行星轮式变胞移动机构制造技术

一种行星轮式变胞移动机构，有效解决现有巡检作业机构存在的结构及动作过程较复杂，越障时间较长，影响运行稳定性等问题，包括联动架，前、后行走机构和前、后夹持机构及电气控制箱，其技术要点是：采用内啮合变胞行走机构的行走轮通过中心支撑轴组装在转接架上，轴的两端分别固定在联动架上，与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴一端通过联轴臂与中心支撑轴联接，另一端与驱动电机连接，并驱动行星轮轴转动，使内啮合变胞行走机构变工作构态，带动行走轮沿输电线路行走或在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物，故其结构紧凑，设计合理，改变工作构态转换快捷，提高运行的稳定性，受力平衡，有利于减少耗能，增强巡检作业的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
行星轮式变胞移动机构
本专利技术涉及一种超高压输电线路巡检作业机构，特别是一种沿长距离输电线路行走巡检时，通过变胞构态移动灵活稳定地跨越架空地线上各种型号的防振锤等不同障碍物，自动增大爬坡越障能力的行星轮式变胞移动机构。它也可用于其它架空线路的巡检。
技术介绍
长距离输配电的主要方式是采用架空高压输电线路。电力设备长期裸露在野外容易受到损坏，如不及时修复更换，原有小的损伤就有可能扩大，将导致输电中断，甚至发生输电事故，因此需要定期对其进行检查。线路巡检的方式包括人工巡检和直升机巡检。人工巡检工作效率低，劳动强度大。而直升机巡检成本高，且受天气条件限制，所以目前的巡检方式还是以人工巡检为主。鉴于以上人工巡检和直升机巡检存在的缺陷，近年来出现了可带电作业、能沿高压输电线路行走的巡检机器人机构。据相关文献报道，在现有的超高压输电线路巡检机器人机构中，大部分采用复合移动机构，如“一种输电线路检测移动机器人”（《电力传输》，1991，Vol.6，No.1：pp.309-315）；也有的采用多组移动单元串联组成的多自由度移动机构，如“一种多单元结构无线移动机器人”（IEEE/RSJ《国际智能机器人与系统研讨会》，Sep.4-6，1989，Tsukuba，Japan，pp.414-421）。这种机器人由六个移动单元串联组成，单元之间用水平旋转副连接，其手臂采用伸缩式结构实现抬升和下降，多单元串联结构整体没有变形功能，在具有一定坡度的线路上行进时，手臂无法通过长度伸缩保持竖直状态，导致其行走轮受力状态差，运行不稳定；同时该机器人工作所需空间大，手臂过长，使其本体与输电线路距离过大。这些巡检机器人的结构复杂、重量大，跨越障碍过程复杂，越障时间长，行走速度慢，爬坡角度小，在行走时安全保护性差，因此，难以应用于实际的超高压输电线路巡检作业中。本申请人曾针对上述问题，设计出授权公告号为CN102709838B的“一种高压输电线路巡检机器人机构”，其公开的机构由两个带有柔索的手臂机构和箱体组成。该机构虽然能够自动适应线路的角度，但在跨越障碍物时由单臂挂线，重心移到挂线手臂的柔索上，容易引起在单臂挂线时箱体的摇晃，运行稳定性受到影响；在调整手臂姿态时，手臂机构作伸缩运动，因需要同时控制手臂机构三个旋转副的角度和滚筒的旋转角度，才能保证柔索与手臂不发生干涉，故其控制方法及动作过程显得较为复杂。上述文献公开的高压输电线路巡检机器人机构，在越障能力方面也都存在不同程度的缺陷。据此，又设计出公告号为CN101471546B的“一种具有故障释放功能的巡线机器人行走夹持机构”，其记载的技术方案中具有安装于支座上的行走机构和夹持机构，夹持机构包括：夹持电机，安装于支座上，输出轴安装有卷筒；卷筒上的绕线分别通过固定于支座上的前滑轮及后滑轮接至前夹子及后夹子的一个夹爪的末端；前夹子及后夹子，二者具有相同结构，分别通过扇齿轮转动安装于支座的前支架及后支架上，前夹子及后夹子分别位于行走机构中的行走轮的正前方及正后方，每个夹子具有两个夹爪，夹爪的末端通过弹簧连接，两夹爪之间通过扇齿轮啮合。其采用行走机构和夹持机构的轮爪复合机构，利于行走和越障，确保不掉线起到安全保护作用。尽管其充分利用具有的故障释放功能，能满足野外作业和上下线路的需要，但是，由于其仍采用公告号为CN102709838B的“一种高压输电线路巡检机器人机构”中的行走机构，即行走电机输出轴直接驱动行走轮在输电线路上运动，遇到障碍物时得需要通过手臂的四个动作协调作用，才能实现跨越输电线路上的障碍物，所以其越障的控制方法及动作过程还是显得有些复杂，运行稳定性也受到一定影响。因此，现有超高压输电线路巡检作业机构亟待进一步完善。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种行星轮式变胞移动机构，有效解决现有巡检作业机构存在的结构及动作过程较复杂，越障时间较长，影响运行稳定性等问题，其结构紧凑，设计合理，改变工作构态转换快捷，提高运行的稳定性，受力平衡，有利于减少耗能，增强巡检作业的可靠性。本专利技术所采用的技术方案是：该行星轮式变胞移动机构包括联动架，组装在联动架上的结构相同独立驱动的前、后行走机构和前、后夹持机构及与联动架连接在一起的电气控制箱，其技术要点是：所述联动架包括组装在一起的联动架座和联动架挡板，前、后行走机构均采用由带内齿圈的行走轮、中心支撑轴、行星轮轴、联轴臂和驱动电机组成的内啮合变胞行走机构，沿输电线路移动的行走轮通过中心支撑轴组装在转接架的两侧臂上，中心支撑轴的一端固定在联动架挡板上，中心支撑轴的另一端固定在联动架座上，与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴一端通过联轴臂与中心支撑轴联接在一起，行星轮轴另一端通过组装在转接架侧臂的轴承和轴承端盖与驱动电机输出轴连接在一起，并利用驱动电机驱动与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴转动，使内啮合变胞行走机构改变工作构态，带动绕中心支撑轴转动的行走轮沿输电线路行走或在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物。所述电气控制箱上设置连接座，连接座通过与联动架分别铰接的连接杆和上下线锁紧组件，使电气控制箱与联动架连接在一起。所述上下线锁紧组件包括固定联杆、限位销和活动联杆，固定联杆的上端通过销轴铰接在转接架侧臂上，固定联杆下端的开口槽与活动联杆的上端插接在一起，并利用限位销锁紧。所述内啮合变胞行走机构的行走轮在输电线路上正常行走没有遇到障碍物时，行星轮轴上的行星齿轮始终处于与行走轮的内齿圈啮合的最低点，行走轮正常向前行走，此时为内啮合变胞行走机构的行走构态，即改变工作构态的第一构态。当行走轮正常行走遇到障碍物时，行走轮由于受防振锤等障碍物和输电线路摩擦力的作用而停止转动，行星轮轴上的行星齿轮则在驱动力的作用下开始沿着行走轮向上攀升，直到使行走轮跨越障碍物，此时内啮合变胞行走机构的越障构态，为改变工作构态的第二构态。当行走轮在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物后，行星轮轴上的行星齿轮又处于与行走轮的内齿圈啮合的最低点时，内啮合变胞行走机构改变为第一构态。本专利技术具有的优点及积极效果是：由于本专利技术的前、后夹持机构采用“一种具有故障释放功能的巡线机器人行走夹持机构”（公告号为CN101471546B）中的前、后夹持机构的基本结构，而前、后行走机构却引入了由带内齿圈的行走轮、中心支撑轴、行星轮轴、联轴臂和驱动电机组成的内啮合变胞行走机构，所以充分利用内啮合变胞行走机构具有的改变工作构态实现不同运动的特点，使之与技术成熟的夹持机构相结合，来克服现有巡检作业机构上存在的诸多问题，从而成为本申请人率先借助于变胞原理，设计出适用于巡检作业的行星轮式变胞移动机构。因沿输电线路移动的行走轮通过中心支撑轴组装在转接架的两侧臂上，中心支撑轴的一端固定在联动架挡板上，中心支撑轴的另一端固定在联动架座上，与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴一端通过联轴臂与中心支撑轴联接在一起，行星轮轴另一端通过组装在转接架侧臂的轴承和轴承端盖与驱动电机输出轴连接在一起，并利用驱动电机驱动与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴转动，使内啮合变胞行走机构改变工作构态，带动绕中心支撑轴转动的行走轮沿输电线路行走或在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物，故基于变胞原理设计的行星轮式变胞移动机构结构紧凑，设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行星轮式变胞移动机构，包括联动架，组装在联动架上的结构相同独立驱动的前、后行走机构和前、后夹持机构及与联动架连接在一起的电气控制箱，其特征在于：所述联动架包括组装在一起的联动架座和联动架挡板，前、后行走机构均采用由带内齿圈的行走轮、中心支撑轴、行星轮轴、联轴臂和驱动电机组成的内啮合变胞行走机构，沿输电线路移动的行走轮通过中心支撑轴组装在转接架的两侧臂上，中心支撑轴的一端固定在联动架挡板上，中心支撑轴的另一端固定在联动架座上，与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴一端通过联轴臂与中心支撑轴联接在一起，行星轮轴另一端通过组装在转接架侧臂的轴承和轴承端盖与驱动电机输出轴连接在一起，并利用驱动电机驱动与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴转动，使内啮合变胞行走机构改变工作构态，带动绕中心支撑轴转动的行走轮沿输电线路行走或在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物。

【技术特征摘要】
1.一种行星轮式变胞移动机构，包括联动架，组装在联动架上的结构相同独立驱动的前、后行走机构和前、后夹持机构及与联动架连接在一起的电气控制箱，其特征在于：所述联动架包括组装在一起的联动架座和联动架挡板，前、后行走机构均采用由带内齿圈的行走轮、中心支撑轴、行星轮轴、联轴臂和驱动电机组成的内啮合变胞行走机构，沿输电线路移动的行走轮通过中心支撑轴组装在转接架的两侧臂上，中心支撑轴的一端固定在联动架挡板上，中心支撑轴的另一端固定在联动架座上，与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴一端通过联轴臂与中心支撑轴联接在一起，行星轮轴另一端通过组装在转接架侧臂的轴承和轴承端盖与驱动电机输出轴连接在一起，并利用驱动电机驱动与行走轮的内齿圈相啮合的行星轮轴转动，使内啮合变胞行走机构改变工作构态，带动绕中心支撑轴转动的行走轮沿输电线路行走或在前、后夹持机构配合下越过输电线路上的障碍物。2.根据权利要求1所述的行星轮式变胞移动机构，其特征在于：所述电气控制箱上设置连接座，连接座通过与联动架分别铰接的连接杆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树军，李加胜，李小彭，王洪光，宋屹峰，
申请(专利权)人：东北大学，中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21