CN204712897U - 一种巡线车机械系统 - Google Patents

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杜闻杰
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Abstract

本实用新型公开了一种巡线车机械系统,包括车身装置和分别沿着车身装置的前、中、后依次设置的手掌开合装置、连接任意两个手掌开合装置之间的三维柔性臂机构,且所述车身装置的两侧各设置有一个锁紧臂;每个所述锁紧臂均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状。本实用新型提供的巡线车机械系统,行走平缓稳定,可以稳定左右平衡,保障其顺利自由前进,可大幅提升巡线车电力巡检效率和能力。

Description

一种巡线车机械系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力设施检测领域,尤其涉及一种巡线车机械系统。
背景技术
[0002]目前,由于国内的电网规模不断扩大,且输电线路分布面广点多,绝大部分输电线路远离城镇,所处地形复杂(即很多输电线路分布在崇山峻岭之间),自然环境恶劣,且电力线及杆塔附件长期暴露在野外。这些输电线路不仅要受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤,还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷、鸟害及人为破坏等外界侵害。
[0003] 因此,线路定期巡检管理是有效保证输配电线路及其设备安全的一项基础工作;目前,现有技术中的出现了一种巡线车机器人(即巡线车),该巡线车巡线行进过程中稳定性差,容易左右摇摆,容易被风吹动,容易发生滑落等问题。
[0004] 综上所述,如何克服传统巡线车的上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种巡线车机械系统,以解决上述问题。
[0006] 为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007] 本实用新型实施例提供了一种巡线车机械系统,包括车身装置和分别沿着所述车身装置的前、中、后依次设置的手掌开合装置、连接任意两个所述手掌开合装置之间的三维柔性臂机构,其中:
[0008] 所述手掌开合装置上设置有两个相对的行走轮;所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线,并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物;
[0009] 所述三维柔性臂机构包括依次连接的伸缩臂、旋转关节和肘关节;所述伸缩臂可用于实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩;所述旋转关节用于实现水平旋转和仰俯旋转所述肘关节;所述肘关节用于实现旋转驱动前置的所述手掌开合装置和后置的所述手掌开合装置;
[0010] 所述车身装置的两侧各设置有一个锁紧臂;每个所述锁紧臂均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状。
[0011] 优选的,作为一种可实施方案,每个所述锁紧臂的顶部均设置有软质滑轮。
[0012] 优选的,作为一种可实施方案,所述锁紧臂的顶部与所述软质滑轮之间为铰链连接。
[0013] 优选的,作为一种可实施方案,所述锁紧臂的底部与所述车身装置的侧面之间固定连接。
[0014] 优选的,作为一种可实施方案,所述锁紧臂的底部与所述车身装置的侧面之间通过螺栓形成可拆卸连接。
[0015] 优选的,作为一种可实施方案,所述软质滑轮为软塑料滑轮。
[0016] 优选的,作为一种可实施方案,每个所述锁紧臂的外表面均套接有一个弹簧。
[0017] 优选的,作为一种可实施方案,所述弹簧为压力弹簧。
[0018] 优选的,作为一种可实施方案,所述锁紧臂的两端均设置有限位凸起部;所述限位凸起部用于限制所述弹簧在所述锁紧臂之间的高度位置。
[0019] 优选的,作为一种可实施方案,所述限位凸起部为长方体钢板,所述长方体钢板与所述锁紧臂螺栓连接。
[0020] 与现有技术相比,本实用新型实施例的优点在于:
[0021] 本实用新型提供的一种巡线车机械系统,分析上述巡线车机械系统的主要结构可知;其主要由车身装置I和分别沿着所述车身装置I的前、中、后依次设置的手掌开合装置
2、三维柔性臂机构3和锁紧臂4等结构组成(当然还包括驱动装置和刹车制动装置,电源控制箱(即充当电源箱和控制箱)、摄像头等结构,对此不再一一赘述);
[0022] 其中,上述手掌开合装置采用的是中间对开式行走轮的开合手掌结构,所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线,并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物;同时手掌开合装置结合三维柔性臂机构可实施水平伸缩,旋转肘关节并带动旋转前置和后置的手掌开合装置;利用手掌开合装置和上述三维柔性臂机构可以实现多种动作(包括伸缩,回转和旋转),其适应性更好。
[0023] 最为重要的是,本实用新型实施例中的巡线车机械系统还安装有两个锁紧臂;所述车身装置I的两侧各设置有一个锁紧臂4 ;每个所述锁紧臂4均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状。上述两个锁紧臂可以挂载在输电线路上,可以进一步地帮助巡线车在输电线路上安全稳定行走;同时由于其两个锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状,这样两个具有明显弯曲程度的锁紧臂在行进时可以自然避免撞到输电线路上的线路附件(且两个锁紧臂中间所形成镂空较大,可以容纳大多线路附件通过)。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,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。
[0025]图1为本实用新型实施例提供的巡线车机械系统的局部结构示意图;
[0026] 图2为图1中本实用新型实施例提供的巡线车机械系统中的手掌开合装置的局部结构示意图;
[0027] 图3为图1中本实用新型实施例提供的巡线车机械系统中三维柔性臂机构局部结构示意图;
[0028]图4为本实用新型实施例提供的加装有锁紧臂的巡线车机械系统局部结构示意图;
[0029]图5为本实用新型实施例提供的加装有锁紧臂的巡线车机械系统的局部结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0031] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0033] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0034] 参见图1、图2和图3以及图4,本实用新型实施例提供的一种巡线车机械系统,包括车身装置I和分别沿着所述车身装置I的前、中、后依次设置的手掌开合装置2、连接任意两个所述手掌开合装置之间的三维柔性臂机构3,其中:
[0035] 如图2所示,所述手掌开合装置2上设置有两个相对的行走轮21 ;所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线,并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物;
[0036] 如图3所示,所述三维柔性臂机构3包括依次连接的伸缩臂31、旋转关节32和肘关节33 ;所述伸缩臂可用于实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩;所述旋转关节用于实现水平旋转和仰俯旋转所述肘关节;所述肘关节用于实现旋转驱动前置的所述手掌开合装置和后置的所述手掌开合装置;
[0037] 如图4所示以及图5所示,所述车身装置I的两侧各设置有一个锁紧臂4 ;每个所述锁紧臂4均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路L上时呈成“O”型形状。
[0038] 分析上述巡线车机械系统的主要结构可知;其主要由车身装置I和分别沿着所述车身装置I的前、中、后依次设置的手掌开合装置2、三维柔性臂机构3和锁紧臂4等结构组成(当然还包括驱动装置和刹车制动装置,电源控制箱(即充当电源箱和控制箱)、摄像头等结构,对此不再一一赘述);
[0039] 其中,上述手掌开合装置采用的是中间对开式行走轮的开合手掌结构,所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线,并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物;同时手掌开合装置结合三维柔性臂机构可实施水平伸缩,旋转肘关节并带动旋转前置和后置的手掌开合装置;利用手掌开合装置和上述三维柔性臂机构可以实现多种动作(包括伸缩,回转和旋转),其适应性更好。
[0040] 最为重要的是,本实用新型实施例中的巡线车机械系统还安装有两个锁紧臂;所述车身装置I的两侧各设置有一个锁紧臂4 ;每个所述锁紧臂4均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状。上述两个锁紧臂可以挂载在输电线路上,可以进一步地帮助巡线车在输电线路上安全稳定行走;同时由于其两个锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状,这样两个具有明显弯曲程度的锁紧臂在行进时可以自然避免撞到输电线路上的线路附件(且两个锁紧臂中间所形成镂空较大,可以容纳大多线路附件通过)。
[0041] 下面对本实用新型实施例提供的巡线车机械系统的具体结构和具体技术效果做一下详细说明:
[0042] 参见图4,在锁紧臂4的具体结构中,每个所述锁紧臂4的顶部均设置有软质滑轮41。所述锁紧臂4的顶部与所述软质滑轮41之间为铰链连接。
[0043] 需要说明的是,锁紧臂顶部的软质滑轮可以帮助锁紧臂在输电线路具有较好的润滑滚动性能,进而提升锁紧臂在输电线路上的自由行使作用;软质滑轮还体现在当锁紧臂在行进过程中遇到较为一些小型线路附件,可以通过软质滑轮自由滑过上述线路附件。
[0044] 所述锁紧臂4的底部与所述车身装置I的侧面之间固定连接。且作为一种可实施方案,所述锁紧臂的底部与所述车身装置的侧面之间通过螺栓形成可拆卸连接。
[0045] 需要说明的是,锁紧臂的底部可以通过螺栓实现其与车声装置的锁紧结构,同时其可拆卸的连接方式可以方便巡线车机械系统的维修。
[0046] 优选的,作为一种可实施方案,所述软质滑轮为软塑料滑轮。
[0047] 需要说明的是,上述软质滑轮优选选择使用软塑料滑轮;因为软塑料滑轮具有较好的物理性能和优异的化学稳定性;软塑料滑轮硬度较高,耐磨性能较好,耐热性能较好,上述软塑料滑轮可以很好地适应刹车制动时产生的高温灼热作用。
[0048] 由于软塑料滑轮具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能和耐屈挠性,因此选择使用上述软塑料滑轮可以更好地增加巡线车机械系统的综合性能。
[0049] 参见图4,优选的,作为一种可实施方案,每个所述锁紧臂4的外表面均套接有一个弹簧42。
[0050] 优选的,作为一种可实施方案,所述弹簧42为压力弹簧。
[0051] 需要说明的是,由于锁紧臂会经常受力的作用,长时间使用容易造成锁紧臂发生形变,甚至造成锁紧臂损坏。因此为了减少锁紧臂的过大受力作用,保证其长时间的稳定使用,本实用新型实施例在锁紧臂上加装了压力弹簧;上述压力弹簧可以起到适当的缓冲作用。
[0052] 参见图4,优选的,作为一种可实施方案,所述锁紧臂4的两端均设置有限位凸起部43 ;所述限位凸起部用于限制所述弹簧在所述锁紧臂之间的高度位置。
[0053] 优选的,作为一种可实施方案,所述限位凸起部43为长方体钢板,所述长方体钢板与所述锁紧臂螺栓连接。
[0054] 需要说明的是,上述限位凸起部可以更好地对压力弹簧起到限位作用。
[0055] 在本实用新型实施例的具体结构中;其中,所述的巡线车机械系统还包括驱动装置;所述驱动装置用于驱动所述行走轮行走。即手掌开合装置上的行走轮既可以实现开合,同样也可以实现驱动旋转,这样在行走轮的旋转作用可沿着避雷线行进。同理,所述的巡线车机械系统还包括刹车制动装置;所述刹车制动装置用于对所述行走轮进行制动。
[0056] 作为一种可实施方案,在所述三维柔性臂机构3的具体结构中:
[0057] 所述伸缩臂通过齿轮齿条传动机构(未示出)实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩;所述旋转关节由两个电机(未示出)驱动齿轮副,实现水平旋转和仰俯旋转;所述肘关节由一个电机(未示出)实现上下旋转运动。
[0058] 需要说明的是,所述三维柔性臂机构包括柔性臂机构是为了巡线车能够自主适应跨越障碍时位置和姿态的要求,以及适应不同的跳线长度要求。柔性机械臂由伸缩臂、旋转关节和肘关节等机构等组成,伸缩臂通过齿轮齿条传动,实现前后手的伸缩;旋转关节由两个电机驱动齿轮副,实现水平旋转和仰俯旋转;肘关节由一个电机实现上下旋转运动;
[0059] 作为一种可实施方案,所述的巡线车机械系统还包括电源控制箱;所述电源控制箱用于向所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构以及所述驱动装置和刹车制动装置供电;且所述电源控制箱分别与所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构以及所述驱动装置和刹车制动装置电连接。
[0060] 作为一种可实施方案,在车身装置的具体结构中:另外,所述的巡线车机械系统还包括两路高分辨率CCD摄像机,两路所述高分辨率CCD摄像机分别安装在车身装置的前端和后端;
[0061] 其中一路所述高分辨率CCD摄像机用于从近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道目标图像;另一路所述高分辨率CCD摄像机用于从近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道目标图像。
[0062] 需要说明的是,分别从远近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道目标图像,由操作人员根据图像判断设施是否损坏和破坏,并观察线路通道状况。
[0063]另外,所述车身装置、所述手掌开合装置、所述三维柔性臂机构为铝合金或是钛合金结构件。所述电源控制箱内设置有锂电池,所述锂电池为高密度航空锂电池。
[0064] 需要说明的是,本实用新型实施例在巡线车车体设计中,依据线路、金具、杆塔及其附件数据库,以及气候环境模型,在保证刚度和强度前提下,设计新型车体运动原理,简化车体结构,选择铝合金等轻质材料,减少驱动电机,采用高密度航空锂电池。
[0065] 另外需要说明的是,利用上述的巡线车机械系统在避雷线上行走进行巡线,具体包括如下步骤:
[0066] 前置的手掌开合装置首先张开两个行走轮躲避障碍物并进行爬越;
[0067] 中置和后置的手掌开合装置继续驱动行走,当中置的手掌开合装置接近障碍物时,前置的手掌开合装置合拢行走轮直至挂线;然后中置的手掌开合装置张开两个行走轮躲避障碍物并进行爬越,同时前置的手掌开合装置与后置的手掌开合装置,继续行走;
[0068] 当后置的手掌开合装置接近障碍物时,中置的手掌开合装置合拢行走轮直至挂线;之后,后置的手掌开合装置张开两个行走轮,前置的手掌开合装置、中置的手掌开合装置继续行走;当后置的手掌开合装置跨越障碍物后,巡线车完成跨越任务,继续行进巡线。
[0069] 关于本实用新型实施例的一些辅助技术说明:
[0070] (I)适合避雷线行走的巡线车机械系统设计。
[0071]目前绝大多数巡线车均采用在输电电路上行走方式,该方式虽然具有巡检距离近、取电方便和承载负载大等优势,但输电线路高压带电,势必存在线路与车间相互的电路和电磁影响,尤其在出现故障时,存在一定的安全隐患,这点是制约已有巡线车在实际中应用的重要因素之一。同时,输电电路上障碍数量多、类型多,直接导致巡线车机械结构更加复杂。
[0072] 本实用新型实施例设计一种巡线车机械系统可在避雷线上行走,采用远程巡检输电电路的方式,不仅完全避免了线路与巡线车间电参数的相互影响,同时大幅降低了跨越障碍的难度。但由于避雷线承载能力的限制,要求巡线车的总体重量小于30Kg,并且高度尺寸限制在500臟,宽度限制在400mm之内。
[0073] 本实用新型实施例在巡线车车体设计中,依据线路、金具、杆塔及其附件数据库,以及气候环境模型,在保证刚度和强度前提下,设计新型车体运动原理,简化车体结构,选择铝合金等轻质材料,减少驱动电机,采用高密度航空锂电池。
[0074] (2)巡线车机械系统行走、识障、越障机构优化设计。
[0075]目前国外无越障功能的架空电力线路巡线车技术较为成熟,已处于实用阶段,但能跨越线路附件、线塔等障碍物的自主巡线车尚处于实验室阶段,阻碍这类车实用的主要原因是:一是输电电路障碍复杂情况,并且处于高压带电状态,存在诸多安全隐患;二是现有跨障机构分为伸缩升降型、回转臂型和翻转型,这些机构是按照功能各自独立设计,导致机构和控制复杂。
[0076] 本实用新型实施例取消升降机构,改进开合避障机构;并结合现有回转臂和伸缩臂灵活的优点,设计伸缩三维柔性臂机构,以克服伸缩臂难于仰俯和回转臂结构复杂的缺点。同时,在上述机构中融入障碍或分叉线路识别传感器,不仅实现障碍的识别,也进一步简化机构。
[0077] (3)巡线车机械系统的远程高清视频巡检技术。
[0078] 视觉检查是应用最为广泛的线路检查方法之一,本实用新型实施例采用二路高分辨率CCD摄像机,在巡线车前端和后端各安装一路,分别从远近角度拍摄输电线路、绝缘子、线路金具、杆塔和线路通道等目标图像,由操作人员根据图像判断设施是否损坏和破坏,并观察线路通道状况;(上述辅助技术不是本实用新型实施例的主要保护点,对此不再一一赘述。本实用新型实施例的主要保护点在于锁紧臂的结构设计。)
[0079] 综上所述,本实用新型实施例提供的一种巡线车机械系统,行走平缓稳定,在躲避障碍物时自由应变,躲避动作到位,功能全面,可大幅提升巡线车电力巡检效率和能力。其中,锁紧臂可以帮助巡线车在输电线路上安全稳定行走,稳定其左右平衡,保障其顺利自由前进(且两个锁紧臂中间所形成镂空较大,可以容纳大多线路附件通过);本实用新型实施例提供的一种巡线车机械系统,结构设计合理,功能完善,同时将带了良好的经济效益和社会效益。
[0080] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种巡线车机械系统,其特征在于, 包括车身装置和分别沿着所述车身装置的前、中、后依次设置的手掌开合装置、连接任意两个所述手掌开合装置之间的三维柔性臂机构,其中: 所述手掌开合装置上设置有两个相对的行走轮;所述手掌开合装置用于驱动行走轮在线路上行走时闭合两个行走轮夹紧避雷线,并在遇到障碍物后张开两个行走轮躲避障碍物; 所述三维柔性臂机构包括依次连接的伸缩臂、旋转关节和肘关节;所述伸缩臂可用于实现两个所述手掌开合装置之间的水平伸缩;所述旋转关节用于实现水平旋转和仰俯旋转所述肘关节;所述肘关节用于实现旋转驱动前置的所述手掌开合装置和后置的所述手掌开合装置; 所述车身装置的两侧各设置有一个锁紧臂;每个所述锁紧臂均成半圆形,且所述锁紧臂的半圆形开口沿水平方向相对设置;两个所述锁紧臂挂载在输电线路上时呈成“O”型形状。
2.如权利要求1所述的巡线车机械系统,其特征在于, 每个所述锁紧臂的顶部均设置有软质滑轮。
3.如权利要求2所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述锁紧臂的顶部与所述软质滑轮之间为铰链连接。
4.如权利要求1所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述锁紧臂的底部与所述车身装置的侧面之间固定连接。
5.如权利要求4所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述锁紧臂的底部与所述车身装置的侧面之间通过螺栓形成可拆卸连接。
6.如权利要求3所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述软质滑轮为软塑料滑轮。
7.如权利要求1所述的巡线车机械系统,其特征在于, 每个所述锁紧臂的外表面均套接有一个弹簧。
8.如权利要求7所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述弹簧为压力弹簧。
9.如权利要求8所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述锁紧臂的两端均设置有限位凸起部;所述限位凸起部用于限制所述弹簧在所述锁紧臂之间的高度位置。
10.如权利要求9所述的巡线车机械系统,其特征在于, 所述限位凸起部为长方体钢板,所述长方体钢板与所述锁紧臂螺栓连接。
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