CN116054020A - 一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，包括行走机构，用于驱动机器人沿双分裂输电导线行走到所需的安装位置，在行走过程中可越过障碍物；包括存储机构，用于携带间隔棒；包括输送机构，用于将存储机构携带的间隔棒运送至所需的安装位置处；包括安装机构，用于将输送机构运送来的间隔棒安装于双分裂输电导线上；包括载物平台，用于为行走机构、存储机构、安装机构和输送机构提供支撑基础，使其一体化；本发明在控制系统的控制下，通过相互配合紧密的行走机构、存储机构、输送机构和安装机构，可以自动连续完成多个间隔棒的安装，具有结构紧凑、可靠性高、劳动强度低、工作安全性高的优点。

Description

一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人

技术领域

本发明属于电力线缆用间隔棒安装技术领域，具体涉及一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人。

背景技术

充足、稳定、高效的电力供应是支持国民经济建设、社会发展和居民生活的重要基础。在电网工程建设中，工人需要徒手爬塔、高空走线以及使用飞车，进行间隔棒安装作业。随着电力建设规模的飞速扩大，输电线路的结构愈加复杂，并且我国山川辽阔，山体地势各有不同，许多输电线路（特别是500千伏及以上电压等级）途径山区，地形和气象条件复杂，这给人工作业带来较大风险。电力线路途径地区，如河流、荒野、高山峡谷等，人员、车辆通行困难，同时伴有较大风速、高温、低温等恶劣气候条件都威胁着巡检作业人员的人身安全。另一方面，人工安装作业对工作人员要求高，工人的技术水平和熟练程度直接影响着间隔棒安装的质量和效率，人工作业无法避免出现安装缺陷等问题。电网建设工程需要推动“机械化换人、信息化减人”，提高标准化、专业化管理水平。

与此同时，间隔棒安装机器人在国内外研究极少，目前的研究仅仅处于功能验证和样机试验阶段，尚未在电力行业实现应用推广，不具备实用性。目前安装间隔棒的方法主要有人工飞车安装和飞机辅助安装。传统飞车整体相对较大，上下线相对困难。传统飞车不能够自动安装间隔棒，需要通过人力进行间隔棒的安装。传统飞车整体质量较大，跨越障碍物相对困难，而且间隔棒安装过程也相对复杂。飞机辅助安装则经济成本太高而没有得到广泛应用。

为解决上述问题，开发一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构紧凑、可靠性高、劳动强度低、工作安全性高的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人。

本发明的目的是这样实现的：一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，包括

一行走机构，用于驱动机器人沿双分裂输电导线行走到所需的安装位置，在行走过程中可越过障碍物；

一存储机构，用于携带间隔棒；

一输送机构，用于将存储机构携带的间隔棒运送至所需的安装位置处；

一安装机构，用于将输送机构运送来的间隔棒安装于双分裂输电导线上；

一载物平台，用于为行走机构、存储机构、安装机构和输送机构提供支撑基础，使其一体化。

优选的，所述行走机构包括六只相同的U槽轮，六只所述U槽轮分别通过竖直支撑对称安装于所述载物平台的两侧且该两侧间距匹配双分裂输电导线设置，所述竖直支撑的上端通过铰接设有可内外翻转的支撑框，所述支撑框和所述竖直支撑的外侧跨设式安装有越过气缸且所述越过气缸的工作端朝上设置，所述支撑框上位于所述越过气缸的上方设有为所述U槽轮提供行走动力的行走电机，所述支撑框的内侧设有保护框，所述保护框内安装有可沿双分裂输电导线方向转动的所述U槽轮。

优选的，所述竖直支撑之间的前部对称设有两根平行双分裂输电导线设置的前横梁，两根所述前横梁之间设有多个均匀平行分布的所述存储机构，所述存储机构包括两根分别设置于双分裂输电导线正下方且与双分裂输电导线等宽、等径设置的圆管，所述圆管的两端通过支座安装于所述前横梁上，间隔棒挂设于两根所述圆管之间。

优选的，所述前横梁上位于间隔棒端头的上方安装有平行间隔棒设置的针型气缸A，所述针型气缸A的活塞杆伸出时刚好压在间隔棒的端头上，所述针型气缸A的活塞杆缩回时不影响间隔棒的取放。

优选的，所述输送机构包括一沿双分裂输电导线方向的水平滑台、一沿竖直方向的升降机和一水平旋转的旋转台，所述水平滑台通过两个对称设置于间隔棒正下方的直线导轨A设置于所述载物平台上，所述载物平台上位于两个所述直线导轨A的中间设有丝杠电机A，所述水平滑台连接于所述丝杠电机A的滑块A上，所述升降机安装于所述水平滑台的上端，所述旋转台安装于所述升降机的上端。

优选的，所述旋转台包括支撑底板，所述支撑底板的上端中心转动连接有L形夹板，所述L形夹板的底边外侧上端设有工作方向朝内的薄型气缸，所述薄型气缸的活塞杆外端连接有平行所述L形夹板侧边设置的夹紧面板，所述夹紧面板的外侧对称设有两个匹配间隔棒中部两个孔位设置的定位圆台，所述L形夹板的底边上位于所述薄型气缸的位置处设有罩设于所述薄型气缸上方的倒U形支撑板，所述倒U形支撑板的底部外侧安装有所述安装机构的安装钩子。

优选的，所述L形夹板的底边上位于所述薄型气缸的下方设有沿所述薄型气缸活塞杆方向设置的导轨槽，所述导轨槽内安装有直线导轨B，所述夹紧面板的下端连接于所述直线导轨B的滑块上。

优选的，所述L形夹板的底边下端设有与其一体式的同步皮带轮A，所述同步皮带轮A转动连接于所述支撑底板的中心，所述支撑底板的下端面上位于所述存储机构的一侧安装有工作方向朝上的旋转电机，所述旋转电机的输出轴穿过所述支撑底板后上端连接有与所述同步皮带轮A等高设置的同步皮带轮B，所述同步皮带轮B通过皮带与所述同步皮带轮A相连。

优选的，所述安装机构包括两个对称且可转动安装于所述倒U形支撑板底部的支撑臂，两个所述支撑臂的下部靠近所述倒U形支撑板的一侧设有两个相互啮合的人形齿轮A，所述倒U形支撑板的底部位于两个所述支撑臂的一侧设有舵机A，所述舵机A的输出端穿过所述倒U形支撑底板设置后连接有人形齿轮B，所述人形齿轮B与其中一个所述人形齿轮A相互啮合设置，两个所述支撑臂的上端设有两个对称的舵机B，两个所述舵机B的输出端连接有两个对称的所述安装钩子；

所述安装机构还包括紧固模块，所述竖直支撑之间的后部对称设有两根平行双分裂输电导线设置的后横梁，两个所述紧固模块对称安装于两根所述后横梁上，所述紧固模块包括推杆电机和插销储存器，所述推杆电机在其工作方向朝内朝上倾斜设置后安装于所述后横梁上，所述插销储存器包括倒L形中空盒体，所述倒L形中空盒体通过直线导轨C安装于所述后横梁上位于所述推杆电机的一侧，所述倒L形中空盒体的中空底边内侧靠近所述推杆电机的一端设有出销孔，所述倒L形中空盒体的中空侧边内上部容纳有多个用于锁紧间隔棒挂钩的插销，所述倒L形中空盒体的中空侧边内位于多个所述插销的下端设有弹性顶紧装置，所述倒L形中空盒体的中空底边外侧设有微型丝杠电机，所述倒L形中空盒体内远离所述出销孔的一侧设有三角推板，所述三角推板连接于所述微型丝杠电机的滑块上。

优选的，所述安装钩子为一两自由度七连杆机构，所述两自由度七连杆机构包括三力杆A，所述三力杆A的内端固定连接于所述舵机B的输出端，所述三力杆A的外端与三力杆B的中部铰接相连，所述三力杆A的中部铰接连接有针型气缸B，所述针型气缸B的活塞杆与所述三力杆B的内端铰接相连，所述三力杆B上靠近其外端的位置处安装有与所述三力杆B外端大致垂直设置的针型气缸C，所述针型气缸C的工作方向朝内设置，所述三力杆B的外端位于所述针型气缸C的外侧铰接连接有二力杆，所述二力杆的外端与三力杆C的中部铰接相连，所述针型气缸C的活塞杆与所述三力杆C的内端铰接相连。

由于采用了以上的技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用相互配合紧密的行走机构、存储机构、输送机构和安装机构并通过载物平台整合为一体化的间隔棒安装机器人，结构紧凑，可靠性高，安装机器人依靠顶部的行走机构沿输电导线运动，依靠存储机构一次性携带多个间隔棒，依靠输送机构和安装机构连续实现一个一个间隔棒的安装，极大地降低了人工干预，减轻了劳动强度，提高了工作安全性；总的，本发明具有结构紧凑、可靠性高、劳动强度低、工作安全性高的优点。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明的图2去掉行走机构和存储机构后的立体结构示意图。

图4是本发明的图3去掉紧固模块后的立体结构示意图。

图5是本发明的图4去掉安装机构后的立体结构示意图。

图6是本发明的水平滑台和升降机的立体结构示意图。

图7是本发明的存储机构的立体结构示意图。

图8是本发明的旋转台和安装钩子的立体结构示意图。

图9是本发明的旋转台的立体结构示意图一。

图10是本发明的旋转台的立体结构示意图二。

图11是本发明的行走机构的立体结构示意图一。

图12是本发明的行走机构的立体结构示意图二。

图13是本发明的安装钩子的立体机构示意图。

图14是本发明的紧固模块和间隔棒的主视结构示意图。

图15是本发明的紧固模块的立体结构示意图。

图16是本发明的插销储存器的立体结构示意图。

图17是本发明的插销储存器的内部立体结构示意图。

图18是本发明的插销的立体结构示意图。

图19是本发明的安装钩子勾起间隔棒挂钩的关键动作状态示意图。

图20是本发明的机器人运动和间隔棒安装各项动作的控制逻辑图。

图21是本发明的图像数据传输逻辑图。

图中：A、前部存储区 B、后部安装区 1、载物平台 2、竖直支撑 3、直线导轨A 4、丝杠电机A 41、滑块A 5、水平滑台 51、水平滑板 52、水平滑块 6、升降机 61、下L形支撑板62、滑槽 63、滑杆 64、X形伸缩架 65、上L形支撑板 66、方形管 7、行走机构 71、越过气缸72、行走电机 73、支撑框 74、保护框 75、U槽轮 8、安装机构 81、安装钩子 811、三力杆A812、针型气缸B 813、三力杆B 814、针型气缸C 815、二力杆 816、三力杆C 82、支撑臂 821、人形齿轮A 822、舵机B 83、紧固模块 831、推杆电机 832、固定轴 833、滚动轴承 834、固定座 835、插销储存器 8351、倒L形中空盒体 8352、出销孔 8353、微型丝杠电机 8354、固定条 8355、直线导轨C 8356、三角推板 8357、弹性装置 83571、顶板 83572、弹簧 9、旋转台91、L形夹板 911、导轨槽 92、直线导轨B 93、夹紧面板 931、定位圆台 94、支撑底板 95、薄型气缸 96、皮带 97、旋转电机 98、同步皮带轮B 99、同步皮带轮A 10、后横梁 11、前横梁12、存储机构 121、支座 122、圆管 123、针型气缸A 13、间隔棒 131、挂钩 132、孔位 133、插销孔 14、储气罐 15、树莓派 16、24V锂电池 17、倒U形支撑板 18、舵机A 19、人形齿轮B20、微动开关 21、引导轮 22、双分裂输电导线 23、插销 231、插销本体 232、限位端头233、三角伸缩块 100、打开状态下的行走机构 。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供了一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，包括行走机构7，用于驱动机器人沿双分裂输电导线22行走到所需的安装位置，在行走过程中可越过障碍物；包括存储机构12，用于携带间隔棒13；包括输送机构，用于将存储机构12携带的间隔棒13运送至所需的安装位置处；包括安装机构8，用于将输送机构运送来的间隔棒13安装于双分裂输电导线22上；包括载物平台1（铝型材），用于为行走机构7、存储机构12、安装机构8和输送机构提供安装和支撑基础，使其整合为一体化结构的六轮驱动机器人。具体而言，六轮驱动机器人在物理空间上分为前部存储区A和后部安装区B，前部存储区A通过存储机构12可以携带三个间隔棒13，后部安装区B通过安装机构8可以将三个间隔棒13间隔一定距离依次安装于双分裂输电导线22上，其中间隔一定距离进行安装可以通过行走机构7实现，在前部存储区A和后部安装区B之间可以通过输送机构完成间隔棒13的运送，由此行走机构7、存储机构12、安装机构8和输送机构相互紧密配合，共同完成三个间隔棒13的安装工作。

需要说明的是，如图7和图14所示，本发明的间隔棒13为FJZ型阻尼间隔棒的一种，具有两个对称且位于两侧、可开合的挂钩131，具有两个对称且位于中部的孔位132，具有两个对称且用于挂钩131固定的插销孔133，适用于双分裂输电导线22安装使用，使用时双分裂输电导线22容纳于挂钩131内，可使双分裂输电导线22在风力、冰载荷、导线舞动和短路电流等影响下，两条线缆之间保持一定距离，避免子线缆相互之间鞭击，并且具有抑制风振和次档距振荡的作用。

还需要说明的是，如图18所示，本发明的插销23为重新设计后的新型插销，保留原有圆柱体结构的插销本体231后，在插销本体231的一端设有外径加大的限位端头232，在插销本体231的另一端设有两个对称分布的三角伸缩块233，三角伸缩块233前端朝外，方便插销的插入，插销本体231内部位于两个三角伸缩块之间设有压簧，在插销23插入间隔棒13的插销孔133中后两个三角伸缩块233在压簧的作用下复位，与限位端头232一起将插销23固定于插销孔133中，完成对挂钩131的固定。具体实施时，为了插销23更为顺利的插入，还可将插销本体231的插入端设计为圆台结构（图中未画出）。

如图1、图2、图11和图12所示，行走机构7包括六只相同的U槽轮75，六只U槽轮75分别通过竖直支撑2（铝型材）对称安装于载物平台1的两侧且该两侧间距匹配双分裂输电导线22设置，竖直支撑2的上端通过铰接设有可内外翻转的支撑框73，支撑框73和竖直支撑2的外侧跨设式安装有越过气缸71且越过气缸71的工作端朝上设置，支撑框73上位于越过气缸71的上方设有为U槽轮75提供行走动力的行走电机72，支撑框73的内侧设有保护框74，保护框74内安装有可沿双分裂输电导线22方向转动的U槽轮75。

其中，U槽轮75的U型槽可与双分裂输电导线22构成很好的限位效果，可有效防止轮子的滑落。具体实施时，可以根据线径和对应型号的压接管等直径来设计U槽轮75的U型槽大小，以使U槽轮75提供有效限位效果的同时可以直接越过压接管等较小障碍，提高行走效率。

其中，竖直支撑2和载物平台1组成一个整体的铝型材框架，共同为行走机构7、存储机构12、安装机构8和输送机构提供一个稳固的安装支撑。

其中，越过气缸71的活塞杆压回时，会带动上端的支撑框73向外打开，支撑框73带动保护框74向外打开，从而带动U槽轮75向外打开，向外打开后的U槽轮75远离双分裂输电导线22，从而越过已安装好的间隔棒13，越过完成后越过气缸71的活塞杆压出，直至U槽轮75复位。实际工作时，六只U槽轮75组成前、中、后三组行走轮，依次向外打开来避开间隔棒13等较大障碍物向前行走，达到下一个安装位置。

如图1、图2和图7所示，竖直支撑2之间的前部对称设有两根平行双分裂输电导线22设置的前横梁11，两根前横梁11之间设有多个均匀平行分布的存储机构12，存储机构12包括两根分别设置于双分裂输电导线22正下方且与双分裂输电导线22等宽、等径设置的圆管122（铝材质），圆管122的两端通过支座121（钣金材质）安装于前横梁11上，间隔棒13挂设于两根圆管122之间。

其中，支座121可将每个圆管122牢固地固定于铝型材框架上，并为间隔棒13提供很好的前后限位，防止间隔棒13前后移动，影响存储和安装工作。

具体的，在重力作用下，间隔棒13可以平稳地挂在两个铝管122之间，考虑到机器人整体上线过程中的晃动与倾斜，在前横梁11上位于间隔棒13端头的上方安装有平行间隔棒13设置的针型气缸A123，一方面当针型气缸A123的活塞杆伸出时刚好压在间隔棒13的端头上，起到上下限位的作用，从而防止间隔棒13因为晃动与倾斜而脱离圆管122，发生掉落等意外事故，另一方面当针型气缸A123的活塞杆缩回时不影响间隔棒13的取放，不影响存储机构12与输送机构的正常工作。

如图1、图2、图3和图4所示，输送机构包括一沿双分裂输电导线22方向的水平滑台5、一沿竖直方向的升降机6和一水平旋转的旋转台9，具有三个自由度，水平滑台5通过两个对称设置于间隔棒13正下方的直线导轨A3设置于载物平台1上，载物平台1上位于两个直线导轨A3的中间设有丝杠电机A4，水平滑台5连接于丝杠电机A4的滑块A41上，升降机6安装于水平滑台5的上端，旋转台9安装于升降机6的上端。

其中，水平滑台5用于实现间隔棒13的水平输送，升降机6用于实现间隔棒13的垂直输送，旋转台9用于配合升降机6实现间隔棒13的垂直输送与垂直输送完成后再反向旋转90度复位后实现间隔棒13的安装位置就位。

其中，如图5和图6所示，水平滑台5主要为一框架结构的水平滑板51，水平滑板51的下端面四角设有四个水平滑块52，四个水平滑块52一一对应安装于两个直线导轨A3上的四个滑块上，通过直线导轨上的滑块保证水平滑板51限位在水平方向上滑动，同时水平滑板51的下端与为其提供工作驱动的丝杠电机A4的滑块A41相连，在丝杠电机A4工作时，通过滑块A41驱动水平滑板51水平移动，从而实现水平滑台5的水平移动，进而完成其对间隔棒13的水平输送工作。

其中，如图6所示，升降机6由上部的两个上L形支撑板65、中部的三个X形伸缩架64和下部的两个下L形支撑板61组成，两个上L形支撑板65组成上端支撑，两个下L形支撑板61组成下端支撑，三个X形伸缩架组成上下伸缩结构，上L形支撑板65和下L形支撑板61设有上下对应的滑槽62，位于X形伸缩架64上一侧的滑杆63可沿滑槽62限位式水平滑动，滑杆63向外滑动时升降机6高度下降，滑杆63向内滑动时升降机6高度升高，从而保证升降机6在垂直方向上的上下伸缩，同时其中一个X形伸缩架64上一侧设有两个同一高度上的方形管66，具体实施时，可在两个方形管66之间安装丝杠电机B（图中未画出），丝杠电机B安装于其中一个方形管66的外侧，另一个方形管66与丝杠电机B的滑块B相连，当丝杠电机B工作时，滑块B通过两个方形管66驱动X形伸缩架64拉宽与变窄，从而实现升降机6的垂直伸缩，进而完成其对间隔棒13的垂直输送工作。

如图1、图2、图8、图9、图10和图14所示，旋转台9包括支撑底板94，支撑底板94固定安装于两个上L形支撑板65的上端面上，支撑底板94的上端中心转动连接有L形夹板91，L形夹板91的底边外侧上端设有工作方向朝内的薄型气缸95，薄型气缸95的活塞杆外端连接有平行L形夹板91侧边设置的夹紧面板93，薄型气缸95为夹紧面板93提供伸缩动力，以使L形夹板91的侧边与夹紧面板93一起形成一个可开可合的夹紧结构，用于夹持和临时固定间隔棒13，方便输送，夹紧面板93的外侧对称设有两个匹配间隔棒13中部两个孔位132设置的定位圆台931，定位圆台931外端相对较细，具有一定的锥度，便于夹持间隔棒13时被动对准孔位132并通过孔位132将间隔棒13夹持到位（设计思路来自于飞机空中加油的机械对准结构），方便后续安装到位，L形夹板91的底边上位于薄型气缸95的位置处设有罩设于薄型气缸95上方的倒U形支撑板17，倒U形支撑板17的底部外侧安装有安装机构8的安装钩子81。

具体的，L形夹板91的底边上位于薄型气缸95的下方设有沿薄型气缸95活塞杆方向设置的导轨槽911，用于方便下沉式安装直线导轨B93，导轨槽911内安装有直线导轨B92，夹紧面板93的下端连接于直线导轨B92的滑块B上，直线导轨B92用于限位夹紧面板93伸缩运动时的运动轨迹保持直线状态且运动时稳定可靠，夹取效果好。

具体的，L形夹板9的底边下端设有与其一体式的同步皮带轮A99，一体式的L形夹板9与同步皮带轮A99可以同步转动，同步皮带轮A99转动连接于支撑底板94的中心，支撑底板94的下端面上位于存储机构12的一侧安装有工作方向朝上的旋转电机97，用于提供旋转动力，旋转电机97的输出轴穿过支撑底板94后上端连接有与同步皮带轮A99等高设置的同步皮带轮B98，同步皮带轮B98通过皮带96与同步皮带轮A99相连，旋转电机97旋转时带动同步皮带轮B98旋转，同步皮带轮B98通过皮带96带动同步皮带轮A99旋转，通过皮带轮A99带动一体式的L形夹板9旋转，从而带动夹持于L形夹板9上的间隔棒13旋转，进而完成间隔棒13的垂直输送工作。

具体实施时，支撑底板94上位于L形夹板9的两个对角侧边分别设有一个微动开关20，两个微动开关20的工作方向互成90度，用于保证L形夹板9的旋转90度工作到位。

输送机构工作时，升降机6处于收缩状态（可以设计为最低位置），先通过水平滑台5向右运动至最近的间隔棒13正下方，然后升降机6上升，通过夹紧结构夹取正上方的间隔棒13后继续上升，待间隔棒13被夹取向上运动并脱离开圆管122后向左回移至复位（间隔棒13安装位置的正下方），然后旋转台9旋转90度，使得间隔棒13与双分裂输电导线22平行，以避免上升过程中间隔棒13与线缆发生干涉，然后升降机6继续上升，直至间隔棒13上升至线缆上方，等待安装。

如图1、图2、图8和图13所示，安装机构8包括两个对称且可转动安装于倒U形支撑板17底部的支撑臂82，支撑臂82下端靠近，上端向外张开形成一个大致的U形结构，两个支撑臂82的下部靠近倒U形支撑板17的一侧设有两个相互啮合的人形齿轮A821，倒U形支撑板17的底部位于两个支撑臂82的一侧设有舵机A18，舵机A18的输出端穿过倒U形支撑底板17设置后连接有人形齿轮B19，人形齿轮B19与其中一个人形齿轮A821相互啮合设置，两个支撑臂82的上端设有两个对称的舵机B822，两个舵机B822的输出端连接有两个对称的安装钩子81。

其中，人形齿轮A821和人形齿轮B19使用的人字齿传动方式，可以保证其转动时的传动精度和平稳度。

具体的，如图13所示，安装钩子81为一两自由度七连杆机构（设计思路来自于挖掘机机械臂），两自由度七连杆机构包括三力杆A811，三力杆A811的内端固定连接于舵机B822的输出端，三力杆A811的外端与三力杆B813的中部铰接相连，三力杆A811的中部铰接连接有针型气缸B812，针型气缸B812的活塞杆与三力杆B813的内端铰接相连，三力杆B813上靠近其外端的位置处安装有与三力杆B813外端大致垂直设置的针型气缸C814，针型气缸C814的工作方向朝内设置，三力杆B813的外端位于针型气缸C814的外侧铰接连接有二力杆815，二力杆815的外端与三力杆C816的中部铰接相连，针型气缸C814的活塞杆与三力杆C816的内端铰接相连。具体而言，安装钩子81整体外形类似翅膀，可同时打开与关闭，并由一个舵机B822驱动，以保证每次展开和收回的角度相同；当其完全收回时，输送机构可以向上夹取和运送间隔棒13且整个过程中安装钩子81不会与其余部件发生干涉，当其展开时，安装钩子81所在的平面恰好与处于安装位置时的间隔棒13平行且两者在平行方向上的中心对称面重合。

如图1、图2、图14、图15、图16、图17和图18所示，安装机构8还包括紧固模块83，竖直支撑2之间的后部对称设有两根平行双分裂输电导线22设置的后横梁10，两个紧固模块83对称安装于两根后横梁10上，紧固模块83包括推杆电机831和插销储存器835，推杆电机831在其工作方向朝内朝上倾斜设置后通过固定座834安装于后横梁10上，插销储存器835包括倒L形中空盒体8351，其中空结构用于容纳和储存插销23，倒L形中空盒体8351通过直线导轨C8355安装于后横梁10上位于推杆电机831的一侧，倒L形中空盒体8351的中空底边内侧靠近推杆电机831的一端设有出销孔8352，出销孔8352的设置要考虑后续的插销23顺利推出，倒L形中空盒体8351的中空侧边内上部容纳有多个用于锁紧间隔棒13挂钩131的插销23，插销23的插入端朝外，倒L形中空盒体8351的中空侧边内位于多个插销23的下端设有用于将插销23向上顶起的弹性顶紧装置8357，倒L形中空盒体8351的中空底边外侧设有微型丝杠电机8353，倒L形中空盒体8351内远离出销孔8352的一侧设有三角推板8356，三角推板8356连接于微型丝杠电机8353的滑块上，微型丝杠电机8353工作时通过三角推板8356将插销23推出并插入插销孔133中。

其中，推杆电机831用于朝上朝内将间隔棒13的挂钩131压入到位并顶住，以方便后续插销23的插入安装。具体实施时，推杆电机831的推杆外端穿设有固定轴832，固定轴832的两端位于推杆的两侧对称设有两个滚动轴承833，滚动轴承833滚动灵活，摩擦力小，有利于推杆电机831压入与顶住挂钩131的工作顺利实施。

其中，倒L形中空盒体8351的侧边内侧设有固定条8354，固定条8354固定安装于直线导轨C8355的导轨上端，直线导轨C8355的滑块固定安装于后横梁10上。具体实施时，可在直线导轨C8355的导轨外端与后横梁10之间安装一个微型针型气缸（图中未画出），用于驱动直线导轨C8355的导轨沿其滑块内外移动，从而实现插销储存器835向内移动达到插销23的插入工作位置和插入工作完成后的向外移动直至复位。

具体的，弹性顶紧装置8357包括顶板83571和两个对称设于顶板83571下端两侧的弹簧83572，通过弹簧83572的弹性作用一直向上顶起顶板83571，从而一直向上顶起插销23，方便最上方的那个插销23依次顺利推出。

安装机构8工作时，等待安装的间隔棒13已由输送机构运送至线缆上方的安装位置处，此时，两个安装钩子81向两侧展开，开始勾起间隔棒13挂钩131的工作，如图13和图19左上的关键动作状态a所示，针型气缸C814压回驱动三力杆C816伸直，针型气缸B812压出驱动三力杆C816插入挂钩131，然后进入关键动作状态b，针型气缸C814压出驱动三力杆C816勾住挂钩131，然后进入关键动作状态c，针型气缸B812压回勾起挂钩131并向外拉开，然后升降机6下降带动间隔棒13下降并挂在线缆上，然后进入关键动作状态d，针型气缸C814压回驱动三力杆C816伸直，释放挂钩131，在重力作用下，挂钩131自然下垂，此时，间隔棒13成功被挂在线缆上。接下来进行插销23的插入工作，两侧的推杆电机831同时运动，将挂钩131向内压入到位，夹紧线缆并顶住，然后插销储存器835工作，插销储存器835向内移动到其出销孔8352对准间隔棒13的插销孔133时，微型丝杠电机8353开始工作，通过三角推板8356推动插销23插入插销孔133内，插入到位（三角伸缩块233复位）后三角推板8356复位，随后插销储存器835复位，随后推杆电机831收回，插销23的插入工作完成。至此，一个间隔棒13的安装工作完成。

具体实施时，如图1、图2、图3、图4和图5所示，载物平台1的前部还安装有储气罐14、树莓派15和24V锂电池16。其中，储气罐14为机器人的各个气缸提供工作气压；其中，树莓派15为机器人的主处理器，负责数据运算和指令控制；其中，24V锂电池16为机器人提供工作电源。

具体实施时，机器人还配置有控制系统和图像回传系统。

其中，控制系统采用嵌入式系统，以树莓派15系列芯片为主处理器，根据位置参考系统（机器人按需选取与安装的各类传感器，如位移拉线传感器、温度传感器、湿度传感器、九轴姿态传感器、气压传感器等等）的数据计算结果，以总线或独立控制方式连接各个电机驱动器，控制驱动机器人运动系统的各个电机有序工作。

如图20所示，在系统启动后，摄像头与传感器随机开始工作，传感器测量温度、湿度、风向、当前位置等，并实时反馈于终端设备；系统总共含有两枚摄像头，一枚全局摄像头显示装置在线缆上的行走状态，另一枚细节摄像头显示具体的安装细节。整套装置首先移动到第一处安装点停下，水平滑台5移动，夹紧结构将间隔棒13从存储位置取下，随后移动至安装位置的正下方。接着，旋转台9旋转90度，使间隔棒13与线缆平行，随后升降机6上升，将间隔棒13送至线缆上方。然后，旋转台9反向旋转90度，将间隔棒13旋转至安装角度。通过安装钩子81上两个针型气缸的组合，间隔棒13两侧的挂钩131会被勾起，升降机6下降，安装机构完成安装。间隔棒13安装于线缆之后，所有装置将会回到初始位置。在完成一次间隔棒13安装后，装置需要越过已经安装的间隔棒13。装置回复原位后，大部分的重量将集中于装置前侧，此时，后轮会向两侧打开，下线。装置继续向前移动，直至后轮完全通过间隔棒13。接着，后轮会向内收回，上线，装置继续移动至下一个安装点，继续下一个间隔棒13的安装工作。

其中，机器人配备光学摄像机，对安装工作进行实时监测，并选取树莓派15作为客户端，阿里云服务器作为服务端，设计图像回传系统。两枚摄像头以一秒25帧的频率捕捉照片后通过udp协议及socket通信，凭借树莓派15连接的4G模块将图像从客户端传至服务端，通过openCV对图像进行处理并以窗口的形式显示出来，具体的逻辑结构如图21所示。

网站后端选用了Tornado框架，前端则选用了html、css和js来编写。通过jQuery和Ajax将鼠标及键盘的操控指令传送至后端，后端经过指令的判断后对相应的电机等进行控制。在对控制界面和云服务器进行内网穿透之后，控制方可通过访问对应的域名到达界面，进而实时控制。用户控制界面被设计为上下两部分，上方两个窗口为预先设定的视频显示窗口，分别用来显示机器人全局和间隔棒安装细节的图像。用户界面下方由左侧的四个方向按钮控制摄像头的方向，由右侧其他按钮控制对应的功能。控制者可通过鼠标点击按钮来对机器人完成控制。

本发明实际使用时，由人力拉升至双分裂输电导线22所需高度，随后机器人即可在控制系统的控制下自动上线，并行走到所需的安装位置，行走电机72停止工作，机器人就位，开始第一个间隔棒13的安装工作；由输送机构将前部存储区A的间隔棒13运送到后部安装区B，然后安装机构8将其安装在线缆上；安装完成后，机器人越过安装好的间隔棒13继续行走至下一个安装位置并重复上述动作，直至三个间隔棒13均安装完成。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：包括

一行走机构，用于驱动机器人沿双分裂输电导线行走到所需的安装位置，在行走过程中可越过障碍物；

一存储机构，用于携带间隔棒；

一输送机构，用于将存储机构携带的间隔棒运送至所需的安装位置处；

一安装机构，用于将输送机构运送来的间隔棒安装于双分裂输电导线上；

一载物平台，用于为行走机构、存储机构、安装机构和输送机构提供支撑基础，使其一体化。

2.根据权利要求1所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述行走机构包括六只相同的U槽轮，六只所述U槽轮分别通过竖直支撑对称安装于所述载物平台的两侧且该两侧间距匹配双分裂输电导线设置，所述竖直支撑的上端通过铰接设有可内外翻转的支撑框，所述支撑框和所述竖直支撑的外侧跨设式安装有越过气缸且所述越过气缸的工作端朝上设置，所述支撑框上位于所述越过气缸的上方设有为所述U槽轮提供行走动力的行走电机，所述支撑框的内侧设有保护框，所述保护框内安装有可沿双分裂输电导线方向转动的所述U槽轮。

3.根据权利要求2所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述竖直支撑之间的前部对称设有两根平行双分裂输电导线设置的前横梁，两根所述前横梁之间设有多个均匀平行分布的所述存储机构，所述存储机构包括两根分别设置于双分裂输电导线正下方且与双分裂输电导线等宽、等径设置的圆管，所述圆管的两端通过支座安装于所述前横梁上，间隔棒挂设于两根所述圆管之间。

4.根据权利要求3所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述前横梁上位于间隔棒端头的上方安装有平行间隔棒设置的针型气缸A，所述针型气缸A的活塞杆伸出时刚好压在间隔棒的端头上，所述针型气缸A的活塞杆缩回时不影响间隔棒的取放。

5.根据权利要求3或4所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述输送机构包括一沿双分裂输电导线方向的水平滑台、一沿竖直方向的升降机和一水平旋转的旋转台，所述水平滑台通过两个对称设置于间隔棒正下方的直线导轨A设置于所述载物平台上，所述载物平台上位于两个所述直线导轨A的中间设有丝杠电机A，所述水平滑台连接于所述丝杠电机A的滑块A上，所述升降机安装于所述水平滑台的上端，所述旋转台安装于所述升降机的上端。

6.根据权利要求5所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述旋转台包括支撑底板，所述支撑底板的上端中心转动连接有L形夹板，所述L形夹板的底边外侧上端设有工作方向朝内的薄型气缸，所述薄型气缸的活塞杆外端连接有平行所述L形夹板侧边设置的夹紧面板，所述夹紧面板的外侧对称设有两个匹配间隔棒中部两个孔位设置的定位圆台，所述L形夹板的底边上位于所述薄型气缸的位置处设有罩设于所述薄型气缸上方的倒U形支撑板，所述倒U形支撑板的底部外侧安装有所述安装机构的安装钩子。

7.根据权利要求6所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述L形夹板的底边上位于所述薄型气缸的下方设有沿所述薄型气缸活塞杆方向设置的导轨槽，所述导轨槽内安装有直线导轨B，所述夹紧面板的下端连接于所述直线导轨B的滑块上。

8.根据权利要求6或7所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述L形夹板的底边下端设有与其一体式的同步皮带轮A，所述同步皮带轮A转动连接于所述支撑底板的中心，所述支撑底板的下端面上位于所述存储机构的一侧安装有工作方向朝上的旋转电机，所述旋转电机的输出轴穿过所述支撑底板后上端连接有与所述同步皮带轮A等高设置的同步皮带轮B，所述同步皮带轮B通过皮带与所述同步皮带轮A相连。

9.根据权利要求6所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述安装机构包括两个对称且可转动安装于所述倒U形支撑板底部的支撑臂，两个所述支撑臂的下部靠近所述倒U形支撑板的一侧设有两个相互啮合的人形齿轮A，所述倒U形支撑板的底部位于两个所述支撑臂的一侧设有舵机A，所述舵机A的输出端穿过所述倒U形支撑底板设置后连接有人形齿轮B，所述人形齿轮B与其中一个所述人形齿轮A相互啮合设置，两个所述支撑臂的上端设有两个对称的舵机B，两个所述舵机B的输出端连接有两个对称的所述安装钩子；

所述安装机构还包括紧固模块，所述竖直支撑之间的后部对称设有两根平行双分裂输电导线设置的后横梁，两个所述紧固模块对称安装于两根所述后横梁上，所述紧固模块包括推杆电机和插销储存器，所述推杆电机在其工作方向朝内朝上倾斜设置后安装于所述后横梁上，所述插销储存器包括倒L形中空盒体，所述倒L形中空盒体通过直线导轨C安装于所述后横梁上位于所述推杆电机的一侧，所述倒L形中空盒体的中空底边内侧靠近所述推杆电机的一端设有出销孔，所述倒L形中空盒体的中空侧边内上部容纳有多个用于锁紧间隔棒挂钩的插销，所述倒L形中空盒体的中空侧边内位于多个所述插销的下端设有弹性顶紧装置，所述倒L形中空盒体的中空底边外侧设有微型丝杠电机，所述倒L形中空盒体内远离所述出销孔的一侧设有三角推板，所述三角推板连接于所述微型丝杠电机的滑块上。

10.根据权利要求9所述的面向双分裂输电导线间隔棒安装的六轮驱动机器人，其特征在于：所述安装钩子为一两自由度七连杆机构，所述两自由度七连杆机构包括三力杆A，所述三力杆A的内端固定连接于所述舵机B的输出端，所述三力杆A的外端与三力杆B的中部铰接相连，所述三力杆A的中部铰接连接有针型气缸B，所述针型气缸B的活塞杆与所述三力杆B的内端铰接相连，所述三力杆B上靠近其外端的位置处安装有与所述三力杆B外端大致垂直设置的针型气缸C，所述针型气缸C的工作方向朝内设置，所述三力杆B的外端位于所述针型气缸C的外侧铰接连接有二力杆，所述二力杆的外端与三力杆C的中部铰接相连，所述针型气缸C的活塞杆与所述三力杆C的内端铰接相连。

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