CN113097923A - 一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，包括压紧轮机构、弹性调节机构和2套阻尼机构，压紧轮机构与弹性调解机构前后位置分别通过弹性调节机构转动轴连接，2套阻尼机构对称设置于弹性调节机构左右位置，与压紧轮机构连接，弹性调节机构与直线导轨滑台固定连接；压紧机构压紧到输电线后，阻尼机构与弹性调节机构调节压紧轮机构根据线路坡度变化情况绕弹性调节机构转动轴转动进行调节，2个超声波传感器和2个限位开关对称设置于压紧轮装置左右侧。本发明解决现有技术中因线路坡度变化导致压紧轮压不紧的问题以及单传感器检测容易存在检测失败的问题，具有结构紧凑，调节适应性强，压紧稳定可靠，检测障碍物能力强的优势。

Description

一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置

技术领域

本发明涉及电力巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置。

背景技术

由于输电线路所处地形复杂，环境恶劣，会受到持续的机械张力、电气闪络和材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时发现，原来微小的破损和缺陷就有可能继续扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而造成严重的经济损失和社会影响。所以，为了保证输电线路安全稳定的运行，必须对输电线路进行巡检。

随着机器人技术的发展，目前经常利用机器人对输电线路进行巡检，巡检机器人需要携带检测仪器在输电线路上行走并跨越线路上的障碍物来完成相应的巡检任务，由于输电线路所处环境较为复杂，在高山峡谷等高度差较大的地形环境和受输电线路自身悬垂的影响，输电线路会存在一定的坡度，巡检机器人必须具备一定爬坡能力以及障碍物检测能力。

目前，为提高巡检机器人爬坡能力，减少行走轮打滑现象，往往会在机器人上添加一对压紧轮，但是当输电线路坡度变化时，行走轮压在输电线上会存在一定偏差，将会导致压紧轮两侧产生一定倾斜，一端压紧轮压紧在输电线路上，而另一端压紧轮压不紧，甚至压不到输电线上，由于两个压紧轮受力不均，会造成压紧轮装置受损，进而影响巡检机器人正常工作。另外，检测障碍物时，大多采用一种传感器检测，例如采用超声波传感器检测障碍，通过实时传递距离信号，对机器人定位并及时避障或者采用霍尔传感器与挡板上的磁钢配合使用，用于障碍物的“碰检”，由于受天气、环境及传感器自身原因的影响，容易出现检测失败的现象，从而影响巡检工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，以解决现有技术中因线路坡度变化导致压紧轮压不紧的问题以及单传感器检测容易存在检测失败的问题。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，包括压紧轮机构、弹性调节机构和2套阻尼机构，所述压紧轮机构与弹性调解机构前后位置分别通过弹性调节机构转动轴连接，2套所述阻尼机构对称设置于弹性调节机构左右位置，与压紧轮机构连接，所述弹性调节机构与直线导轨滑台固定连接；压紧机构压紧到输电线后，阻尼机构与弹性调节机构调节压紧轮机构根据线路坡度变化情况绕弹性调节机构转动轴转动进行调节。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述压紧轮机构包括2个压紧轮、压紧轮转动轴、压紧轮座、2个所述压紧轮左右对称设置于压紧轮座内，所述压紧轮座前端、压紧轮、压紧轮座后端依次用压紧轮转动轴连接，压紧轮座后端与压紧轮转动轴通过螺栓固定连接。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述弹性调节机构包括下弹簧座、弹簧、上弹簧座、直线套、活动板、支撑座、弹性调节机构转动轴座和弹性调节机构转动轴，所述下弹簧座与支撑座固定连接，所述直线套下端与支撑座固定连接，直线套上端与活动板固定连接，所述上弹簧座与活动板固定连接，上弹簧座与下弹簧座之间设置弹簧，所述弹性调节机构转动轴与所述弹性调节转动轴座通过螺栓固定连接，压紧轮座前端、弹性机构转动轴座、压紧轮座后端依次用弹性机构转动轴连接，所述支撑座与直线导轨滑台固定连接。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述弹性调节机构转轴轴座中间设置充电插座，所述直线套设置为4个，4个所述直线套分别位于活动板四角下端。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述弹性调节机构转动轴上设置定位孔，所述弹性调节机构转轴座设置与所述弹性调节机构转轴上定位孔相对应的螺纹孔，弹性调节机构转动轴与弹性调节机构转动轴座通过螺栓穿过定位孔与螺纹孔固定连接。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述阻尼机构包括上阻尼座、阻尼杆和下阻尼座，所述上阻尼杆座与压紧轮座连接固定，所述下阻尼杆座与支撑座连接固定，上阻尼杆座与下阻尼杆座之间设有阻尼杆。

本发明一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，还包括2套碰撞机构，2套所述碰撞机构对称设置于压紧轮机构左右两侧，碰撞机构包括上铰链、下铰链、转轴和碰撞板，所述上铰链与下铰链通过转轴铰接，上铰链与压紧轮座通过螺栓固定连接，所述碰撞板与下铰链通过焊接固定连接，碰撞板可绕所述转轴转动。

本发明一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，还包括2个限位开关， 2个所述限位开关左右对称设置于压紧轮座外侧，限位开关与碰撞板接触。

本发明一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，还包括2个超声波传感器，2个所述超声波传感器左右对称设置于压紧轮座内侧，压紧轮座内侧设置长槽，超声波传感器设置于长槽内。

本发明一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，所述长槽上下深度为20mm-30mm。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1、本发明采用弹性调节机构，当压紧轮装置连接在直线导轨滑台上，直线导轨滑台可在电机带动下向上移动，移动到接触输电线时，弹性调节机构中的弹簧因受力开始压缩，压紧轮装置继续上升后，使弹性调节机构中的弹簧被压缩，使压紧轮紧贴输电线，使输电线受到弹簧向上的弹力，也即压紧轮对输电线提供了支撑力，这个过程保证了压紧轮能够平稳施力，提高机器人爬坡能力，减少行走轮打滑现象。

2、本发明采用阻尼调节压紧轮机构在弹性调节机构转轴座的转动情况，使压紧轮机构对输电线有一定的自适应性，当输电线有一定坡度时，压紧机构会沿着弹性调节机构转轴座转动来适应坡度，保证输电线能够压紧在两个压紧轮上。

3、本发明采用超声波传感器和限位开关相结合的方式进行检测障碍物，首先通过超声波传感器检测前方障碍，并实时传递距离信号，机器人接收信号后进行避障，当超声波传感器检测失效时，机器人继续行走，当机器人碰撞板碰到线路上障碍物时，碰撞板会按压限位开关，限位开关传出检测信号，机器人接收信号后进行避障，当碰撞板离开线路上障碍物时，限位开关复位，并带动碰撞板复位。

4、本发明在弹性调节机构转动轴座中间设置充电插座，借助于超声波传感器和限位开关检测电源插头，以及弹性调节机构中弹簧被压缩，使压紧轮压紧充电插座，使充电插座与电源插头紧密插接，稳定巡检机械人充电。

5、本发明结构紧凑，调节适应性强，压紧稳定可靠，检测障碍物能力强。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置的俯视图；

图3为本发明实施例中一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置的剖视图；

图4为本发明实施例中一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置去掉压紧轮座前端的结构图；

图5为本发明实施例中压紧轮机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中弹性调节机构和充电插头的结构示意图；

图7为本发明实施例中支撑座的结构示意图；

图8为本发明实施例中弹性调节机构转轴座的结构示意图；

图9为本发明实施例中弹性调节机构转轴的结构示意图。

图号说明

1…压紧轮机构 101…压紧轮 102…轴承 103…压紧轮隔套 104…压紧轮转动轴

105…垫片 106…铰链 107…碰撞板 108…压紧轮座 2…弹性调节机构

201…下弹簧座 202…支撑座 203…弹簧 204…直线套 205…活动板

206…上弹簧座 207…弹性调节机构转轴座 208…弹性调节机构转动轴

209…弹性调节机构隔套 210…挡边轴承 3…阻尼调节机构 301…上阻尼杆座

302…下阻尼杆座 303…阻尼杆 4…充电插头 5…超声波传感器 6…限位开关。

具体实施方式

下面结合附图的图1至图3对本发明的一种侧翻卸车机防侧翻装置作进一步详细说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，包括压紧轮机构1、弹性调节机构2和2套阻尼机构3，所述压紧轮机构1与弹性调解机构2前后位置分别通过弹性调节机构转动轴208连接，2套所述阻尼机构3对称设置于弹性调节机构2左右位置，与压紧轮机构1连接，所述弹性调节机构2与直线导轨滑台固定连接；压紧轮机构1压紧到输电线后，阻尼机构3与弹性调节机构2调节压紧轮机构1根据线路坡度变化情况绕弹性调节机构转动轴208转动进行调节。本发明安装在巡检机器人上，当机器人正常行驶时，直线导轨滑台上升，带动与其连接的驱动轮装置，当压紧轮机构1接触输电线时，弹性调节机构2中的弹簧因受力开始压缩，压紧轮机构1中的压紧轮101装置继续上升后，弹性调节机构2中的弹簧203被压缩，使输电线受到弹簧203向上的弹力，也就是压紧轮101对输电线提供了一定的支撑力；当机器人爬坡时，有可能导致压紧轮两侧产生一定倾斜，此时由于2套阻尼机构3对称设置在弹性调节机构2的左右，与压紧轮机构连接，这样就会对倾斜侧的阻尼机构3产生压力，阻尼机构3有阻尼调节作用，使弹性调节机构2会沿着弹性调节机构转轴座207转动来适应坡度，使倾斜侧的压紧轮101恢复到原来位置，保证输电线能够压紧在两个压紧轮101上。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，所述压紧轮机构1包括2个压紧轮101、压紧轮转动轴104、压紧轮座108、2个所述压紧轮101左右对称设置于压紧轮座108内，所述压紧轮座108前端、压紧轮101、压紧轮座108后端依次用压紧轮转动轴104连接，压紧轮座108后端与压紧轮转动轴104通过螺栓固定连接。本结构进一步限定了压紧轮机构1，具体为压紧轮机构1由压紧轮101、轴承102、压紧轮隔套103、压紧轮转动轴104、垫片105、铰链106、碰撞板107和压紧轮座108组成，压紧轮座108之间设有压紧轮101，压紧轮101两端各嵌入一个轴承102，压紧轮101与压紧轮座108之间设有压紧轮隔套103，压紧轮隔套103安装在压紧轮转动轴104上，压紧轮座108前端、压紧轮隔套103、压紧轮101、压紧轮隔套103、压紧轮座后108端依次用压紧轮转动轴104连接，压紧轮座108后端与所述垫片105通过螺栓与所述压紧轮转动轴104连接固定。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，所述弹性调节机构2包括下弹簧座201、弹簧203、上弹簧座206、直线套204、活动板205、支撑座202、弹性调节机构转动轴座207和弹性调节机构转动轴208，所述下弹簧座201与支撑座202固定连接，所述直线套204下端与支撑座202固定连接，直线套204上端与活动板205固定连接，所述上弹簧座206与活动板205固定连接，上弹簧座201与下弹簧座206之间设置弹簧203，所述弹性调节机构转动轴208与所述弹性调节转动轴座207通过螺栓固定连接，压紧轮座108前端、弹性机构转动轴座207、压紧轮座108后端依次用弹性机构转动轴207连接，所述支撑座202与直线导轨滑台固定连接。此结构是对弹性调节机构2的进一步限定，具体为弹性调节机构2由下弹簧座201、支撑座202、弹簧203、直线套204、活动板205、上弹簧座206、弹性调节机构转轴座207、弹性调节机构转动轴208、弹性调节机构隔套209和挡边轴承210组成，下弹簧座201与支撑座202连接固定，直线套204一端与支撑座202连接固定，直线套204上端设有活动板205，上弹簧座206与下弹簧座201之间设置弹簧203，上弹簧座206与活动板205连接固定，弹性调节机构转轴座207与活动板205连接固定，挡边轴承210嵌入到压紧轮座108上，压紧轮座108与弹性调节机构转轴座208之间设有弹性调节机构隔套209，弹性调节机构隔套209安装在弹性调节机构转动轴208上，挡边轴承210、压紧轮座108前端、弹性调节机构隔套209、弹性调节机构转轴座207依次用弹性调节机构转动轴208连接，挡边轴承210、压紧轮座108后端、弹性调节机构隔套209、弹性调节机构转轴座207依次用弹性调节机构转动轴208连接。进一步，所述弹性调节机构转动轴座207中间设置充电插座，所述直线套204设置为4个，4个所述直线套204分别位于活动板205四角下端面。弹性调节机构转动轴座207中间位置社会组充电插座，当巡检机械人巡检中，超声波传感器或限位开关检测电源插头，弹性调节机构中弹簧被压缩，使压紧轮101压紧充电插座，使充电插座与电源插头紧密插接，完成稳定巡检机械人充电。所述直线套204设置为4个，4个所述直线套204分别位于活动板205四角下端面。此结构使活动板205能够在各个方向上随着线性导向轴204上下运动，是活动板205的运动稳定，不会运动失稳。进一步，所述弹性调节机构转动轴208上设置定位孔，所述弹性调节机构转轴座207设置与所述弹性调节机构转轴208上定位孔相对应的螺纹孔，弹性调节机构转动轴208与弹性调节机构转动轴座207通过螺栓穿过定位孔与螺纹孔固定连接。以上结构，进一步对弹性调节机构转动轴208与弹性调节机构转动轴座207的连接方式进行限定了。此种连接方式是因为，保证压紧轮机构1与弹性调节机构之间的柔性连接，即压紧轮机构1能够围绕弹性调节机构1中弹性调节机构转动轴转动。所述弹性调节机构转动轴208上设置定位孔，是为了弹性调节机构转动轴座207中间位置社会组充电插座中的电机能够准确对准弹性调节机构转动轴座207中间位置。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，所述阻尼机构3包括上阻尼座301、阻尼杆和303下阻尼座302，所述上阻尼杆座301与压紧轮座108连接固定，所述下阻尼杆座302与支撑座202连接固定，上阻尼杆座301与下阻尼杆座302之间设有阻尼杆303。此结构对阻尼机构的结构进行的限定。以上结构连接保证了阻尼机构3利用自身的阻尼作用调节弹性调节机构，从而纠正位置倾斜的压紧轮101恢复到原来位置上，压紧输电线。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，还包括2套碰撞机构，2套所述碰撞机构对称设置于压紧轮机构1左右两侧，碰撞机构包括上铰链、下铰链、转轴和碰撞板107，所述上铰链与下铰链通过转轴铰接，上铰链与压紧轮座108通过螺栓固定连接，所述碰撞板107与下铰链通过焊接固定连接，碰撞板107可绕所述转轴转动。设置碰撞机构为了避免压紧轮装置在巡检中碰到障碍物时，障碍物的碰撞力会使压紧轮装置损伤，第二是为了配合限位开关进行障碍物检测。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，还包括2个限位开关6， 2个所述限位开关6左右对称设置于压紧轮座108外侧上，限位开关6与碰撞板107接触。当机器人碰撞板107碰到线路上障碍物时，碰撞板107会按压限位开关6，限位开关6检测信号，机器人接收信号后进行避障，当碰撞板107离开线路上障碍物时，限位开关6复位，并带动碰撞板107复位。2个所述限位开关6左右对称设置于压紧轮座108外侧上，能够使机械人对两侧进行检测，不会存在单侧检测，漏检以及检测失败的情况存在。

本发明的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，请参考图1至9，还包括2个超声波传感器5，2个所述超声波传感器5左右对称设置于压紧轮座108内侧上，压紧轮座108内侧上设置长槽，超声波传感器5设置于长槽内。当机器人巡检过程中，如果前面遇到障碍物时，首先通过超声波传感器5检测，并实时传递距离信号，机器人接收信号后进行避障。2个所述超声波传感器5左右对称设置于压紧轮座108内侧上，能够使机械人对两侧进行检测，不会存在单侧检测，漏检以及检测失败的情况存在。进一步，所述长槽上下深度为20mm-30mm。超声波传感器5设置于长槽内，且长槽上下深度为20mm-30mm，超声波传感器5可根据障碍物的高度在长槽内可自行调节传感器的位置。

上述仅对本发明中的具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：包括压紧轮机构（1）、弹性调节机构（2）和2套阻尼机构（3），所述压紧轮机构（1）与弹性调解机构（2）前后位置分别通过弹性调节机构转动轴（208）连接，2套所述阻尼机构（3）对称设置于弹性调节机构（2）左右位置，与压紧轮机构（1）连接，所述弹性调节机构（2）与直线导轨滑台固定连接；压紧轮机构（1）压紧到输电线后，阻尼机构（3）与弹性调节机构（2）调节压紧轮机构（1）根据线路坡度变化情况绕弹性调节机构转动轴（208）转动进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述压紧轮机构（1）包括2个压紧轮（101）、压紧轮转动轴（104）、压紧轮座（108）、2个所述压紧轮（101）左右对称设置于压紧轮座（108）内，所述压紧轮座（108）前端、压紧轮（101）、压紧轮座（108）后端依次用压紧轮转动轴（104）连接，压紧轮座（108）后端与压紧轮转动轴（104）通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述弹性调节机构（2）包括下弹簧座（201）、弹簧（203）、上弹簧座（206）、直线套（204）、活动板（205）、支撑座（202）、弹性调节机构转动轴座（207）和弹性调节机构转动轴（208），所述下弹簧座（201）与支撑座（202）固定连接，所述直线套（204）下端与支撑座（202）固定连接，直线套（204）上端与活动板（205）固定连接，所述上弹簧座（206）与活动板（205）固定连接，上弹簧座（201）与下弹簧座（206）之间设置弹簧（203），所述弹性调节机构转动轴（208）与所述弹性调节转动轴座（207）通过螺栓固定连接，压紧轮座（108）前端、弹性机构转动轴座（207）、压紧轮座（108）后端依次用弹性机构转动轴（207）连接，所述支撑座（202）与直线导轨滑台固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述弹性调节机构转动轴座（207）中间设置充电插座，所述直线套（204）设置为4个，4个所述直线套（204）分别位于活动板（205）四角下端面。

5.根据权利要求3所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述弹性调节机构转动轴（208）上设置定位孔，所述弹性调节机构转轴座（207）设置与所述弹性调节机构转轴（208）上定位孔相对应的螺纹孔，弹性调节机构转动轴（208）与弹性调节机构转动轴座（207）通过螺栓穿过定位孔与螺纹孔固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述阻尼机构（3）包括上阻尼座（301）、阻尼杆和（303）下阻尼座（302），所述上阻尼杆座（301）与压紧轮座（108）连接固定，所述下阻尼杆座（302）与支撑座（202）连接固定，上阻尼杆座（301）与下阻尼杆座（302）之间设有阻尼杆（303）。

7.根据权利要求6所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：还包括2套碰撞机构，2套所述碰撞机构对称设置于压紧轮机构（1）左右两侧，碰撞机构包括上铰链、下铰链、转轴和碰撞板（107），所述上铰链与下铰链通过转轴铰接，上铰链与压紧轮座（108）通过螺栓固定连接，所述碰撞板（107）与下铰链通过焊接固定连接，碰撞板（107）可绕所述转轴转动。

8.根据权利要求7所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：还包括2个限位开关（6）， 2个所述限位开关（6）左右对称设置于压紧轮座（108）外侧上，限位开关（6）与碰撞板（107）接触。

9.根据权利要求6所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：还包括2个超声波传感器（5），2个所述超声波传感器（5）左右对称设置于压紧轮座（108）内侧上，压紧轮座（108）内侧上设置长槽，超声波传感器（5）设置于长槽内。

10.根据权利要求9所述的一种基于阻尼调节的巡检机器人压紧轮装置，其特征在于：所述长槽上下深度为20mm-30mm。

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