一种用于架空高压输电线路巡检的机器人制造技术

一种用于架空高压输电线路巡检的机器人，通过在伸缩机构上安装小转盘和大转盘，前臂安装在小转盘上，大转盘上安装有支撑板支架，支撑板支架上安装有结构相同的中臂和后臂；前臂与中臂、后臂呈一字型用于进行线上行走，由前臂带动后臂和中臂前行，前臂与中臂、后臂呈丁字型用于进行线上越障，前臂、中臂和后臂交替前行；前臂包括前支架、升降组块、与升降组块连接的升降台、设置在升降台上的驱动轮组块及位于驱动轮组块之下、电线之上的压紧轮组块，压紧轮组块与驱动轮模块之间形成夹持电线的空间；中臂包括设置在中臂支架之上的随动轮和随动轮前方的刹车机构；该发明专利技术结构紧凑，重量轻，能耗低，互换性强，可在单股电线上行走与越障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种用于架空高压输电线路巡检的机器人。
技术介绍
高压输电线路是电力系统的重要设施之一，同时也是国家基础设施建设和社会发展的“动脉”，其安全运行直接影响着我国的经济发展以及基础设施的建立。然而由于长期的风吹日晒以及自然灾害的影响，外在还有鸟害、人为破坏等因素的影响，从而导致高压线受到不同程度的损伤，若不及时发现和消除，将造成不可估量的后果。因此，为了保证输电线路安全、稳定地运行，需要对输电线路进行定期的巡检。通常的巡检方式包括人工巡检、航测法及刚刚起步的巡检机器人，人工巡检费时费力，还存在安全隐患；航测法无法对线塔进行近距离检查，同时受天气影响，作业程序繁琐，从而导致运行成本高而难以得到推广；巡检机器人是通过机器人在导线或者地线上行走，通过在机器人本体上添加一系列的设备等近距离对高压输电线路进行巡视，巡检机器人带电工作，以一定的速度沿输高压线爬行，并可跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍，利用携带的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施近距离检测，进而代替工人进行电力线路巡检工作，有效提高了巡检作业效率和巡检精度，保证线路维护质量，降低运行维护费用，兼顾经济和社会效益，适应市场的需求，产业化的前景广阔，是近年来高压线巡检技术研究的热点。然而到目前为止，由于对机器人本体要求高，设计难度大，还没有真正进行产品化生产，设计出的巡检机器人存在以下不足：结构复杂，重量大，多关节耗能多，越障不易控制，不能实现转角塔越障碍，对高压线的损害大，且停留在实验室阶段，未进行规模化生产。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种用于架空高压输电线路巡检的机器人，以解决上述
技术介绍
中的缺点。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于架空高压输电线路巡检的机器人，包括前臂、中臂、后臂、支撑板支架、小转盘、大转盘及伸缩机构；其中，小转盘和大转盘安装在伸缩机构上，前臂安装在小转盘上，大转盘上安装有支撑板支架，支撑板支架上安装有结构相同的中臂和后臂；前臂与中臂、后臂呈一字型用于进行线上行走，由前臂带动后臂和中臂前行，前臂与中臂、后臂呈丁字型用于进行线上越障，前臂、中臂和后臂交替前行；各机构具体结构如下：前臂包括前支架、通过设置在前支架两侧升降主杆为导轨的升降组块、与升降组块连接的升降台、设置在升降台上的驱动轮组块及位于驱动轮组块之下、电线之上的压紧轮组块，压紧轮组块与驱动轮模块之间形成夹持电线的空间；升降组块包括上升降同步带轮、升降同步带、下升降同步带轮、升降电机及固定件，上升降同步带轮位于前支架下方并与前支架连接，上升降同步带轮与下升降同步带轮上绕有升降同步带，升降同步带与升降台连接，从而带动升降台进行升降；升降台上设置有与压紧轮组块连接的固定件，升降电机分别与下升降同步带轮、升降主杆连接，升降组块固定在小转盘上；升降主杆既被当作支撑杆起支撑作用，又可被当作升降所使用的导槽用，当升降电机通过升降同步带轮带动升降同步带进行传动时，将安装在升降台上的整个组块上下传动，从而完成驱动轮组块的升降功能，以实现上线和下线以及越障过程中的辅助动作；中臂包括随动轮、刹车机构、位于支撑板支架之上的中臂支架及固定于中臂支架上的随动轮支架，随动轮支架紧贴中臂支架上端并与中臂支架连接固定，随动轮为V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金制成，在保证刚度的同时，又增加了与电线的摩擦力，刹车机构设置在随动轮前方；刹车机构包括夹紧电机、夹紧齿轮、夹紧齿轮带、刹车片、丝杠及丝杆滑块，夹紧电机安装在随动轮支架上方，并通过电机固定架与随动轮支架固定，夹紧电机的输出轴与夹紧齿轮配合固定，夹紧齿轮上绕有齿轮带，齿轮带与丝杠连接，通过夹紧齿轮带带动丝杠转动；滑杆与丝杠分别固定在随动轮支架上，用于起导向作用，丝杠上套有丝杆滑块，丝杆滑块上固定有刹车片，且滑杆与丝杠位于刹车片的两侧，通过夹紧电机带动夹紧齿轮传动，将动力转动传至丝杠，当前臂在具有坡度的电线上进行越障时，中臂和后臂在线上通过刹车片夹紧电线防止机器人滑动；伸缩机构包括前后伸缩固定架和左右伸缩固定架组成的伸缩固定架、伸缩销轴、伸缩齿轮、伸缩同步带、导轨组、小转盘连接架、大转盘连接架、大转盘电机及小转盘电机；伸缩固定架不仅起到支架作用，也作为伸缩滑槽使用；前后伸缩固定架两端分别设置有伸缩齿轮，起伸缩作用的伸缩同步带通过伸缩齿轮固定，而大转盘通过大转盘连接架、小转盘通过小转盘连接架与伸缩同步带连接，通过伸缩同步带带动大转盘和小转盘移动；导轨组包括导轨和滑块，导轨设置在左右伸缩固定架上，且贴于左右伸缩固定架内侧，在保证强度的同时，可防止脱落，滑块与小转盘连接架、大转盘连接架连接；小转盘电机通过电机固定架与小转盘连接架连接，小转盘电机带动小转盘齿轮与小转盘啮合转动，支撑板支架位于大转盘之上并与大转盘连接，大转盘电机通过电机固定架与支撑板支架连接，大转盘电机带动大转盘齿轮与大转盘啮合转动；小转盘、大转盘与伸缩同步带形成一个闭环回路，以促使两个转盘同速相向或相对运动，绕在伸缩齿轮上的伸缩同步带带动大转盘和小转盘同步移动；驱动轮组块包括行走在线上的驱动轮、驱动轮轴、驱动轮支架、行走电机、行走齿轮及行走齿轮带；驱动轮通过驱动轮轴固定于驱动轮支架上，行走电机带动驱动轮行走，并通过电机固定架固定于驱动轮支架上，同时行走电机连接一对行走齿轮，行走齿轮上套装有行走齿轮带，通过行走齿轮带带动驱动轮轴转动，从而实现行走；压紧轮组块包括提供压紧动力的压紧电机、压紧轮、用于调整电线坡度的转动副、滚珠丝杠及滚珠螺母；转动副包括压紧轮支架、转动关节、压紧轮座、压紧销轴及轻质弹簧，压紧电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，位于滚珠丝杠一端的滚珠螺母与固定件固定，滚珠丝杠另一端与压紧轮座连接，并通过压紧销轴将转动关节和压紧轮支架串起；位于压紧轮支架上的压紧轮处于电线之下与驱动轮形成夹持电线的空间，压紧轮座与压紧轮支架通过两个轻质弹簧连接，与转动关节配合，以实现对坡度不同电线的夹紧，压紧轮的位置可随电线坡度的改变而改变；转动副无动力结构，能够适应电线的垂直夹角，压紧电机采用可锁死的蜗轮蜗杆电机带动大传动比的滚珠丝杠传动。在本专利技术中，支撑板支架为碳纤维或铝合金等轻质材料制成。在本专利技术中，升降主杆为槽型结构。在本专利技术中，上升降同步带轮通过升降同步带轮固定架与前支架连接。在本专利技术中，与下升降同步带轮连接的升降电机通过电机固定件与升降主杆连接。在本专利技术中，升降组块通过前臂底座固定于小转盘上。在本专利技术中，升降台包括升降台支架、悬臂轴及升降滑轮组件，其中，升降台支架上安装有用于连接升降滑轮组件的悬臂轴，且升降滑轮组件套装于升降主杆内，进行滑动，升降滑轮组件包括四组滑轮。在本专利技术中，中臂支架采用铝合金轻质材料制成。在本专利技术中，随动轮通过随动销轴固定于随动轮支架。在本专利技术中，夹紧齿轮带有键槽。在本专利技术中，滑杆与丝杠分别通过卡环固定在随动轮支架上。在本专利技术中，伸缩齿轮通过伸缩销轴安装在前后伸缩固定架两端。在本专利技术中，小转盘与大转盘均为交叉滚子轴承转盘，且齿轮面通过淬火处理。在本专利技术中，驱动轮由橡胶包裹的铝合金制成，在保证刚度的同时，可增加与电线的摩擦力。在本专利技术中，行走电机采用大扭矩的电机，能够实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于架空高压输电线路巡检的机器人，包括前臂、中臂、后臂、支撑板支架、小转盘、大转盘及伸缩机构；其特征在于，小转盘和大转盘安装在伸缩机构上，前臂安装在小转盘上，大转盘上安装有支撑板支架，支撑板支架上安装有结构相同的中臂和后臂；前臂与中臂、后臂呈一字型用于进行线上行走，由前臂带动后臂和中臂前行，前臂与中臂、后臂呈丁字型用于进行线上越障，前臂、中臂和后臂交替前行；各机构具体结构如下：前臂包括前支架、通过设置在前支架两侧升降主杆为导轨的升降组块、与升降组块连接的升降台、设置在升降台上的驱动轮组块及位于驱动轮组块之下、电线之上的压紧轮组块，压紧轮组块与驱动轮模块之间形成夹持电线的空间；升降组块包括上升降同步带轮、升降同步带、下升降同步带轮、升降电机及固定件，上升降同步带轮位于前支架下方并与前支架连接，上升降同步带轮与下升降同步带轮上绕有升降同步带，升降同步带与升降台连接，从而带动升降台进行升降；升降台上设置有与压紧轮组块连接的固定件，升降电机分别与下升降同步带轮、升降主杆连接，升降组块固定于小转盘上；当升降电机通过升降同步带轮带动升降同步带进行传动时，将安装在升降台上的整个组块上下传动，从而完成驱动轮组块的升降功能，以实现上线和下线以及越障过程中的辅助动作；中臂包括随动轮、刹车机构、位于支撑板支架之上的中臂支架及固定于中臂支架上的随动轮支架，随动轮支架紧贴中臂支架上端并与中臂支架连接固定，随动轮为V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金制成，刹车机构设置在随动轮前方；刹车机构包括夹紧电机、夹紧齿轮、夹紧齿轮带、刹车片、丝杠及丝杆滑块，夹紧电机安装在随动轮支架上方，并通过电机固定架与随动轮支架固定，夹紧电机的输出轴与夹紧齿轮配合固定，夹紧齿轮上绕有齿轮带，齿轮带与丝杠连接，通过夹紧齿轮带带动丝杠转动；滑杆与丝杠分别固定在随动轮支架上，丝杠上套有丝杆滑块，丝杆滑块上固定有刹车片，且滑杆与丝杠位于刹车片的两侧，通过夹紧电机带动夹紧齿轮传动，将动力转动传至丝杠，当前臂在具有坡度的电线上进行越障时，中臂和后臂在线上通过刹车片夹紧电线防止机器人滑动；伸缩机构包括前后伸缩固定架和左右伸缩固定架组成的伸缩固定架、伸缩销轴、伸缩齿轮、伸缩同步带、导轨组、小转盘连接架、大转盘连接架、大转盘电机及小转盘电机；前后伸缩固定架两端分别设置有伸缩齿轮，起伸缩作用的伸缩同步带通过伸缩齿轮固定，而大转盘通过大转盘连接架、小转盘通过小转盘连接架与伸缩同步带连接，通过伸缩同步带带动大转盘和小转盘移动；导轨组包括导轨和滑块，导轨设置在左右伸缩固定架上，且贴于左右伸缩固定架内侧，滑块与小转盘连接架、大转盘连接架连接；小转盘电机通过电机固定架与小转盘连接架连接，小转盘电机带动小转盘齿轮与小转盘啮合转动，支撑板支架位于大转盘之上并与大转盘连接，大转盘电机通过电机固定架与支撑板支架连接，大转盘电机带动大转盘齿轮与大转盘啮合转动；小转盘、大转盘与伸缩同步带固定形成一个闭环回路，以促使两个转盘同速相向或相对运动，绕在伸缩齿轮上的伸缩同步带带动大转盘和小转盘同步移动；驱动轮组块包括行走在线上的驱动轮、驱动轮轴、驱动轮支架、行走电机、行走齿轮及行走齿轮带；驱动轮通过驱动轮轴固定于驱动轮支架上，行走电机带动驱动轮行走，并通过电机固定架固定于驱动轮支架上，同时行走电机连接一对行走齿轮，行走齿轮上套装有行走齿轮带，通过行走齿轮带带动驱动轮轴转动，从而实现行走；压紧轮组块包括提供压紧动力的压紧电机、压紧轮、用于调整电线坡度的转动副、滚珠丝杠及滚珠螺母；转动副包括压紧轮支架、转动关节、压紧轮座、压紧销轴及轻质弹簧，压紧电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，位于滚珠丝杠一端的滚珠螺母与固定件固定，滚珠丝杠另一端与压紧轮座连接，并通过压紧销轴将转动关节和压紧轮支架串起；位于压紧轮支架上的压紧轮处于电线之下与驱动轮形成夹持电线的空间，压紧轮座与压紧轮支架通过两个轻质弹簧连接，与转动关节配合，以实现对坡度不同电线的夹紧，压紧轮的位置可随电线坡度的改变而改变。...

【技术特征摘要】
1.一种用于架空高压输电线路巡检的机器人，包括前臂、中臂、后臂、支撑板支架、小转盘、大转盘及伸缩机构；其特征在于，小转盘和大转盘安装在伸缩机构上，前臂安装在小转盘上，大转盘上安装有支撑板支架，支撑板支架上安装有结构相同的中臂和后臂；前臂与中臂、后臂呈一字型用于进行线上行走，由前臂带动后臂和中臂前行，前臂与中臂、后臂呈丁字型用于进行线上越障，前臂、中臂和后臂交替前行；各机构具体结构如下：前臂包括前支架、通过设置在前支架两侧升降主杆为导轨的升降组块、与升降组块连接的升降台、设置在升降台上的驱动轮组块及位于驱动轮组块之下、电线之上的压紧轮组块，压紧轮组块与驱动轮模块之间形成夹持电线的空间；升降组块包括上升降同步带轮、升降同步带、下升降同步带轮、升降电机及固定件，上升降同步带轮位于前支架下方并与前支架连接，上升降同步带轮与下升降同步带轮上绕有升降同步带，升降同步带与升降台连接，从而带动升降台进行升降；升降台上设置有与压紧轮组块连接的固定件，升降电机分别与下升降同步带轮、升降主杆连接，升降组块固定于小转盘上；当升降电机通过升降同步带轮带动升降同步带进行传动时，将安装在升降台上的整个组块上下传动，从而完成驱动轮组块的升降功能，以实现上线和下线以及越障过程中的辅助动作；中臂包括随动轮、刹车机构、位于支撑板支架之上的中臂支架及固定于中臂支架上的随动轮支架，随动轮支架紧贴中臂支架上端并与中臂支架连接固定，随动轮为V型槽结构，由橡胶包裹的铝合金制成，刹车机构设置在随动轮前方；刹车机构包括夹紧电机、夹紧齿轮、夹紧齿轮带、刹车片、丝杠及丝杆滑块，夹紧电机安装在随动轮支架上方，并通过电机固定架与随动轮支架固定，夹紧电机的输出轴与夹紧齿轮配合固定，夹紧齿轮上绕有齿轮带，齿轮带与丝杠连接，通过夹紧齿轮带带动丝杠转动；滑杆与丝杠分别固定在随动轮支架上，丝杠上套有丝杆滑块，丝杆滑块上固定有刹车片，且滑杆与丝杠位于刹车片的两侧，通过夹紧电机带动夹紧齿轮传动，将动力转动传至丝杠，当前臂在具有坡度的电线上进行越障时，中臂和后臂在线上通过刹车片夹紧电线防止机器人滑动；伸缩机构包括前后伸缩固定架和左右伸缩固定架组成的伸缩固定架、伸缩销轴、伸缩齿轮、伸缩同步带、导轨组、小转盘连接架、大转盘连接架、大转盘电机及小转盘电机；前后伸缩固定架两端分别设置有伸缩齿轮，起伸缩作用的伸缩同步带通过伸缩齿轮固定，而大转盘通过大转盘连接架、小转盘通过小转盘连接架与伸缩同步带连接，通过伸缩同步带带动大转盘和小转盘移动；导轨组包括导轨和滑块，导轨设置在左右伸缩固定架上，且贴于左右伸缩固定架内侧，滑块与小转盘连接架、大转盘连接架连接；小转盘电机通过电机固定架与小转盘连接架连接，小转盘电机带动小转盘齿轮与小转盘啮合转动，支撑板支架位于大转盘之上并与大转盘连接，大转盘电机通过电机固定架与支撑板支架连接，大转盘电机带动大转盘齿轮与大转盘啮合转动；小转盘、大转盘与伸缩同步带固定形成一个闭环回路，以促使两个转盘同速相向或相对运动，绕在伸缩齿轮上的伸缩同步带带动大转盘和小转盘同步移动；驱动轮组块包括行走在线上的驱动轮、驱动轮轴、驱动轮支架、行走电机、行走齿轮及行走齿轮带；驱动轮通过驱动轮轴固定于驱动轮支架上，行走电机带动驱动轮行走，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦科技，刘国平，孙茂文，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36