一种高压线路巡检机器人越障方法技术

本发明专利技术公开了一种高压线路巡检机器人越障方法，该巡检机器人包括基板和两个机械手臂，所述机械手臂具有升降和向两侧摆动两个自由度，两个机械手臂通过水平移动装置安装在基板，碰到障碍物时，单个机械手臂夹持高压导线，另一个机械手臂松开通过升降和向两侧摆动两个自由度远离高压导线，之后通过水平移动装置移动一个机械手臂越障，越障后，用同样的方法移动另一个机械手臂越，完成巡检机器人越障。本发明专利技术提供一种新的越障方法，可越障类型多，越障跨度大。

A method of obstacle surmounting for high voltage line inspection robot

The invention discloses a barrier surmounting method for a high-voltage line inspection robot, which comprises a base plate and two robotic arms. The robotic arm has two degrees of freedom of lifting and swinging to both sides. The two robotic arms are installed on the base plate through a horizontal moving device. When encountering obstacles, a single robotic arm holds a high-voltage wire, and the other robotic arm is loosened through lifting and lowering. Swing two degrees of freedom to both sides away from the high-voltage wire, and then move one manipulator arm through the horizontal mobile device to cross the obstacle. After crossing the obstacle, move another manipulator arm in the same way, and complete the obstacle crossing of the inspection robot. The invention provides a new obstacle surmounting method, which can surmount many types of obstacles and have a large span of obstacle surmounting.

【技术实现步骤摘要】
一种高压线路巡检机器人越障方法
本专利技术属于电力电网
，涉及一种巡检机器人，特别涉及一种高压线路巡检机器人越障方法。
技术介绍
电力输送关系到国计民生其重要性不言而喻，但由于高压线路长期暴露在野外容易受到各种自然因素的侵蚀和破坏需要定期检测、维修；以往电力部门多采用人工巡检的方式，但是存在劳动强度大、效率低、具有一定危险性的缺点，新出现的巡检方式包括直升机巡检、小型无人机巡检等，但是该巡检方式成本过高不利于推广，分析各种方法的优缺点及发展趋势后，本专利技术采用机器人进行巡检。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种高压线路巡检机器人越障方法，通过两个机械手臂的水平移动、上下移动、摆臂运动等实现高压线路障碍物的跨越，依靠内嵌于机械手臂顶端的行走轮实现机器人无障碍段的直线运动。本专利技术所使用的技术方案是：一种高压线路巡检机器人越障方法，该巡检机器人包括基板和两个机械手臂，所述机械手臂具有升降和向两侧摆动两个自由度，两个机械手臂通过水平移动装置安装在基板，通过水平移动装置可以调整两个机械手臂之间的相对位置，两个机械手臂分别为1#机械手臂和2#机械手臂，其特征在于：越障方法包括以下步骤：步骤1、巡检机器人巡检过程中碰到障碍物，在前的2#机械手臂优先接触到障碍物前面，松开在后的1#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得1#机械手臂远离高压导线；步骤2、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得1#机械手臂越过障碍物；步骤3、通过升降和或摆动自由度反向运动使得1#机械手臂重新对高压导线夹持；步骤4、松开2#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得2#机械手臂远离高压导线；步骤5、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得2#机械手臂越过障碍物；步骤6、通过升降和或摆动自由度反向运动使得2#机械手臂重新对高压导线夹持，完成越障。作为改进，所述巡检机器人越过的障碍物为防震锤或悬线夹，障碍物为防震锤时，只需动作机械手臂的升降自由度，障碍物为悬线夹时，需动作机械手臂的升降和向两侧摆动两个自由度。作为改进，所述基板上设有控制箱或者巡检设备，所述控制箱或者巡检设备通过质心调整机构安装在基板底部，所述质心调整机构为平移装置，通过质心调整机构可以使得控制箱或者巡检设备在两个机械手臂之间来回移动、在越障过程中，每当松开一个机械手臂之前，先通过质心调整机构将控制箱或者巡检设备移动到另一个机械手臂下方。作为改进，所述水平移动装置包括牵引绳、张紧滚动体、两个水平导轨和拉动牵引绳运动的驱动装置，所述张紧滚动体分别安装在基板两端，所述牵引绳为环形绳，套在基板两端的张紧滚动体上，通过驱动装置可以驱动牵引绳在基板两端的张紧滚动体之间来回环形运动，两个水平导轨分别安装在牵引绳的两侧，两个机械手臂通过水平滑块分别安装在两个水平导轨上，所述水平滑块与相应侧的牵引绳固定相连，通过驱动装置驱动牵引绳来回运动，可以带动两个行走夹持装置沿着两个水平导轨进行相对距离改变的来回交错运动。作为改进，所述驱动装置为丝杠螺母机构、气缸、液压缸、电动推杆以及齿轮齿条结构中任意一种。作为改进，所述张紧滚动体有四个，两个一组安装在基板的一端，牵引绳张紧在四个张紧滚动体上呈矩形。作为改进，所述牵引绳为钢丝绳或者皮带，牵引绳为钢丝绳时，对应的所述张紧滚动体为轴承、U型槽转轮或者钢丝转轴，牵引绳为皮带时，对应的张紧滚动体为为皮带轮。作为改进，所述机械手臂包括行走夹持装置、摆动关节装置和升降装置，行走夹持装置通过摆动关节装置安装在升降装置的升降端，所述升降装置安装在水平移动装置的水平滑块上。作为改进，所述行走夹持装置包括大臂、行走轮、行走电机和两个导线夹持装置，所述大臂为L型臂，行走轮安装在大臂一端，大臂另一端安装在摆动关节装置上，所述行走电机安装在大臂上，且与行走轮轴连接，两个导线夹持装置通过支架安装在大臂上，两个导线夹持装置分别位于行走轮两侧。本专利技术有益效果是：本专利技术提供一种全新的巡检机器人越障越障方法，两个机械手臂越障时行程大，可以跨越较大障碍，越障过程中，机械手臂除了可以升降以外，还可以摆动，可跨越多种不同的障碍物，比如防震锤和悬线夹，越障方式多样化，适应能力更强。附图说明图1是本专利技术采用的高压线路巡检机器人整体装配结构图；图2是本专利技术主要运动关节的运动关系图；图3是本专利技术的行走夹持装置结构示意图；图4是本专利技术的摆动关节装置结构示意图；图5是本专利技术的升降装置结构示意图；图6是本专利技术的水平移动装置结构示意图；图7是本专利技术的质心调整机构结构示意图；图8是本专利技术摆动关节装置和升降装置安装关系示意图；图9为行走夹持装置局部示意图；图10a至图10d是本专利技术跨越防震锤步态规划示意图；其中图10a为第一步松开1#机械手臂示意图，图10b为第二步移动1#机械手臂示意图，图10c为第三步移动质心，松开2#机械手臂示意图，图10d为越障完成后示意图；图11a至图11g是本专利技术跨越悬线夹步态规划示意图，其中图11a为第一步松开1#机械手臂示意图，图11b为第二步摆动1#机械手臂示意图，图11c为第三步移动1#机械手臂示意图，图11d为第四步1#机械手臂反向摆动重新夹持高压导线示意图，图11e为第五步质心调整到1#机械手臂正下方并松开2#机械手臂示意图，图11f为第六步为2#机械手臂摆动脱离高压导线示意图，图11g为第七步为2#机械手臂越过障碍重新夹持高压导线示意图。I-行走夹持装置，II-摆动关节装置，III-升降装置，IV-水平移动装置，V-质心调整机构，1-大臂，2-夹爪，3-运动连杆，4夹持基座，5-夹爪运动块，6-连接板，7-气缸，8-支架，9-行走电机，10-法兰盘，11-行走轮，12-摆动关节工作台，13-摆动电机，14-第一联轴器，15-第一支撑座，16-蜗杆，17-蜗轮，18-阶梯轴，19-第二支撑座，20-升降导轨，21-升降丝杠螺母机构，22-升降外壳，23-丝杠齿轮，24-升降齿轮，25-升降电机，26-基板，27-第三支座，28-钢丝绳，29-水平丝杠螺母，30-锁壳，31-水平导轨，32-第三联轴器，33-水平移动电机，34-钢丝转轴，35-电机壳，36-质心调节电机，37-第三联轴器，38-吊耳，39-调质导轨，40-质心丝杠螺母，41-控制箱，42-水平滑块，43-基本。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案进一步具体说明。实施例：首先介绍一下本专利技术的机械结构：如图1至图9所示，一种高压线路巡检机器人，包括行走夹持装置I、摆动关节装置II、升降装置III、水平移动装置IV和质心调整机构V。行走夹持装置I中大臂1下端与摆动关节装置II中阶梯轴18通过键连接，摆动关节装置II通过摆动关节工作台12与升降装置III中升降丝杠螺母机构21的螺母固定；两个行走夹持装置I通过两个摆动关节装置II安装在两个升降装置III的升降端，两个升降装置III通过水平移动装置IV安装在基板上，巡检设备或者控制箱通过质心调整机构V安装在基板底部；本专利技术在升降装置III中的升降外壳22侧面增加两个升降导轨20，一方面，提高升降装置整体的运动稳定性和精确性，另一方面，减小丝杠在机器人越障过程中水平面内各个方向受到的弯矩，延长丝杠的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压线路巡检机器人越障方法，该巡检机器人包括基板和两个机械手臂，所述机械手臂具有升降和向两侧摆动两个自由度，两个机械手臂通过水平移动装置安装在基板，通过水平移动装置可以调整两个机械手臂之间的相对位置，两个机械手臂分别为1#机械手臂和2#机械手臂，其特征在于：越障方法包括以下步骤：步骤1、巡检机器人巡检过程中碰到障碍物，在前的2#机械手臂优先接触到障碍物前面，松开在后的1#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得1#机械手臂远离高压导线；步骤2、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得1#机械手臂越过障碍物；步骤3、通过升降和或摆动自由度反向运动使得1#机械手臂重新对高压导线夹持；步骤4、松开2#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得2#机械手臂远离高压导线；步骤5、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得2#机械手臂越过障碍物；步骤6、通过升降和或摆动自由度反向运动使得2#机械手臂重新对高压导线夹持，完成越障。

【技术特征摘要】
1.一种高压线路巡检机器人越障方法，该巡检机器人包括基板和两个机械手臂，所述机械手臂具有升降和向两侧摆动两个自由度，两个机械手臂通过水平移动装置安装在基板，通过水平移动装置可以调整两个机械手臂之间的相对位置，两个机械手臂分别为1#机械手臂和2#机械手臂，其特征在于：越障方法包括以下步骤：步骤1、巡检机器人巡检过程中碰到障碍物，在前的2#机械手臂优先接触到障碍物前面，松开在后的1#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得1#机械手臂远离高压导线；步骤2、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得1#机械手臂越过障碍物；步骤3、通过升降和或摆动自由度反向运动使得1#机械手臂重新对高压导线夹持；步骤4、松开2#机械手臂对高压导线夹持，通过升降和或摆动自由度使得2#机械手臂远离高压导线；步骤5、通过水平移动装置调整两个机械手臂之间的距离，使得2#机械手臂越过障碍物；步骤6、通过升降和或摆动自由度反向运动使得2#机械手臂重新对高压导线夹持，完成越障。2.如权利要求1所述的高压线路巡检机器人越障方法，其特征在于：所述巡检机器人越过的障碍物为防震锤或悬线夹，障碍物为防震锤时，只需动作机械手臂的升降自由度，障碍物为悬线夹时，需动作机械手臂的升降和向两侧摆动两个自由度。3.如权利要求2所述的高压线路巡检机器人越障方法，其特征在于：所述基板上设有控制箱或者巡检设备，所述控制箱或者巡检设备通过质心调整机构安装在基板底部，所述质心调整机构为平移装置，通过质心调整机构可以使得控制箱或者巡检设备在两个机械手臂之间来回移动、在越障过程中，每当松开一个机械手臂之前，先通过质心调整机构将控制箱或者巡检设备移动到另一个机械手臂下方。4.如权利要求2或3所述的高压线路巡检机器人越障方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智勇，周红军，王君，徐显金，严宇，刘研奇，方明明，黄攀，赵晓冬，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42