CN1689769A - 一种超高压输电线巡检机器人机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动机器人机构，具体地说是一种超高压输电线巡检机器人机构。它由移动车体、后手臂、前手臂组成，其中：移动车体由本体和行走轮组成，行走轮通过水平转动副和移动副安装在本体上，并与线相抓持，本体通过转动副分别与前、后手臂相连，手臂末端为手爪；所述前手臂、后手臂结构相同，其中每一手臂由上臂、下臂两部分组成，上臂为连杆及滚珠丝杠与滑块组合结构，通过水平转动副与下臂相连接，下臂为大行程伸缩机构。本发明工作空间大、重量轻、能耗低且越障能力强。

Description

一种超高压输电线巡检机器人机构
技术领域
本发明涉及移动机器人机构，具体地说是一种超高压输电线巡检机器人机构。
背景技术
在现有的超高压输电线巡检机器人机构中，大部分采用由轮式移动和复合连杆机构组合而成的复合移动机构(文献1：Jun Sawada，KazuyukiKusumoto，Tadashi Munakata，Yasuhisa Maikawa，Yoshinobu Ishikawa，“AMobile Robot For Inspection of Power Transmission Lines”，IEEE Trans.PowerDelivery，1991，Vol.6，No.1：pp..309-315；文献2：Mineo Higuchi，YoichiroMaeda，Sadahiro Tsutani，Shiro Hagihara，“Development of a Mobile InspectionRobot for Power Transmission Lines”，J.of the Robotics Society of Japan，Japan，Vol.9，No.4，pp.457-463，1991)，或者采用多组移动单元串联组成的多自由度移动机构(文献3：Shin-ichi Aoshima，Takeshi Tsujimura，Tetsuro Yabuta，“A Wire Mobile Robot with Multi-unit Structure”，IEEE/RSJIntermational Workshop on Intelligent Robots and Systems’89，Sep.4-6，1989，Tsukuba，Japan，pp.414-421)。这些机构的结构复杂、重量大、耗能多、越障能力有限且不易于控制，因此，难以应用于实际的超高压输电线路巡检作业。
发明内容
为克服上述移动机构结构复杂、重量大、耗能多、越障能力有限且不易于控制之不足，本发明提供一种工作空间大、重量轻、能耗低且越障能力强的轮手复合的超高压输电线巡检机器人机构。
为了实现上述目的，本发明超高压输电线巡检机器人机构由移动车体、后手臂、前手臂组成，其中：移动车体由本体和行走轮组成，行走轮通过水平转动副和移动副安装在本体上，并与线相抓持，本体通过转动副分别与前、后手臂相连，手臂末端为手爪；
其中：本发明所述前手臂、后手臂结构相同，分别与驱动电机相连；其中每一手臂由上臂、下臂两部分组成，上臂为连杆及滚珠丝杠与滑块组合结构，通过水平转动副与下臂相连接，下臂为大行程伸缩机构；所述前手爪、后手爪与线相抓持，可采用常规的夹持式手爪结构，或夹持与行走组合的复合机构，或行走轮组合的复合夹持机构；所述行走轮与驱动电机相连；
另外，本体上可安装卷筒，通过柔索连接本体和前后两个手臂；所述卷筒与驱动电机相连。
该发明基于轮、手复合的原理，采用连续移动与蠕动爬行相结合的工作方式，具有沿超高压输电线行走和跨越其上障碍物的功能。
本发明具有如下优点：
1.本发明采用轮手复合机构，利于行走与越障。该结构结合了轮式移动和蠕动爬行机构的优点，既可沿线快速行走，也可跨越障碍。
2.越障能力强。本发明利用手臂与移动车体协调运动，柔索承载并带动移动车体跨越障碍，并能够跨越超高压输电线路中多种障碍(防振锤、绝缘子、悬垂金具及压接管等)。
3.工作空间大。前后手臂带有伸缩及旋转关节(伸缩可通过大行程伸缩机构实现)，具有较大的伸长量和旋转角度，使手臂触及的工作范围较大。
4.重量轻。本发明采用柔索承载并带动本体跨越障碍，前后手臂不需要太高的强度，从而降低了整个机构重量，更适合野外作业和上下线路的需要。
5.能耗低。本发明采用柔索承载使电机的驱动力矩降低，从而降低了能耗。
6.应用范围较广。本发明可作为高压输电线路及电话线路的巡检机器人移动机构。
附图说明
图1为本发明机构示意图。
图2为障碍环境示意图。
图3a为越障过程第一个动作描述示意图。
图3b为越障过程第二个动作描述示意图。
图3c为越障过程第三个动作描述示意图。
图4为本发明另一实施例机构示意图。
图5为本发明又一实施例机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明的机械结构由本体1、后手臂2、行走轮4、前手臂6、柔索7及卷筒8组成，其中：移动车体由本体1和行走轮4组成，行走轮4通过水平转动副和移动副安装在本体1上，并与线相抓持；本体1通过转动副分别与前、后手臂6、2相连，手臂末端为手爪；前手臂6、后手臂2结构相同，其中每一手臂由上臂、下臂两部分组成，上臂为连杆及滚珠丝杠与滑块组合结构，通过水平转动副与下臂相连接，下臂为大行程伸缩机构，可采用常规中的任一种；所述前、后手爪5、3可为常规的夹持式手爪结构，分别与线相抓持，二者之间由绕于卷筒8上的柔索7相连；卷筒8安装在本体1上；行走轮4、卷筒8及前、后手臂分别由驱动电机驱动。
本发明所述前后手臂分别具有四个自由度，可实现二维平动和二维转动，即实现水平伸缩、俯仰、偏转及竖直方向移动。移动车体可沿线行走，行走轮4相对于本体1可实现竖直方向移动及绕水平方向翻转运动。利用柔索7连接本体1和二条手臂，手臂末端为手爪，控制前后手臂及手爪动作，可张紧、松开柔索。越障过程中，利用该柔索7承受移动车体重量，同时导引移动车体沿柔索7前后移动。
图2所示为超高压输电线路障碍环境，在架空地线11上的主要障碍物为防振锤12、绝缘子13、悬垂金具及线夹14等，在杆塔处，两输电线成空间异面直线，沿水平及铅垂方向均有夹角。本机构由伺服电机驱动，通过移动车体、手臂及柔索间协调动作，可沿线行进并跨越杆塔处的障碍物，实现在杆塔处两空间异面直线间跨越行走。参见图3a、3b、3c，沿线行走具体过程中，两手臂从线上脱开且收回至车体附近，整机悬挂于线上。驱动电机带动行走轮4回转，实现整机沿线行走。越障过程中，前后手臂伸出，手爪分别抓线，柔索7张紧，行走轮4脱线，利用柔索7承受整机重量。驱动电机带动卷筒8转动，则移动车体沿柔索7移动，越过障碍后，行走轮4挂至线上，两手臂脱线并收回，继续沿线行走。
实施例2
如图4所示，本发明机构与实施例1不同之处为：去掉柔索及卷筒，两手臂的手爪变为夹持与行走组合的复合机构，该机构由驱动轮和夹紧装置组成，即：前手爪5、后手爪3均为一个驱动轮位于线上边、一个夹紧装置位于线下边的结构，既能沿线行走，又能抓线。沿线行走过程与实施例1相同。越障过程中，前、后手臂6、2伸出，整机沿线行进，当前手爪5遇到障碍物时，脱线，由后手爪3、行走轮4带动移动车体前进，越过障碍后，前手爪5的驱动轮挂于线上。按相同的方法，行走轮4、后手爪3依次脱线、挂线，并跨越线上的障碍物。
实施例3
与实施例2不同之处为：如图5所示，前手爪5、后手爪3均为行走轮组合的复合夹持机构，即一个大轮(位于线上边)，两小轮(位于线下边)组合结构。

Claims (7)

1.一种超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：由移动车体、后手臂(2)、前手臂(6)组成，其中：移动车体由本体(1)和行走轮(4)组成，行走轮(4)通过水平转动副和移动副安装在本体(1)上，并与线相抓持，本体(1)通过转动副分别与前、后手臂(6、2)相连，手臂末端为手爪。
2.按照权利要求1所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：所述前手臂(6)、后手臂(2)结构相同，其中每一手臂由上臂、下臂两部分组成，上臂为连杆及滚珠丝杠与滑块组合结构，通过水平转动副与下臂相连接，下臂为大行程伸缩机构。
3.按照权利要求1所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：所述前、后手臂(6、2)分别与驱动电机相连。
4.按照权利要求1所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：所述前手爪(5)、后手爪(3)与线相抓持，可采用夹持式手爪结构，或夹持与行走组合的复合机构，或行走轮组合的复合夹持机构。
5.按照权利要求1所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：所述行走轮(4)与驱动电机相连。
6.按照权利要求1～4之一所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：本体(1)上可安装卷筒(8)，通过柔索(7)连接本体(1)和前后两个手臂。
7.按照权利要求6所述超高压输电线巡检机器人机构，其特征在于：所述卷筒(8)与驱动电机相连。
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100379529C (zh) * 2004-12-10 2008-04-09 武汉大学 一种沿架空高压输电线路行驶的机器人
CN100391771C (zh) * 2006-01-13 2008-06-04 中国科学院沈阳自动化研究所 一种轮爪复合式巡检机器人自主越障机构
CN101247030B (zh) * 2007-08-01 2010-06-09 北京深浪电子技术有限公司 架空线路越障巡检机器人及其越障控制方法
CN101471547B (zh) * 2007-12-26 2010-09-01 中国科学院沈阳自动化研究所 一种巡线机器人故障释放机构
CN101859989A (zh) * 2010-04-26 2010-10-13 华南理工大学 一种可跨越杆塔悬垂线的三轮式巡检机器人机构
CN101882765A (zh) * 2010-05-11 2010-11-10 湖南大学 高压输电线上机器人的行走机构
CN101938095A (zh) * 2010-08-18 2011-01-05 山东科技大学 基于气动式的输电线路除冰机器人新型结构
CN101590646B (zh) * 2009-04-23 2011-04-27 昆山市工业技术研究院有限责任公司 架空线缆攀援机器人行走和越障机构
CN101471546B (zh) * 2007-12-26 2011-05-11 中国科学院沈阳自动化研究所 一种具有故障释放功能的巡线机器人行走夹持机构
CN101698298B (zh) * 2009-10-21 2011-07-27 昆山市工业技术研究院有限责任公司 巡检机器人轮爪复合机构
CN102227076A (zh) * 2011-04-14 2011-10-26 三峡大学 一种用于高压输电线路自动除冰的机器人
CN101665128B (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 重庆市电力公司超高压局 用于高压输电线路检测的机器人
CN102709838A (zh) * 2011-12-15 2012-10-03 东北大学 一种高压输电线巡检机器人机构
CN102931615A (zh) * 2012-12-03 2013-02-13 苏州金纳信息技术有限公司 输电线路检修、维护机器人实现装置
CN101574983B (zh) * 2009-06-12 2013-03-13 中国电力科学研究院 一种导线可越障机器人行走装置
CN103586861A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 国家电网公司 一种巡线机器人
CN103594969A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 国家电网公司 一种压紧轮机构及行走轮组机构
CN104648508A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 国家电网公司 一种高压电操作辅助机械手
CN105798901A (zh) * 2016-05-12 2016-07-27 山东大学 仿昆虫蠕动式双轮双臂巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105818140A (zh) * 2016-05-12 2016-08-03 山东大学 仿昆虫蠕动式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105835087A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 山东大学 基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105945891A (zh) * 2016-05-12 2016-09-21 山东大学 行走轮与机械臂组合式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN108483023A (zh) * 2018-03-01 2018-09-04 浙江理工大学 一种电线巡检用机械抓手
CN109048842A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 中信重工开诚智能装备有限公司 一种用于轨道巡检机器人的三轴移动装置
CN114024252A (zh) * 2021-12-06 2022-02-08 国网湖南省电力有限公司 一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101299523B (zh) * 2008-03-13 2010-04-21 汤靖邦 输变电线路除冰机器人

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2736271B2 (ja) * 1989-01-12 1998-04-02 日本電信電話株式会社 重心移動型架線移動ロボット
JP2859374B2 (ja) * 1989-06-30 1999-02-17 東京電力株式会社 高架線移動装置
JPH10248130A (ja) * 1997-02-28 1998-09-14 Toshiba Corp 架線走行装置およびその制御方法
CN2728059Y (zh) * 2004-04-30 2005-09-21 中国科学院沈阳自动化研究所 轮手复合的移动机器人

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100379529C (zh) * 2004-12-10 2008-04-09 武汉大学 一种沿架空高压输电线路行驶的机器人
CN100391771C (zh) * 2006-01-13 2008-06-04 中国科学院沈阳自动化研究所 一种轮爪复合式巡检机器人自主越障机构
CN101247030B (zh) * 2007-08-01 2010-06-09 北京深浪电子技术有限公司 架空线路越障巡检机器人及其越障控制方法
CN101471546B (zh) * 2007-12-26 2011-05-11 中国科学院沈阳自动化研究所 一种具有故障释放功能的巡线机器人行走夹持机构
CN101471547B (zh) * 2007-12-26 2010-09-01 中国科学院沈阳自动化研究所 一种巡线机器人故障释放机构
CN101590646B (zh) * 2009-04-23 2011-04-27 昆山市工业技术研究院有限责任公司 架空线缆攀援机器人行走和越障机构
CN101574983B (zh) * 2009-06-12 2013-03-13 中国电力科学研究院 一种导线可越障机器人行走装置
CN101665128B (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 重庆市电力公司超高压局 用于高压输电线路检测的机器人
CN101698298B (zh) * 2009-10-21 2011-07-27 昆山市工业技术研究院有限责任公司 巡检机器人轮爪复合机构
CN101859989A (zh) * 2010-04-26 2010-10-13 华南理工大学 一种可跨越杆塔悬垂线的三轮式巡检机器人机构
CN101882765A (zh) * 2010-05-11 2010-11-10 湖南大学 高压输电线上机器人的行走机构
CN101882765B (zh) * 2010-05-11 2012-08-22 湖南大学 高压输电线上机器人的行走机构
CN101938095A (zh) * 2010-08-18 2011-01-05 山东科技大学 基于气动式的输电线路除冰机器人新型结构
CN102227076B (zh) * 2011-04-14 2013-10-09 三峡大学 一种用于高压输电线路自动除冰的机器人
CN102227076A (zh) * 2011-04-14 2011-10-26 三峡大学 一种用于高压输电线路自动除冰的机器人
CN102709838A (zh) * 2011-12-15 2012-10-03 东北大学 一种高压输电线巡检机器人机构
CN102709838B (zh) * 2011-12-15 2014-12-10 东北大学 一种高压输电线巡检机器人机构
CN102931615A (zh) * 2012-12-03 2013-02-13 苏州金纳信息技术有限公司 输电线路检修、维护机器人实现装置
CN103586861A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 国家电网公司 一种巡线机器人
CN103594969A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 国家电网公司 一种压紧轮机构及行走轮组机构
CN104648508A (zh) * 2015-02-06 2015-05-27 国家电网公司 一种高压电操作辅助机械手
CN105945891A (zh) * 2016-05-12 2016-09-21 山东大学 行走轮与机械臂组合式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105818140A (zh) * 2016-05-12 2016-08-03 山东大学 仿昆虫蠕动式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105835087A (zh) * 2016-05-12 2016-08-10 山东大学 基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105798901A (zh) * 2016-05-12 2016-07-27 山东大学 仿昆虫蠕动式双轮双臂巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105945891B (zh) * 2016-05-12 2018-02-09 山东大学 行走轮与机械臂组合式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105818140B (zh) * 2016-05-12 2018-04-03 山东大学 仿昆虫蠕动式巡线机器人机械结构及其越障方法
CN107947025A (zh) * 2016-05-12 2018-04-20 山东大学 基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法
CN105835087B (zh) * 2016-05-12 2018-06-12 山东大学 基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法
CN107947025B (zh) * 2016-05-12 2020-03-03 山东大学 基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法
CN108483023A (zh) * 2018-03-01 2018-09-04 浙江理工大学 一种电线巡检用机械抓手
CN109048842A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 中信重工开诚智能装备有限公司 一种用于轨道巡检机器人的三轴移动装置
CN114024252A (zh) * 2021-12-06 2022-02-08 国网湖南省电力有限公司 一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法
CN114024252B (zh) * 2021-12-06 2023-09-22 国网湖南省电力有限公司 一种多分裂导线巡检机器人及其跨越间隔棒的方法

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