CN207967775U - 一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，包括前臂、中臂、后臂、支撑板支架、小转盘、大转盘和伸缩模块，小转盘和大转盘安装在伸缩模块上，前臂设置在小转盘上，支撑板支架设置在大转盘上，中臂和后臂安装在支撑板支架上，中臂和后臂结构完全相同，前臂、中臂和后臂三只臂可以形成一字形或丁字形进行线上行走，前臂带动后臂和中臂前行，在越障过程中，前臂、中臂和后可交替进行越障。本实用新型公开的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，结构紧凑、重量轻，体积小，通过自由度的交叉变化可实现快速越障，可在单股导地线上较短的时间内跨越线上的各种障碍物。

Description

一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置

技术领域

本实用新型属于高压输电线路巡检技术领域，具体涉及一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置。

背景技术

高压输电线路是电力系统的重要设施，是国家基础设施建设和社会发展的“动脉”，其安全运行直接影响着我国的经济发展以及基础设施的建立。然而，由于高压线长期的风吹日晒，以及自然灾害的影响，外在的还有鸟害，认为破坏等因素的影响。这样就会受到不同程度的损伤，如不及时发现和消除，就会造成不可估量的后果。因此，为了保证输电线路安全、稳定地运行，需要对输电线路进行定期的巡检。

通常的巡检方式包括人工巡检、航测法和现在刚刚起步的巡检机器人。人工巡检费时费力，还存在安全隐患。航测法无法对线塔进行近距离检查；受天气影响，作业程序繁琐，导致运行成本高而难以得到推广。巡检机器人是通过机器人在导线或者地线上行走，通过在机器人本体上添加一系列的设备等近距离对线路进行巡视。巡线机器人能够带电工作，以一定的速度沿输电线爬行，并能跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍，利用携带的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施近距离检测，代替工人进行电力线路的巡检工作，可以有效的提高巡检作业效率和巡检精度，保证线路维护质量，降低运行维护费用，兼顾经济和社会效益，适应市场的需求，产业化的前景广阔，是近年来高压线巡检技术研究的热点。

中国专利ZL200410061316.8公开了一种沿架空高压输电线路行驶的机器人，包括一对沿输电线运动的小臂机械手结构，两个小臂机械手的下端分别联接在一个能改变两个小臂相对距离的大臂的传动机构上，各小臂分别具有4个自由度，小臂上方为末端执行机构，该末端执行机构具有一个挂在输电线上的驱动轮以及其第一驱动机构、一个从动轮和一个可以抓握输电线的夹紧机构。综合分析，此专利主要有一下缺点：该专利机器人在遇到防震锤或者绝缘子串时通过底部的滑台将前后两各小臂相互交替，来实现越障功能。每个小臂都连接在底部的大臂上，并且每个小臂都分别具有4个自由度，其自由度数过多，机械结构及控制系统都比较复杂。

中国专利201010525761.0公开了一种悬挂型巡线机器人，包括行走和吊舱两部分。行走部分由两节躯干和三个驱动轮爪组成。两节躯干成双平行四边形结构，保证三个驱动轮爪朝向相同，躯干上的5台电机驱动躯干纵摆、横摆和伸缩，使每个越障驱动轮可以实现三自由度平动上下线。每个驱动轮爪包含驱动轮和夹紧装置，电机带动驱动轮使机器人在电线上移动。由电机、滚珠丝杆、弹簧以及夹紧装置保证驱动轮与线之间有足够的摩檫力。吊舱与行走部分通过两条钢丝连接，吊舱上的两台机电机通过钢带调整自身相对躯干的重心位置，以保证跨越障碍时机构的灵活性。综合分析，此专利主要有以下缺点：该专利行走机构由两节型躯干和三个驱动轮爪组成，两节型躯干成双平行四边形结构，其机械结构复杂，并且驱动部分的躯干上需要5台电机来驱动躯干纵摆、横摆和伸缩，躯干机械结构复杂，不易控制；在越障过程中要通过钢带带动吊舱来调整整个机器人的重心位置，这种方式极易导致机器人重心调整过程中发生倾覆，控制复杂。

发明内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，通过后臂与机身转动的方式越障，设计巧妙、结构简单紧凑、重量轻、能耗低、互换性强，可在单股导地线上较短的时间内跨越线上的各种障碍物。

为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，包括前臂1、中臂2、后臂3、支撑板支架4、小转盘5、大转盘6和伸缩模块7，所述小转盘5和大转盘6安装在所述伸缩模块7上，所述前臂1设置在所述小转盘5上，所述支撑板支架4设置在所述大转盘6上，所述中臂2和后臂3安装在所述支撑板支架4上，所述中臂2和后臂3结构完全相同，所述前臂1、中臂2和后臂3三只臂可以形成一字形或丁字形进行线上行走，所述前臂1带动后臂3和中臂2前行，在越障过程中，所述前臂1、中臂2和后臂3可交替进行越障。

优选地，所述中臂2包括随动轮21、刹车机构22、中臂支架23和随动轮支架24，所述中臂支架23固定在所述支撑板支架4上，所述随动轮支架24固定在所述中臂支架23上端，所述随动轮21和刹车机构22都设置在所述随动轮支架24上。

优选地，所述随动轮21上设有随动轮销轴211，所述随动轮21通过随动轮销轴211固定在所述随动轮支架24上，所述随动轮21采用V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金构成。

优选地，所述刹车机构22包括夹紧电机221、夹紧齿轮222、夹紧齿轮带223、刹车片224、滑杆225和丝杠226，所述夹紧电机221固定在所述随动轮支架24上，所述夹紧电机221与夹紧齿轮222配合固定，所述夹紧齿轮带223绕在所述夹紧齿轮222上，通过电机带动夹紧齿轮222传动，将传动传到所述丝杠226上；所述丝杠226套有丝杆滑块227，所述丝杆滑块227固定在所述刹车片224上，所述丝杠226和滑杆225固定在随动轮支架24上，所述丝杠226和滑杆225分布在所述刹车片224两侧。

优选地，所述伸缩模块7包括左右伸缩固定架71和前后伸缩固定架72，所述伸缩模块7两侧各设有销轴74和伸缩齿轮75，所述伸缩齿轮75通过销轴74固定在所述前后伸缩固定架72上。

优选地，所述左右伸缩固定架71上设有导轨滑块77，所述导轨滑块77分别与所述小转盘5和大转盘6连接。

优选地，所述伸缩齿轮75上设有伸缩同步带76，所述小转盘5和大转盘6被所述伸缩同步带76固定起来形成一个闭环装置。

优选地，所述伸缩模块7上还设有小转盘连接架781和大转盘连接架782，所述小转盘5固定在所述小转盘连接架781上，所述大转盘6固定在所述大转盘连接架782上。

优选地，所述小转盘5包括小转盘齿轮51和小转盘电机79，所述小转盘电机79固定在所述伸缩模块7上，所述小转盘电机79带动小转盘齿轮51与所述小转盘5啮合转动；所述大转盘6包括大转盘齿轮61和大转盘电机62，所述大转盘电机62固定在所述支撑板支架4上，所述大转盘电机62带动大转盘齿轮61与所述大转盘6啮合转动。

与现有技术相比，本实用新型获得的有益效果是：

本实用新型公开的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，采用伸缩模块和大、小转盘的设计，通过中、后臂与机身转动的方式，将前臂与中后臂先后逐步越障的方式，实现高压输电线路巡检机器人的整个越障动作，设计巧妙。

本实用新型公开的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，随动轮采用V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金构成，可适应不同线径的电线，具有很强的适应能力，在保证刚度的同时，又增加了与电线的摩擦力。

本实用新型公开的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，中臂和后臂结构完全相同，互换性强。

本实用新型公开的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，结构紧凑、重量轻，体积小，通过自由度的交叉变化可实现快速越障，可在单股导地线上较短的时间内跨越线上的各种障碍物。

附图说明

图1为一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置立体结构图。

图2为中臂、后臂与伸缩模块的连接示意图。

图3为中臂立体结构图。

图4为伸缩模块立体结构图。

图5是一种高压输电线路巡检机器人线上行走准备越障时，前臂下线立体示意图。

图6是一种高压输电线路巡检机器人线上行走，前臂越过障碍立体示意图。

图7是一种高压输电线路巡检机器人线上行走前臂越过障碍后，前臂上线立体示意图。

图8是一种高压输电线路巡检机器人线上行走，中臂和后臂越过障碍立体示意图。

图9是一种高压输电线路巡检机器人线上行走越过障碍后，中臂和后臂上线立体示意图。

附图标记：1、前臂；2、中臂；21、随动轮；211、随动轮销轴；22、刹车机构；221、夹紧电机；222、夹紧齿轮；223、夹紧齿轮带；224、刹车片；225、滑杆；226、丝杠；227、丝杆滑块；23、中臂支架；24、随动轮支架；3、后臂；4、支撑板支架；5、小转盘；51、小转盘齿轮；6、大转盘；61、大转盘齿轮；62、大转盘电机；7、伸缩模块；71、左右伸缩固定架；72、前后伸缩固定架；74、销轴；75、伸缩齿轮；76、伸缩同步带；77、导轨滑块；781、小转盘连接架；782、大转盘连接架；79、小转盘电机。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例进行详细说明。

参见附图1和附图2，一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，包括前臂1、中臂2、后臂3、支撑板支架4、小转盘5、大转盘6和伸缩模块7，所述小转盘5和大转盘6安装在所述伸缩模块7上，所述前臂1设置在所述小转盘5上，所述支撑板支架4设置在所述大转盘6上，所述中臂2和后臂3安装在所述支撑板支架4上，所述中臂2和后臂3结构完全相同，所述前臂1、中臂2和后臂3三只臂可以形成一字形或丁字形进行线上行走，所述前臂1带动后臂3和中臂2前行，在越障过程中，所述前臂1、中臂2和后臂3可交替进行越障。

参见附图3，所述中臂2包括随动轮21、刹车机构22、中臂支架23和随动轮支架24，所述中臂支架23采用铝合金轻质材料，固定在所述支撑板支架4上。所述随动轮支架24紧贴中臂支架23上端，通过螺栓连接固定，所述随动轮21和刹车机构22都设置在所述随动轮支架24上。所述随动轮21上设有随动轮销轴211，所述随动轮21通过随动轮销轴211固定在所述随动轮支架24上，所述随动轮21采用V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金构成，可适应不同线径的电线，具有很强的适应能力，在保证刚度的同时，又增加了与电线的摩擦力。所述刹车机构22包括夹紧电机221、夹紧齿轮222、夹紧齿轮带223、刹车片224、滑杆225和丝杠226，所述夹紧电机221通过电机固定架固定在所述随动轮支架24上，所述夹紧电机221的输出轴经过一减速箱直接与带有键槽的夹紧齿轮222配合固定。所述夹紧齿轮带223绕在所述夹紧齿轮222上，通过电机带动夹紧齿轮222传动，将传动传到所述丝杠226上；所述丝杠226套有丝杆滑块227，所述丝杆滑块227通过螺栓固定固定所述刹车片224，所述丝杠226和滑杆225通过卡环固定在随动轮支架24上，起导向作用的丝杠226和滑杆225分布在所述刹车片224两侧。当前臂1在具有坡度的电线上进行越障时，中臂2和后臂2在线上通过刹车片224夹紧电线防止机器滑动。

参见附图4，所述伸缩模块7包括左右伸缩固定架71和前后伸缩固定架72，所述左右伸缩固定架71和前后伸缩固定架72不仅起到支架作用，而且作为伸缩滑槽使用。所述伸缩模块7两侧各设有销轴74和伸缩齿轮75，所述一对伸缩齿轮75通过销轴74分别放置在前后伸缩固定架72两端。所述左右伸缩固定架71上设有导轨滑块77，所述导轨滑块77分别与所述小转盘5和大转盘6连接，所述导轨滑块77内侧放置，保证强度的同时，防止脱落。所述伸缩齿轮75上设有伸缩同步带76，所述小转盘5和大转盘6被所述伸缩同步带76固定起来形成一个闭环装置。所述伸缩模块7上还设有小转盘连接架781和大转盘连接架782，所述小转盘5固定在所述小转盘连接架781上，所述大转盘6固定在所述大转盘连接架782上。所述小转盘5包括小转盘齿轮51和小转盘电机79，所述小转盘电机79固定在所述伸缩模块7上，所述小转盘电机79带动小转盘齿轮51与所述小转盘5啮合转动；所述大转盘6包括大转盘齿轮61和大转盘电机62，所述大转盘电机62固定在所述支撑板支架4上，所述大转盘电机62带动大转盘齿轮61与所述大转盘6啮合转动。

进一步地，所述小转盘5和大转盘6采用刚度较大的交叉滚子轴承转盘，齿轮面通过淬火处理。

参见附图5至附图9，一种高压输电线路巡检机器人进行越障的操作流程如下：

第一步：高压输电线路巡检机器人检测到前方有障碍时，中臂2和后臂3的刹车片224对电线进行抱死，大转盘6转动一合适角度使前臂1夹紧驱动装置进行下线；

第二步：当夹紧驱动完成下线后，采用伸缩模块7和大转盘6进行伸缩和大转动关节的旋转，使前臂1完成一类似椭圆的运动轨迹，使其越过障碍；

第三步：当前臂1越过障碍后，同时转动大转盘6使前臂完成上线；

第四步：当前臂1上线后，释放中臂2和后臂3的刹车片，通过前臂1的升降调节，可实现中臂2和后臂3的下线动作，然后转动大转盘6，将机器调整到丁字型，然后将伸缩调节到最短，使机器最为稳定后，驱动前轮前行，可完成中臂2和后臂2的越障。

第五步：当中臂2和后臂3越过障碍后，使用同样的方法，对中臂2和后臂3进行上线处理即可完成整个越障动作。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例之一。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型所要保护的范围。

Claims (9)

1.一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：包括前臂（1）、中臂（2）、后臂（3）、支撑板支架（4）、小转盘（5）、大转盘（6）和伸缩模块（7），所述小转盘（5）和大转盘（6）安装在所述伸缩模块（7）上，所述前臂（1）设置在所述小转盘（5）上，所述支撑板支架（4）设置在所述大转盘（6）上，所述中臂（2）和后臂（3）安装在所述支撑板支架（4）上，所述中臂（2）和后臂（3）结构完全相同，所述前臂（1）、中臂（2）和后臂（3）三只臂可以形成一字形或丁字形进行线上行走，所述前臂（1）带动后臂（3）和中臂（2）前行，在越障过程中，所述前臂（1）、中臂（2）和后臂（3）可交替进行越障。

2.如权利要求1所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述中臂（2）包括随动轮（21）、刹车机构（22）、中臂支架（23）和随动轮支架（24），所述中臂支架（23）固定在所述支撑板支架（4）上，所述随动轮支架（24）固定在所述中臂支架（23）上端，所述随动轮（21）和刹车机构（22）都设置在所述随动轮支架（24）上。

3.如权利要求2所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述随动轮（21）上设有随动轮销轴（211），所述随动轮（21）通过随动轮销轴（211）固定在所述随动轮支架（24）上，所述随动轮（21）采用V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金构成。

4.如权利要求2所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述刹车机构（22）包括夹紧电机（221）、夹紧齿轮（222）、夹紧齿轮带（223）、刹车片（224）、滑杆（225）和丝杠（226），所述夹紧电机（221）固定在所述随动轮支架（24）上，所述夹紧电机（221）与夹紧齿轮（222）配合固定，所述夹紧齿轮带（223）绕在所述夹紧齿轮（222）上，通过电机带动夹紧齿轮（222）传动，将传动传到所述丝杠（226）上；所述丝杠（226）套有丝杆滑块（227），所述丝杆滑块（227）固定在所述刹车片（224）上，所述丝杠（226）和滑杆（225）固定在随动轮支架（24）上，所述丝杠（226）和滑杆（225）分布在所述刹车片（224）两侧。

5.如权利要求1所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述伸缩模块（7）包括左右伸缩固定架（71）和前后伸缩固定架（72），所述伸缩模块（7）两侧各设有销轴（74）和伸缩齿轮（75），所述伸缩齿轮（75）通过销轴（74）固定在所述前后伸缩固定架（72）上。

6.如权利要求5所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述左右伸缩固定架（71）上设有导轨滑块（77），所述导轨滑块（77）分别与所述小转盘（5）和大转盘（6）连接。

7.如权利要求5所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述伸缩齿轮（75）上设有伸缩同步带（76），所述小转盘（5）和大转盘（6）被所述伸缩同步带（76）固定起来形成一个闭环装置。

8.如权利要求5所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述伸缩模块（7）上还设有小转盘连接架（781）和大转盘连接架（782），所述小转盘（5）固定在所述小转盘连接架（781）上，所述大转盘（6）固定在所述大转盘连接架（782）上。

9.如权利要求8所述的一种高压输电线路巡检机器人旋转越障装置，其特征在于：所述小转盘（5）包括小转盘齿轮（51）和小转盘电机（79），所述小转盘电机（79）固定在所述伸缩模块（7）上，所述小转盘电机（79）带动小转盘齿轮（51）与所述小转盘（5）啮合转动；所述大转盘（6）包括大转盘齿轮（61）和大转盘电机（62），所述大转盘电机（62）固定在所述支撑板支架（4）上，所述大转盘电机（62）带动大转盘齿轮（61）与所述大转盘（6）啮合转动。