CN112448313B - 一种高压输导线路巡线机器人的行走爪 - Google Patents

一种高压输导线路巡线机器人的行走爪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，包括轮毂电机、侧板和小轮，轮毂电机外套接有柱面为环形凹槽状的橡胶层，轮毂电机一端固定连接在侧板前侧面上，侧板上还旋转安装有柱面为环形凹槽状的小轮，小轮的凹槽上侧与橡胶层的凹槽下侧能够接触导线，轮毂电机安装有刹车装置。本发明结构大大简化，成大大降低，整体重量降低，控制更容易，携带刹车装置，随时可以停止行走，避免惯性过大导致无法准确定位，后侧小轮在刹车后能够起到辅助稳定作用。

Description

一种高压输导线路巡线机器人的行走爪
技术领域
本发明涉及一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，属于巡线机器人技术领域。
背景技术
当前，已有的巡线机器人尚有重量大，持续作业时间短的不足，且可跨越障碍物种类较少，尤其不能跨越耐张塔间的跳线，均降低了使用巡线机器人进行巡检的可行性。中国专利申请（申请号为2019112042313）公开了一种高压输导线路巡线机器人，采用前轮毂电机和后轮毂电机反向挂接在导线上，前钩爪和后钩爪反向挂接在导线上且位于前轮毂电机和后轮毂电机之间，前钩爪和后钩爪的结构部件更多，控制更难，无法实现精确定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，以解决上述现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，包括轮毂电机、侧板和小轮，轮毂电机外套接有柱面为环形凹槽状的橡胶层，轮毂电机一端固定连接在侧板前侧面上，侧板上还旋转安装有柱面为环形凹槽状的小轮，小轮的凹槽上侧与橡胶层的凹槽下侧能够接触导线，轮毂电机安装有刹车装置。
优选的，上述刹车装置包括舵机、槽轮和导向杆，槽轮固定连接在轮毂电机的外柱面（与橡胶层固定柱面相同）上，舵机固定连接在侧板后侧面，舵机输出轴固定连接有扭臂，扭臂另一端固定连接有驱动销，导向杆轴向活动穿过侧板，后端设置有条形槽孔环，条形槽孔环的通孔竖直向下，驱动销活动嵌入到通孔内且驱动导向杆嵌入到槽轮柱面的锁紧凹槽内。
优选的，上述导向杆通过直线轴承连接到侧板上。
优选的，上述舵机通过舵机架固定连接在侧板上。
优选的，上述舵机架截面为L型，其底板部设置通孔，舵机插入通孔后通过舵机两侧的连接耳连接到底板部上，舵机架的竖直板通过螺钉固定连接到侧壁。
优选的，上述槽轮与橡胶层为一体结构。
优选的，上述导向杆前端设置有锥形部。
优选的，上述一种高压输导线路巡线机器人的行走爪还包括前轮，前轮旋转连接到旋转轴前端，旋转轴后端固定连接在侧板前侧面，前轮下侧凹槽能够接触导线。
优选的，上述小轮通过小轮架连接到伸缩装置上，伸缩装置安装到侧板上，侧板为折弯结构，包括前倾斜段和后倾斜段，轮毂电机安装在侧板折弯处，小轮安装在后倾斜段，伸缩装置能够沿着后倾斜段长度方向伸缩。
优选的，上述伸缩装置包括丝杠电机、滑块和滑杆，滑块通过两个直线轴承连接到两根滑杆，两根滑杆两端通过两个支架平行固定连接在侧板上，丝杠电机通过电机架安装在侧板上，丝杠电机的电机轴固定连接有丝杠一端，丝杠另一端旋转连接到支架上，与丝杠配合使用的丝母固定连接在滑块上。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：
（1）本发明结构大大简化，成大大降低，整体重量降低，控制更容易，携带刹车装置，随时可以停止行走，避免惯性过大导致无法准确定位，后侧小轮在刹车后能够起到辅助稳定作用；
（2）采用舵机驱动导向杆伸缩并插入到固定连接到槽轮表面实现锁紧，锁紧可靠稳定，控制简单，采用驱动销和条形槽孔环配合，驱动导向杆伸缩稳定性好；
（3）直线轴承导向，导向精度好，摩擦力小，降低驱动舵机性能，简化舵机结构；
（4）L型的舵机架，安装方便快捷，连接稳定可靠，重量轻，减轻巡线机器人重量，便于机器人控制；
（5）一体结构的槽轮和橡胶层，锁紧稳定可靠，无需二次安装，简化安装步骤；
（6）锥形部结构的导向杆，便于快速自定位插入到槽轮上，提高导向精度；
（7）设置前轮，能够起到辅助支撑作用，增加支撑稳定性；
（8）设置伸缩装置驱动小轮前后移动，能够实现越障脱线时越防震锤大轮不离线，其他整个爪子离开线路；
（9）伸缩装置伸缩稳定可靠，便于精确快速控制小轮移动位置，连接稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明使用状态立体结构示意图；
图3为本发明后侧视角使用状态立体结构示意图；
图4为本发明的俯视结构示意图；
图5为本发明的前视结构示意图；
图6为本发明的后视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-6所示，一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，包括轮毂电机1、侧板2和小轮3，轮毂电机1外套接有柱面为环形凹槽状的橡胶层4，轮毂电机1一端固定连接在侧板2前侧面上，侧板2上还旋转安装有柱面为环形凹槽状的小轮3，小轮3的凹槽上侧与橡胶层4的凹槽下侧能够接触导线5，轮毂电机1安装有刹车装置。
优选的，上述刹车装置包括舵机6、槽轮7和导向杆8，槽轮7固定连接在轮毂电机1的外柱面（与橡胶层固定柱面相同）上，舵机6固定连接在侧板2后侧面，舵机6输出轴固定连接有扭臂9，扭臂9另一端固定连接有驱动销10，导向杆8轴向活动穿过侧板2，后端设置有条形槽孔环11，条形槽孔环11的通孔12竖直向下，驱动销10活动嵌入到通孔12内且驱动导向杆8嵌入到槽轮7柱面的锁紧凹槽内，采用舵机驱动导向杆伸缩并插入到固定连接到槽轮表面实现锁紧，锁紧可靠稳定，控制简单，采用驱动销和条形槽孔环配合，驱动导向杆伸缩稳定性好。
优选的，上述导向杆8通过直线轴承13连接到侧板2上。
优选的，上述舵机6通过舵机架14固定连接在侧板2上。
优选的，上述舵机架14截面为L型，其底板部设置通孔，舵机6插入通孔后通过舵机6两侧的连接耳连接到底板部上，舵机架14的竖直板通过螺钉固定连接到侧壁。
优选的，上述槽轮7与橡胶层4为一体结构，一体结构的槽轮和橡胶层，锁紧稳定可靠，无需二次安装，简化安装步骤。
优选的，上述导向杆8前端设置有锥形部，锥形部结构的导向杆，便于快速自定位插入到槽轮上，提高导向精度。
优选的，上述一种具有容纳防震锤功能的行走爪还包括前轮15，前轮15旋转连接到旋转轴16前端，旋转轴16后端固定连接在侧板2前侧面，前轮15下侧凹槽能够接触导线5。
优选的，上述小轮3通过小轮架24连接到伸缩装置上，伸缩装置安装到侧板2上，侧板2为折弯结构，包括前倾斜段和后倾斜段，轮毂电机1安装在侧板折弯处，小轮3安装在后倾斜段，伸缩装置能够沿着后倾斜段长度方向伸缩，小轮架24包括安装在伸缩装置的滑块上的U型架和安装在U型架内侧的转动轴，转动轴上旋转连接小轮，U型架上端外侧设置向外倾斜的导向部，导向部高于小轮上侧，便于将导线快速置于小轮内且起到一定的限位和防脱作用。
优选的，上述伸缩装置包括丝杠电机17、滑块18和滑杆19，滑块18通过两个直线轴承连接到两根滑杆19，两根滑杆19两端通过两个支架20平行固定连接在侧板2上，丝杠电机17通过电机架21安装在侧板2上，丝杠电机17的电机轴固定连接有丝杠22一端，丝杠22另一端旋转连接到支架20上，与丝杠22配合使用的丝母23固定连接在滑块18上，丝杠电机旋转，驱动丝杠旋转，丝杠驱动配合使用的丝母直线移动，带动滑块在两根滑杆上直线移动，实现滑块的来回精确控制。
本发明中行走爪具有三个状态：越障脱线、越障夹紧和行走；越障脱线时，以大轮为中心转动整个爪子使小轮3脱离电线，在翻越小于防振锤的障碍时，转动丝杠电机17使小轮3最大程度远离大轮1，使得爪子可以在大轮1不脱离电线的情况下压过障碍简化越障流程，极大减少越障功耗，在翻越大于防振锤的障碍时，依旧打开爪部大轮1与小轮3整个爪部脱线，越障姿态与一般双臂机器人相似；夹紧时转动丝杠电机17使小轮3靠近大轮，并产生与电线的夹紧力，同时使前轮15接触电线分担一部分越障扭矩；行走时靠大轮1轮毂电机驱动行走，前轮15与导线不接触，一旦前轮15感应到与电线接触，通过调整小轮3的位置来抬起前轮15以适应电线的弧度获得最佳姿态。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，其特征在于：包括轮毂电机（1）、侧板（2）和小轮（3），轮毂电机（1）外套接有柱面为环形凹槽状的橡胶层（4），轮毂电机（1）一端固定连接在侧板（2）前侧面上，侧板（2）上还旋转安装有柱面为环形凹槽状的小轮（3），小轮（3）的凹槽上侧与橡胶层（4）的凹槽下侧能够接触导线（5），轮毂电机（1）安装有刹车装置；小轮（3）通过小轮架（24）连接到伸缩装置上，伸缩装置安装到侧板（2）上，侧板（2）为折弯结构，包括前倾斜段和后倾斜段，轮毂电机（1）安装在侧板折弯处，小轮（3）安装在后倾斜段，伸缩装置能够沿着后倾斜段长度方向伸缩；伸缩装置包括丝杠电机（17）、滑块（18）和滑杆（19），滑块（18）通过两个直线轴承连接到两根滑杆（19），两根滑杆（19）两端通过两个支架（20）平行固定连接在侧板（2）上，丝杠电机（17）通过电机架（21）安装在侧板（2）上，丝杠电机（17）的电机轴固定连接有丝杠（22）一端，丝杠（22）另一端旋转连接到支架（20）上，与丝杠（22）配合使用的丝母（23）固定连接在滑块（18）上；刹车装置包括舵机（6）、槽轮（7）和导向杆（8），槽轮（7）固定连接在轮毂电机（1）的外柱面上，舵机（6）固定连接在侧板（2）后侧面，舵机（6）输出轴固定连接有扭臂（9），扭臂（9）另一端固定连接有驱动销（10），导向杆（8）轴向活动穿过侧板（2），后端设置有条形槽孔环（11），条形槽孔环（11）的通孔（12）竖直向下，驱动销（10）活动嵌入到通孔（12）内且驱动导向杆（8）嵌入到槽轮（7）柱面的锁紧凹槽内；导向杆（8）通过直线轴承（13）连接到侧板（2）上；舵机（6）通过舵机架（14）固定连接在侧板（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，其特征在于：舵机架（14）截面为L型，其底板部设置通孔，舵机（6）插入通孔后通过舵机（6）两侧的连接耳连接到底板部上，舵机架（14）的竖直板通过螺钉固定连接到侧壁。
3.根据权利要求1所述的一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，其特征在于：槽轮（7）与橡胶层（4）为一体结构。
4.根据权利要求1所述的一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，其特征在于：导向杆（8）前端设置有锥形部。
5.根据权利要求1所述的一种高压输导线路巡线机器人的行走爪，其特征在于：还包括前轮（15），前轮（15）旋转连接到旋转轴（16）前端，旋转轴（16）后端固定连接在侧板（2）前侧面，前轮（15）下侧凹槽能够接触导线（5）。
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