CN208630737U - 一种自调节行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自调节行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人，该自调节行走机构包括本体支架(4)、主动行走轮(1)、主动轮驱动机构、从动轮行走机构和从动轮位置调整机构，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该从动轮行走机构含有沿X轴间隔设置的两个从动轮(5)，主动行走轮(1)与两个从动轮(5)能够夹持固定沿X轴方向设置的导线，该从动轮位置调整机构能够调整该从动轮行走机构在Z轴方向上的位置。在垂直方向进行微小旋转调节的从动轮行走机构，可以在机器人爬坡和下坡的时候更好的调节自身重心。从动轮关节和主动轮共同作用夹紧输电线路地线，并且不会发生脱线的故障。

Description

一种自调节行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及输电辅助设备领域，具体的是一种自调节行走机构，还是一种所述具有自调节行走机构的巡检机器人。

背景技术

具有自调节行走机构的巡检机器人可以完成多种在架空输电线路上的作业，一般都是由可沿输电线路移动的机器人作业平台携带不同的作业工具完成不同的作业任务，例如巡检、除冰、清障等。其中机器人作业平台是整个作业系统的最重要组成部分，而机器人的越障机构又是机器人作业平台的重要组成部分。不同形式的越障也决定了机器人不同的越障方式和过程。复杂的越障机构使机器人越障过程复杂、结构重量大；而结构简单的越障机构可以简化机器人越障过程，提高机器人工作的稳定性和可靠性，也可以减轻机器人的重量，便于机器人的运输和上下线。

实用新型内容

为了解决现有越障机构结构复杂的问题。本实用新型提供了一种自调节行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人，该行走机构可以使具有自调节行走机构的巡检机器人在辅助越障桥的帮助下，实现自主越障。越障桥与输电线路地线等粗，可跨越杆塔塔头与防震锤，机器人的主动行走轮和从动轮关节配合夹紧地线，并顺着越障桥与地线连接处的导向机构，从越障桥上跨越杆塔与防震锤。机器人主动轮在主动轮电机的驱动下，提供机器人行走动力。从动轮可使机器人抱紧输电线路地线，使机器人在行走过程中不会发生脱线的危险。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种自调节行走机构，包括本体支架、主动行走轮、主动轮驱动机构、从动轮行走机构和从动轮位置调整机构，该从动轮行走机构位于主动行走轮的下方，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该从动轮行走机构含有沿X轴间隔设置的两个从动轮，主动行走轮的轴线和两个从动轮的轴线均沿Y轴方向设置，主动行走轮与两个从动轮能够夹持固定沿X轴方向设置的导线，该从动轮行走机构通过该从动轮位置调整机构与本体支架连接，该从动轮位置调整机构能够调整该从动轮行走机构在Z轴方向上的位置。

所述主动轮驱动机构含有主动行走轮电机、连接轴和卸载筒，连接轴、卸载筒和主动行走轮从内向外依次套设，主动行走轮电机能够驱动主动行走轮转动。

连接轴的中心线、卸载筒的中心线和主动行走轮的中心线重合，卸载筒的一端与本体支架连接固定，连接轴的一端与主动行走轮电机的输出轴连接固定，连接轴的另一端与主动行走轮连接固定。

主动行走轮位于本体支架的上部外，主动行走轮电机的一部分位于本体支架的上部内，主动行走轮的外周面设有环形凹槽，该环形凹槽内嵌设有防滑材料圈。

该从动轮行走机构还含有内转轴、外套筒、支撑立柱、两根从动轮轴和两片连接条，两根从动轮轴固定于两片连接条的两端，内转轴固定于两片连接条的中部，两个从动轮一一对应的套设于两根从动轮轴外，两个从动轮能够以内转轴为轴同向转动。

内转轴的轴线和两根从动轮轴的轴线均沿Y轴方向设置，外套筒套设于内转轴外，支撑立柱的轴线沿Z轴方向设置，支撑立柱的上端与外套筒连接固定。

沿Z轴方向，支撑立柱外依次套设有弹簧、压力传感器和安装套，弹簧的上端与外套筒抵接，弹簧的下端与压力传感器抵接，压力传感器的位置相对于安装套固定，安装套与支撑立柱间隙配合，安装套与所述从动轮位置调整机构连接固定。

所述从动轮位置调整机构含有从内向外依次套设的丝杠、第一螺母和滑块，本体支架内设有与滑块相配合的滑轨，丝杠和滑轨均沿Z轴方向设置，所述从动轮行走机构与滑块连接固定，当丝杠自转时，所述从动轮行走机构和滑块能够同步沿Z轴方向移动。

丝杠的下部外依次套设有第二螺母和轴承，第二螺母和所述轴承均固定于本体支架的下端内，本体支架的下端外还设有用于驱动丝杠自转的丝杆驱动部件。

一种具有自调节行走机构的巡检机器人，包括上述的自调节行走机构，该自调节行走机构的本体支架的上端固定有监视摄像头，本体支架的下端外固定连接有控制柜，控制柜连接有云台，云台的下端连接有巡检摄像头。

本实用新型的有益效果是：在垂直方向进行微小旋转调节的从动轮行走机构，可以在机器人爬坡和下坡的时候更好的调节自身重心。在压力传感器和弹簧的配合下，从动轮关节和主动轮共同作用夹紧输电线路地线，并且不会发生脱线的故障。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述自调节行走机构的立体图。

图2是本实用新型所述自调节行走机构的剖视图。

图3是本实用新型所述具有自调节行走机构的巡检机器人的立体图。

1、主动行走轮；2、监视摄像头；3、主动行走轮电机；4、本体支架；5、从动轮；6、丝杠；7、控制柜；8、铭牌卡槽；9、外套筒；10、弹簧；11、信号指示灯；12、手动开关；13、云台；14、巡检摄像头；15、防滑材料圈；16、卸载筒；17、连接轴；18、从动轮轴；19、连接条；20、内转轴；21、支撑立柱；22、安装座；23、压力传感器；24、安装套；25、第一螺母；26、滑块；27、滑轨；28、第二螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种自调节行走机构，包括本体支架4、主动行走轮1、主动轮驱动机构、从动轮行走机构和从动轮位置调整机构，该从动轮行走机构位于主动行走轮1的下方，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该从动轮行走机构含有沿X轴间隔设置的两个从动轮5，沿X轴方向，主动行走轮1位于两个从动轮5之间，主动行走轮1的轴线和两个从动轮5的轴线均沿Y轴方向设置，主动行走轮1与两个从动轮5能够夹持固定沿X轴方向设置的导线(如地线)，该从动轮行走机构通过该从动轮位置调整机构与本体支架4连接，该从动轮位置调整机构能够调整该从动轮行走机构在Z轴方向上的位置，如图1和图2所示。

在本实施例中，所述主动轮驱动机构含有主动行走轮电机3、连接轴17和卸载筒16，连接轴17、卸载筒16和主动行走轮1从内向外依次套设，主动行走轮电机3能够驱动主动行走轮1转动，从而驱动该行走机构和具有自调节行走机构的巡检机器人在导线(如地线)上行走。

在本实施例中，连接轴17的中心线、卸载筒16的中心线和主动行走轮1的中心线重合，卸载筒16的左端与本体支架4连接固定，主动行走轮1与卸载筒16之间设有轴承，连接轴17的左端与主动行走轮电机3的输出轴连接固定，连接轴17的右端设有外翻边，连接轴17的右端与主动行走轮1连接固定，如图2所示。

在本实施例中，本体支架4呈空心的立柱状结构，主动行走轮1位于本体支架4的上部外，主动行走轮电机3的一部分位于本体支架4的上部内，主动行走轮1的外周面设有环形凹槽，该环形凹槽内嵌设有防滑材料圈15。

在本实施例中，该从动轮行走机构还含有内转轴20、外套筒9、支撑立柱21、两根从动轮轴18和两片连接条19，两根从动轮轴18固定于两片连接条19的两端，内转轴20固定于两片连接条19的中部，两个从动轮5一一对应的套设于两根从动轮轴18外，两个从动轮5能够以内转轴20为轴同向转动，即两个从动轮5能够同时以内转轴20为轴逆时针或顺时针转动一定的角度。

在本实施例中，两片连接条19相互平行，两片连接条19完全相同，内转轴20的轴线位于连接轴17的轴线的正下方，内转轴20的轴线与连接轴17的轴线平行。内转轴20的轴线和两根从动轮轴18的轴线均沿Y轴方向设置，外套筒9套设于内转轴20外，支撑立柱21的轴线沿Z轴方向设置，支撑立柱21的上端与外套筒9连接固定，如图2所示。

在本实施例中，沿Z轴方向，支撑立柱21外依次套设有弹簧10、压力传感器23和安装套24，弹簧10的上端与外套筒9抵接，弹簧10的下端与压力传感器23抵接，压力传感器23固定于安装座22上，压力传感器23的位置相对于安装套24固定，安装套24与支撑立柱21间隙配合，安装套24与所述从动轮位置调整机构连接固定，支撑立柱21能够相对于安装套24沿Z轴方向移动。

在本实施例中，所述从动轮位置调整机构含有从内向外依次套设的丝杠6、第一螺母25和滑块26，本体支架4内设有与滑块26相配合的滑轨27，丝杠6和滑轨27均沿Z轴方向设置，所述从动轮行走机构与滑块26连接固定，如安装套24和安装座22均与滑块26连接固定。这样，当丝杠6自转时，所述从动轮行走机构和滑块26能够同步沿Z轴方向移动。

在本实施例中，丝杠6的下部外依次套设有第二螺母28和轴承，第二螺母28和所述轴承均固定于本体支架4的下端内，本体支架4的下端外还设有用于驱动丝杠6自转的丝杆驱动部件。通过调整所述从动轮行走机构和滑块26在Z轴方向上的位置，可以预设的压力值与主动轮配合夹紧地线。弹簧与压力传感器共同配合给从动轮机构以缓冲作用。

下面介绍一种具有自调节行走机构的巡检机器人，所述具有自调节行走机构的巡检机器人包括上述的自调节行走机构，该自调节行走机构的本体支架4的上端固定有监视摄像头2，本体支架4的下端外固定连接有控制柜7，控制柜7连接有云台13，云台13的下端连接有巡检摄像头14。所述具有自调节行走机构的巡检机器人还包括铭牌卡槽8、信号指示灯11和手动开关12，如图3所示。

下面介绍所述具有自调节行走机构的巡检机器人和行走机构的工作过程。

主动行走轮1在主动行走轮电机3的驱动下转动，提供机器人前进和后退的行走动力。监视摄像头2负责查看机器人本体运行情况。本体支架4连接了主动轮结构、从动轮结构以及控制柜7。云台13和巡检摄像头14为巡检机器人巡检作业模块，负责采集输电线路巡检图片和视频。

机器人主动行走轮1固定在本体支架4上，主动行走轮电机3为其提供动力。机器人设计有两个从动轮5，可以实现在垂直方向的微小旋转，以保证机器人可适应地线的爬坡与下坡角度。

从动轮行走机构可以保证机器人在爬坡或者下坡时，两个从动轮可根据地线走势自动调节角度，保证两个从动轮对主动轮的夹紧力相同，保证了机器人在上下坡时重心始终在主动轮的正下方，并且不产生偏移。

防滑材料圈15可以保证主动轮与地线之间不打滑，同时减小主动轮与地线之间的摩擦与磨损。卸载筒16将主动轮电机轴上受到的力转移至机器人本体支架，起到保护电机轴的作用。

由于巡检机器人在地线上运行，并且在机器人电池电量不足的情况下，可自动返回充电巢进行充电，因此只需要人工现场进行一次安装，就可以实现机器人在输电线路上的长期运行。

现场上线安装时，塔下工作人员使用地面端远程控制程序，通过无线数据传输通信模块将控制指令发送给机器人，打开从动轮关节，使机器人的从动轮关节整体下移。塔上工作人员将机器人主动轮挂在输电线路地线上。塔下工作人员再使用远程程序关闭从动轮关节，机器人根据压力传感器自动调节从动轮关节与主动轮之间的夹紧力，使机器人在抱紧地线的同时，不会发生脱线的现象，完成机器人的安装。机器人在线上使用过程中，除非出现需要救援等特殊情况，严禁打开从动轮关节。另外，机器人的拆卸与安装过程相反。

在本实用新型中，从动轮行走机构可以实现在垂直方向的微小旋转，以保证机器人可适应地线的爬坡与下坡角度，使机器人重心始终保持在主动轮的正下方，不会发生前后方向的偏移。从动轮行走机构与压力传感器配合，使机器人在地线上行走和跨越越障桥时一直保持合适的抱紧力，不会出现伤线或者脱线的现象。从动轮行走机构与弹簧配合，使机器人从动轮关节在打开与闭合时具有一定的缓冲效果，保证机器人和地线不会出现损伤。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种自调节行走机构，其特征在于，该自调节行走机构包括本体支架(4)、主动行走轮(1)、主动轮驱动机构、从动轮行走机构和从动轮位置调整机构，该从动轮行走机构位于主动行走轮(1)的下方，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该从动轮行走机构含有沿X轴间隔设置的两个从动轮(5)，主动行走轮(1)的轴线和两个从动轮(5)的轴线均沿Y轴方向设置，主动行走轮(1)与两个从动轮(5)能够夹持固定沿X轴方向设置的导线，该从动轮行走机构通过该从动轮位置调整机构与本体支架(4)连接，该从动轮位置调整机构能够调整该从动轮行走机构在Z轴方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的自调节行走机构，其特征在于，所述主动轮驱动机构含有主动行走轮电机(3)、连接轴(17)和卸载筒(16)，连接轴(17)、卸载筒(16)和主动行走轮(1)从内向外依次套设，主动行走轮电机(3)能够驱动主动行走轮(1)转动。

3.根据权利要求2所述的自调节行走机构，其特征在于，连接轴(17)的中心线、卸载筒(16)的中心线和主动行走轮(1)的中心线重合，卸载筒(16)的一端与本体支架(4)连接固定，连接轴(17)的一端与主动行走轮电机(3)的输出轴连接固定，连接轴(17)的另一端与主动行走轮(1)连接固定。

4.根据权利要求2所述的自调节行走机构，其特征在于，主动行走轮(1)位于本体支架(4)的上部外，主动行走轮电机(3)的一部分位于本体支架(4)的上部内，主动行走轮(1)的外周面设有环形凹槽，该环形凹槽内嵌设有防滑材料圈(15)。

5.根据权利要求1所述的自调节行走机构，其特征在于，该从动轮行走机构还含有内转轴(20)、外套筒(9)、支撑立柱(21)、两根从动轮轴(18)和两片连接条(19)，两根从动轮轴(18)固定于两片连接条(19)的两端，内转轴(20)固定于两片连接条(19)的中部，两个从动轮(5)一一对应的套设于两根从动轮轴(18)外，两个从动轮(5)能够以内转轴(20)为轴同向转动。

6.根据权利要求5所述的自调节行走机构，其特征在于，内转轴(20)的轴线和两根从动轮轴(18)的轴线均沿Y轴方向设置，外套筒(9)套设于内转轴(20)外，支撑立柱(21)的轴线沿Z轴方向设置，支撑立柱(21)的上端与外套筒(9)连接固定。

7.根据权利要求6所述的自调节行走机构，其特征在于，沿Z轴方向，支撑立柱(21)外依次套设有弹簧(10)、压力传感器(23)和安装套(24)，弹簧(10)的上端与外套筒(9)抵接，弹簧(10)的下端与压力传感器(23)抵接，压力传感器(23)的位置相对于安装套(24)固定，安装套(24)与支撑立柱(21)间隙配合，安装套(24)与所述从动轮位置调整机构连接固定。

8.根据权利要求1所述的自调节行走机构，其特征在于，所述从动轮位置调整机构含有从内向外依次套设的丝杠(6)、第一螺母(25)和滑块(26)，本体支架(4)内设有与滑块(26)相配合的滑轨(27)，丝杠(6)和滑轨(27)均沿Z轴方向设置，所述从动轮行走机构与滑块(26)连接固定，当丝杠(6)自转时，所述从动轮行走机构和滑块(26)能够同步沿Z轴方向移动。

9.根据权利要求8所述的自调节行走机构，其特征在于，丝杠(6)的下部外依次套设有第二螺母(28)和轴承，第二螺母(28)和所述轴承均固定于本体支架(4)的下端内，本体支架(4)的下端外还设有用于驱动丝杠(6)自转的丝杆驱动部件。

10.一种具有自调节行走机构的巡检机器人，其特征在于，所述具有自调节行走机构的巡检机器人包括权利要求1所述的自调节行走机构，该自调节行走机构的本体支架(4)的上端固定有监视摄像头(2)，本体支架(4)的下端外固定连接有控制柜(7)，控制柜(7)连接有云台(13)，云台(13)的下端连接有巡检摄像头(14)。