CN208723440U - 一种重心自动调节的输电线路巡检机器人 - Google Patents

一种重心自动调节的输电线路巡检机器人 Download PDF

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吴英涛
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Abstract

本实用新型涉及一种重心自动调节的输电线路巡检机器人,属于电力巡检设备技术领域。其包括箱体,箱体内设有控制系统,箱体上外侧设有检测装备,箱体的顶部设有横向滑移机构,横向滑移机构的上部设有前臂、中臂和后臂,前臂和后臂对称设置于箱体的两端,结构相同,中臂位于前臂和后臂之间,前臂和后臂均包括驱动机构,驱动机构的下方连接开合机构,开合机构的下方连接升降机构,升降机构底部连接俯仰机构,俯仰机构连接横向滑移机构,中臂包括夹持机构与升降机构,升降机构底部连接横向滑移机构,所述箱体通过横向滑移机构前后移动。本实用新型越障能力强,爬坡角度大,结构稳固,体积小,行走时安全性好,控制精度高,实时性好,重心调节方便。

Description

一种重心自动调节的输电线路巡检机器人
技术领域
本发明涉及一种重心自动调节的输电线路巡检机器人,属于巡检设备技术领域。
背景技术
由于我国人多地广,许多偏远地区的地理位置复杂,因而长期受到无电的困扰。近年来,随着我国国民经济的发展,许多偏远地区也逐渐实现电力资源的普及,但由于距离遥远,单使用高压输电线传输会大大提高经济投入,所以超高压输电线传输应运而生。移动机器人技术的发展,为架空超高压电力线的巡检提供了新的技术平台,但是基于现实状况,大部分巡检机器人越障能力有限,尤其不能是跨越引流线,或者部分机器人能实现越障功能,但由于此类机器人的结构复杂,故控制难,且体积大,为机器人的巡检和运输工作带来了不便,且重心的调节不方便,影响巡检的效率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明提供了一种重心自动调节的输电线路巡检机器人,越障能力强,爬坡角度大,结构稳固,体积小,行走时安全性好,控制精度高,实时性好,尤其是方便调整重心,可以顺利越障,提高越障的效率。
本发明是通过如下技术方案来实现的:包括箱体,所述箱体内设有控制系统,所述箱体上外侧设有检测装备,所述箱体的顶部设有横向滑移机构,所述横向滑移机构的上部设有前臂、中臂和后臂,其中,所述前臂和后臂对称设置于箱体的两端,结构相同,所述中臂安装于所述前臂和所述后臂之间,所述前臂和所述后臂均包括位于顶部的驱动机构,所述驱动机构的下方连接开合机构,所述开合机构的下方连接第一升降机构,所述第一升降机构底部连接俯仰机构,所述俯仰机构连接横向滑移机构,所述中臂包括夹持机构与第二升降机构,所述第二升降机构底部连接横向滑移机构,所述控制系统的电控连接驱动机构、开合机构、夹持机构、第一升降机构、第二升降机构、俯仰机构和横向滑移机构,其特征在于,所述横向滑移机构包括横向滑移电机和横向滑移平台,所述横向滑移平台包括两根滑轨,两根滑轨由前后两个滑移底板相连接,组成平台框架,所述滑轨与横向滑移齿条固定连接,所述横向滑移齿条通过横向滑移齿轮与横向滑移电机相连接,所述横向滑移电机通过横向滑移电机座与箱体连接,所述滑轨通过滑块与控制箱体连接,所述横向滑移机构与控制系统通过电路相连;所述第二升降机构包括中臂外管,所述中臂外管通过第二导向块与中臂内管连接,所述中臂内管与中臂伸缩推杆连接,所述中臂伸缩推杆通过推杆底座与中臂外管连接,所述中臂伸缩推杆与控制系统通过电路相连,所述箱体通过横向滑移机构前后移动。
进一步地,所述驱动机构包括驱动电机,所述驱动电机通过驱动锥齿轮连接驱动轮,所述驱动电机通过电机座连接于电机方管壳,所述驱动电机与控制系统通过电路相连。
进一步地,所述开合机构包括开合底板,所述开合底板中部安装开合电机,所述开合电机通过开合锥齿轮与开合丝杠连接,所述开合丝杠通过丝杠螺母与丝杠螺母座连接,所述丝杠螺母座与电机方管壳固定连接,所述开合丝杠采用左右旋变螺距变行程梯形丝杠,所述开合电机与控制系统通过电路相连。
进一步地,所述第一升降机构包括手臂外管,所述手臂外管通过第一导向块与手臂内管连接,所述手臂内管与手臂伸缩推杆连接,所述手臂伸缩推杆通过推杆底座与手臂外管连接,所述手臂伸缩推杆与控制系统通过电路相连。
进一步地,所述俯仰机构包括俯仰推杆,所述俯仰推杆通过俯仰连接件与手臂外管相连接,所述俯仰推杆通过俯仰推杆座与滑轨相连接,所述俯仰推杆座通过俯仰连接件与手臂外管连接,所述俯仰推杆与控制系统通过电路相连。
进一步地,所述夹持机构包括夹持底板,所述夹持底板中间安装有夹持电机,所述夹持电机通过夹持锥齿轮与夹持丝杠连接,所述夹持丝杠通过夹持丝杠座与夹持底板相连,所述夹持底板上安装有夹持导轨,所述夹持导轨通过夹持滑块与左夹手、右夹手连接,所述左夹手与右夹手上安装有橡胶块,所述夹持电机与控制系统通过电路相连。
进一步地,所述检测装备包括摄像头和红外探测仪,所述摄像头和红外探测仪通过电路与信号收发器相连,所述信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。
本申请中所述的输电线路移动攀爬巡检机器人中,前臂、中臂和后臂这三只手臂通过驱动机构实现在输电线上的行走;通过伸缩机构实现机体在竖直方向的伸缩动作,即伸开、收缩状态;通过开合机构实现驱动机构开合动作,即打开、闭合的状态;通过横向滑移机构实现箱体在水平方向的平移动作,即左滑、右滑状态;通过夹持机构实现中臂的开合动作,即打开、闭合状态;通过俯仰机构实现前后手臂的摆动,即摆出、收回。由此在遇到障碍物时,三只手臂相配合进行有序的伸开、收缩,打开、闭合以及前后臂的摆出收回和中臂的打开、闭合,箱体的左右滑移动作以实现对障碍物的跨越功能。
与现有技术相比,本发明所述技术方案的优点与积极效果为:
1、安全保护性好:行走时两个驱动轮同时挂线,越障时中臂夹持机构挂线,三臂至少有两臂挂线,使机器人不会因为晃动而从输电线上掉下,保证了机器人运行的稳定。
2、爬行越障能力强:机器人前后臂的驱动轮有大功率驱动电机控制驱动,故其行走能力强,采用前中后臂固定,箱体左右滑移,能够调节巡检机器人的重心,能够跨越输电线上的悬垂线夹、防震锤、引流线等障碍,且爬坡角度大。
3、控制简单,精度高:实现了行走、越障时的自动控制,其越障时间短,效率高。
4、巡检质量高,应用广泛:安置有摄像头和红外探测仪,能够将行走过的线路信息通过无线网桥清晰地传输给地面基站,保证了输电线路巡检工作的质量;还可远程控制,可广泛应用于输电线路的巡检工作。
附图说明
图1是本发明实施例1中所述巡检机器人的立体结构示意图;
图2是本发明实施例1和2中所述前臂或者后臂的剖面示意图;
图3是本发明实施例1中所述中臂的立体示意图;
图4是本发明实施例2中所述巡检机器人的立体结构示意图;
图中,1、前臂;2、俯仰连接件;3、俯仰底板;4、横向滑移平台;5、齿条;6、滑轨;7、箱体;8、横向滑移齿轮;9、中臂底板;10、横向滑移电机;11、滑块;12、检测装备;13、后臂;14、中臂;15、俯仰推杆;16、驱动轮;17、电机方管壳;18、电机座;19、驱动锥齿轮;20、驱动电机;21、丝杠螺母座;22、丝杠螺母;23、开合丝杠;24、开合底板;25、开合锥齿轮;26、第一导向块;27、开合电机;28、手臂外管;29、手臂内管; 30、手臂伸缩推杆;31、推杆底板;32、夹持丝杠座;33、夹持丝杠,34、夹持滑块,35、夹持锥齿轮,36、中臂内管,37、第二导向块,38、中臂伸缩推杆。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明:
实施例1
本发明实施例提供了一种重心自动调节的输电线路巡检机器人,包括箱体 7,所述箱体7内设有控制系统,所述箱体7上外侧设有检测装备12,所述箱体7的顶部设有横向滑移机构,所述横向滑移机构的上部设有前臂1、中臂14 和后臂13,其中,所述前臂1和后臂13对称设置于箱体7的两端,结构相同,所述中臂14安装于所述前臂1和所述后臂13之间,所述前臂1和所述后臂13 均包括位于顶部的驱动机构,所述驱动机构的下方连接开合机构,所述开合机构的下方连接第一升降机构,所述第一升降机构底部连接俯仰机构,所述俯仰机构连接横向滑移机构,所述中臂14包括夹持机构与第二升降机构,所述第二升降机构底部连接横向滑移机构,所述控制系统的电控连接驱动机构、开合机构、夹持机构、第一升降机构、第二升降机构、俯仰机构和横向滑移机构,所述箱体7通过横向滑移机构前后移动。
所述驱动机构包括驱动电机20,所述驱动电机20通过驱动锥齿轮19连接驱动轮16,所述驱动电机20通过电机座18连接于电机方管壳17,所述驱动电机20与控制系统通过电路相连。
所述开合机构包括开合底板24,所述开合底板24中部安装开合电机27,所述开合电机27通过开合锥齿轮25与开合丝杠23连接,所述开合丝杠23通过丝杠螺母22与丝杠螺母座21连接,所述丝杠螺母座21与电机方管壳17固定连接,所述开合丝杠23采用左右旋变螺距变行程梯形丝杠,所述开合电机 27与控制系统通过电路相连。
所述第一升降机构包括手臂外管28,所述手臂外管28通过第一导向块26 与手臂内管29连接,所述手臂内管29与手臂伸缩推杆30连接,所述手臂伸缩推杆30通过推杆底座与手臂外管28连接,所述手臂伸缩推杆30与控制系统通过电路相连。
所述俯仰机构包括俯仰推杆15,所述俯仰推杆15通过俯仰连接件2与手臂外管28相连接,所述俯仰推杆15通过俯仰推杆15座与滑轨6相连接,所述俯仰推杆15座通过俯仰连接件2与手臂外管28连接,所述俯仰推杆15与控制系统通过电路相连。
所述夹持机构包括夹持底板,所述夹持底板中间安装有夹持电机,所述夹持电机通过夹持锥齿轮35与夹持丝杠33连接,所述夹持丝杠33通过夹持丝杠座32与夹持底板相连,所述夹持底板上安装有夹持导轨,所述夹持导轨通过夹持滑块34与左夹手、右夹手连接,所述左夹手与右夹手上安装有橡胶块,所述夹持电机与控制系统通过电路相连。
所述横向滑移机构包括横向滑移电机10和横向滑移平台4,所述横向滑移平台4包括两根滑轨6,两根滑轨6由前后两个滑移底板相连接,组成平台框架,所述滑轨6与横向滑移齿条5固定连接,所述横向滑移齿条5通过横向滑移齿轮8与横向滑移电机10相连接,所述横向滑移电机10通过横向滑移电机 10座与箱体7连接,所述滑轨6通过滑块11与控制箱体7连接,所述横向滑移机构与控制系统通过电路相连。
所述检测装备12包括摄像头和红外探测仪,所述摄像头和红外探测仪通过电路与信号收发器相连,所述信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。
巡检机器人的具体运行过程为:
在输电线上行走时,前臂1、中臂14、后臂13通过驱动轮16挂线,且三臂升降装置处于收缩状态,开合机构处于闭合状态,夹持机构处于闭合状态,当遇到悬垂线夹时,机器人停止行走,箱体7通过滑移平台向后臂13移动,重心向后调节,接着前臂1的第一升降机构上升,直至驱动轮16高于高压线,前臂1开合机构打开,第一升降机构下降,直至低于高压线,然后机器人向前行走,直至前臂1驱动轮16靠近障碍,前臂1的第一升降机构上升,直至驱动轮16高于高压线,开合机构闭合,第一升降机构下降,直至前臂1的驱动轮16压线,此时前臂1已经跨过悬垂线夹;箱体7移回中间位置,中臂14的第二升降机构上升,夹持机构打开,然后第二升降机构下降,使中臂14低于高压线路,此时中臂14已经脱线,然后机器人继续行走,直至后臂13靠近悬垂线夹,接着中臂14的第二升降机构上升,夹持机构闭合,实现中臂14的挂线,然后箱体7向前移动至前臂1,机器人重心调节至前部,然后后臂13的第一升降机构上升,开合机构打开,接着第二升降机构再下降,实现后臂13低于高压线,然后机器人向前行走,直至后臂13越过悬垂线夹,然后后臂13的第二升降机构上升,开合机构闭合,实现后臂13的挂线,箱体7后移,此时整个巡检机器人完成了悬垂线夹的跨越。
实施例2
如图4所示,本实施例与实施例1不同的是:中臂的夹持结构和前后臂的开合机构相同,其他技术特征与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种重心自动调节的输电线路巡检机器人,包括箱体,所述箱体内设有控制系统,所述箱体上外侧设有检测装备,所述箱体的顶部设有横向滑移机构,所述横向滑移机构的上部设有前臂、中臂和后臂,其中,所述前臂和后臂对称设置于箱体的两端,结构相同,所述中臂安装于所述前臂和所述后臂之间,所述前臂和所述后臂均包括位于顶部的驱动机构,所述驱动机构的下方连接开合机构,所述开合机构的下方连接第一升降机构,所述第一升降机构底部连接俯仰机构,所述俯仰机构连接横向滑移机构,所述中臂包括夹持机构与第二升降机构,所述第二升降机构底部连接横向滑移机构,所述控制系统的电控连接驱动机构、开合机构、夹持机构、第一升降机构、第二升降机构、俯仰机构和横向滑移机构,其特征在于,所述横向滑移机构包括横向滑移电机和横向滑移平台,所述横向滑移平台包括两根滑轨,两根滑轨由前后两个滑移底板相连接,组成平台框架,所述滑轨与横向滑移齿条固定连接,所述横向滑移齿条通过横向滑移齿轮与横向滑移电机相连接,所述横向滑移电机通过横向滑移电机座与箱体连接,所述滑轨通过滑块与控制箱体连接,所述横向滑移机构与控制系统通过电路相连;所述第二升降机构包括中臂外管,所述中臂外管通过第二导向块与中臂内管连接,所述中臂内管与中臂伸缩推杆连接,所述中臂伸缩推杆通过推杆底座与中臂外管连接,所述中臂伸缩推杆与控制系统通过电路相连,所述箱体通过横向滑移机构前后移动。
2.根据权利要求1所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述驱动机构包括驱动电机,所述驱动电机通过驱动锥齿轮连接驱动轮,所述驱动电机通过电机座连接于电机方管壳,所述驱动电机与控制系统通过电路相连。
3.根据权利要求1所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述开合机构包括开合底板,所述开合底板中部安装开合电机,所述开合电机通过开合锥齿轮与开合丝杠连接,所述开合丝杠通过丝杠螺母与丝杠螺母座连接,所述丝杠螺母座与电机方管壳固定连接,所述开合丝杠采用左右旋变螺距变行程梯形丝杠,所述开合电机与控制系统通过电路相连。
4.根据权利要求1所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述第一升降机构包括手臂外管,所述手臂外管通过第一导向块与手臂内管连接,所述手臂内管与手臂伸缩推杆连接,所述手臂伸缩推杆通过推杆底座与手臂外管连接,所述手臂伸缩推杆与控制系统通过电路相连。
5.根据权利要求4所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述俯仰机构包括俯仰推杆,所述俯仰推杆通过俯仰连接件与手臂外管相连接,所述俯仰推杆通过俯仰推杆座与滑轨相连接,所述俯仰推杆座通过俯仰连接件与手臂外管连接,所述俯仰推杆与控制系统通过电路相连。
6.根据权利要求1所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述夹持机构包括夹持底板,所述夹持底板中间安装有夹持电机,所述夹持电机通过夹持锥齿轮与夹持丝杠连接,所述夹持丝杠通过夹持丝杠座与夹持底板相连,所述夹持底板上安装有夹持导轨,所述夹持导轨通过夹持滑块与左夹手、右夹手连接,所述左夹手与右夹手上安装有橡胶块,所述夹持电机与控制系统通过电路相连。
7.根据权利要求1所述的重心自动调节的输电线路巡检机器人,其特征在于,所述检测装备包括摄像头和红外探测仪,所述摄像头和红外探测仪通过电路与信号收发器相连,所述信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。
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