CN202943630U - 巡检机器人的行走夹持复合机构 - Google Patents

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本实用新型涉及巡检机器人机构,具体地说是一种巡检机器人的行走夹持复合机构,包括行走轮驱动电机、支架、行走轮、升降机构、夹紧驱动电机、连杆机构及夹紧轮,支架安装在巡检机器人的手臂上,行走轮驱动电机设置在支架上,行走轮位于架空地线的上方,与行走轮驱动电机的输出轴相连,由行走轮驱动电机驱动在架空地线上行走;升降机构安装在支架上,并与夹紧驱动电机相连,由该夹紧驱动电机驱动升降;夹紧轮位于架空地线的下方,通过连杆机构与升降机构连接,由升降机构带动夹紧或松开架空地线。本实用新型的夹紧轮通过连杆机构夹紧或松开,所需的运动空间变小,可以减小巡检机器人的手臂长度,有利于减小巡检机器人的尺寸和重量。

Description

巡检机器人的行走夹持复合机构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及巡检机器人机构,具体地说是一种巡检机器人的行走夹持复合机构。
背景技术
[0002] 在现有的超高压输电线路巡检机器人机构中,大多采用轮式移动和复合连杆组合而成的复合移动机构(参见文献:Jun Sawada, Kazuyuki Kusumoto, et al.A MobileRobot for Inspection of PowerTransmissiOn Lines[Al.1EEE transactions of PowerDelivery,1991.6(I).309 〜315,P0UL10T,N,MONTAMBAULT,S.LineScoutTechnology:Frominspection to robotic maintenance on livetransmission power lines[C] Roboticsand Automation,2009.1CRA; 09.1EEE International Conference on, pp.1034-1040,12-17 May 2009 ;WU Gongping, ZHENG Tuo, XIAO Hua, et al.Navigation, location andnon-collision obstacles overcomingfor high-voltage power transmission-lineinspectionrobot[C]//Mechatronics and Automation,2009.1CMA 2009.1nternationalConference, pp.2014-2020,9-12 Aug.2009.),这些机构的结构复杂、重量大、能耗高,并且在行走时安全保护性差,难以适应实际的输电线路作业情况。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种巡检机器人的行走夹持复合机构。该行走夹持复合机构能够增强机器人的行走能力。
[0004] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005] 本实用新型包括行走轮驱动电机、支架、行走轮、升降机构、夹紧驱动电机、连杆机构及夹紧轮,其中支架安装在巡检机器人的手臂上,行走轮驱动电机设置在所述支架上,所述行走轮位于架空地线的上方,与行走轮驱动电机的输出轴相连,由行走轮驱动电机驱动在架空地线上行走;所述升降机构安装在支架上,并与夹紧驱动电机相连,由该夹紧驱动电机驱动升降;所述夹紧轮位于架空地线的下方,通过连杆机构与升降机构连接,由升降机构带动夹紧或松开架空地线。
[0006] 其中:所述连杆机构包括夹紧连杆及驱动连杆,其中夹紧连杆铰接在所述支架上,所述夹紧轮连接于夹紧连杆一端,夹紧连杆的另一端与驱动连杆的一端铰接,驱动连杆的另一端与所述升降机构相连;
[0007] 所述升降机构包括丝杠及丝母,其中丝杠的一端转动安装在所述支架上,另一端与所述夹紧驱动电机相连,由夹紧驱动电机驱动旋转;所述丝母螺纹连接在丝杠上,所述驱动连杆的另一端与丝母固接;所述支架上安装有导轨,丝母上固接有沿导轨上下升降的滑块,所述驱动连杆的另一端与该滑块固接;所述升降机构为气缸,所述驱动连杆的另一端与该气缸的活塞连接。
[0008] 本实用新型的优点与积极效果为:[0009] 1.本实用新型采用行走和夹持的复合结构,兼有行走和保护功能;夹紧轮通过连杆机构夹紧或松开,所需的运动空间变小,可以减小巡检机器人的手臂长度,有利于减小巡检机器人的尺寸和重量。
[0010] 2.安全保护性好。本实用新型的夹紧轮在架空地线的下方夹紧,越障过程中也有至少一个夹紧轮夹紧,因此安全保护性好。
[0011] 3.越障性能好。本实用新型夹紧轮在架空地线的下方夹紧,减小了巡检机器人的作业空间,便于巡检机器人的越障;当遇到线路障碍时,本实用新型的行走夹持复合机构可以回到初始位置(手臂的侧面),更有利于巡检机器人对障碍的避让,有利于狭小空间的巡检机器人越障。
[0012] 4.应用范围广。本实用新型适用于超高压环境下的机器人巡检夹紧机构。
附图说明
[0013] 图1为本实用新型处于夹持状态的结构示意图;
[0014] 图2为本实用新型处于松开状态的结构示意图;
[0015] 图3为带有本实用新型的巡检机器人结构示意图;
[0016] 图4为超高压输电线路的障碍环境示意图;
[0017] 图5a为本实用新型越障过程第一个动作描述示意图;
[0018] 图5b为本实用新型越障过程第二个动作描述示意图;
[0019] 图5c为本实用新型越障过程第三个动作描述示意图;
[0020] 图5d为本实用新型越障过程第四个动作描述示意图;
[0021] 其中:1为行走轮驱动电机,2为支架,3为行走轮,4为夹紧连杆,5为驱动连杆,6为丝杠,7为丝母,8为夹紧驱动电机,9为夹紧轮,10为转动支撑点,11为绝缘子,12为第一防振锤,13为悬垂金具及线夹,14为架空地线,15为第二防振锤,16为滑块,17为导轨,18为前行走夹持复合机构,19为后行走夹持复合机构,20为前手臂,21为后手臂,22为前移动关节,23为后移动关节,24为前旋转关节,25为后旋转关节。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0023] 本实用新型安装在巡检机器人的手臂上,如图1、图2所示,本实用新型包括行走轮驱动电机1、支架2、行走轮3、升降机构、夹紧驱动电机8、连杆机构及夹紧轮9,其中连杆机构包括夹紧连杆4及驱动连杆5,升降机构可为丝杠6及丝母7结构,或为气缸,本实施例为丝杠6及丝母7的结构。
[0024] 本实用新型的支架2安装在巡检机器人的手臂上,行走轮驱动电机I固定在所述支架2上,行走轮3位于架空地线14的上方,与行走轮驱动电机I的输出轴相连,由行走轮驱动电机I驱动在架空地线14上行走。丝杠6的一端(上端)转动安装在支架2上,另一端(下端)与夹紧驱动电机8的输出轴连接,由夹紧驱动电机8驱动旋转;丝母7螺纹连接在丝杠6上,当丝杠6旋转时沿丝杠6升降。为了使夹紧轮9在升降过程中运动平稳,在支架2上固接有导轨17,丝母7上则固接一个滑块16,该滑块16沿导轨17上下升降。
[0025] 夹紧连杆4铰接在所述支架2上,夹紧轮9固接在夹紧连杆4 一端,夹紧连杆4的另一端与驱动连杆5的一端铰接,驱动连杆5的另一端固接在滑块16上;夹紧轮9位于架空地线14的下方,通过连杆机构及升降机构的带动夹紧或松开架空地线14。若升降机构为气缸,则驱动连杆5的另一端与该气缸的活塞连接。
[0026] 如图3所示,在巡检机器人的前手臂20及后手臂21上均安装了行走夹持复合机构,即前行走夹持复合机构18和后行走夹持复合机构19 ;前、后手臂20、21具有转动自由度和移动自由度,即前手臂20具有前移动关节22及前旋转关节24,后手臂21具有后移动关节23及后旋转关节25 ;前、后手臂20、21通过移动副连接于巡检机器人的车体上。
[0027] 如图4所示,为超高压输电线路的障碍环境示意图,在架空地线14上主要的障碍物为第一防振锤12、绝缘子11、悬垂金具及线夹13、第二防振锤15等。
[0028] 本实用新型工作时,由行走轮驱动电机I驱动,带动巡检机器人在架空地线14上行走,通过巡检机器人车体和前、后手臂的协调运动,可沿架空地线14行走并跨越架空地线14上的障碍物。具体为:
[0029] 当行走机构带动机器人以速度V在架空地线14上行走,前、后行走夹持复合机构18、19中的夹紧轮9均处于图2的夹紧状态;当遇到第一防振锤12时停下(如图5a所示),行走于前端的前行走夹持复合机构18中的夹紧驱动电机8工作,使丝母7沿丝杠6向上运动,由于驱动连杆5与滑块16固接,通过丝母7的向上运动,实现夹紧连杆4和驱动连杆5绕转动支撑点10转动;由于夹紧轮9与夹紧连杆4固接,因此实现夹紧轮9从架空地线14下方松开。然后,巡检机器人的前手臂20在前移动关节22的作用下伸长,使前行走夹持复合机构18升高,脱离架空地线14,后行走夹持复合机构19的行走轮驱动电机I工作,驱动巡检机器人车体和后手臂21行走,遇到第一防振锤12停下,此时,巡检机器人的前手臂20已越过下方的第一防振锤12,前手臂20在前移动关节22的作用下收缩,使前行走夹持复合机构18重新落到架空地线14上,夹紧驱动电机8反转,使丝母7向下运动,进而使夹紧连杆4及驱动连杆5绕转动支撑点10转动,夹紧轮9重新夹紧架空地线14(如图4b所示),此后巡检机器人的后手臂21将跨越第一防振锤12,其跨越第一防振锤12的过程和前手臂18相同。
[0030] 当前行走夹持复合机构18行进到悬垂金具及线夹13处停下,巡检机器人车体移动到前手臂20的下方,行走于后端的后行走夹持复合机构19的夹紧轮9松开架空地线14,后手臂21伸长,使行走于后端的后行走夹持复合机构19升高,脱离架空地线14,并绕在后手臂21的后旋转关节25作用下旋转180°,从悬垂金具及线夹13的侧面绕过,到达悬垂金具及线夹13前面的架空地线14上方后,后手臂21收缩,使行走于后端的后行走夹持复合机构19回到架空地线14上(如图5c所示),接着前手臂20跨越悬垂金具及线夹13,其过程与后手臂21相同。
[0031] 跨越第二防振锤15的过程同跨越第一防振锤12的过程相似,越过后的状态如图5d所示。
[0032] 在行走夹紧机构的夹持力作用下,由于本实用新型的行走夹紧机构增大了行走轮3对架空地线14的正压力,增强了巡检机器人沿架空地线14爬行的能力与安全性,同时优于夹紧轮9在架空地线14的下方夹紧方式,减小了巡检机器人的作业空间,便于巡检机器人的越障。

Claims (5)

1.一种巡检机器人的行走夹持复合机构,其特征在于:包括行走轮驱动电机(I)、支架(2)、行走轮(3)、升降机构、夹紧驱动电机(8)、连杆机构及夹紧轮(9),其中支架(2)安装在巡检机器人的手臂上,行走轮驱动电机(I)设置在所述支架(2)上,所述行走轮(3)位于架空地线(14)的上方,与行走轮驱动电机(I)的输出轴相连,由行走轮驱动电机(I)驱动在架空地线(14)上行走;所述升降机构安装在支架(2)上,并与夹紧驱动电机(8)相连,由该夹紧驱动电机(8)驱动升降;所述夹紧轮(9)位于架空地线(14)的下方,通过连杆机构与升降机构连接,由升降机构带动夹紧或松开架空地线(14)。
2.按权利要求1所述巡检机器人的行走夹持复合机构,其特征在于:所述连杆机构包括夹紧连杆(4)及驱动连杆(5),其中夹紧连杆(4)铰接在所述支架(2)上,所述夹紧轮(9)连接于夹紧连杆(4)一端,夹紧连杆(4)的另一端与驱动连杆(5)的一端铰接,驱动连杆(5)的另一端与所述升降机构相连。
3.按权利要求2所述巡检机器人的行走夹持复合机构,其特征在于:所述升降机构包括丝杠(6)及丝母(7),其中丝杠(6)的一端转动安装在所述支架(2)上,另一端与所述夹紧驱动电机(8 )相连,由夹紧驱动电机(8 )驱动旋转;所述丝母(7 )螺纹连接在丝杠(6 )上,所述驱动连杆(5)的另一端与丝母(7)固接。
4.按权利要求3所述巡检机器人的行走夹持复合机构,其特征在于:所述支架(2)上安装有导轨(17),丝母(7)上固接有沿导轨(17)上下升降的滑块(16),所述驱动连杆(5)的另一端与该滑块(16)固接。
5.按权利要求2所述巡检机器人的行走夹持复合机构,其特征在于:所述升降机构为气缸,所述驱动连杆(5)的另一端与该气缸的活塞连接。
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