CN115257932A - 电线杆登杆机器人 - Google Patents

Abstract

一种电线杆登杆机器人，包括行走装置，行走装置包括第一车架、第二车架、第一车轮、第二车轮，第二车架的中部设于第一车架的后端，第二车架的前端设于第一车架的中部，在第一车架的前端和后端的两侧各设一个第一车轮，在第二车架的前端和后端的两侧各设一个第二车轮，在第二车架的后端的两侧各设一个第二车轮，较之现有技术整体车架，本申请提供的行走装置，设计分体弹性连接的第一车架、第二车架，以及高度不同的第一车轮、第二车轮，当遇到较高的凸起地形时，以第二车架为主要支撑，以第一车架为辅助支撑，当遇到较深的凹陷地形时，以第一车架为主要支撑，以第二车架为辅助支撑，能较好的适应幅度较大的野外复杂坑洼地形。

Description

电线杆登杆机器人

技术领域

本发明涉及带电作业机器人技术领域，特别涉及一种电线杆登杆机器人。

背景技术

电网在布置输送电力的时候，往往需要架设电线杆，现有的电线杆往往是柱状的混凝土柱，工作人员在后期对电力进行维保的时候，往往需要沿着电线杆进行攀登。工作人员在进攀登过程中，很容易因为各种突发状况而失足坠地，造成人员伤亡。在带电巡检时，更是增加了危险发生的概率。

授权公告号CN104600624B的中国发明专利公开了一种野外带电巡检作业机器人，以代替人工对电力进行巡检。野外带电巡检作业机器人包括车体，车体内设置有主蓄电池、主控制器和行走机构，主蓄电池为车体独立提供电能，采用履带式车轮。然而，对于幅度较大的野外复杂坑洼地形，即使履带式车轮也难以逾越。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种电线杆登杆机器人。

一种电线杆登杆机器人，包括行走装置，行走装置包括第一车架、第二车架、第一车轮、第二车轮，第二车架的中部设于第一车架的后端，第二车架的中部的下表面与第一车架的后端的上表面弹性连接，第二车架的前端设于第一车架的中部，第二车架的前端的下表面与第一车架的中部的上表面弹性连接，在第一车架的前端的两侧各设一个第一车轮，在第一车架的后端的两侧各设一个第一车轮，在第二车架的前端的两侧各设一个第二车轮，在第二车架的后端的两侧各设一个第二车轮，第二车轮的水平高度高于第一车轮的水平高度。

优选地，所述行走装置还包括第五弹簧，所述第二车架的前端的下表面与第一车架的中部的上表面通过第五弹簧连接，所述第二车架的中部的下表面与第一车架的后端的上表面通过第五弹簧连接。

优选地，所述电线杆登杆机器人还包括登杆装置，所述登杆装置包括登杆机构、抱杆机构，所述登杆机构包括上支撑板、下支撑板、左丝杆、右丝杆，所述抱杆机构包括上夹持组件、下夹持组件，在上支撑板上设有上夹持组件，在下支撑板上设有上夹持组件，所述上夹持组件包括上左夹持臂、上右夹持臂，所述下夹持组件包括下左夹持臂、下右夹持臂，所述左丝杆贯穿上支撑板和下支撑板，所述右丝杆贯穿上支撑板和下支撑板，所述左丝杆顺时针转动，上左夹持臂和上右夹持臂相对靠近而抱紧电线杆，上支撑板相对电线杆静止，下左夹持臂和下右夹持臂相对远离而松开电线杆，下支撑板相对电线杆运动，所述左丝杆逆时针转动，上左夹持臂和上右夹持臂相对远离而松开电线杆，上支撑板相对电线杆运动，下左夹持臂和下右夹持臂相对靠近而抱紧电线杆，下支撑板相对电线杆静止。

优选地，所述上夹持组件还包括第一弹簧，所述第一弹簧的一端与上左夹持臂连接，所述第一弹簧的另一端与上右夹持臂连接，所述下夹持组件还包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端与下左夹持臂连接，所述第二弹簧的另一端与下右夹持臂连接。

优选地，所述上夹持组件还包括上棘轮，所述上棘轮与上支撑板转动连接，所述左丝杆与上支撑板螺纹连接，以通过左丝杆转动驱动上支撑板沿左丝杆的轴向移动，所述上棘轮套设在左丝杆上，所述上棘轮可沿左丝杆的轴向移动，所述上棘轮与左丝杆同步转动。

优选地，所述上左夹持臂与上支撑板滑动连接，所述上左夹持臂可沿上支撑板滑动的长度方向直线往复移动，所述上左夹持臂的左端设有上棘爪，所述左丝杆顺时针转动，所述上棘爪与上棘轮不啮合，所述左丝杆逆时针转动，所述上棘爪与上棘轮啮合。

优选地，所述登杆机构还包括第三弹簧、挡片，所述第三弹簧的上端与上支撑板连接，所述第三弹簧的下端与下支撑板连接，所述下夹持组件包括左第一齿轮、左第二齿轮、下棘轮，所述左第一齿轮、左第二齿轮、下棘轮与下支撑板转动连接，所述左第一齿轮套设在左丝杆上，所述左第一齿轮可沿左丝杆的轴向移动，所述左第一齿轮套与左丝杆同步转动，所述所述左第二齿轮与左第一齿轮啮合，所述左第二齿轮通过转轴与下棘轮连接，所述左第二齿轮与下棘轮同步转动，所述挡片设于左丝杆的下端。

优选地，所述下左夹持臂与下支撑板滑动连接，所述下左夹持臂可沿下支撑板的长度方向直线往复移动，所述下左夹持臂的左端设有下棘爪，所述左丝杆顺时针转动，所述下棘爪与下棘轮啮合，所述左丝杆逆时针转动，所述下棘爪与下棘轮不啮合。

优选地，所述上夹持组件还包括右第一齿轮，所述右第一齿轮与上支撑板转动连接，所述右第一齿轮套设在右丝杆上，所述右第一齿轮可沿右丝杆的轴向移动，所述右第一齿轮与右丝杆同步转动。

优选地，所述上右夹持臂与上支撑板滑动连接，所述上右夹持臂可沿上支撑板的长度方向直线往复移动，所述上右夹持臂的右端设有上齿条，所述右第一齿轮与上齿条啮合。

本发明的有益效果在于：较之现有技术整体车架，本申请提供的行走装置，设计分体弹性连接的第一车架、第二车架，以及高度不同的第一车轮、第二车轮，当遇到较高的凸起地形时，以第二车架为主要支撑，以第一车架为辅助支撑，当遇到较深的凹陷地形时，以第一车架为主要支撑，以第二车架为辅助支撑，能较好的适应幅度较大的野外复杂坑洼地形。

附图说明

图1为所述行走装置的主视图。

图2为所述行走装置的俯视图。

图3为所述登杆装置的俯视图。

图4为所述登杆装置的主视图。

图5为图4中所述登杆装置沿A-A方向的剖视图。

图6为图4中所述登杆装置沿B-B方向的剖视图。

图7为所述上棘爪与上棘轮的结构示意图。

图8为所述登杆装置使用状态示意图。

图中：登杆机构10、上支撑板11、下支撑板12、左丝杆13、右丝杆14、第三弹簧15、挡片16、抱杆机构20、上夹持组件21、上左夹持臂211、上右夹持臂212、第一弹簧213、上棘轮214、上棘爪215、棘板2151、棘块2152、第四弹簧2153、右第一齿轮216、上齿条217、下夹持组件22、下左夹持臂221、下右夹持臂222、第二弹簧223、左第一齿轮224、左第二齿轮225、下棘轮226、下棘爪227、右第二齿轮228、下齿条229、电线杆30、行走装置40、第一车架41、第二车架42、第一车轮43、第二车轮44、第五弹簧45。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1和图2，本发明实施例提供了一种电线杆登杆机器人，包括行走装置40，行走装置40包括第一车架41、第二车架42、第一车轮43、第二车轮44，第二车架42的中部设于第一车架41的后端，第二车架42的中部的下表面与第一车架41的后端的上表面弹性连接，第二车架42的前端设于第一车架41的中部，第二车架42的前端的下表面与第一车架41的中部的上表面弹性连接，在第一车架41的前端的两侧各设一个第一车轮43，在第一车架41的后端的两侧各设一个第一车轮43，在第二车架42的前端的两侧各设一个第二车轮44，在第二车架42的后端的两侧各设一个第二车轮44，第二车轮44的水平高度高于第一车轮43的水平高度。

本发明的有益效果在于：较之现有技术整体车架，本申请提供的行走装置40，设计分体弹性连接的第一车架41、第二车架42，以及高度不同的第一车轮43、第二车轮44，当遇到较高的凸起地形时，以第二车架42为主要支撑，以第一车架41为辅助支撑，当遇到较深的凹陷地形时，以第一车架41为主要支撑，以第二车架42为辅助支撑，能较好的适应幅度较大的野外复杂坑洼地形。

参见图1和图2，进一步行走装置40还包括第五弹簧45，第二车架42的前端的下表面与第一车架41的中部的上表面通过第五弹簧45连接，第二车架42的中部的下表面与第一车架41的后端的上表面通过第五弹簧45连接。

参见图3至图6，进一步，电线杆登杆机器人还包括登杆装置，登杆装置包括登杆机构10、抱杆机构20，登杆机构10包括上支撑板11、下支撑板12、左丝杆13、右丝杆14，抱杆机构20包括上夹持组件21、下夹持组件22，在上支撑板11上设有上夹持组件21，在下支撑板12上设有上夹持组件21，上夹持组件21包括上左夹持臂211、上右夹持臂212，下夹持组件22包括下左夹持臂221、下右夹持臂222，左丝杆13贯穿上支撑板11和下支撑板12，右丝杆14贯穿上支撑板11和下支撑板12，左丝杆13顺时针转动，上左夹持臂211和上右夹持臂212相对靠近而抱紧电线杆30，上支撑板11相对电线杆30静止，下左夹持臂221和下右夹持臂222相对远离而松开电线杆30，下支撑板12相对电线杆30运动，左丝杆13逆时针转动，上左夹持臂211和上右夹持臂212相对远离而松开电线杆30，上支撑板11相对电线杆30运动，下左夹持臂221和下右夹持臂222相对靠近而抱紧电线杆30，下支撑板12相对电线杆30静止。

登杆装置由行走装置40从甲地运送至乙地，登杆装置可以装载相应的维保设备，完成相应的维保工作。

较之授权公告号CN104600624B的中国发明公开的登杆机构10，本申请提供了一种替代方案，只需配置一个电机，即可实现抱杆、登杆的动作，降低了设备的复杂性和成本。

参见图3至图6，进一步，上夹持组件21还包括第一弹簧213，第一弹簧213的一端与上左夹持臂211连接，第一弹簧213的另一端与上右夹持臂212连接，下夹持组件22还包括第二弹簧223，第二弹簧223的一端与下左夹持臂221连接，第二弹簧223的另一端与下右夹持臂222连接。

参见图3至图6，进一步，上夹持组件21还包括上棘轮214，上棘轮214与上支撑板11转动连接，左丝杆13与上支撑板11螺纹连接，以通过左丝杆13转动驱动上支撑板11沿左丝杆13的轴向移动，上棘轮214套设在左丝杆13上，上棘轮214可沿左丝杆13的轴向移动，上棘轮214与左丝杆13同步转动。

参见图3至图6，进一步，上左夹持臂211与上支撑板11滑动连接，上左夹持臂211可沿上支撑板11滑动的长度方向直线往复移动，上左夹持臂211的左端设有上棘爪215，左丝杆13顺时针转动，上棘爪215与上棘轮214不啮合，左丝杆13逆时针转动，上棘爪215与上棘轮214啮合。

参见图3至图6，进一步，登杆机构10还包括第三弹簧15、挡片16，第三弹簧15的上端与上支撑板11连接，第三弹簧15的下端与下支撑板12连接，下夹持组件22包括左第一齿轮224、左第二齿轮225、下棘轮226，左第一齿轮224、左第二齿轮225、下棘轮226与下支撑板12转动连接，左第一齿轮224套设在左丝杆13上，左第一齿轮224可沿左丝杆13的轴向移动，左第一齿轮224套与左丝杆13同步转动，左第二齿轮225与左第一齿轮224啮合，左第二齿轮225通过转轴与下棘轮226连接，左第二齿轮225与下棘轮226同步转动，挡片16设于左丝杆13的下端。

第一弹簧213、第二弹簧223、第三弹簧15均为强力弹簧，第一弹簧213、第二弹簧223、第三弹簧15可根据需要随时调节。或根据需要更换不同弹力的弹簧。

参见图3至图6，进一步，下左夹持臂221与下支撑板12滑动连接，下左夹持臂221可沿下支撑板12的长度方向直线往复移动，下左夹持臂221的左端设有下棘爪227，左丝杆13顺时针转动，下棘爪227与下棘轮226啮合，左丝杆13逆时针转动，下棘爪227与下棘轮226不啮合。

参见图7，上棘爪215与下棘爪227结构相同，上棘爪215包括棘板2151、棘块2152、第四弹簧2153，棘板2151为一直板，在棘板2151的一侧设有多个滑槽，在滑槽内设有棘块2152，棘块2152与滑槽滑动配合，棘块2152的一端与第四弹簧2153的一端连接，第四弹簧2153的另一端与棘板2151连接，棘块2152与连接第四弹簧2153相对的一端设有斜面。

参见图3至图6，进一步，上夹持组件21还包括右第一齿轮216，右第一齿轮216与上支撑板11转动连接，右第一齿轮216套设在右丝杆14上，右第一齿轮216可沿右丝杆14的轴向移动，右第一齿轮216与右丝杆14同步转动。

参见图3至图6，进一步，上右夹持臂212与上支撑板11滑动连接，上右夹持臂212可沿上支撑板11的长度方向直线往复移动，上右夹持臂212的右端设有上齿条217，右第一齿轮216与上齿条217啮合。

参见图3至图6，进一步，上夹持组件21还包括右第二齿轮228，右第二齿轮228与下支撑板12转动连接，右第二齿轮228套设在右丝杆14上，右第二齿轮228可沿右丝杆14的轴向移动，右第二齿轮228与右丝杆14同步转动。

参见图3至图6，进一步，下右夹持臂222与下支撑板12滑动连接，下右夹持臂222可沿下支撑板12的长度方向直线往复移动，下右夹持臂222的右端设有下齿条229，右第二齿轮228与下齿条229啮合。

参见图3至图6，进一步，在左丝杆13的上端也设一个挡片16，在右丝杆14的上端和下端各设一个挡片16。挡片16的一个作用为防止上支撑板11、下支撑板12脱离左丝杆13、右丝杆14。

在一个实施例中，左丝杆13通过一个电机驱动转动，电机正转时，右丝杆14通过一组齿轮与与电机传动配合，电机反转时，右丝杆14通过另一组齿轮与与电机传动配合。电机与右丝杆14之间通过离合器实现断开传动和传动切换。离合器可以手动操作，也可以采用电动开关实现。

在一个实施例中，左丝杆13和右丝杆14采用螺距较大的丝杆，例如滚珠丝杠。

在一个实施例中，在挡片16和下支撑板12之间安装弹性垫，弹性垫套设在左丝杆13上。

在一个实施例中，第一齿轮与上棘轮214的外径相同。

在一个实施例中，上棘轮214与左丝杆13、左第一齿轮224与左丝杆13、右第一齿轮216与右丝杆14、右第二齿轮228与右丝杆14均为键连接。

在一个实施例中，上棘爪215和下棘爪227为缺齿棘爪，以上棘爪215为例，在棘板2151的右半部不设棘块2152。

在一个实施例中，在上左夹持臂211、上右夹持臂212、下左夹持臂221、下右夹持臂222的内侧设有弹性层。

参见图8，行走装置40与登杆装置可拆卸连接，第一车架41的前端或第二车架42的后端设计成弧形，以方便与电线杆30外壁相切，方便将电线杆30置于上左夹持臂211与上右夹持臂212和下左夹持臂221和下右夹持臂222之间，还可以作为第一车架41或第二车架42相对电线杆30定位之用，转动右丝杆14，张开上右夹持臂212、下右夹持臂222，使得电线杆30位于下左夹持臂221、下右夹持臂222和上左夹持臂211、上右夹持臂212之间，然后反向转动右丝杆14，上右夹持臂212、下右夹持臂222回位。上左夹持臂211、上右夹持臂212处于张开状态，下左夹持臂221、下右夹持臂222处于张开状态。

电机正转，左丝杆13顺时针转动，上棘轮214与上棘爪215不啮合，第一弹簧213的作用下，上左夹持臂211、上右夹持臂212相对靠近而抱紧，下棘轮226与下棘爪227啮合，下左夹持臂221、下右夹持臂222相对分离而张开，左丝杆13相对上支撑板11上升，并带动下支撑板12上升。电机反转，左丝杆13逆时针转动，上棘轮214与上棘爪215啮合，上左夹持臂211、上右夹持臂212相对分离而张开，下棘轮226与下棘爪227不啮合，下左夹持臂221、上右夹持臂212相对靠近而抱紧，左丝杆13相对上支撑板11下降，在第三弹簧15的作用下，上支撑板11上升。如此重复，实现登杆装置在电线杆30上攀登。

在靠近第一车架41的前端或第二车架42的后端设有穿入孔，穿入孔的上部为锥形，穿入孔的下部为柱形，穿入孔的上部的内径大于挡片16的外径，穿入孔的下部的内径小于挡片16的外径。

轻微转动右丝杆14，张开上右夹持臂212、下右夹持臂222，登杆装置在重力的作用下，克服上右夹持臂212与上左夹持臂211或下右夹持臂222与下左夹持臂221之间的摩擦力缓慢下降至行走装置40，左丝杆13和右丝杆14的下端落入穿入孔，登杆装置装载入行走装置40。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电线杆登杆机器人，其特征在于：包括行走装置，行走装置包括第一车架、第二车架、第一车轮、第二车轮，第二车架的中部设于第一车架的后端，第二车架的中部的下表面与第一车架的后端的上表面弹性连接，第二车架的前端设于第一车架的中部，第二车架的前端的下表面与第一车架的中部的上表面弹性连接，在第一车架的前端的两侧各设一个第一车轮，在第一车架的后端的两侧各设一个第一车轮，在第二车架的前端的两侧各设一个第二车轮，在第二车架的后端的两侧各设一个第二车轮，第二车轮的水平高度高于第一车轮的水平高度。

2.如权利要求1所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述行走装置还包括第五弹簧，所述第二车架的前端的下表面与第一车架的中部的上表面通过第五弹簧连接，所述第二车架的中部的下表面与第一车架的后端的上表面通过第五弹簧连接。

3.如权利要求1所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述电线杆登杆机器人还包括登杆装置，所述登杆装置包括登杆机构、抱杆机构，所述登杆机构包括上支撑板、下支撑板、左丝杆、右丝杆，所述抱杆机构包括上夹持组件、下夹持组件，在上支撑板上设有上夹持组件，在下支撑板上设有上夹持组件，所述上夹持组件包括上左夹持臂、上右夹持臂，所述下夹持组件包括下左夹持臂、下右夹持臂，所述左丝杆贯穿上支撑板和下支撑板，所述右丝杆贯穿上支撑板和下支撑板，所述左丝杆顺时针转动，上左夹持臂和上右夹持臂相对靠近而抱紧电线杆，上支撑板相对电线杆静止，下左夹持臂和下右夹持臂相对远离而松开电线杆，下支撑板相对电线杆运动，所述左丝杆逆时针转动，上左夹持臂和上右夹持臂相对远离而松开电线杆，上支撑板相对电线杆运动，下左夹持臂和下右夹持臂相对靠近而抱紧电线杆，下支撑板相对电线杆静止。

4.如权利要求3所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述上夹持组件还包括第一弹簧，所述第一弹簧的一端与上左夹持臂连接，所述第一弹簧的另一端与上右夹持臂连接，所述下夹持组件还包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端与下左夹持臂连接，所述第二弹簧的另一端与下右夹持臂连接。

5.如权利要求3所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述上夹持组件还包括上棘轮，所述上棘轮与上支撑板转动连接，所述左丝杆与上支撑板螺纹连接，以通过左丝杆转动驱动上支撑板沿左丝杆的轴向移动，所述上棘轮套设在左丝杆上，所述上棘轮可沿左丝杆的轴向移动，所述上棘轮与左丝杆同步转动。

6.如权利要求5所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述上左夹持臂与上支撑板滑动连接，所述上左夹持臂可沿上支撑板滑动的长度方向直线往复移动，所述上左夹持臂的左端设有上棘爪，所述左丝杆顺时针转动，所述上棘爪与上棘轮不啮合，所述左丝杆逆时针转动，所述上棘爪与上棘轮啮合。

7.如权利要求3所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述登杆机构还包括第三弹簧、挡片，所述第三弹簧的上端与上支撑板连接，所述第三弹簧的下端与下支撑板连接，所述下夹持组件包括左第一齿轮、左第二齿轮、下棘轮，所述左第一齿轮、左第二齿轮、下棘轮与下支撑板转动连接，所述左第一齿轮套设在左丝杆上，所述左第一齿轮可沿左丝杆的轴向移动，所述左第一齿轮套与左丝杆同步转动，所述所述左第二齿轮与左第一齿轮啮合，所述左第二齿轮通过转轴与下棘轮连接，所述左第二齿轮与下棘轮同步转动，所述挡片设于左丝杆的下端。

8.如权利要求7所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述下左夹持臂与下支撑板滑动连接，所述下左夹持臂可沿下支撑板的长度方向直线往复移动，所述下左夹持臂的左端设有下棘爪，所述左丝杆顺时针转动，所述下棘爪与下棘轮啮合，所述左丝杆逆时针转动，所述下棘爪与下棘轮不啮合。

9.如权利要求3所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述上夹持组件还包括右第一齿轮，所述右第一齿轮与上支撑板转动连接，所述右第一齿轮套设在右丝杆上，所述右第一齿轮可沿右丝杆的轴向移动，所述右第一齿轮与右丝杆同步转动。

10.如权利要求9所述的电线杆登杆机器人，其特征在于：所述上右夹持臂与上支撑板滑动连接，所述上右夹持臂可沿上支撑板的长度方向直线往复移动，所述上右夹持臂的右端设有上齿条，所述右第一齿轮与上齿条啮合。

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