CN201244811Y - 侧向夹持行走复合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路自主越障巡检机器人的侧向夹持行走复合装置，包括行走机构、夹紧机构及承载机构，夹紧机构包含夹紧电机、壳体、左齿轮、右齿轮、左杆、右杆、左传动轴、右传动轴，左杆及左齿轮安装在左传动轴上，右杆及右齿轮安装在右传动轴上，左齿轮与右齿轮啮合，夹紧电机输出轴与左传动轴相连，左杆及右杆分别与左行走轮及右行走轮相连。承载机构的左承载轮及右承载轮分别安装在左承载轮壳体及右承载轮壳体内，左承载轮壳体及右承载轮壳体分别与左行走轮及右行走轮相连。该复合装置可以根据线路不同的坡度施加不同的夹紧力，爬坡能力强，能够适应新的电力设施悬垂金具与绝缘瓷瓶之间距离小的要求。

Description

侧向夹持行走复合装置

技术领域

本实用新型涉及移动机器人机构，具体说涉及一种超高压输电线路自主越障巡检机器人的侧向夹持行走复合装置。

背景技术

在现有的超高压输电线巡检机器人机构中，大部分采用由轮式行走和连杆机构组合而成的复合移动机构，如《机械设计》2006年第8期第11至14页，公开了由朱兴龙，王洪光，房立金撰写的《一种自主越障巡检机器人行走夹紧机构》，该机构包括行走机构、前、后夹持机构组成，能够实现行走，需要停止时，能够实现夹持，保证机器人与架空地线连成一体。机器人行走时，夹持机构必须打开，机器人依靠本身质量产生的摩擦力克服打滑实现行走，当爬大坡时出现打滑而不能实现行走。另一方面这种机构尺寸较大，尤其在越障是需要升高脱线，不能适应新的电力设施悬垂金具与绝缘瓷瓶之间距离小的要求。

《Journal of the Robotics Society of Japan》1991年第4期第457至463页，公开了由Mineo Higuchi，Yoichiro Maeda，Sadahiro Tsutani，Shiro Hagihara撰写的《Development of a mobile inspection robot forpower transmission lines》，该机构包括由多级单体单元组成，结构尺寸非常庞大，能够跨越简单的障碍，但是该机构由于单体单元太多，不易于控制，行走速度较慢，不能跨越复杂障碍，越障能力有限。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种爬坡能力强及越障性能好的侧向夹持行走复合装置。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为，提供一种侧向夹持行走复合装置，包括行走机构及夹紧机构，行走机构包括行走电机、齿轮轴、惰轮轴、左行走轮轴、右行走轮轴，左行走轮轴上安装有左行走轮及行走齿轮，右行走轮轴上装有右行走轮，行走电机输出轴与齿轮轴相连，惰轮轴上的惰轮一侧与齿轮轴上的轮齿啮合，另一侧与行走齿轮啮合，夹紧机构包含夹紧电机、壳体、左齿轮、右齿轮、左杆、右杆、左传动轴、右传动轴，左传动轴及右传动轴分别安装在壳体内，左杆及左齿轮安装在左传动轴上，右杆及右齿轮安装在右传动轴上，左齿轮与右齿轮相互啮合，夹紧电机固定在壳体上，其输出轴与左传动轴相连，左杆及右杆分别与左行走轮及右行走轮相连。

作为本实用新型的进一步改进，该侧向夹持行走复合装置还包括承载机构，承载机构包括左承载轮、右承载轮、左承载轮壳体及右承载轮壳体，左承载轮及右承载轮分别安装在左承载轮壳体及右承载轮壳体内，左承载轮壳体及右承载轮壳体分别与左行走轮及右行走轮相连。

该侧向夹持行走复合装置采用侧面主动夹紧，夹紧时，夹紧电机驱动左传动轴转动，从而使左齿轮和右齿轮相互啮合旋转，带动左杆及右杆相对摆动，使左行走轮与右行走轮之间的间隙逐渐变小，牢牢地夹住架空地线，当达到所设力值时，夹紧电机停转；需要松开时，只要使夹紧电机反向旋转，则左行走轮与右行走轮之间的间隙逐渐变大，这样可以根据输电线路不同的坡度施加不同的夹紧力，具备爬大坡的能力，又由于主动行走轮在输电线路的侧面，能够适应新的电力设施悬垂金具与绝缘瓷瓶之间距离小的要求。承载机构通过左承载轮及右承载轮架在架空地线上，承受机器人的质量，并相对于架空地线被动滚动。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是侧向夹持行走复合装置的主视图；

图2是图1的A向视图；

图3是侧向夹持行走复合装置在架空地线上闭合行走状态示意图；

图4是侧向夹持行走复合装置行走轮打开时的状态示意图；

图5是侧向夹持行走复合装置的前臂遇到第一悬挂金具时的状态示意图；

图6是侧向夹持行走复合装置的前臂越过第一悬挂金具时状态示意图；

图7是侧向夹持行走复合装置的整机绕前臂旋转180°后状态示意图；

图8是侧向夹持行走复合装置的前臂越过第二悬挂金具时状态示意图。

图中：1壳体、2左齿轮、3左杆、4行走电机、5挡板、6惰轮轴盖板、7惰轮轴、8滚针轴承、9下端盖、10圆锥滚子轴承、11轴承座、12中间箱体、13齿轮轴、14螺母、15左联接板、16左行走轮、17左承载轮壳体、18左行走轮轴、19右承载轮壳体、20右联接板、21右行走轮轴、22右行走轮、23右杆、24左承载轮、25右承载轮、26前端盖、27角接触球轴承、28轴套、30平键、31后端盖、32夹紧电机、33右齿轮、34第一悬垂金具、35前臂、36前臂旋转关节、37后臂、38质心调节块、39车体、40右传动轴、41架空地线、42第二悬垂金具、43前轮、44后轮、45左传动轴、46行走齿轮。

具体实施方式

如图1及图2所示，本实用新型侧向夹持行走复合装置包括行走机构、夹紧机构和承载机构。行走机构包括行走电机4、齿轮轴13、惰轮轴7、圆锥滚子轴承10、轴承座11、中间箱体12、左行走轮轴18、左行走轮16、右行走轮轴21、右行走轮22。夹紧机构包括壳体1、左传动轴45、右传动轴40、左齿轮2、右齿轮33、左杆3、右杆23、角接触球轴承27、前端盖26、后端盖31、夹紧电机32。承载机构包括左承载轮24、右承载轮25、左承载轮壳体17、右承载轮壳体19和螺母14。中间箱体12与左联接板15和轴承座11用螺钉固定在一起，下端盖9用螺钉联接在轴承座11下方，行走电机4固定于下端盖9的下方，行走电机4输出轴与齿轮轴13相联接，齿轮轴13两侧装有圆锥滚子轴承10，齿轮轴13右侧设有惰轮轴7，惰轮轴7上装有一对滚针轴承8，滚针轴承8放置于轴承座11和下端盖9内，滚针轴承8下方设有惰轮轴盖板6，挡板5装于惰轮轴盖板6下方，对惰轮轴7实现轴向固定，惰轮轴7的右侧装有左行走轮16，左行走轮16上设有与之同轴的行走齿轮46，左行走轮16内装有圆锥滚子轴承10，圆锥滚子轴承10内设有左行走轮轴18，惰轮轴7上的惰轮一侧与齿轮轴13上的轮齿啮合，另一侧与行走齿轮46啮合。左行走轮16上方为左联接板15，左承载轮壳体17位于左联接板15上，左承载轮24装于左承载轮壳体17内，并通过螺母14固定，右行走轮轴21上装有右行走轮22，左杆3联接于轴承座11下方，左杆3在左齿轮2前方，轴套28分别位于左杆3前方和左齿轮2后方，左杆3和左齿轮2通过平键30共同装于左传动轴45上，左传动轴45及右传动轴40均安装在壳体1内，两侧均装有角接触球轴承27，角接触球轴承27两侧分别为前端盖26和后端盖31，夹紧电机32固定于壳体1的后端盖31上，夹紧电机32输出轴与左传动轴45相联接，右杆23及右齿轮33安装在右传动轴40上，左齿轮2与右齿轮33相互啮合，右杆23联接于右联接板20下方进而与右行走轮22连接，右承载轮25装于右承载轮壳体19内用螺母14固定，并一起装于右联接板20上方。

夹紧时，驱动夹紧电机32则左传动轴45产生转动，从而左齿轮2和右齿轮33相互啮合转动，则左杆3和右杆23相对摆动，左行走轮16与右行走轮22之间的间隙逐渐变小，牢牢地夹住架空地线41，当检测到夹紧力达到所设力值时，夹紧电机32停转，如图3所示，保持闭合行走状态。

松开时，只需要使得夹紧电机32反向旋转，则左行走轮16与右行走轮22之间的间隙逐渐变大，如图4所示，行走轮打开。

行走时，行走电机4驱动齿轮轴13产生旋转，齿轮轴13上齿轮驱动惰轮旋转，惰轮又带动行走齿轮46旋转，则最终表现为左行走轮16的旋转运动，这样，在夹紧状态下，就可使得整个机构产生移动，并且改变行走电机4的旋转方向就可以改变整个机构的移动方向。只要施加不同的夹紧力，就可以实现在不同坡度架空地线上行走。在行走过程中，整个机构的重量都作用在承载轮上，左行走轮16和右行走轮22夹紧后，利用夹紧力使得机构在架空地线41上来回移动。

自主越障巡线机器人工作过程如图5至图8所示，图5表示当前臂35遇到第一悬垂金具34时，此时，控制质心调节块38在车体39上移动，使得整机的重心与后臂37相重合，然后前轮43打开脱线，后轮44向前移动，当移动至前轮43越过第一悬垂金具34时，前轮43闭合，如图6所示；由于机器人两行走臂中心距离大于200mm而小于400mm，双悬垂金具间的可用距离就无法同时放置机器人的前后两行走轮，机器人按照跨越单悬垂金具的方式跨越双悬垂金具的第一悬垂金具34。这时前轮遇到双悬垂金具的第二悬垂金具42而后轮44还未跨越双悬垂金具的第一悬垂金具34，如果仅仅依靠移动跨越的方式将无法跨越双悬垂金具。可以在机器人的前臂35增加一个前臂旋转关节36，这时，控制质心调节块38使得整机的重心与前臂35相重合，然后后轮44打开脱线，整机绕前臂35旋转180°，后臂37就会处于前臂35前方，然后后轮44闭合，如图7所示；最后，控制质心调节块38使得整机的重心与后臂37相重合，前轮43打开脱线，后轮44向前移动，使得前臂35顺利越过第二悬垂金具42，如图8所示，这样实现了自主越障巡线机器人对双悬垂金具的跨越。

Claims (2)

1.一种侧向夹持行走复合装置，包括行走机构及夹紧机构，行走机构包括行走电机、齿轮轴、惰轮轴、左行走轮轴、右行走轮轴，左行走轮轴上安装有左行走轮及行走齿轮，右行走轮轴上装有右行走轮，行走电机输出轴与齿轮轴相连，惰轮轴上的惰轮一侧与齿轮轴上的轮齿啮合，另一侧与行走齿轮啮合，其特征是：所述夹紧机构包含夹紧电机、壳体、左齿轮、右齿轮、左杆、右杆、左传动轴、右传动轴，左传动轴及右传动轴分别安装在壳体内，左杆及左齿轮安装在左传动轴上，右杆及右齿轮安装在右传动轴上，左齿轮与右齿轮相互啮合，夹紧电机固定在壳体上，其输出轴与左传动轴相连，左杆及右杆分别与左行走轮及右行走轮相连。

2.根据权利要求1所述的侧向夹持行走复合装置，其特征是：该装置还包括承载机构，所述承载机构包括左承载轮、右承载轮、左承载轮壳体及右承载轮壳体，左承载轮及右承载轮分别安装在左承载轮壳体及右承载轮壳体内，左承载轮壳体及右承载轮壳体分别与左行走轮及右行走轮相连。

Images