CN113363867B - 一种输电线路巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输电线路巡检机器人，包括U形支架、移动轮和防脱落装置，每个组防脱落装置前后两侧均设置有挡板，防脱落装置包括两个凹口相对的凹形板，且输电线设置在两个凹形板之间，每个凹形板内均设置限位轮，且凹形板下侧设置有挡板，障碍物与挡板接触，随着本装置的移动，障碍物推动挡板向后摆动，同时，在蜗杆和蜗轮传动作用下，收卷轮转动将拉绳收卷，拉动防脱落围绕输电线向上转动，使放脱落装置的两个凹形板下侧的间距变大，为障碍物腾挪出空间，方便通过障碍物。

Description

一种输电线路巡检机器人

技术领域

本发明属于巡线机器人技术领域，具体涉及一种输电线路巡检机器人。

背景技术

输电线路是电力系统极为重要的组成部分，为了保证其安全稳定的运行，需要定期进行巡视检查，目前主要采用的方法主要有人工巡检、直升机巡检和巡检机器，人工巡检的效率低，劳动强度大，危险性高，危险的森林、悬崖线路无法进行，巡线的受到限制，而巡检直升机巡检的成本高，巡检质量易受气候影响，遇到阴雨天巡检质量收到限制，遇到刮风天气，影响无人机的操作难度，而巡检机器人不仅可以减轻人工劳动强度，还可以提高巡检作业质量和效率，确保输电线路的安全运行，对提高电网自动化作业水平具有重要意义。

由于输电线路上存在防震锤、间隔棒等诸多障碍物，故要求巡检机器人不仅能沿输电线路快速行走，还要具备一定的越障能力，中国专利201410195445.X公开一种适用于输电线路巡检机器人的越障机械臂，采用平行四边形结构实现行走臂的越障，虽然正常行走的过程中，利用V型行走轮配合夹住输电线，然而行走机构跨越障碍物时，行走机构与输电线分离导致脱离输电线，严重的甚至使本装置脱落摔毁；中国专利201710535142.1公开一种线缆巡检机器人使用的复合夹紧装置和线缆巡检机器人，活动板可通过丝杆螺母、电机驱动，夹紧伸出臂通弹簧组(静力平衡部件)与活动板相连接，夹紧伸出臂可随活动板运动，夹紧伸出臂可以通过电机主动驱动活动板夹紧， 跨越障碍物的过程中，同样是调节夹紧的距离跨越障碍物，而且不对称设置的轮子容易导致输电线的抖动局部变形从而增大机器人掉落的风险。因此，针对现有的技术不足，需要对巡检机器人进一步的改进以提高其跨越障碍时的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输电线路巡检机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种输电线路巡检机器人，包括U形支架、移动轮和防脱落装置，所述U形支架内侧中部固定有左右两个平行的竖板，两个竖板之间均匀分布有三个移动轮，相邻移动轮之间设置有摄像头，摄像头固定在U行支架下侧，利用摄像头对输电线进行巡检，移动轮左右两侧中部均设置有转轴，且移动轮左右两侧中部的转轴通过滚动轴承分别与对应一侧的竖板转动连接，右侧的竖板上固定有驱动电机，驱动电机输出轴水平向左，且驱动电机的输出轴与移动轮通过传动带传动连接，利用驱动电机驱动移动轮转动，每个移动轮下方均设置有一组防脱落装置，每个组防脱落装置前后两侧均设置有挡板，挡板与U形支架固定连接，防脱落装置包括两个凹口相对的凹形板，且输电线设置在两个凹形板之间，每个凹形板内均设置限位轮，限位轮与输电线接触，凹形板上下两侧均设置有滑槽，滑槽内滑动连接有滑板，限位轮上下两侧均设置有转轴，且限位轮上下两侧转轴通过滚动轴承与滑板转动连接，滑槽内前后对称设置有两个弹片，弹片与输电线位于移动轮左右两侧，且弹片一端与滑槽固定连接，弹片另一端与滑板固定连接，凹形板下侧设置有挡板，且凹形板下侧固定有限位块，拉簧处于自然长度时，挡板与限位块接触，挡板远离输电线的一端设置有转轴，挡板上的转轴与凹形板转动连接，挡板下侧设置有拉簧，拉簧一端与挡板中部固定连接，拉簧另一端与凹形板固定连接，且拉簧与凹形板固定的位置位于对应挡板上的转轴前方，所述挡板的转轴上设置有蜗杆，蜗杆传动连接有蜗轮，蜗轮前后侧面中部均设置有转轴，且蜗轮的转轴与U形板转动连接，凹形板上侧前后边缘均固定有安装块，安装块固定有滑杆，凹形板上侧设置有弹簧，弹簧一端与凹形面上侧中部固定连接，弹簧另一端与U形支架固定连接。

所述挡板上对称设置有两个弧形的第一滑槽，且挡板上对称设置有两个弧形的第二滑槽，第一滑槽弧形半径小于第二滑槽弧形半径，且第一滑槽，第二滑槽弧心均重合在输电线中轴线位置，滑杆在对应的第一滑槽内滑动，且蜗轮的转轴在对应的第二滑槽内滑动，蜗轮的转轴上固定有收卷轮，收卷轮上缠绕有拉绳，拉绳一端固定在挡板的上边缘中部。

优选的，所述U形支架上侧中部固定有气囊，气囊内充有氦气，且U形支架左右两边边缘固定有配重块，通过向气囊充入密度低于空气氦气和配重块自身重力的配合，巡检机器人重心低于移动轮。

优选的，左侧的所述竖板上固定有铁块，铁块的质量与驱动电机的质量相同，确保移动轮两侧质量相等，便于保持平衡。

优选的，所述移动轮侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线截面半径，使移动轮与输电线充分接触，便于在输电线上移动。

优选的，所述限位轮侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线截面半径，使限位轮与输电线充分接触，防止输电线从限位轮之间脱落。

本发明的有益效果是：本发明在使用时，将本发明放置到待巡检的输电线上，利用限位轮将输电线夹持住，利用摄像头对输电线进行检测，在输电线经过防震锤、间隔棒障碍物时，障碍物与挡板接触，随着本装置的移动，障碍物推动挡板向后摆动，挡板的摆动带动蜗杆转动，在蜗杆和蜗轮传动作用下，收卷轮转动将拉绳收卷，通过拉绳拉动防脱落围绕输电线向上转动，使放脱落装置的两个凹形板下侧的间距变大，避开障碍物，挡板通过障碍物之后，拉簧弹性形变引起的拉力作用下，拉动挡板向前摆动，直到挡板与限位块重新接触，挡板将输电线下侧遮挡，防止输电线脱落；

另外两个限位轮通过障碍物时，限位轮向远离输电线的一侧移动，同时弹片被压缩，当限位轮通过障碍物之后，弹片恢复原状，推动滑板带动限位轮滑动，在弹片的作用下，限位轮在通过障碍物的过程中，相比传统的升降限位轮或者左右移动限位轮，依旧与输电线接触，防止限位轮与输电线分离；

此外，本装置在移动的过程中，三组平行对称设置的防脱落限位轮和挡板逐次通过用于将输电线固定在电线桩上的障碍物，可避免单一限位轮以及不对称限位轮和挡板固定不牢固，使得本装置在输电线上的行走更加稳定。

附图说明

图1为本发明正视结构图；

图2为本发明内部结构图一；

图3为本发明内部结构图二；

图4为本发明放脱落装置结构图；

图5为本发明凹形板俯视图；

图6为本发明仰视图。

图中标号：1U形支架；101竖板；2移动轮；3防脱落装置；4挡板；401第一滑槽；402第二滑槽；5凹形板；501滑槽；502限位块；6限位轮；7输电线；8滑板；9弹片；10挡板；11拉簧；12蜗杆；13蜗轮；14安装块；1401滑杆；15滑杆；16弹簧；17收卷轮；18气囊；19配重块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1-6所示，一种输电线路巡检机器人，包括U形支架1、移动轮2和防脱落装置3，所述U形支架1内侧中部固定有左右两个平行的竖板101，两个竖板101之间均匀分布有三个移动轮2，相邻移动轮2之间设置有摄像头，摄像头固定在U行支架1下侧，利用摄像头对输电线7进行巡检，移动轮2左右两侧中部均设置有转轴，且移动轮2左右两侧中部的转轴通过滚动轴承分别与对应一侧的竖板101转动连接，右侧的竖板101上固定有驱动电机，驱动电机输出轴水平向左，且驱动电机的输出轴与移动轮通过传动带传动连接，利用驱动电机驱动移动轮转动，每个移动轮2下方均设置有一组防脱落装置3，每个组防脱落装置3前后两侧均设置有挡板4，挡板4与U形支架1固定连接，防脱落装置3包括两个凹口相对的凹形板5，且输电线7设置在两个凹形板5之间，每个凹形板5内均设置限位轮6，限位轮6与输电线7接触，凹形板5上下两侧均设置有滑槽501，滑槽501内滑动连接有滑板8，移动轮2上下两侧均设置有转轴，且移动轮2上下两侧转轴通过滚动轴承与滑板8转动连接，滑槽501内前后对称设置有两个弹片9，弹片9与输电线7位于移动轮6左右两侧，且弹片9一端与滑槽501固定连接，弹片9另一端与滑板8固定连接，凹形板5下侧设置有挡板10，且凹形板5下侧固定有限位块502，拉簧11处于自然长度时，挡板10与限位块502接触，挡板10远离输电线7的一端设置有转轴，挡板10上的转轴与凹形板5转动连接，挡板10下侧设置有拉簧11，拉簧11一端与挡板10中部固定连接，拉簧11另一端与凹形板5固定连接，且拉簧11与凹形板5固定的位置位于对应挡板10上的转轴前方，所述挡板10的转轴上设置有蜗杆12，蜗杆12传动连接有蜗轮13，蜗轮13前后侧面中部均设置有转轴，且蜗轮13的转轴与U形板5转动连接，凹形板5上侧前后边缘均固定有安装块14，安装块14上固定有滑杆1401，凹形板5上侧设置有弹簧16，弹簧16一端与凹形面5上侧中部固定连接，弹簧16另一端与U形支架1固定连接。

在本实施例中，所述挡板4上对称设置有两个弧形的第一滑槽401，且挡板4上对称设置有两个弧形的第二滑槽402，第一滑槽401弧形半径小于第二滑槽402弧形半径，且第一滑槽401，第二滑槽402弧心均重合在输电线7中轴线位置，滑杆1401在对应的第一滑槽401内滑动，且蜗杆12的转轴在对应的第二滑槽402内滑动，蜗杆12的转轴上固定有收卷轮17，收卷轮17上缠绕有拉绳，拉绳一端固定在挡板4的上边缘中部。

在本实施例中，所述U形支架1上侧中部固定有气囊18，气囊18内充有氦气，且U形支架1左右两边边缘固定有配重块19，通过向气囊18内充入密度低于空气氦气和配重块19自身重力的配合，巡检机器人重心低于移动轮2。

在本实施例中，左侧的所述竖板101上固定有铁块，铁块的质量与驱动电机的质量相同，确保移动轮2两侧质量相等，便于保持平衡。

在本实施例中，所述移动轮2侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线7截面半径，使移动轮2与输电线充分接触，便于在输电线7上移动。

在本实施例中，所述限位轮6侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线7截面半径，使限位轮6与输电线7充分接触，防止输电线7从 限位轮6之间脱落。

本发明的工作原理：本发明在使用时，将本发明放置到待巡检的输电线7上，利用限位轮6将输电线7夹持住，之后开启驱动电机，驱动移动轮2转动在输电线7上行走，利用摄像头对输电线7进行检测，在输电线7经过防震锤、间隔棒障碍物时，障碍物与挡板10接触，随着本装置的移动，障碍物推动挡板10向后摆动，挡板10的摆动带动蜗杆12转动，在蜗杆12和蜗轮13传动作用下，收卷轮17转动将拉绳收卷，拉动防脱落装置3在第一滑槽401、第二滑槽402的限定下，围绕输电线17向上转动，使放脱落装置3的两个凹形板5下侧的间距变大，为障碍物腾挪出空间，方便通过障碍物，挡板10通过障碍物之后，拉簧11弹性形变引起的拉力作用下，拉动挡板10向前摆动，直到挡板10与限位块502重新接触，挡板10将输电线7下侧遮挡，防止输电线7脱落。

在本装置通过障碍物的过程中，两个限位轮6通过障碍物时，限位轮6向远离输电线7的一侧移动，同时弹片9被压缩，当限位轮6通过障碍物之后，弹片9恢复原状，推动滑板8带动限位轮6滑动，将输电线7夹紧，防止限位轮6与输电线7分离。

本装置在移动的过程中，三组防脱落装置3的限位轮6和挡板10逐次通过用于将输电线7固定在电线桩上的障碍物，可避免单一限位轮6和挡板10固定不牢固，导致本装置从输电线7上脱落。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种输电线路巡检机器人，包括U形支架、移动轮和防脱落装置，其特征在于：所述U形支架内侧中部固定有左右两个平行的竖板，两个竖板之间均匀分布有三个移动轮，移动轮左右两侧中部均设置有转轴，且所述转轴通过滚动轴承分别与对应一侧的竖板转动连接，每个移动轮下方均设置有一组防脱落装置，每个组防脱落装置前后两侧均设置有挡板，挡板与U形支架固定连接，防脱落装置包括两个凹口相对的凹形板，且输电线设置在两个凹形板之间，每个凹形板内均设置限位轮，限位轮与输电线接触，凹形板上下两侧均设置有滑槽，滑槽内滑动连接有滑板，限位轮上下两侧均设置有转轴，且限位轮上下两侧转轴通过滚动轴承与滑板转动连接，滑槽内前后对称设置有两个弹片，弹片与输电线位于移动轮左右两侧，且弹片一端与滑槽固定连接，弹片另一端与滑板固定连接，凹形板下侧设置有挡板，挡板下侧设置有拉簧，且凹形板下方靠近输电线一侧固定有限位块，拉簧处于自然长度时，挡板与限位块接触，挡板远离输电线的一端设置有转轴，挡板上的转轴与凹形板转动连接，拉簧一端与挡板中部固定连接，拉簧另一端与凹形板固定连接，且拉簧与凹形板固定的位置位于对应挡板上的转轴前方，所述挡板的转轴上设置有蜗杆，蜗杆传动连接有蜗轮，蜗轮前后侧面中部均设置有转轴，且蜗轮的转轴与U形板转动连接，凹形板上侧前后边缘均固定有安装块，安装块固定有滑杆，凹形板上侧设置有弹簧，弹簧一端与凹形面上侧中部固定连接，弹簧另一端与U形支架固定连接，所述挡板上对称设置有两个弧形的第一滑槽，且挡板上对称设置有两个弧形的第二滑槽，第一滑槽弧形半径小于第二滑槽弧形半径，且第一滑槽，第二滑槽弧心均重合在输电线中轴线位置，滑杆在对应的第一滑槽内滑动，且蜗轮的转轴在对应的第二滑槽内滑动，蜗轮的转轴上固定有收卷轮，收卷轮上缠绕有拉绳，拉绳一端固定在挡板的上边缘中部。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，所述U形支架上侧中部固定有气囊，气囊内充有氦气，且U形支架左右两边边缘固定有配重块。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，左侧的所述竖板上固定有铁块，铁块的质量与驱动电机的质量相同。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，所述移动轮侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线截面半径。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，所述限位轮侧面为内凹的弧形面，且弧形面的弧形半径等于输电线截面半径。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，相邻移动轮之间设置有摄像头，摄像头固定在U行支架下侧，利用摄像头对输电线进行巡检。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路巡检机器人，其特征在于，右侧的竖板上固定有驱动电机，驱动电机输出轴水平向左，且驱动电机的输出轴与移动轮通过传动带传动连接，利用驱动电机驱动移动轮转动。

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