CN111891242B - 一种可翻越式越障的光缆巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可翻越式越障的光缆巡检机器人，其包括：翻越式越障机构、夹持行走机构以及视频采集系统；所述翻越式越障机构由一个长臂和两个短臂构成，所述两个短臂通过舵机连接在所述长臂的两端形成两个可旋转关节；两个所述夹持行走机构分别设在两个所述短臂上，用于夹持在光缆上并沿光缆行走；所述视频采集系统设于所述夹持行走机构或所述短臂上。本发明有点是能够在大风、大雨、冰雪等恶劣天气下稳定巡检，补充无人机在恶劣天气下无法巡检的短板，采用三段式双臂两轮结构，结构简单、体积小、重量轻，不对光缆直接夹持，有利于减轻电缆负担，减少巡检造成的光缆损伤。

Description

一种可翻越式越障的光缆巡检机器人

技术领域：

本发明涉及一种可翻越式越障的光缆巡检机器人。

背景技术：

为确保电网的安全、稳定运行，公司每年都要投入大量的人力、物力、资金在设备巡检上。近年来随着生态保护的日益完善，架空ADSS光缆遭受小动物外破事件逐年增加。在线路异常时及时确定损坏位置及时抢修，正常时进行常态化巡检，对于线路安全十分必要。

由于ADSS线路上多为单股，且存在有障碍物，如防震锤、固线器等，需要巡检机器人具有单股行走和越障能力。目前使用的无人机巡检会受到天气的限制，特别在极端天气中抢险无法进行。现有的巡线机器人设计存在有结构复杂、重量大、抗风和稳定性差等局限性，因此设计一种小巧轻便、具有单股行走和越障能力的机器人，对于电力和通信行业具有重要意义。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够可靠越障、结构简单，作业时机身稳定性好的一种翻越式光缆巡检机器人。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种可翻越式越障的光缆巡检机器人，其包括：

翻越式越障机构、夹持行走机构以及视频采集系统；

所述翻越式越障机构由一个长臂和两个短臂构成，所述两个短臂通过舵机连接在所述长臂的两端形成两个可旋转关节；

两个所述夹持行走机构分别设在两个所述短臂上，用于夹持在光缆上并沿光缆行走；所述视频采集系统设于所述夹持行走机构或所述短臂上。

作为优选，进一步地，各所述夹持行走机构包括两个相向设置的卡钳，各所述卡钳由设于短臂上的电缸控制开合，所述卡钳的钳口设有行走轮。

作为优选，进一步地，各所述卡钳的钳口设有半橡胶轮，所述半橡胶轮的转轴由设于卡钳上的驱动电机驱动转动，且所述半橡胶轮的转轴轴线垂直于光缆的轴线，当两个卡钳的钳口闭合时，相向设置的两个半橡胶轮扣紧，形成有凹槽的整个橡胶轮扣在光缆上驱动整个机构沿光缆长度方向行走。

作为优选，进一步地，各所述卡钳的整体轮廓大致呈三角形，其一角铰接在所述短臂上，另一角铰接在所述电缸的活塞杆上，电缸伸缩时带动卡钳绕着其与短臂的铰接点转动，相向的两个卡钳同步转动即实现钳口的开合。

作为优选，进一步地，各所述短臂上还设有能沿光缆径向方向升降的辅助轮，所述辅助轮的轮轴设于钢架上，所述钢架设于第二电缸的活塞杆上由其驱动升降。

在所述短臂上设有滑槽，所述钢架设有与该滑槽匹配的滑块，所述辅助轮由第二电缸驱动升降实现与光缆的扣紧/松开。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、与现有的无人机巡检相比，本发明提出的翻越式越障光缆巡检机器人能够在大风、大雨、冰雪等恶劣天气下稳定巡检，补充无人机在恶劣天气下无法巡检的短板。

2、本发明提出的翻越式越障光缆巡检机器人采用三段式双臂两轮结构，结构简单、体积小、重量轻，不对光缆直接夹持，有利于减轻电缆负担，减少巡检造成的光缆损伤。

3、本发明提出的三段式翻越越障结构实现起来简单有效，可以越过大小与长臂长度尺寸相当的障碍物。

4、本发明提出的两轮挂线行走结构稳定，有一定的抗风和抗晃动能力，有利于在极端天气环境下巡检。

5、本发明提出的夹持行走机构设有可升降辅助轮，可夹紧线缆，在需要翻越障碍时提供力矩，在需要爬坡行进时提供摩擦力，在需要刹车时起到抱死作用。

附图说明：

图1为本发明提出的一种翻越式越障光缆巡检机器人示意图。

图中标号：1翻越式越障机构、2夹持行走机构、3辅助轮、4视频采集系统、5长臂、6短臂、7舵机、8可旋转关节、9电池、10控制板、11电缸、12钳口、13半橡胶轮、14驱动电机、15有凹槽的橡胶轮、16光缆、17刚架、18第二电缸。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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。

实施例：参见附图，本实施例可翻越式越障的光缆巡检机器人，其包括：

翻越式越障机构1、夹持行走机构2以及视频采集系统4；视频采集系统4可对线缆上方和周边环境进行实时视频采集和传送，实现巡检。

其中，翻越式越障机构1由一个长臂5和两个短臂6构成，两个短臂6通过舵机7连接在长臂5的两端形成两个可旋转关节8；两个夹持行走机构2分别设在两个短臂6上，用于夹持在光缆16上并沿光缆行走；视频采集系统设于夹持行走机构2或短臂6上，长臂内置电池9和控制板10。

其中，各夹持行走机构2包括两个相向设置的卡钳12，各卡钳12由设于短臂6上的电缸11控制开合，卡钳12的钳口设有行走轮。各卡钳12的钳口设有半橡胶轮13，半橡胶轮13的转轴由设于卡钳上的驱动电机驱动转动，且半橡胶轮的转轴轴线垂直于光缆的轴线，当两个卡钳的钳口闭合时，相向设置的两个半橡胶轮13扣紧，形成有凹槽的整个橡胶轮15扣在光缆16上驱动整个机构沿光缆长度方向行走。各卡钳的整体轮廓大致呈三角形，其一角铰接在短臂6上，另一角铰接在电缸11的活塞杆上，电缸伸缩时带动卡钳12绕着其与短臂6的铰接点转动，相向的两个卡钳12同步转动即实现钳口的开合。各短臂6上还设有能沿光缆径向方向升降的辅助轮3，辅助轮3的轮轴设于钢架17上，钢架17设于第二电缸18的活塞杆上由其驱动升降。在短臂6上设有滑槽，钢架17设有与该滑槽匹配的滑块，辅助轮3由第二电缸18驱动升降实现与光缆的扣紧/松开。

工作原理：利用上述三段式结构和两端夹持行走机构2，巡检机器人两端通过有凹槽的橡胶轮15扣在光缆16上滚动行进；当遇到障碍物时，一端辅助轮3上升压紧光缆，提供翻转时所需要的力矩，另一端的夹持行走机构2张开钳口，脱离光缆16，在舵机7的驱动下翻转，越过障碍重新挂在光缆16上，然后再次翻转，实现障碍物跨越，随后可继续正常滚动前进。至于电控，如舵机的翻转、橡胶轮的行走，辅助轮的升降、钳口的开合以及视频采集系统的图像采集与传送等，属于现有成熟的可实现技术，不再赘述。

需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种可翻越式越障的光缆巡检机器人，其特征在于包括：

翻越式越障机构(1)、夹持行走机构(2)以及视频采集系统(4)；

所述翻越式越障机构(1)由一个长臂(5)和两个短臂(6)构成，所述两个短臂(6)通过舵机(7)连接在所述长臂(5)的两端形成两个可旋转关节(8)；

两个所述夹持行走机构(2)分别设在两个所述短臂(6)上，用于夹持在光缆(16)上并沿光缆行走；所述视频采集系统设于所述夹持行走机构(2)或所述短臂(6)上；

各所述夹持行走机构(2)包括两个相向设置的卡钳(12)，各所述卡钳(12)由设于短臂(6)上的电缸(11)控制开合，所述卡钳(12)的钳口设有行走轮；

各所述卡钳(12)的钳口设有半橡胶轮(13)，所述半橡胶轮(13)的转轴由设于卡钳上的驱动电机驱动转动，且所述半橡胶轮的转轴轴线垂直于光缆的轴线，当两个卡钳的钳口闭合时，相向设置的两个半橡胶轮(13)扣紧，形成有凹槽的整个橡胶轮(15)扣在光缆(16)上驱动整个机构沿光缆长度方向行走；

各所述卡钳的整体轮廓大致呈三角形，其一角铰接在所述短臂(6)上，另一角铰接在所述电缸(11)的活塞杆上，电缸伸缩时带动卡钳(12)绕着其与短臂(6)的铰接点转动，相向的两个卡钳(12)同步转动即实现钳口的开合。

2.根据权利要求1所述的一种可翻越式越障的光缆巡检机器人，其特征在于，各所述短臂(6)上还设有能沿光缆径向方向升降的辅助轮(3)，所述辅助轮(3)的轮轴设于钢架(17)上，所述钢架(17)设于第二电缸(18)的活塞杆上由其驱动升降。

3.根据权利要求2所述的一种可翻越式越障的光缆巡检机器人，其特征在于，在所述短臂(6)上设有滑槽，所述钢架(17)设有与该滑槽匹配的滑块，所述辅助轮(3)由第二电缸(18)驱动升降实现与光缆的扣紧/松开。

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