一种巡检机器人机构制造技术

本发明专利技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种适用于狭小巡检作业空间的巡检机器人机构。包括前行走机构、后行走机构、前手臂、后手臂、前开和机构、后开和机构、导轨及箱体，其中箱体设置于所述导轨的下方、并与所述导轨滑动连接，前手臂和后手臂设置于导轨的上方、并均与导轨滑动连接，前开和机构和后开和机构分别铰接在前手臂和后手臂的末端，前行走机构和后行走机构分别安装在前开和机构和后开和机构上，所述巡检机器人机构通过所述前行走机构和后行走机构在输电线路上行走，进行巡检作业。本发明专利技术越障能力强、作业空间小、安全保护性好。

【技术实现步骤摘要】
一种巡检机器人机构
本专利技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种适用于狭小巡检作业空间的巡检机器人机构。
技术介绍
输电线路是电力系统极为重要的组成部分，为了保证其安全稳定的运行，需要定期进行巡视检查。目前采用的方法主要有人工巡检、直升机巡检和机器人巡检。其中人工巡检的效率低，劳动强度大，危险性高；直升机巡检的费用昂贵，巡检质量易受气候影响。国际上对输电线路巡检机器人技术的研究始于20世纪80年代，根据机器人机构是否具有跨越杆塔障碍物的功能，可将巡检机器人分为一档内巡检机器人和具有越障功能的巡检机器人，一档内巡检机器人主要在输电线路的一档内行走，通过携带的摄像头进行线路通道的检查，东京电力公司的Sawada等人研制了光纤复合架空地线(OPGW)巡检机器人，采用搭接弧形臂的方式跨越杆塔，朱兴龙等人研制了轮臂复合型巡检机器人，提出质量调节的控制方法，PauloDebenest等人开发研制了具有越障功能的Expliner巡检机器人，操作臂与箱体结合实现了质心的快速调节，但是这些机构的结构复杂、重量大、能耗高，难以适应猫头塔狭小空间的的输电线路作业情况。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种巡检机器人机构，该机构越障能力强、作业空间小、安全保护性好。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种巡检机器人机构，包括前行走机构、后行走机构、前手臂、后手臂、导轨及箱体，其中箱体设置于所述导轨的下方、并与所述导轨滑动连接，所述前手臂和后手臂设置于所述导轨的上方、并均与所述导轨滑动连接，所述前行走机构和后行走机构分别设置于所述前手臂和后手臂上，所述巡检机器人机构通过所述前行走机构和后行走机构在输电线路上行走，进行巡检作业。所述巡检机器人机构进一步包括前开和机构和后开和机构，所述前开和机构和后开和机构分别铰接在所述前手臂和后手臂的末端，所述前行走机构和后行走机构分别安装在所述前开和机构和后开和机构上；当所述前开和机构和后开和机构处于闭合状态时，所述前行走机构和后行走机构分别位于所述前开和机构和后开和机构内。所述前手臂包括第一旋转关节、第一移动关节、第二移动关节、第三移动关节及第四移动关节，所述第二移动关节和第四移动关节沿水平方向安装在所述导轨上，通过所述第二移动关节和第四移动关节实现沿导轨移动，所述第一移动关节和第三移动关节分别沿垂直方向安装在所述第二移动关节和第四移动关节上，所述第一旋转关节安装在所述第一移动关节和第三移动关节上，所述第一旋转关节沿垂直方向放置，实现所述前手臂的水平旋转。所述后手臂与所述前手臂结构相同。所述前开和机构包括第一支架、第二支架、第一连杆机构、第二连杆机构及直线驱动机构，其中直线驱动机构设置于所述前手臂上，所述第一连杆机构和第二连杆机构分别位于所述直线驱动机构的两侧、并均与所述前手臂和所述直线驱动机构的输出端连接，所述第一支架和第二支架的一端分别与所述第一连杆机构和第二连杆机构连接，所述第一支架和第二支架的另一端为闭合端、并相对应，所述前行走机构设置于所述第一支架或第二支架上靠近闭合端的位置上，所述直线驱动机构驱动两侧的所述第一连杆机构和第二连杆机构运动，从而带动所述第一支架和第二支架闭合端的打开或闭合。所述后开和机构与所述前开和机构结构相同。所述直线驱动机构为水平设置的双向直线驱动机构，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构分别位于所述双向直线驱动机构的两侧下方，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构分别与所述双向直线驱动机构的两侧输出端铰接。所述第一连杆机构包括第一连杆和第二连杆，其中第二连杆的一端通过第三旋转关节与所述前手臂铰接，另一端与所述第一支架的一端固定连接，所述第一连杆的一端通过第四旋转关节与所述第二连杆的铰接，另一端通过第五旋转关节与所述双向直线驱动机构的一侧输出端铰接。所述第二连杆机构包括第三连杆和第四连杆，其中第四连杆的一端通过第六旋转关节与所述前手臂铰接，另一端与所述第二支架的一端固定连接，所述第三连杆的一端通过第七旋转关节与所述第四连杆铰接，另一端通过第八旋转关节与所述双向直线驱动机构的另一侧输出端铰接。所述双向直线驱动机构为丝杠螺母机构，包括丝杠、第一丝母、第二丝母及开合驱动电机，其中丝杠水平安装在所述前手臂上、并可转动，所述开合驱动电机安装在所述前手臂上、并输出端通过传动装置与所述丝杠传动连接，所述丝杠上设有两段反向螺纹，所述第一丝母和第二丝母分别与该两段反向螺纹连接，所述丝杠由所述开合驱动电机驱动旋转，所述第一丝母和第二丝母同时向相反方向运动，所述第一连杆机构和第二连杆机构分别与所述第一丝母和第二丝母铰接。所述直线驱动机构竖直设置，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构均与所述直线驱动机构的输出端铰接。所述第一连杆机构包括第一连杆和第二连杆，其中第二连杆的一端通过第三旋转关节与所述前手臂铰接，另一端与所述第一支架的一端固定连接，所述第一连杆的一端通过第四旋转关节与所述第二连杆的另一端铰接，所述第一连杆的另一端通过第五旋转关节与所述直线驱动机构的输出端铰接。所述第二连杆机构包括第三连杆和第四连杆，其中第四连杆的一端通过第六旋转关节与所述前手臂铰接，另一端与所述第二支架的一端固定连接，所述第三连杆的一端通过第七旋转关节与所述第四连杆的另一端铰接，所述第三连杆的另一端通过第八旋转关节与所述直线驱动机构的输出端铰接。所述直线驱动机构包括开合驱动电机、传动装置及丝杠螺母机构，其中丝杠螺母机构包括丝杠和第一丝母，所述第一丝母可转动地安装在所述前手臂上，所述丝杠竖直设置、并与所述第一丝母螺纹连接，所述开合驱动电机设置于所述前手臂上、并输出端通过传动装置与所述第一丝母传动连接，所述第一连杆机构和第二连杆机构均与所述丝杠的上端铰接。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术采用轮臂复合机构，结合了轮式和手臂式机构的特点，既具有沿线行走的功能，还具有跨越障碍的功能。2.本专利技术通过前后手臂和箱体的同时移动调节机器人重心，越障过程快。3.本专利技术利用行走轮、开合机构、手臂和箱体的协调运动，可实现巡检机器人机构跨越超高压输电线路中的多种障碍类型(防震锤、悬垂金具及线夹、压接管、耐张导轨等)。4.本专利技术开合机构保证输电线路始终在前开合机构和后开合机构中间，防止机器人脱线，安全保护性好。6.本专利技术适用于超高压输电线路环境下的机器人巡检机构，应用范围广。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中前后手臂的结构示意图；图3为专利技术实施例一中开和机构的结构示意图；图4为专利技术实施例二中开和机构的结构示意图；图5为超高压输电线路单线夹障碍环境示意图；图6为超高压输电线路双线夹障碍环境示意图。其中：1为前行走机构，101为前行走驱动电机，102为前行走轮，2为后行走机构，3为前手臂，301为第一旋转关节，302为第一移动关节，303为第二移动关节，304为第三移动关节，305为第四移动关节，4为后手臂，401为第二旋转关节，402为第五移动关节，403为第六移动关节，404为第七移动关节，405为第八移动关节，5为导轨，6为第九移动关节，7为箱体，8为前开和机构，801为第三旋转关节，802为第六旋转关节，803为第四旋转关节，804为第二连杆，805为第一连杆，806为开合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巡检机器人机构，其特征在于，包括前行走机构(1)、后行走机构(2)、前手臂(3)、后手臂(4)、导轨(5)及箱体(7)，其中箱体(7)设置于所述导轨(5)的下方、并与所述导轨(5)滑动连接，所述前手臂(3)和后手臂(4)设置于所述导轨(5)的上方、并均与所述导轨(5)滑动连接，所述前行走机构(1)和后行走机构(2)分别设置于所述前手臂(3)和后手臂(4)上，所述巡检机器人机构通过所述前行走机构(1)和后行走机构(2)在输电线路上行走，进行巡检作业。

【技术特征摘要】
1.一种巡检机器人机构，其特征在于，包括前行走机构(1)、后行走机构(2)、前手臂(3)、后手臂(4)、导轨(5)及箱体(7)，其中箱体(7)设置于所述导轨(5)的下方、并与所述导轨(5)滑动连接，所述前手臂(3)和后手臂(4)设置于所述导轨(5)的上方、并均与所述导轨(5)滑动连接，所述前行走机构(1)和后行走机构(2)分别设置于所述前手臂(3)和后手臂(4)上，所述巡检机器人机构通过所述前行走机构(1)和后行走机构(2)在输电线路上行走，进行巡检作业。2.按权利要求1所述的巡检机器人机构，其特征在于，所述巡检机器人机构进一步包括前开和机构(8)和后开和机构(9)，所述前开和机构(8)和后开和机构(9)分别铰接在所述前手臂(3)和后手臂(4)的末端，所述前行走机构(1)和后行走机构(2)分别安装在所述前开和机构(8)和后开和机构(9)上；当所述前开和机构(8)和后开和机构(9)处于闭合状态时，所述前行走机构(1)和后行走机构(2)分别位于所述前开和机构(8)和后开和机构(9)内。3.按权利要求1或2所述的巡检机器人机构，其特征在于，所述前手臂(3)包括第一旋转关节(301)、第一移动关节(302)、第二移动关节(303)、第三移动关节(304)及第四移动关节(305)，所述第二移动关节(303)和第四移动关节(305)沿水平方向安装在所述导轨(7)上，通过所述第二移动关节(303)和第四移动关节(305)实现沿导轨(7)移动，所述第一移动关节(302)和第三移动关节(304)分别沿垂直方向安装在所述第二移动关节(303)和第四移动关节(305)上，所述第一旋转关节(301)安装在所述第一移动关节(302)和第三移动关节(304)上，所述第一旋转关节(301)沿垂直方向放置，实现所述前手臂(3)的水平旋转；所述后手臂(4)与所述前手臂(3)结构相同。4.按权利要求2所述的巡检机器人机构，其特征在于，所述前开和机构(8)包括第一支架(812)、第二支架(818)、第一连杆机构、第二连杆机构及直线驱动机构，其中直线驱动机构设置于所述前手臂(3)上，所述第一连杆机构和第二连杆机构分别位于所述直线驱动机构的两侧、并均与所述前手臂(3)和所述直线驱动机构的输出端连接，所述第一支架(812)和第二支架(818)的一端分别与所述第一连杆机构和第二连杆机构连接，所述第一支架(812)和第二支架(818)的另一端为闭合端、并相对应，所述前行走机构(1)设置于所述第一支架(812)或第二支架(818)上靠近闭合端的位置上，所述直线驱动机构驱动两侧的所述第一连杆机构和第二连杆机构运动，从而带动所述第一支架(812)和第二支架(818)闭合端的打开或闭合；所述后开和机构(9)与所述前开和机构(8)结构相同。5.按权利要求4所述的巡检机器人机构，其特征在于，所述直线驱动机构为水平设置的双向直线驱动机构，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构分别位于所述双向直线驱动机构的两侧下方，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构分别与所述双向直线驱动机构的两侧输出端铰接。6.按权利要求5所述的巡检机器人机构，其特征在于，所述第一连杆机构包括第一连杆(805)和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪光，凌烈，王天龙，景凤仁，刘爱华，孙鹏，常勇，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21