板306的位置状态进行控制，因动态控制杆602转动连接在安装座2上的一端为梯形结构，因此在动态控制板604的作用下，能够使动态控制杆602的位置具有两种状态：

第一，动态控制杆602处于竖直状态，在动态控制板604挤压动态控制杆 602时，其中点的位置与动态控制杆602的受力方向处于同一竖直方向上，因其端面为与动态控制杆602贴合状态，从而确保其能够在一定的范围内摆动，同时在此范围内能够实现自复位的效果，即实现在一定的范围内，使第二传动齿307与驱动齿条8始终处于啮合的状态。

第二，在急停时，其会受到一个很大的惯性作用力，在此惯性力的作用下，会带动动态控制杆602越过其梯形结构的端点，使其中心点偏离其受力的方向，因此在动态控制板604的挤压作用下，会使其往越过中点的位置进行大幅度偏转，使第二驱动齿307脱离与驱动齿条8的啮合。

在此过程中，可避免急停会造成第二驱动齿307需要承受较大的力，进一步导致其容易出现损坏的问题。

需要注意的是，限位板304所能够对第二驱动齿307位置进行补偿的活动范围与第一状态相匹配设置，避免在急停转换成第二状态时，其容易出现第二驱动齿307无法脱离与驱动齿条8啮合的问题。

为了进一步确其在运动时的稳定性，这里可在动态控制杆602的两侧设置与动态控制杆602运动状态相同的结构，使其能在安装座2正常运动时，对动态控制杆602的位置进行限位，在提高其缓冲效果的同时，还可以避免其在启动或停止时，容易使急停保护装置5意外发生运动的问题。

第一弹簧303的劲度系数小于第二弹簧603的劲度系数，用于保证急停保护装置5不会意外的触发，提高其触发的需求。

如图1、图2、和图5所示，两个制动装置7关于驱动电机中心轴线对称安装在安装座2中，制动装置7包括转动连接在安装座2上，且为V形结构的制动杆701，以及设置在连接板306上，且用于跟随连接板306的运动推动制动杆701 进行转动的推杆702。

在制动杆701与安装座2的转动连接处的一侧设置有三角块703，且在安装座2上通过第三弹簧704连接有用于推动三角块703使制动杆701朝向一侧转动的推板705，且推杆702通过推动制动杆701转动，使制动杆701一端置于制动槽4中进行制动。

在安装座2上设置有用于对制动杆701进行限位的限位块，避免其过度的偏转而影响到连接板306正常转动的问题，这里的制动杆701在运动时，包括两种状态，第一种为，抵住限位块，这时的制动杆701处于安装座2内，不会对安装座2的运动造成影响，而另一状态则是在连接板306过度转动时，会通过推杆702来推动制动杆701进行转动，使三角块703的中点越过推板705，以改变其受力的方向，使其迅速的翻转一个较大的幅度，其原理与动态控制杆 602一样，确保在使第二传动齿307脱离与驱动齿条8的啮合时，能够同步的使制动杆701翻转，使翻转后的制动杆701能够与制动槽4进行配合，进一步则实现对安装座2的紧急制动。

制动杆701包括主体7011，在主体7011的一端通过弹簧滑动连接有与制动槽4相匹配的缓冲杆7012，缓冲杆7012在弹簧的作用下能够在主体7011上滑动，用以通过弹簧进一步的对其进行缓冲，避免制动杆701直接与制动槽4嵌合，而使安装座2瞬间停止，使得制动杆701容易在瞬间会受到一个很大的惯性力，进一步容易造成制动杆701出现弯折或断裂的问题。

制动槽4的开口截面积向内延伸为逐步扩大设置，其主要为了防止制动杆 701与制动槽4相嵌合的一端会意外脱离的问题，提高其在制动时的制动效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对发明作了详尽的描述，但在发明基础上，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，在不偏离发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于：包括导轨(1)，以及滑动连接在导轨(1)上且用于安装机械臂的安装座(2)，所述安装座(2)上设置有驱动装置(3)；所述导轨(1)上开设有沿导轨(1)的延伸方向设置的安置槽(9)，所述安置槽(9)内设置有与所述驱动装置(3)连接的驱动齿条(8)；

所述驱动装置(3)包括通过驱动电机驱动的传动轴(301)，以及固定安装在安装座(2)内的运动缓冲板(302)，在所述运动缓冲板(302)上沿竖直方向滑动连接有通过第一弹簧(303)进行限位的限位板(304)，且所述传动轴(301)为贯穿限位板(304)设置；

位于所述传动轴(301)远离驱动电机的一端固定有第一传动齿轮(305)，所述第一传动齿轮(305)远离驱动齿轮的一侧设置有与传动轴(301)转动连接的连接板(306)，在所述连接板(306)上转动连接有第二传动齿轮(307)，所述第二传动齿轮(307)位于第一传动齿轮(305)与驱动齿条(8)之间，且通过分别与第一传动齿轮(305)与传动轴(301)的啮合使驱动装置(3)带动安装座(2)沿导轨(1)进行运动；

位于所述驱动装置(3)的一侧连接有用于控制连接板(306)位置，对安装座(2)进行保护的急停保护装置(5)，在所述导轨(1)上等间距开设有多个与急停保护装置(5)相匹配的制动槽(4)；

所述急停保护装置(5)包括两个制动装置(7)，以及用于通过控制连接板(306)位置使第二传动齿轮 (307)脱离与驱动齿条(8)啮合的脱离装置(6)，所述脱离装置(6)包括滑动连接在连接板(306)上的控制滑块(601)，位于所述控制滑块(601)远离连接板(306)的一侧转动连接有动态控制杆(602)，所述动态控制杆(602)远离控制滑块(601)的一端转动连接在安装座(2)上，且所述动态控制杆(602)远离控制滑块(601)的一侧还通过第二弹簧(603)连接有动态控制板(604)，所述动态控制板(604)通过抵住动态控制杆(602)对所述连接板(306)角度位置进行控制，所述急停保护装置(5)用于使驱动装置(3)脱离与驱动齿条(8)的啮合，并配合制动槽(4)对安装座(2)进行紧急制动。

2.根据权利要求1所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述传动轴(301)包括缓冲轴(3011)和安装轴(3012)，所述缓冲轴(3011)与驱动电机固定连接，且所述缓冲轴(3011)通过万向轴(3015)与安装轴(3012)相连接；

所述安装轴(3012)为贯穿限位板(304)设置，所述第一传动齿轮(305)固定在安装轴(3012)远离万向轴(3015)的一端，且所述连接板(306)与安装轴(3012)远离万向轴(3015)的一端头为转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述缓冲轴(3011)包括定轴(3013)以及滑动连接在定轴(3013)上的活动轴(3014)，所述定轴(3013)通过驱动电机驱动，且所述活动轴(3014)与万向轴(3015)为固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述动态控制杆(602)转动连接在安装座(2)上的一端为梯形结构，所述动态控制板(604)用于跟随安装座(2)运动状态挤压动态控制杆(602)，使第二传动齿轮 (307)脱离所述驱动齿条(8)。

5.根据权利要求4所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述第一弹簧(303)的劲度系数小于第二弹簧(603)的劲度系数。

6.根据权利要求5所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，两个所述制动装置(7)关于驱动电机中心轴线对称安装在安装座(2)中；所述制动装置(7)包括制动杆(701)和推杆(702)，所述制动杆(701)转动连接在安装座(2)上，且制动杆(701)为V形结构；所述推杆(702)设置在所述连接板(306)上，用于跟随连接板(306)的运动推动制动杆(701)进行转动；

所述制动杆(701)与安装座(2)的转动连接处的一侧设置有三角块(703)；所述安装座(2)上通过第三弹簧(704)连接有推板(705)，所述推板(705)用于推动所述三角块(703)使制动杆(701)朝向一侧转动；所述推杆(702) 通过推动制动杆(701)转动，使制动杆(701)一端置于制动槽(4)中进行制动。

7.根据权利要求6所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述制动杆(701)包括主体(7011)，所述主体(7011)的一端通过弹簧滑动连接有与制动槽(4)相匹配的缓冲杆(7012)。

8.根据权利要求7所述的一种电力巡检机器人的安全支座，其特征在于，所述制动槽(4)的开口由外至内的截面积为逐步增大。

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