基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法技术

本发明专利技术公开了一种基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法，属于机器人技术领域。所述基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构包括机架，所述机架的四个角分别设置有可沿所述机架的行走方向前后屈伸的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂；所述机架的中间位置设置有可沿所述机架的行走方向收缩的第一滚轮臂和第二滚轮臂。与现有技术相比，本发明专利技术具有减轻劳动强度、降低运行成本，且能够翻越障碍物的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法本申请是分案，原申请的申请日为：2016.05.12，申请号为：2016103219698，专利技术名称为：基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法。
本专利技术涉及机器人
，特别是指一种基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法。
技术介绍
采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。电力线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪烙、材料老化的影响而容易产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,最终导致严重事故,造成大面积的停电和巨大的经济损失。当前输电导线巡检、维护的方法主要有两种:地面目测法与航测法。目测法采用人工巡检,这种方法劳动强度大,工作效率和探测精度低,可靠性差，存在检查盲区；航测法采用直升飞机巡线,这种方法虽然有较高的检测效率和精度，但是这种方法受一些环境因素的制约，同时巡检的技术难度高,运行费用较高。巡线机器人技术的发展,为高压输电线的检查工作提供了新的技术手段。现有巡线机器人的技术研发已经取得了一定的相应成果，但对于输电线路上存在的障碍物或引流线无法跨越，不能实现超高压输电线路的连续巡检。因此，有必要提供一种既能减轻劳动强度、降低运行成本，又能够跨越障碍物或引流线的巡线机器人机械结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种既能减轻劳动强度、降低运行成本，又能够跨越障碍物或引流线的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构及其越障方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一方面，提供一种基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，包括机架，其中：所述机架的四个角分别设置有可沿所述机架的行走方向前后屈伸的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂；所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂上分别设置有用于从两侧抓持线路的第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手；各机械臂和各机械手之间设置有可旋转的机械手腕；所述机架的中间位置设置有可沿所述机架的行走方向收缩的第一滚轮臂和第二滚轮臂；所述第一滚轮臂和第二滚轮臂上分别设置有可两侧开合的第一滚轮和第二滚轮。另一方面，提供一种上述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构的越障方法，包括：步骤1：未遇到障碍物时，所述第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手张开，所述第一滚轮和第二滚轮夹持住线路带动所述机架实现快速行走；步骤2：当遇到障碍物时，所述第一滚轮臂和第二滚轮臂收缩进机架内，所述第一机械臂和第四机械臂分别屈伸使得所述第一机械手和第四机械手均位于所述机架的中部且抓持住线路，所述第二机械臂和第三机械臂分别屈伸使得所述第二机械手和第三机械手分别位于所述机架的前方和后方避开障碍物抓持住线路；步骤3：所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路，然后，所述第一机械臂和第三机械臂带动所述机架前移，此时，所述第一机械手在所述第一机械臂屈伸的作用下位于所述机架的前端避开障碍物并重新抓持住线路，第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前端和后端；步骤4：所述第三机械臂屈伸使得所述第三机械手位于所述机架的后端避开障碍物并重新抓持住线路，然后，所述机架在所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂的共同屈伸作用下前移；步骤5：所述第二机械手和第四机械手分别在所述第二机械臂和第四机械臂的作用下张开、脱离线路，然后，所述第二机械臂和第四机械臂分别屈伸使得所述第二机械手和第四机械手分别位于所述机架的前方和中部避开障碍物并重新抓持住线路。再一方面，提供另一种上述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构的越障方法，包括：步骤1：未遇到障碍物时，所述第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手张开，所述第一滚轮和第二滚轮夹持住线路带动所述机架实现快速行走；步骤2：当遇到障碍物时，所述第一滚轮臂和第二滚轮臂收缩进机架内，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路后带动所述机架前移，此时，所述第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前端和后方，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下位于所述机架的前端和后方避开引流线并重新抓持住线路；步骤3：所述第二机械手和第四机械手张开、脱离线路后分别在所述第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前方和中部避开引流线并重新抓持住线路；步骤4：所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路后带动所述机架前移，此时，所述机架与水平面倾斜，所述第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前端和后方，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下位于所述机架的前端和后方避开引流线并重新抓持住线路；步骤5：所述第四机械手张开、脱离线路后在所述第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的后端避开引流线并重新抓持住线路，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路后带动所述机架前移，此时，所述第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的中部和后方，所述第一机械手在所述第一机械臂的作用下位于所述机架的前端避开引流线并重新抓持住线路，所述第三机械手位于所述机架的中部并且由所述机械手腕带动旋转后避开引流线重新抓持住线路；步骤6：所述第二机械手和第四机械手分别张开、脱离线路后在所述第二机械臂和第四机械臂的作用下带动机架向前运动，此时，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的屈伸作用下分别位于所述机架的中部和后方，所述第二机械手在第二机械臂的作用下避开引流线并重新抓持住线路，所述第四机械手在所述第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的后方并且由所述机械手腕带动旋转后避开引流线重新抓持住线路；步骤7：所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路，所述第一机械手在所述第一机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前端避开引流线并重新抓持住线路，所述第三机械手在所述第三机械臂的屈伸作用下位于所述机架的中部并且由所述机械手腕带动旋转后避开引流线重新抓持住线路。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂均为可屈伸结构，第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手分别可以在第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂的作用下从两侧抓持线路或张开、脱离线路，各机械手可以在各机械臂的作用下旋转，第一滚轮和第二滚轮分别可以在第一滚轮臂和第二滚轮臂的作用下根据运动形式不同自如收缩进出机架。平直线路上，四个机械手张开，两对滚轮闭合，巡线机器人依靠滚轮实现快速行走，在遇到障碍物时，第一滚轮臂和第二滚轮臂收缩进机架内，位于对角线上的第一机械手和第三机械手分别张开、脱离线路并带动机架前移，第一机械臂屈伸使得第一机械手移动到机架的前端后重新从两侧抓持住线路，第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，包括机架，其中：所述机架的四个角分别设置有可沿所述机架的行走方向前后屈伸的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂；所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂上分别设置有用于从两侧抓持线路的第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手；各机械臂和各机械手之间设置有可旋转的机械手腕；所述机架的中间位置设置有可沿所述机架的行走方向收缩的第一滚轮臂和第二滚轮臂；所述第一滚轮臂和第二滚轮臂上分别设置有可两侧开合的第一滚轮和第二滚轮。

【技术特征摘要】
1.一种基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，包括机架，其中：所述机架的四个角分别设置有可沿所述机架的行走方向前后屈伸的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂；所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂上分别设置有用于从两侧抓持线路的第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手；各机械臂和各机械手之间设置有可旋转的机械手腕；所述机架的中间位置设置有可沿所述机架的行走方向收缩的第一滚轮臂和第二滚轮臂；所述第一滚轮臂和第二滚轮臂上分别设置有可两侧开合的第一滚轮和第二滚轮。2.根据权利要求1所述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，各机械臂分别包括依次铰接的第一连杆和第二连杆。3.根据权利要求1所述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，各机械手均包括一对可张开可对合的机械手指，所述机械手指包括上机械手指和下机械手指。4.根据权利要求3所述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，所述机架和第一连杆之间、所述第一连杆和第二连杆之间、所述第二连杆和机械手腕之间、所述上机械手指和机械手腕之间、以及所述下机械手指和机械手腕之间的铰接轴均通过电机驱动。5.根据权利要求4所述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构，其特征在于，所述上机械手指和下机械手指均为L钩型结构。6.权利要求1-5任一所述的基于剖分轮和机械臂的巡线机器人机械结构的越障方法，其特征在于，包括：步骤1：未遇到障碍物时，所述第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手张开，所述第一滚轮和第二滚轮夹持住线路带动所述机架实现快速行走；步骤2：当遇到障碍物时，所述第一滚轮臂和第二滚轮臂收缩进机架内，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下同时张开、脱离线路后带动所述机架前移，此时，所述第二机械手和第四机械手分别在第二机械臂和第四机械臂的屈伸作用下位于所述机架的前端和后方，所述第一机械手和第三机械手分别在所述第一机械臂和第三机械臂的作用下位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宗展，高琦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37