CN115064984B - 一种机器人跨电缆辅助工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人跨电缆辅助工具，包括机架、爬杆机构、爬线机构和视觉相机，爬杆机构和爬线机构均设在机架上，视觉相机设在爬线机构上。爬杆驱动器的驱动端和连杆连接，连杆的两端分别连接两个爬杆爪。爬杆驱动器通过连杆驱动两个爬杆爪绕爬杆驱动器的驱动端同步转动。爬杆爪包括第一爬杆爪和第二爬杆爪，第一爬杆爪和第二爬杆爪闭合时，第一爬杆爪和第二爬杆爪夹持电线杆。爬线机构包括爬线升降驱动器和爬线爪，爬线升降驱动器和爬线爪连接，爬线升降驱动器驱动爬线爪上下移动，爬线爪闭合时，爬线爪夹持电缆并带动机架沿电缆移动，视觉相机监测电缆。其有益效果是，提高了机器人跨电缆辅助工具移动至电缆处的效率，并能降低生产成本。

Description

一种机器人跨电缆辅助工具

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人跨电缆辅助工具。

背景技术

电缆是用于通讯和供电的重要设备，为保证电缆的正常运行，需对电缆进行定期巡检，并在电缆故障时及时维修。由于电缆为高空设备，目前普遍采用机器人进行巡检作业。

使用时，需要先通过辅助装置将机器人送至电缆处，机器人挂接在电缆上进行巡检作业。

由于电缆位于高空中，将机器人送至电缆处的过程较费时费力，且会增加辅助装置的成本。

因此，目前亟需一种能够自动攀爬跨越电线杆至电缆处的机器人。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种机器人跨电缆辅助工具，其解决了通过辅助装置将机器人送至电缆处的过程较费时费力，且会增加辅助装置的成本的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种机器人跨电缆辅助工具，包括机架、爬杆机构、爬线机构和视觉相机，所述爬杆机构和所述爬线机构均设置在所述机架上，所述视觉相机设置在所述爬线机构上；

所述爬杆机构包括两个爬杆爪、连杆和爬杆驱动器；

所述爬杆驱动器设置在所述机架上，所述爬杆驱动器的驱动端水平设置，所述爬杆驱动器的驱动端和所述连杆连接，所述连杆垂直于所述爬杆驱动器的驱动端，所述连杆的两端分别连接两个所述爬杆爪；

所述爬杆驱动器通过所述连杆驱动两个所述爬杆爪绕所述爬杆驱动器的驱动端同步转动；

所述爬杆爪包括第一爬杆爪和第二爬杆爪，所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪相对设置，且均为弧形，所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪能够张开和闭合，所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪闭合时，所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪能够夹持电线杆；

所述爬线机构包括爬线升降驱动器和爬线爪，所述爬线升降驱动器设置在所述机架上，所述爬线升降驱动器和所述爬线爪连接，所述爬线升降驱动器用于驱动所述爬线爪上下移动，所述爬线爪能够张开和闭合，所述爬线爪闭合时，所述爬线爪夹持所述电缆并带动所述机架沿所述电缆移动，所述视觉相机用于监测所述电缆；

当攀爬所述电线杆时，所述爬杆驱动器驱动两个所述爬杆爪绕所述爬杆驱动器的驱动端同步转动，两个所述爬杆爪能够依次夹持所述电线杆，以带动所述机架沿所述电线杆移动；

当所述机架沿所述电线杆移动至所述爬线机构位于所述电缆的下方时，所述爬线升降驱动器驱动所述爬线爪上移，所述爬线爪闭合，所述爬线爪夹持所述电缆并带动所述机架沿所述电缆移动。

根据本发明，所述爬线爪包括第一爬线爪和第二爬线爪，所述爬线机构还包括滑轨；

所述第一爬线爪和所述第二爬线爪相对设置，并能够沿水平方向相向和相背移动，所述第一爬线爪上设置第一齿轮，所述第二爬线爪上设置第二齿轮，所述第一齿轮的周向侧壁设置第一凹槽，所述第二齿轮的周向侧壁设置第二凹槽，所述第一爬线爪和所述第二爬线爪滑动设置在所述滑轨上，所述滑轨固定在所述爬线升降驱动器的顶部；

所述第一爬线爪和所述第二爬线爪沿水平方向相向移动至所述第一齿轮和所述第二齿轮抵接时，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第一凹槽和所述第二凹槽围合成用于夹持所述电缆的空腔；

所述第一齿轮和所述第二齿轮能够反向转动，并带动所述机器人跨电缆辅助工具沿所述电缆移动。

根据本发明，所述爬线机构还包括爬线开合驱动器；

所述爬线开合驱动器设置在所述第一爬线爪上，所述爬线开合驱动器的驱动端水平设置，所述爬线开合驱动器的驱动端和所述第二爬线爪固定连接，所述爬线开合驱动器用于驱动所述第二爬线爪沿水平方向移动。

根据本发明，所述爬线机构还包括爬线移动驱动器；

所述爬线移动驱动器设置在所述第一爬线爪上，所述爬线移动驱动器的驱动端竖直设置，所述爬线移动驱动器的驱动端和所述第一齿轮固定连接，所述爬线移动驱动器用于驱动所述第一齿轮自转。

根据本发明，所述爬杆机构还包括爬杆连接件和爬杆开合驱动器；

所述爬杆连接件的两端分别设置所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪，且所述爬杆连接件和所述连杆连接；

所述爬杆开合驱动器固定在所述爬杆连接件上，所述爬杆开合驱动器的驱动端水平设置，所述爬杆开合驱动器的驱动端和所述第一爬杆爪固定连接，所述第一爬杆爪通过弹性件和所述爬杆连接件连接；

所述爬杆开合驱动器驱动所述第一爬杆爪沿水平方向移动，以使所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪张开或闭合。

根据本发明，所述第一爬杆爪和所述第二爬杆爪相对的一侧均设置防滑垫。

根据本发明，所述机器人跨电缆辅助工具还包括提升机构；

所述提升机构包括提升驱动器和提升箱体，所述提升驱动器固定在所述机架上，所述提升驱动器通过钢丝绳和所述提升箱体连接，所述提升驱动器通过所述钢丝绳驱动所述提升箱体上下移动，所述提升箱体能够承装维修工具。

根据本发明，所述提升驱动器为卷扬机；

所述提升箱体的顶部设置吊耳，所述钢丝绳穿过所述吊耳。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的机器人跨电缆辅助工具，通过设置爬杆机构、爬线机构和视觉相机。当攀爬电线杆时，爬杆机构的爬杆驱动器驱动两个爬杆爪绕爬杆驱动器的驱动端同步转动，两个爬杆爪能够依次夹持电线杆，以带动机架沿电线杆移动，并能够带动机架沿电线杆攀爬跨越并移动至电缆处，提高了机器人跨电缆辅助工具移动至电缆处的效率，同时，取消了用于将机器人跨电缆辅助工具送至电缆处的辅助装置，能够降低生产成本。当机架沿电线杆移动至爬线机构位于电缆的下方时，爬线机构的爬线升降驱动器驱动爬线爪上移，爬线爪闭合，爬线爪夹持电缆并带动机架沿电缆移动，并由视觉相机监测电缆。实现了本机器人跨电缆辅助工具的全自动巡检作业。

附图说明

图1为本发明的机器人跨电缆辅助工具的俯视图；

图2为图1的主视图；

图3为图1中的爬线机构。

【附图标记说明】

1：机架；

2：爬线机构；21：爬线升降驱动器；22：爬线爪；221：第一爬线爪；222：第二爬线爪；23：第一齿轮；231：第一凹槽；24：第二齿轮；241：第二凹槽；25：滑轨；26：爬线开合驱动器；27：爬线移动驱动器；

4：爬杆机构；41：爬杆爪；411：第一爬杆爪；412：第二爬杆爪；42：连杆；43：爬杆驱动器；44：爬杆连接件；45：爬杆开合驱动器；46：弹性件；

5：提升机构；51：提升驱动器；52：提升箱体；53：钢丝绳；

6：视觉相机。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。

参见图1-图3，本发明实施例提出的机器人跨电缆辅助工具，包括机架1、爬杆机构4、爬线机构2和视觉相机6。

爬杆机构4和爬线机构2均设置在机架1上，视觉相机6设置在爬线机构2上。

当攀爬电线杆时，爬杆机构4夹持电线杆并带动机架1沿电线杆移动。当机架1沿电线杆移动至爬线机构2位于电缆的下方时，爬线机构2夹持电缆并带动机架1沿电缆移动。视觉相机6用于监测电缆。实现了本机器人跨电缆辅助工具的全自动巡检作业。

通过设置爬杆机构4，能够带动机架1沿电线杆攀爬跨越并移动至电缆处，提高了机器人跨电缆辅助工具移动至电缆处的效率，同时，取消了用于将机器人跨电缆辅助工具送至电缆处的辅助装置，能够降低生产成本。

进一步，爬杆机构4包括两个爬杆爪41、连杆42和爬杆驱动器43。

爬杆驱动器43设置在机架1上，爬杆驱动器43的驱动端水平设置，爬杆驱动器43的驱动端和连杆42连接，连杆42垂直于爬杆驱动器43的驱动端，连杆42的两端分别连接两个爬杆爪41。爬杆驱动器43通过连杆42驱动两个爬杆爪41绕爬杆驱动器43的驱动端同步转动。

爬杆爪41包括第一爬杆爪411和第二爬杆爪412，第一爬杆爪411和第二爬杆爪412相对设置，且均为弧形，第一爬杆爪411和第二爬杆爪412能够张开和闭合，第一爬杆爪411和第二爬杆爪412闭合时，第一爬杆爪411和第二爬杆爪412能够夹持电线杆。爬杆驱动器43优选为电机。

使用时，爬杆驱动器43通过连杆42驱动两个爬杆爪41绕爬杆驱动器43的驱动端转动，两个爬杆爪41依次转动至对应电线杆，两个爬杆爪41的第一爬杆爪411依次闭合和张开，以使两个爬杆爪41依次夹持和松开电线杆，两个爬杆爪41带动机架1沿电线杆向上攀爬跨越，以带动机架1沿电线杆移动至爬线机构2位于电缆的下方。

具体地，爬杆机构4还包括爬杆连接件44和爬杆开合驱动器45。

爬杆连接件44的两端分别设置第一爬杆爪411和第二爬杆爪412，且爬杆连接件44和连杆42连接。爬杆开合驱动器45固定在爬杆连接件44上，爬杆开合驱动器45的驱动端水平设置，爬杆开合驱动器45的驱动端和第一爬杆爪411固定连接，第一爬杆爪411通过弹性件46和爬杆连接件44连接。爬杆开合驱动器45驱动第一爬杆爪411沿水平方向移动，以使第一爬杆爪411和第二爬杆爪412张开或闭合。弹性件46用于提高第一爬杆爪411移动时的稳定性。爬杆开合驱动器45优选为气缸。

具体地，第一爬杆爪411和第二爬杆爪412相对的一侧均设置防滑垫，以提高第一爬杆爪411和第二爬杆爪412夹持电线杆时的防滑性。

进一步，爬线机构2包括爬线爪22和爬线升降驱动器21。爬线升降驱动器21设置在机架1上，述爬线升降驱动器21和爬线爪22连接，爬线升降驱动器21用于驱动爬线爪22上下移动，爬线爪22能够张开和闭合。当机架1沿电线杆移动至爬线机构2位于电缆的下方时，爬线升降驱动器21驱动爬线爪22上移，爬线爪22闭合，爬线爪22夹持电缆并带动机架1沿电缆移动。

爬线爪22包括第一爬线爪221和第二爬线爪222。爬线机构2还包括滑轨25。

第一爬线爪221和第二爬线爪222相对设置，并能够沿水平方向相向和相背移动。第一爬线爪221上设置第一齿轮23，第二爬线爪222上设置第二齿轮24，第一齿轮23的周向侧壁设置第一凹槽231，第一齿轮23的周向侧壁设置第二凹槽241。第一爬线爪221和第二爬线爪222滑动设置在滑轨25上。

滑轨25固定在爬线升降驱动器21的顶部，且爬线升降驱动器21设置在机架1上，爬线升降驱动器21用于驱动第一爬线爪221和第二爬线爪222同步上下移动。

爬线升降驱动器21驱动第一爬线爪221和第二爬线爪222同步上移至电缆处时，第一爬线爪221和第二爬线爪222沿水平方向相向移动至第一齿轮23和第二齿轮24抵接，第一齿轮23和第二齿轮24啮合，第一凹槽231和第二凹槽241围合成用于夹持电缆的空腔。随后，第一齿轮23和第二齿轮24反向转动，通过电缆与第一齿轮23和第二齿轮24之间的摩擦力，带动机器人跨电缆辅助工具沿电缆移动。爬线升降驱动器21优选为气缸。

进一步，爬线机构2还包括爬线开合驱动器26和爬线移动驱动器27。

爬线开合驱动器26设置在第一爬线爪221上，爬线开合驱动器26的驱动端水平设置，爬线开合驱动器26的驱动端和第二爬线爪222固定连接，爬线开合驱动器26用于驱动第二爬线爪222沿水平方向移动。

爬线移动驱动器27设置在第一爬线爪221上，爬线移动驱动器27的驱动端竖直设置，爬线移动驱动器27的驱动端和第一齿轮23固定连接，爬线移动驱动器27用于驱动第一齿轮23自转，第一齿轮23同步带动第二齿轮24反向转动。

爬线开合驱动器26优选为气缸，爬线移动驱动器27优选为电机。

进一步，机器人跨电缆辅助工具还包括提升机构5。当视觉相机6检测到电缆损坏时，需要人工对电缆维修，由于高空作业不便于携带和拿取维修工具，提升机构5能够上下吊运维修工具，以辅助维修人员进行维修。

提升机构5包括提升驱动器51和提升箱体52，提升驱动器51固定在机架1上，提升驱动器51通过钢丝绳53和提升箱体52连接，提升驱动器51能够通过钢丝绳53驱动提升箱体52上下移动，提升箱体52能够承装维修工具。

具体地，提升驱动器51为卷扬机。提升箱体52的顶部设置吊耳，钢丝绳53穿过吊耳。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。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改动、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，包括机架(1)、爬杆机构(4)、爬线机构(2)和视觉相机(6)，所述爬杆机构(4)和所述爬线机构(2)均设置在所述机架(1)上，所述视觉相机(6)设置在所述爬线机构(2)上；

所述爬杆机构(4)包括两个爬杆爪(41)、连杆(42)和爬杆驱动器(43)；

所述爬杆驱动器(43)设置在所述机架(1)上，所述爬杆驱动器(43)的驱动端水平设置，所述爬杆驱动器(43)的驱动端和所述连杆(42)连接，所述连杆(42)垂直于所述爬杆驱动器(43)的驱动端，所述连杆(42)的两端分别连接两个所述爬杆爪(41)；

所述爬杆驱动器(43)通过所述连杆(42)驱动两个所述爬杆爪(41)绕所述爬杆驱动器(43)的驱动端同步转动；

所述爬杆爪(41)包括第一爬杆爪(411)和第二爬杆爪(412)，所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)相对设置，且均为弧形，所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)能够张开和闭合，所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)闭合时，所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)能够夹持电线杆；

所述爬线机构(2)包括爬线升降驱动器(21)和爬线爪(22)，所述爬线升降驱动器(21)设置在所述机架(1)上，所述爬线升降驱动器(21)和所述爬线爪(22)连接，所述爬线升降驱动器(21)用于驱动所述爬线爪(22)上下移动，所述爬线爪(22)能够张开和闭合，所述爬线爪(22)闭合时，所述爬线爪(22)夹持所述电缆并带动所述机架(1)沿所述电缆移动，所述视觉相机(6)用于监测所述电缆；

当攀爬所述电线杆时，所述爬杆驱动器(43)驱动两个所述爬杆爪(41)绕所述爬杆驱动器(43)的驱动端同步转动，两个所述爬杆爪(41)能够依次夹持所述电线杆，以带动所述机架(1)沿所述电线杆移动；

当所述机架(1)沿所述电线杆移动至所述爬线机构(2)位于所述电缆的下方时，所述爬线升降驱动器(21)驱动所述爬线爪(22)上移，所述爬线爪(22)闭合，所述爬线爪(22)夹持所述电缆并带动所述机架(1)沿所述电缆移动。

2.如权利要求1所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述爬线爪(22)包括第一爬线爪(221)和第二爬线爪(222)，所述爬线机构(2)还包括滑轨(25)；

所述第一爬线爪(221)和所述第二爬线爪(222)相对设置，并能够沿水平方向相向和相背移动，所述第一爬线爪(221)上设置第一齿轮(23)，所述第二爬线爪(222)上设置第二齿轮(24)，所述第一齿轮(23)的周向侧壁设置第一凹槽(231)，所述第二齿轮(24)的周向侧壁设置第二凹槽(241)，所述第一爬线爪(221)和所述第二爬线爪(222)滑动设置在所述滑轨(25)上，所述滑轨(25)固定在所述爬线升降驱动器(21)的顶部；

所述第一爬线爪(221)和所述第二爬线爪(222)沿水平方向相向移动至所述第一齿轮(23)和所述第二齿轮(24)抵接时，所述第一齿轮(23)和所述第二齿轮(24)啮合，所述第一凹槽(231)和所述第二凹槽(241)围合成用于夹持所述电缆的空腔；

所述第一齿轮(23)和所述第二齿轮(24)能够反向转动，并带动所述机器人跨电缆辅助工具沿所述电缆移动。

3.如权利要求2所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述爬线机构(2)还包括爬线开合驱动器(26)；

所述爬线开合驱动器(26)设置在所述第一爬线爪(221)上，所述爬线开合驱动器(26)的驱动端水平设置，所述爬线开合驱动器(26)的驱动端和所述第二爬线爪(222)固定连接，所述爬线开合驱动器(26)用于驱动所述第二爬线爪(222)沿水平方向移动。

4.如权利要求2所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述爬线机构(2)还包括爬线移动驱动器(27)；

所述爬线移动驱动器(27)设置在所述第一爬线爪(221)上，所述爬线移动驱动器(27)的驱动端竖直设置，所述爬线移动驱动器(27)的驱动端和所述第一齿轮(23)固定连接，所述爬线移动驱动器(27)用于驱动所述第一齿轮(23)自转。

5.如权利要求1所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述爬杆机构(4)还包括爬杆连接件(44)和爬杆开合驱动器(45)；

所述爬杆连接件(44)的两端分别设置所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)，且所述爬杆连接件(44)和所述连杆(42)连接；

所述爬杆开合驱动器(45)固定在所述爬杆连接件(44)上，所述爬杆开合驱动器(45)的驱动端水平设置，所述爬杆开合驱动器(45)的驱动端和所述第一爬杆爪(411)固定连接，所述第一爬杆爪(411)通过弹性件(46)和所述爬杆连接件(44)连接；

所述爬杆开合驱动器(45)驱动所述第一爬杆爪(411)沿水平方向移动，以使所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)张开或闭合。

6.如权利要求1所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述第一爬杆爪(411)和所述第二爬杆爪(412)相对的一侧均设置防滑垫。

7.如权利要求1所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述机器人跨电缆辅助工具还包括提升机构(5)；

所述提升机构(5)包括提升驱动器(51)和提升箱体(52)，所述提升驱动器(51)固定在所述机架(1)上，所述提升驱动器(51)通过钢丝绳(53)和所述提升箱体(52)连接，所述提升驱动器(51)通过所述钢丝绳(53)驱动所述提升箱体(52)上下移动，所述提升箱体(52)能够承装维修工具。

8.如权利要求7所述的机器人跨电缆辅助工具，其特征在于，所述提升驱动器(51)为卷扬机；

所述提升箱体(52)的顶部设置吊耳，所述钢丝绳(53)穿过所述吊耳。

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