CN115102123B - 一种输电线路行走除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种输电线路行走除冰机器人；一种输电线路行走除冰机器人包括：两组间隔设置的行走组件，行走组件包括行走电机和通过行走电机驱动的行走轮；双臂组件，包括两组对应各设置在一组行走组件下方的连接臂；压紧组件，其可升降的设置在连接臂上，其包括两组间隔设置的且可相对活动的压紧轮，压紧组件升降时通过压紧轮接触或远离线路从而实现在提高或降低行走轮与线路间的最大附着力；展臂组件，其连接在两组连接臂之间，用于调节两组连接臂之间的距离；锁臂组件，用于控制连接臂和展臂组件的转动自由度。本发明通过设置压紧组件、双臂组件、锁臂组件、展臂组件和电控箱使输电线路行走除冰机器人行进更加平稳。

Description

一种输电线路行走除冰机器人

技术领域

本发明涉及一种输电线路行走除冰机器人。

背景技术

现在输电线路机器人在电网中主要用于线路巡检和除冰作业。户外输电线路多处于野外高空，多经历风波振动或霜露雨雪等恶劣环境。尤其在低温雨雪天气，线路表面湿滑，机器人行走轮与线路表面附着系数大幅减小，会使机器人脱落。而且输电线路上有防震锤等障碍物，某些输电线路具有倾斜段给机器人的行走带来了障碍。上述情况都阻碍机器人平稳行进。这就需要设计一种可以平稳行进的除冰作业机器人。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种输电线路行走除冰机器人。

本发明采用以下技术方案：

一种输电线路行走除冰机器人，包括：

行走组件，其包括两组间隔设置的行走组件，至少一组所述行走组件包括行走电机和通过行走电机驱动的行走轮，所述行走组件通过行走电机驱动行走轮带动所述输电线路行走除冰机器人在线路上行进；

双臂组件，包括两组对应各设置在一组行走组件下方的连接臂，所述连接臂和所述行走组件可轴向转动的连接；

压紧组件，其可升降的设置在所述连接臂上，其包括两组间隔设置的且可相对活动的压紧轮，所述压紧组件升降时通过压紧轮接触或远离线路从而实现在提高或降低行走轮与线路间的附着力；

行走转向组件，其设置在所述行走组件和所述连接臂之间，用于控制所述行走组件和所述连接臂的转动自由度；

展臂组件，其连接在所述两组连接臂之间，用于调节所述两组连接臂之间的距离；

以及，

锁臂组件，其连接在所述连接臂和所述展臂组件之间，用于控制所述连接臂和所述展臂组件的转动自由度；

电控箱，用于给控制所述行走组件和/或所述压紧组件和/或所述展臂组件和/或所述行走转向组件和/或所述锁臂组件工作，其可滑动的设置在所述展臂组件上以利于调节所述输电线路行走除冰机器人的重心。

可选地，还包括附加功能组件，所述附加功能组件包括用于使所述输电线路行走除冰机器人与线路形成等电位以避免引起电击危险的感应电导电功能组件、或用于使所述输电线路行走除冰机器人与线路形成机械闭环锁以实现防脱保护和避免所述输电线路行走除冰机器人在线路上发生脱落的防脱功能组件、或用于在线路上作业的作业功能组件。

可选地，所述感应电导电功能组件包括安装在所述行走组件上的附加电机、与所述附加电机传动连接的摆件，所述摆件端部设有可转动的用于与线路接触配合的感应电导轮。

可选地，所述附加电机的输出轴固定连接有第三法兰，所述第三法兰固定连接有第四法兰，所述第四法兰和所述摆件固定连接。

可选地，所述行走组件包括驱动器、电机固定盘、电机壳和电机壳盖，所述驱动器和所述行走电机电连接，所述行走电机和所述行走轮传动连接，所述行走电机固定于所述电机固定盘，所述电机固定盘固定于所述电机壳，所述电机壳的端部和所述电机壳盖固定连接，所述行走电机的输出轴设有第一法兰，所述第一法兰固定连接有第二法兰，所述第二法兰和所述行走轮固定连接，所述第二法兰套设于所述电机固定盘外，所述第二法兰和所述电机固定盘之间通过第一轴承连接，所述行走轮包括轮毂和安装在所述轮毂上的轮胎，所述轮毂套设于所述第二法兰外并和所述第二法兰固定连接，所述行走轮的行走面的横断面为V字型，所述附加功能组件还包括支撑架，所述支撑架一端和所述电机壳固定连接，所述支撑架另一端连接有附加电机壳，所述附加电机壳内固定有附加电机，所述第四法兰和所述第一法兰之间通过第二轴承连接。

可选地，所述电机壳固定有连接座，所述连接臂和所述连接座可转动的连接。

可选地，所述压紧组件还包括基座和两个相对设置的摆臂，所述基座可升降的安装在所述连接臂上，所述摆臂和所述基座可转动的连接，两个所述摆臂之间或者所述摆臂和所述基座之间设有第一弹性件，所述压紧轮设于所述摆臂的上端部，所述压紧轮压紧所述线路时，所述第一弹性件使所述两摆臂之间可弹性扩张。

可选地，两所述摆臂呈张开的V字型结构，两所述摆臂的中部均和所述基座铰接，所述压紧轮和两所述摆臂的上端可转动连接，所述第一弹性件设于两所述摆臂下端之间。

可选地，其中一个所述摆臂下端铰接有第一滑杆，另一个所述摆臂另一端铰接有第二滑杆，所述第一滑杆设有用于容置所述第二滑杆一端的容置槽以使所述第一滑杆和所述第二滑杆之间可滑动的连接，所述第一弹性件套设于所述第二滑杆上，所述容置槽端部设有防脱件，所述防脱件设有使所述第二滑杆一端伸入的透过孔，所述第二滑杆一端设有防脱钉，所述防脱钉的尺寸大于所述透过孔的尺寸以防止所述第二滑杆从所述容置槽内脱出，所述第二滑杆设有保护件，所述第一弹性件一端抵接所述防脱件，所述第一弹性件另一端抵接所述保护件。

可选地，所述基座上还设有用于给所述输电线路行走除冰机器人充电的充电触头，所述充电触头可弹性浮动的设在所述基座上。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

采用上述技术方案，通过设置压紧组件，在行走轮行走时，压紧组件可压紧线路提高附着力，并且双臂组件可控制压紧组件下降使输电线路行走除冰机器人可越障，展臂组件可滑动的设置电控箱以调整输电线路行走除冰机器人重心，利于输电线路行走除冰机器人上下坡行进，锁臂组件可控制连接臂和展臂组件的自由度，使输电线路行走除冰机器人平稳，通过设置压紧组件、双臂组件、锁臂组件、展臂组件和电控箱使输电线路行走除冰机器人行进更加平稳。

附图说明

图1为本发明输电线路行走除冰机器人的示意图；

图2为本发明行走组件的示意图；

图3为本发明行走组件和附加功能组件的剖视图；

图4为本发明压紧组件的爆炸图；

图5为本发明压紧组件的剖视图；

图6为本发明输电线路行走除冰机器人的爆炸图；

图7为本发明压紧组件和第一升降件连接处示意图；

图8为本发明输电线路行走除冰机器人的剖视图；

图9为本发明输电线路行走除冰机器人的机构简化图；

图10为本发明输电线路行走除冰机器人在坡道角为θ的线路上行进的简化受力模型图；

图11-17为本发明输电线路行走除冰机器人越障过程示意图。

示意图中的标号说明：

1、双臂组件；11、第一连接臂；111、第一铰接件；112、第三壳；1121、滑轨；1122、滑块；1123、竖向滑槽；12、第二连接臂；2、行走组件；21、驱动器；22、行走电机；23、电机固定盘；24、电机壳；241、连接座；25、电机壳盖；26、行走轮；261、轮毂；262、轮胎；27、第一法兰；28、第二法兰；29、第一轴承；3、支撑架；31、左支撑臂；32、横臂；33、右支撑臂；331、感应电导电轮；34、附加电机壳；35、第三法兰；36、第四法兰；37、摆件；38、第二轴承；39、附加电机；4、压紧组件；41、基座；411、充电触头；412、销轴；413、力传感器；414、三角块；42、摆臂；43、压紧轮；44、第一弹性件；45、第一滑杆；451、容置槽；452、防脱件；453、透过孔；46、第二滑杆；461、防脱钉；462、保护件；5、第一感应器；51、第一壳；511、第一滑孔；52、第一传感器；521、触发弹片；53、撞击缓冲件；531、第一滑柱；532、触发挡板；54、第二弹性件；6、丝杆升降机构；61、第一升降件；611、弹性块；612、铜套；613、抵触板；62、第一丝杆；63、第一进给螺母；64、第一电机；7、展臂；71、第二电机；72、第二丝杆；73、第二进给螺母；731、筒状部；732、固定挡板；75、第一移动件；751、容纳槽；752、弯折连接部；7521、弯折槽；753、平板部；76、第三电机；77、第二壳；81、锁臂伸缩电机；82、电控箱；83、线路；831、旁轨；9、除冰机构；10、防震锤。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图1-17及实施例对本发明作详细描述。

结合附图1-17，本实施例的一种输电线路行走除冰机器人，包括行走组件2、双臂组件1、压紧组件4、行走转向组件、锁臂组件、附加功能组件和展臂组件。行走组件2设有两组并且间隔设置在一用于输电的线路83上。双臂组件1包括连接臂，连接臂设有两个分别是第一连接臂11和第二连接臂12，第一连接臂11和第二连接臂12上端对应各设置一组行走组件2，行走组件2用于驱使输电线路行走除冰机器人在线路83上移动。压紧组件4设有两个分别设在第一连接臂11和第二连接臂12上，第一连接臂11和第二连接臂12均设有可使压紧组件4升降的机构。行走转向组件设于行走组件2和连接臂之间用于控制行走组件2和连接臂的转动活动度。展臂组件包括展臂7，展臂7设有可调节第一连接臂11第二连接臂12之间距离的机构。锁臂组件设于连接臂和展臂组件之间用于调节连接臂和展臂组件之间的转动活动度。附加功能组件设于行走组件2上，附加功能组件包括感应电导电功能组件或防脱功能组件或作业功能组件。本实施例中，附加功能组件包括感应电导电功能组件，感应电导电功能组件包括支撑架3和感应电导电轮331。在其他实施方式中附加功能组件还可以为防脱功能组件或作业功能组件，作业功能组件包括给线路83除冰的除冰机构9，除冰机构9通过夹持或铲除动作将线路83上的冰去除掉。防脱功能组件为可套设于线路83上的结构使输电线路行走除冰机器人与线路83形成机械闭环锁以实现防脱保护。

行走组件2包括驱动器21、行走电机22、电机固定盘23、电机壳24、电机壳盖25和行走轮26。第一连接臂11和第二连接臂12的结构相同，以下以第一连接臂11为例进行说明。

电机壳24、电机壳盖25和电机固定盘23围成了用于容置驱动器21和行走电机22的容置空间。驱动器21和行走电机22电连接，行走电机22和行走轮26传动连接。行走电机22固定于电机固定盘23，电机固定盘23固定于电机壳24，电机壳24的端部和电机壳盖25固定连接。

行走电机22的输出轴伸出于电机固定盘23外，行走电机22的输出轴固定连接有第一法兰27，第一法兰27固定连接有第二法兰28，第二法兰28和行走轮26固定连接。电机固定盘23的部分结构为筒状结构，第二法兰28的部分结构为筒状结构使第二法兰28可套设于电机固定盘23外，第二法兰28和电机固定盘23之间通过第一轴承29连接，使行走轮26可相对于电机固定盘23转动。行走轮26包括轮毂261和轮胎262，轮毂261套设于第二法兰28外并和第二法兰28固定连接。轮毂261的横断面为V字型结构，相应的轮胎262的横断面为V字型结构，使得行走轮26的行走面的横断面为V字型，线路83设于轮胎262的V字型的夹缝里，行走面的底部宽度小于线路83的直径使得当行走轮26于线路83上行走时行走面的底部与线路83之间留有间隙以利于行走。工作时，驱动器21发送电信号给行走电机22，行走电机22通过第一法兰27和第二法兰28带动行走轮26转动。具体应用时，轮胎262采用高弹性、高摩擦的聚氨脂材料，以增加轮胎262和线路83之间的摩擦力，使行走轮26在线路83上转动时不打滑。第一法兰27采用合金钢材料，第二法兰28和轮毂261采用轻质铝合金材料。

结合附图2和3，支撑架3一端和电机壳24固定连接，支撑架3另一端连接有附加电机壳34，支撑架3包括左支撑臂31、右支撑臂33和横臂32，左支撑臂31和电机壳24固定连接，右支撑臂33和附加电机壳34固定连接，横臂32设于左支撑臂31和右支撑臂33之间。附加电机壳34内固定有附加电机39，附加电机39的输出轴固定连接有第三法兰35，第三法兰35固定连接有第四法兰36，第四法兰36固定连接有摆件37，第四法兰36和第一法兰27之间通过第二轴承38连接。附加电机39转动可驱动摆件37摆动。摆件37端部可转动的设有感应电导电轮331，具体应用时，感应电导电轮331采用耐磨铜合金或石墨材料。本实施例中，摆件37设有两个，另一个摆件37可转动的设于电机固定盘23上，一个摆件37端部设有感应电导电轮支架右，另一个摆件37端部设有感应电导电轮支架左，感应电导电轮支架右和感应电导电轮支架左之间设有转动轴，感应电导电轮331设于转动轴上。感应电导电轮331可使输电线路行走除冰机器人整体与线路83形成等电位以避免引起电击危险。支撑架3为用于规避行走轮26的龙门结构或拱门结构，行走轮26位于左支撑臂31和右支撑臂33之间。

结合附图6和7，行走转向组件包括转向电机，电机壳24固定有连接座241，转向电机设于连接座241和连接臂之一，转向电机轴和另一个连接，可驱动连接座241和连接臂之间相对转动或相对锁定不能转动；或者，第一连接臂11和连接座241可转动的连接，具体应用时，通过轴承可转动的连接。连接座241可以为壳体或者块状物。

结合附图4和5，压紧组件4用于和行走组件2配合压紧线路83。压紧组件4包括基座41、摆臂42和压紧轮43，摆臂42和基座41可转动的连接，压紧轮43设于摆臂42的端部，线路83位于行走轮26和压紧轮43之间。压紧轮43的表面为凹弧面，使压紧轮43表面中部比两侧低用于和行走轮26的V字型结构相互配合，以防止线路83脱出。摆臂42设有两个，两个摆臂42之间设有第一弹性件44，两摆臂42相对设置，两摆臂42的中部均和基座41铰接，两压紧轮43可转动的各设于两摆臂42的一端，两摆臂42另一端之间设有第一弹性件44。两摆臂42呈张开的V字型结构，两摆臂42都具有弯折结构，使两摆臂42背向弯折形成V字型结构。工作时，两摆臂42形成的V字型结构的张开口和线路83相对使压紧轮43压紧线路83。当线路83上有凸出的障碍物时，以两摆臂42和基座41的铰接点为旋转中心，两摆臂42之间会旋转使V字型结构的张开口发生扩张，此时第一弹性件44受压缩。第一弹性件44使两摆臂42之间可弹性扩张，使两压紧轮43始终压紧在线路83上，防止输电线路行走除冰机器人从线路83上脱落。压紧轮43上设有用于计程的里程计，里程计检测压紧轮43在线路83上的行程。

具体应用时，其中一个摆臂42另一端铰接有第一滑杆45，另一个摆臂42另一端铰接有第二滑杆46，第一滑杆45设有用于容置第二滑杆46一端的容置槽451以使第一滑杆45和第二滑杆46之间可滑动的连接。第一弹性件44套设于第二滑杆46上，容置槽451端部设有防脱件452，防脱件452设有使第二滑杆46一端伸入的透过孔453，第二滑杆46一端设有防脱钉461，防脱钉461的尺寸大于透过孔453的尺寸以防止第二滑杆46从容置槽451内脱出。第二滑杆46设有保护件462，第一弹性件44一端抵接防脱件452，第一弹性件44另一端抵接保护件462。本实施例中第一弹性件44为压缩弹簧。在其他实施方式中，第一弹性件44设于摆臂42和基座41之间，第一弹性件44为设于摆臂42和基座41铰接点处的扭转弹簧。

第一滑杆45、第二滑杆46和第一弹性件44组成为一弹性连杆，弹性连杆起到缓冲减震的作用，可以适应线路83粗细变化或线路83上的小障碍物，对线路83的磨损伤害小。

基座41具体应用时为壳体，基座41左右两侧边均设有用于检测障碍物的第一感应器5。第一感应器5包括和基座41固定连接的第一壳51。第一壳51内具有容置第一传感器52的空间。第一壳51可滑动的设有撞击缓冲件53，撞击缓冲件53设有第一滑柱531，第一壳51设有第一滑孔511，第一滑柱531伸进第一滑孔511内，使撞击缓冲件53可相对于第一壳51滑动，第一滑柱531和第一壳51之间设有第二弹性件54。第一传感器52设有触发弹片521，第一滑柱531设有触发挡板532，触发挡板532设于第一壳51内。当撞击缓冲件53撞击到线路83上的障碍物时，第一滑柱531滑动使触发挡板532撞击触发弹片521，触发弹片521变形可触发第一传感器52，第一传感器52通过输电线路行走除冰机器人的控制器控制整个第一连接臂11后移。第一连接臂11后移以后，在第二弹性件54的作用下撞击缓冲件53恢复到初始位置，使触发挡板532和触发弹片521相分离。第一连接臂11后移以后，控制第一连接臂11的压紧组件4整体下降，使输电线路行走除冰机器人的前进过程中规避障碍物。第一连接臂11越过障碍以后，控制第一连接臂11的压紧组件4上升上升压紧线路83。

基座41上还设有用于给整个输电线路行走除冰机器人充电的充电触头411，线路83上间隔的设置有多个充电机构，当输电线路行走除冰机器人移动到充电机构的位置时，充电触头411可以和充电机构电接触。

在其他实施方式中，所述充电触头411可弹性浮动的设在所述基座41上，使得所述充电触头411与充电机构或线路83保持弹性接触从而可在作业过程中保持取电。

结合附图6和8，第一连接臂11包括第三壳112，第三壳112上可滑动的设有第一升降件61，第一升降件61和基座41可转动的连接，使压紧组件4可稍微前后的摆动，使压紧组件4适应线路83曲率变化。第三壳112内设有滑轨1121，第一升降件61连接有和滑轨1121配合的滑块1122，第三壳112还设有使第一升降件61可进入内部和滑块1122连接的竖向滑槽1123。第一升降件61和第一连接臂11之间设有丝杆升降机构6。丝杆升降机构6包括可转动的设于第三壳112内的第一丝杆62、和第一丝杆62配合的第一进给螺母63以及第一电机64，第一进给螺母63和第一升降件61固定连接，第一电机64通过齿轮组/同步带和第一丝杆62传动连接。第三壳112下端设有第一电机安装座，第一电机64安装于第一电机安装座。

结合附图7，第一升降件61和基座41通过销轴412连接。基座41和销轴412固定连接，第一升降件61设有套设于销轴412外的铜套612，销轴412和铜套612间隙配合以使销轴412可相对于铜套612轴向位移。第一升降件61设有抵触板613，抵触板613上或销轴412底部设有力传感器413。压紧轮43压紧线路83时，在压力的作用下销轴412向下运动压紧力传感器413，或者，销轴412带动力传感器413压紧抵触板613，来自线路83的压力会传递到力传感器413处。力传感器413将压力信号传输给控制器，控制器根据接收到的压力信号调整压紧组件4的高度，以适当调整压紧力大小，以保证行走轮26行走时不打滑，压紧力不过剩。

销轴412上端还设有三角块414，销轴412转动时，三角块414随销轴412一起顺时针或逆时针转动。第一升降件61设有弹性块611，三角块414作用在弹性块611上，当销轴412转动时，三角块414来回挤压弹性块611，以使压紧组件4摆动时可弹性的摆动，使压紧组件4始终具有回正的趋势。

第一电机安装座铰接有第一铰接件111，第一铰接件111和展臂7之间设有第一丝杆驱动机构。展臂7包括第二壳77，第一丝杆驱动机构包括安装于第二壳77的第二电机71、可转动的设于第二壳77内的第二丝杆72、和第二丝杆72配合的第二进给螺母73。第二电机71通过齿轮组/同步带和第二丝杆72传动连接，第二进给螺母73和第一铰接件111之间通过第一移动件75固定连接。第一移动件75一端设有容纳槽751结构，第二进给螺母73包括筒状部731和固定挡板732，筒状部731设于容纳槽751内，固定挡板732抵在容纳槽751的端面和第一移动件75螺钉连接。第一移动件75中间部设有弯折连接部752，弯折连接部752设有弯折槽7521，第二壳77的边沿设于弯折槽7521内使第一移动件75和第二壳77可滑动的连接。第一移动件75另一端设有平板部753，平板部753设于第一铰接件111的底部并和第一铰接件111螺钉连接。

第一连接臂11和第二连接臂12与同一展臂7连接，第二连接臂12的另一端铰接有第二铰接件，第一丝杆62还设有第三进给螺母，第三进给螺母通过第二移动件和第二铰接件固定连接，第三进给螺母和第二进给螺母73的结构相同，第二移动件的结构第一移动件75的结构相同。不同点在于，第一进给螺母63和第二进给螺母73内的螺纹螺旋方向相反，使第二丝杆72向一侧转动时，第一铰接件111和第二铰接件相靠近，第二丝杆72反向转动时，第一铰接件111和第二铰接件相分离。展臂7底部还设有电控箱82，展臂7和电控箱82之间设有第二丝杆驱动机构（图中未示出）。第二丝杆驱动机构包括可转动的设于展臂7的第三丝杆、第三电机76、和第三丝杆配合的第四进给螺母，第三电机76和第三丝杆传动连接，第四进给螺母和电控箱82固定连接，电控箱82和展臂7可滑动的连接。第三电机76安装于展臂7外。

第一连接臂11和第二连接臂12大致平行设置，当经过线路83水平段时，此时线路83、第一连接臂11、第二连接臂12和展臂7大致组成一方形结构。在线路83水平段，行走组件2行进较快，当加速或减速时由于惯性原因第一连接臂11、第二连接臂12和展臂7会晃动。为了提高输电线路行走除冰机器人的稳定性，在第一铰接件111和第一连接臂11之间设置锁臂组件，相同的第二连接臂12和第二铰接件之间也设有锁臂组件。具体的，锁臂组件包括安装于第一铰接件111和第一连接臂11之一的锁臂伸缩电机81。锁臂伸缩电机81具有可伸缩的伸缩轴（图中未示出），另一个设有锁定孔（图中未示出），锁定孔为非圆孔，伸缩轴为与锁定孔配合的非圆轴，伸缩轴伸进锁定孔内锁定第一连接臂11和第一铰接件111的相对位置；锁臂组件还包括安装于第二铰接件和第二连接臂之一的锁臂伸缩电机和设于另一个的锁定孔，第二连接臂相对第二铰接件转动固定角度后伸缩轴伸进锁定孔内锁定第二连接臂和第二铰接件的相对位置。锁臂伸缩电机81可使第一连接臂11、第二连接臂12和展臂7保持上述方形结构。当经过线路83倾斜段时，输电线路行走除冰机器人做爬坡或下坡运动，控制锁臂组件解锁，使第一铰接件11和第一连接臂11之间、第二铰接件和第二连接臂12之间可相对转动，由于重力原因第一铰接件11和第一连接臂11之间、第二铰接件和第二连接臂12之间被动旋转，此时上述方形结构变为一平行四边形结构。

行走组件2和连接臂之间的转动方向、连接臂和展臂组件之间的转动方向相互垂直。行走组件2和连接臂之间可轴向转动，连接臂和展臂组件之间可水平方向转动。

第一连接臂11和第二连接臂12上均设有用于限制压紧组件4最低位置的限位开关。电控箱82内设有电连接的供电电池和控制器，控制器和限位开关、第一传感器52、充电触头411、行走电机22、第一电机64、第二电机71、第三电机76、附加电机39、锁臂伸缩电机81和转向电机电连接。

结合附图9，J1为行走组件2行走轮26的转动副，J2为连接臂和行走组件2之间的转动副，J3为附加功能组件和行走组件2之间的转动副，J4为压紧组件4和连接臂之间的转动副，J5为压紧组件4和连接臂之间的移动副，J6为连接臂和展臂7之间的转动副，J7为连接臂和展臂7之间的移动副，J8为展臂7和电控箱82之间的移动副。

结合附图10，行走组件22设有两组，相应的行走轮26和行走电机22均设有两个，右边的行走轮26为前行走轮26，左边的行走轮26为后行走轮26，右边的行走电机22为前行走电机22，左边的行走电机22为后行走电机22。附图10中，整机重心在前行走轮26和后行走轮26连线方向上到前行走轮26的距离为L _F ；重心在前行走轮26和后行走轮26连线方向上到后行走轮26的距离为L _R ；前行走轮26和后行走轮26轮距为L；整机重量为G；前行走轮26所承受线路83支撑力为F _F ；前行走轮26的附着力为f _F ；后行走轮26所承受线路83支撑力为F _R ；后行走轮26的附着力为f _R ；输电线路行走除冰机器人的重心到线路83的距离为H。

列出力和力矩平衡方程：

结合附着力与正压力的关系：

可求得：

可以看出，当H设计确定后，针对某一坡道角θ，前行走轮26和后行走轮26附着力的分配比值取决于L _R 与L _F 的比值，亦即重心在两行走轮26连线方向上的位置。现有技术中，通常有L _R ≈L _F ，因此上式一般大于1，即爬坡时前行走轮26附着力大于后行走轮26附着力，前行走轮26驱动电机输出功率大于后行走轮26驱动电机输出功率，且坡道角θ越大时前后行走轮26驱动电机输出功率差值越大。

进一步，令

对上式求一阶导数，可知Z(L _R )是关于L _R 的增函数（在实际有效取值范围内），即L _R 越大时，Z(L _R )越大，前后行走轮26附着力分配比值越大，前后行走轮26附着力分配差别越大，前后行走电机22输出功率差值越大。

由于在行走轮26的行走电机22选型过程中，通常将前后行走电机22选用相同型号，为保证前后行走电机22在爬坡过程中输出功率尽量相近、避免出现一个行走轮26满负荷或超负荷运行而另一行走轮26负荷较低的恶劣工况，应使前后行走轮26附着力尽量相近。因此，可通过减小L _R 进而减小Z(L _R )、即减小前后行走轮26附着力分配比值，进而减小前后行走电机22输出功率差值，实现优化前后行走轮26附着力分配、优化前后行走电机22输出功率、促使爬坡过程中前后行走轮26均不打滑、提高整机爬坡能力的目的。

结合附图11-17，线路83通常会设置防震锤10或旁轨831等障碍物。本发明实施过程中，以上旁轨831为例，前行走轮26要上旁轨831时，电控箱82首先后移，后行走轮26压紧，此时，重心分布偏后，利于前行走轮26上旁轨831，使输电线路行走除冰机器人运行平稳、前行走轮26越障能力提升；当前行走轮26成功上旁轨831后，电控箱82组件首先前移，前行走轮26压紧，重心分布偏前，后行走轮26上旁轨831，此时的整机也更加平稳、后行走轮26越障能力也相对提升。以下旁轨831为例，前行走轮26要下旁轨831时，电控箱82首先后移，后行走轮26压紧，此时，重心分布偏后，利于前行走轮26下旁轨831，使输电线路行走除冰机器人运行平稳、前行走轮26越障能力提升；当前行走轮26成功下旁轨831后，电控箱82组件首先前移，前行走轮26压紧，重心分布偏前，后行走轮26下旁轨831，此时的整机也更加平稳、后行走轮26越障能力也相对提升。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，包括：

行走组件，其包括两组间隔设置的行走组件，至少一组所述行走组件包括行走电机和通过行走电机驱动的行走轮，所述行走组件通过行走电机驱动行走轮带动所述输电线路行走除冰机器人在线路上行进；

双臂组件，包括两组对应各设置在一组行走组件下方的连接臂，所述连接臂和所述行走组件可轴向转动的连接；

压紧组件，其可升降的设置在所述连接臂上，其包括两组间隔设置的且可相对活动的压紧轮，所述压紧组件升降时通过压紧轮接触或远离线路从而实现在提高或降低行走轮与线路间的附着力；

行走转向组件，其设置在所述行走组件和所述连接臂之间，用于控制所述行走组件和所述连接臂的转动自由度；

展臂组件，其连接在所述两组连接臂之间，用于调节所述两组连接臂之间的距离；

以及，

锁臂组件，其连接在所述连接臂和所述展臂组件之间，用于控制所述连接臂和所述展臂组件的转动自由度；

电控箱，用于给控制所述行走组件和/或所述压紧组件和/或所述展臂组件和/或所述行走转向组件和/或所述锁臂组件工作，其可滑动的设置在所述展臂组件上以利于调节所述输电线路行走除冰机器人的重心；

还包括附加功能组件，所述附加功能组件包括用于使所述输电线路行走除冰机器人与线路形成等电位以避免引起电击危险的感应电导电功能组件、用于使所述输电线路行走除冰机器人与线路形成机械闭环锁以实现防脱保护和避免所述输电线路行走除冰机器人在线路上发生脱落的防脱功能组件、以及用于在线路上作业的作业功能组件；

所述感应电导电功能组件包括安装在所述行走组件上的附加电机、与所述附加电机传动连接的摆件，所述摆件端部设有可转动的用于与线路接触配合的感应电导轮；

所述附加电机的输出轴固定连接有第三法兰，所述第三法兰固定连接有第四法兰，所述第四法兰和所述摆件固定连接；所述行走组件包括驱动器、电机固定盘、电机壳和电机壳盖，所述驱动器和所述行走电机电连接，所述行走电机和所述行走轮传动连接，所述行走电机固定于所述电机固定盘，所述电机固定盘固定于所述电机壳，所述电机壳的端部和所述电机壳盖固定连接，所述行走电机的输出轴设有第一法兰，所述第一法兰固定连接有第二法兰，所述第二法兰和所述行走轮固定连接，所述第二法兰套设于所述电机固定盘外，所述第二法兰和所述电机固定盘之间通过第一轴承连接，所述行走轮包括轮毂和安装在所述轮毂上的轮胎，所述轮毂套设于所述第二法兰外并和所述第二法兰固定连接，所述行走轮的行走面的横断面为V字型，线路设于V字型的夹缝里，行走面的底部宽度小于线路的直径使得当行走轮于线路上行走时行走面的底部与线路之间留有间隙以利于行走，所述附加功能组件还包括支撑架，所述支撑架一端和所述电机壳固定连接，所述支撑架另一端连接有附加电机壳，所述附加电机壳内固定有附加电机，所述第四法兰和所述第一法兰之间通过第二轴承连接；摆件设有两个，另一个摆件可转动的设于电机固定盘上，两摆件之间设有转动轴，感应电导电轮设于转动轴上。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，所述电机壳固定有连接座，所述连接臂和所述连接座可转动的连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，所述压紧组件还包括基座和两个相对设置的摆臂，所述基座可升降的安装在所述连接臂上，所述摆臂和所述基座可转动的连接，两个所述摆臂之间或者所述摆臂和所述基座之间设有第一弹性件，所述压紧轮设于所述摆臂的上端部，所述压紧轮压紧所述线路时，所述第一弹性件使所述两摆臂之间可弹性扩张。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，两所述摆臂呈张开的V字型结构，两所述摆臂的中部均和所述基座铰接，所述压紧轮和两所述摆臂的上端可转动连接，所述第一弹性件设于两所述摆臂下端之间。

5.根据权利要求4所述的一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，其中一个所述摆臂下端铰接有第一滑杆，另一个所述摆臂另一端铰接有第二滑杆，所述第一滑杆设有用于容置所述第二滑杆一端的容置槽以使所述第一滑杆和所述第二滑杆之间可滑动的连接，所述第一弹性件套设于所述第二滑杆上，所述容置槽端部设有防脱件，所述防脱件设有使所述第二滑杆一端伸入的透过孔，所述第二滑杆一端设有防脱钉，所述防脱钉的尺寸大于所述透过孔的尺寸以防止所述第二滑杆从所述容置槽内脱出，所述第二滑杆设有保护件，所述第一弹性件一端抵接所述防脱件，所述第一弹性件另一端抵接所述保护件。

6.根据权利要求3所述的一种输电线路行走除冰机器人，其特征在于，所述基座上还设有用于给所述输电线路行走除冰机器人充电的充电触头，所述充电触头可弹性浮动的设在所述基座上。

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