CN211743881U - 一种巡检机器人用被动滑块式夹持机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种巡检机器人用被动滑块式夹持机构，包括框架、夹紧机构、传动机构和行走轮机构；框架为连接件，能够将夹紧机构、传动机构和行走轮机构连接。所述夹紧机构采用被动滑块机构，其上安装有两个夹紧轮，夹紧轮能够沿着竖直方向运动。所述传动机构安装在所述框架上，为移动副，与所述夹紧机构连接，所述夹紧机构能够在所述传动机构的驱动下沿着竖直方向运动。所述行走轮机构安装在所述框架上，能够悬挂在架空地线上并能够驱动巡检机器人沿地线行走，同时，与所述夹紧机构的夹紧轮实现对地线的夹紧。本实用新型能够实现对不规则物体、不同角度的地线实现夹紧，有效提升机器人的爬坡能力，对输电线路导线无损伤，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及夹持机构，更具体来说，本实用新型涉及一种巡检机器人用被动滑块式夹持机构。
背景技术
输电线路巡检是电力部门常规作业任务之一，目前，人工巡检仍是电力部门最常用的作业方法。人工巡检方法存在劳动强度大、作业环境恶劣、检测效果不稳定、危险性高等不足。随着机器人技术在不同领域的应用，采用巡检机器人进行输电线路的巡检正逐渐成为一种新的作业方式。
架空输电线路上存在悬垂挂点、防振锤、线夹等电力金具，由于巡检机器人结构的限制，巡检机器人在跨越某些电力金具时需要夹紧输电线路导线。此外，对于架空输电线路，在重力的作用下呈现悬链线状态，导线在距离铁塔较近端的倾角较大，给巡检机器人的爬坡能力提出了较高的要求，巡检机器人通常利用夹持机构夹紧导线，以提高爬坡能力。现有的巡检机器人用夹持机构存在对线路适应性较差、对线路有损伤等不足。
实用新型内容
针对现有的巡检机器人夹紧机构的不足，本实用新型提供了一种夹持机构，该夹持机构可用于沿架空线路、架空导轨行走并执行作业任务的机器人，如架空输电线路巡检机器人。该夹持机构采用被动式机构，对一定范围内不同倾角、一定范围内不同直径的输电线路导线具有适应能力，同时，能够有效地提升机器人的爬坡能力，对导线无损伤。
为实现上述目的，现提供如下技术方案：
本发明提出了一种巡检机器人用被动滑块式夹持机构，包括框架、夹紧机构、传动机构、行走轮机构，所述框架为机构的机架，通过螺纹联结方式将所述夹紧机构、所述传动机构和所述行走轮机构连接；
所述夹紧机构由夹紧轮、夹紧轮转轴、夹紧轮支撑滑块、第一限位销钉、夹紧机构滑块、第二限位销钉、夹紧机构安装板和夹紧机构盖板组成；夹紧机构安装板和夹紧机构盖板组成；夹紧轮通过夹紧轮转轴安装在夹紧轮支撑滑块上，夹紧轮转轴与夹紧轮之间安装滑动轴承，夹紧轮转轴与夹紧轮支撑滑块固连；
夹紧轮支撑滑块上设置有第一槽孔，通过第一限位销钉与夹紧机构安装板连接；夹紧机构滑块上设置有第二槽孔，通过第二限位销钉与夹紧机构安装板连接；夹紧机构滑块的一端与夹紧轮支撑滑块的一端为楔形，两者通过斜面构成楔形配合；夹紧机构安装板上设置有第一凹槽、第二凹槽，其中夹紧轮支撑滑块安装在第二凹槽内，夹紧机构滑块安装在第一凹槽内；
所述传动机构与所述夹紧机构通过连接板连接，从而上下驱动夹紧机构；
所述行走轮机构的行走轮支架与所述传动机构的过渡安装板连接。
更进一步，所述传动机构与所述夹紧机构通过中间连接板连接，所述传动机构由步进电机、丝杠、螺母、导轨套、圆形导轨、滑块、丝杠端盖、过渡安装板、框架和中间连接板组成；步进电机通过螺钉与框架连接，步进电机输出轴通过联轴器与丝杠连接；丝杠上安装有螺母，另一端通过滚动轴承与过渡安装板连接；圆形导轨的一端与移动框架连接，另一端与过渡安装板连接，其上安装有导轨套；滑块通过螺钉与螺母、导轨套连接，能够沿丝杠的轴线方向运动，与中间连接板通过螺纹连接。
更进一步，所述行走轮机构的行走轮支架与所述传动机构的过渡安装板连接；所述行走轮机构由行走轮支架、行走电机、电机支架、电机输出轴、滚针轴承、行走轮连接轴、滚珠轴承、滚珠轴承端盖、大直径行走轮组成；行走电机通过螺钉与电机支架连接，电机支架通过螺钉与行走轮支架连接；电机输出轴通过D形孔与行走轮连接轴连接，行走轮连接轴通过螺钉连接在大直径行走轮上；滚珠轴承的内圈与行走轮连接轴配合，滚珠轴承的外圈与滚珠轴承端盖的内孔配合，滚珠轴承端盖与行走轮支架通过螺钉连接；电机支架与滚针轴承的内圈连接，滚针轴承的外圈与大直径行走轮配合。
本实用新型具有如下优点：
1.结构简单。本实用新型采用被动滑块式结构，能够实现对不同角度导线的可靠夹紧，结构相对简单。
2.适应能力强。本实用新型采用被动式滑块结构，夹紧机构在受力后能够被动调整滑块的位置，使该机构能够在一定的范围内适应不同角度的导线。此外，夹紧机构上的夹紧轮采用了特殊的机构设计，保证夹紧机构能够在一定的范围内适应不同直径的导线。该机构具有较好的适应能力。
3.可靠性高，安全性好。本实用新型具有两个可被动调节的夹紧轮和行走轮，且夹紧轮和行走轮分布在导线的两侧，能够可靠有效地夹紧导线，提升了夹紧机构的安全性。
4.有效提升爬坡能力。本实用新型夹紧导线后，能够提升夹紧机构与导线的正压力，从而能够提升行走轮与导线的摩擦力，有效提升巡检机器人的爬坡能力。
5.对导线无损伤。本实用新型的夹紧轮和行走轮采用了特殊的结构设计，在金属轮毂里面设置有非金属材料零件，由于该材料具有一定的弹性，在夹紧时能够产生变形，因此不会对导线造成损伤。
附图说明
图1为被动滑块夹持机构的结构示意图。
图2为被动滑块夹持机构的轴测图。
图3为夹紧机构和框架的结构示意图。
图4为夹紧机构和框架的整体示意图。
图5为传动机构结构示意图。
图6为传动机构丝杠与螺母配合工作示意图。
图7为行走轮机构结构示意图。
图8为行走轮机构结构示意图。
图9为被动滑块夹持机构夹紧具有倾角的导线示意图。
图10为被动滑块夹持机构夹紧具有倾角时孔槽工作示意图。
附图标记为：框架1、夹紧机构2、传动机构3、行走轮机构 4、夹紧轮5、夹紧轮转轴6、夹紧轮支撑滑块7、第一限位销钉8、第一槽孔9、夹紧机构滑块10、第二限位销钉11、第二槽孔12、夹紧机构安装板13、第一凹槽14、第二凹槽15、夹紧机构盖板16、步进电机17、丝杠18、螺母19、导轨套20、圆形导轨21、滑块 22、丝杠端盖23、过渡安装板24、中间连接板26、行走轮支架 27、行走电机28、电机支架29、电机输出轴30、滚针轴承31、行走轮连接轴32、滚珠轴承33、滚珠轴承端盖34、大直径行走轮 35。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行完整、清晰的描述。显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1-2所示，本实用新型由框架1、夹紧机构2、传动机构 3、行走轮机构4组成，所述框架1为机构的机架，通过螺纹联结方式将所述夹紧机构2、所述传动机构3和所述行走轮机构4连接。
如图3-4所示，所述夹紧机构2由夹紧轮5、夹紧轮转轴6、夹紧轮支撑滑块7、第一限位销钉8、夹紧机构滑块10、第二限位销钉11、夹紧机构安装板13和夹紧机构盖板16组成。夹紧轮5通过夹紧轮转轴6安装在夹紧轮支撑滑块7上，夹紧轮转轴6与夹紧轮 5之间可安装滑动轴承，夹紧轮转轴6与夹紧轮支撑滑块7固连。夹紧轮支撑滑块7上设置有第一槽孔9，通过第一限位销钉8与夹紧机构安装板13连接。夹紧机构滑块10上设置有第二槽孔12，通过第二限位销钉11与夹紧机构安装板13连接；夹紧机构滑块 (10)的一端与夹紧轮支撑滑块(7)的一端为楔形，两者通过斜面构成楔形配合。。夹紧机构安装板13上设置有第一凹槽 14、第二凹槽15，其中夹紧轮支撑滑块7安装在第二凹槽15内，夹紧机构滑块10安装在第一凹槽14内。
如图5-6所示，所述传动机构3由步进电机17、丝杠18、螺母 19、导轨套20、圆形导轨21、滑块22、丝杠端盖23、过渡安装板 24、框架1和中间连接板26组成。步进电机17通过螺钉与框架 1连接，步进电机输出轴通过联轴器与丝杠18连接。丝杠18上安装有螺母19，另一端通过滚动轴承与过渡安装板24连接。圆形导轨21的一端与移动框架1连接，另一端与过渡安装板24连接，其上安装有导轨套20。滑块22通过螺钉与螺母19、导轨套20连接，能够沿丝杠18的轴线方向运动，与中间连接板26通过螺纹连接。所述传动机构3与所述夹紧机构2通过中间连接板26连接。
如图7-8所示，所述行走轮机构4由行走轮支架27、行走电机 28、电机支架29、电机输出轴30、滚针轴承31、行走轮连接轴 32、滚珠轴承33、滚珠轴承端盖34、大直径行走轮35组成。行走电机28通过螺钉与电机支架29连接，电机支架29通过螺钉与行走轮支架27连接。电机输出轴30通过D形孔与行走轮连接轴32连接，行走轮连接轴32通过螺钉连接在大直径行走轮35上。滚珠轴承 33的内圈与行走轮连接轴32配合，滚珠轴承33的外圈与滚珠轴承端盖34的内孔配合，滚珠轴承端盖34与行走轮支架27通过螺钉连接。电机支架29与滚针轴承31的内圈连接，滚针轴承31的外圈与大直径行走轮35配合。所述行走轮机构4的行走轮支架27与所述传动机构3的过渡安装板24连接。
本实用新型工作原理：
以本实用新型在具有一定倾角的架空地线上工作为例为例，阐述本实用新型的工作原理，如图9-10所示。当巡检机器人在水平线路上行走时，所述行走轮机构4的大直径行走轮35挂在导线上，此时所述夹紧机构2的两个夹紧轮5不夹持导线，在重力的作用下，可认为两个夹紧轮支撑滑块7的高度相同。当巡检机器人检测到线路具有一定的倾角时，夹持机构需要夹紧导线，以提升爬坡能力。
本实用新型的传动机构3的步进电机17旋转，带动丝杠18旋转，丝杠18、螺母19、导轨套20、圆形导轨21、滑块22构成了移动副，带动滑块22、中间连接板26向上运动，直至所述夹紧机构 2的夹紧轮5b碰到导线。由于此时夹紧轮5a与导线不接触，随着步进电机17的继续旋转，导线对夹紧轮右部5b施加夹紧力，使夹紧轮支撑滑块7b沿夹紧机构安装板13上的第二凹槽左部15b向下运动，推动夹紧机构滑块10沿夹紧机构安装板13上的第二凹槽 14向左运动，从而推动夹紧轮支撑滑块7a沿夹紧机构安装板13上的第二凹槽右部15a向上运动，使夹紧轮左部5a向上运动。随着所述传动机构3的步进电机17继续运动，以上运动不断重复，直至所述夹紧机构2的夹紧轮5a、夹紧轮5b均与导线可靠接触，并与所述行走机构4的大直径行走轮35夹紧导线，此时步进电机17停止运动，提升了爬坡能力。巡检机器人在所述行走机构4的大直径行走轮35的驱动下继续沿导线运动，以进行爬坡运动。
本实用新型沿其他角度导线上坡、下坡的工作原理与以上描述类似。
Claims (3)
1.一种巡检机器人用被动滑块式夹持机构，其特征在于：包括框架(1)、夹紧机构(2)、传动机构(3)、行走轮机构(4)，所述框架(1)为机构的机架，通过螺纹联结方式将所述夹紧机构(2)、所述传动机构(3)和所述行走轮机构(4)连接；
所述夹紧机构(2)由夹紧轮(5)、夹紧轮转轴(6)、夹紧轮支撑滑块(7)、第一限位销钉(8)、夹紧机构滑块(10)、第二限位销钉(11)、夹紧机构安装板(13)和夹紧机构盖板(16)组成；夹紧机构安装板(13)和夹紧机构盖板(16)组成；夹紧轮(5)通过夹紧轮转轴(6)安装在夹紧轮支撑滑块(7)上，夹紧轮转轴(6)与夹紧轮(5)之间安装滑动轴承，夹紧轮转轴(6)与夹紧轮支撑滑块(7)固连；
夹紧轮支撑滑块(7)上设置有第一槽孔(9)，通过第一限位销钉(8)与夹紧机构安装板(13)连接；夹紧机构滑块(10)上设置有第二槽孔(12)，通过第二限位销钉(11)与夹紧机构安装板(13)连接；夹紧机构滑块(10)的一端与夹紧轮支撑滑块(7)的一端为楔形，两者通过斜面构成楔形配合；夹紧机构安装板(13)上设置有第一凹槽(14)、第二凹槽(15)，其中夹紧轮支撑滑块(7)安装在第二凹槽(15)内，夹紧机构滑块(10)安装在第一凹槽(14)内；
所述传动机构(3)与所述夹紧机构(2)通过连接板连接，从而上下驱动夹紧机构(2)；
所述行走轮机构(4)的行走轮支架(27)与所述传动机构(3)的过渡安装板(24)连接。
2.根据权利要求1所述的巡检机器人用被动滑块式夹持机构，其特征在于：所述传动机构(3)与所述夹紧机构(2)通过中间连接板(26)连接，所述传动机构(3)由步进电机(17)、丝杠(18)、螺母(19)、导轨套(20)、圆形导轨(21)、滑块(22)、丝杠端盖(23)、过渡安装板(24)、框架(1)和中间连接板(26)组成；步进电机(17)通过螺钉与框架(1)连接，步进电机输出轴通过联轴器与丝杠(18)连接；丝杠(18)上安装有螺母(19)，另一端通过滚动轴承与过渡安装板(24)连接；圆形导轨(21)的一端与移动框架(1)连接，另一端与过渡安装板(24)连接，其上安装有导轨套(20)；滑块(22)通过螺钉与螺母(19)、导轨套(20)连接，能够沿丝杠(18)的轴线方向运动，与中间连接板(26)通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的巡检机器人用被动滑块式夹持机构，其特征在于：所述行走轮机构(4)的行走轮支架(27)与所述传动机构(3)的过渡安装板(24)连接；所述行走轮机构(4)由行走轮支架(27)、行走电机(28)、电机支架(29)、电机输出轴(30)、滚针轴承(31)、行走轮连接轴(32)、滚珠轴承(33)、滚珠轴承端盖(34)、大直径行走轮(35)组成；行走电机(28)通过螺钉与电机支架(29)连接，电机支架(29)通过螺钉与行走轮支架(27)连接；电机输出轴(30)通过D形孔与行走轮连接轴(32)连接，行走轮连接轴(32)通过螺钉连接在大直径行走轮(35)上；滚珠轴承(33)的内圈与行走轮连接轴(32)配合，滚珠轴承(33)的外圈与滚珠轴承端盖(34)的内孔配合，滚珠轴承端盖(34)与行走轮支架(27)通过螺钉连接；电机支架(29)与滚针轴承(31)的内圈连接，滚针轴承(31)的外圈与大直径行走轮(35)配合。
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