一种架空输电线路巡检机器人制造技术

本发明专利技术涉及移动机器人，具体地说是一种架空输电线路巡检机器人。包括后臂、质心调节装置、电气控制箱、前臂、后旋转升降关节、前旋转升降关节、电气控制箱支架、后行走机构及前行走机构，其中电气控制箱可滑动地安装在电气控制箱支架的下方，后旋转升降关节和前旋转升降关节可滑动地安装在电气控制箱支架的上方，后臂和前臂分别与后旋转升降关节和前旋转升降关节连接，后行走机构和前行走机构分别设置于后臂和前臂的末端，质心调节装置设置于电气控制箱支架上、且与电气控制箱连接。本发明专利技术结构紧凑、刚度大，越障过程简单且越障时间短，行走时具有良好的安全保护功能，在发生故障时机器人不脱线，不会对输电线路造成安全事故。

【技术实现步骤摘要】
一种架空输电线路巡检机器人
技术实现思路
本专利技术涉及移动机器人，具体地说是一种架空输电线路巡检机器人。
技术介绍
输电线路广泛分布在国家各个区域，横跨数千公里，部分偏远地区，由于环境恶劣，线路老化速度快、线路故障多，严重威胁国家电力的安全运行。目前，输电线路的巡检作业方式主要为人工巡检和直升机巡检。人工巡检的效率低，劳动强度大，危险性高；直升机巡检的成本高，巡检质量易受气候影响。因此，需要研制能够携带通信和巡检仪器的机器人来代替人工对输电线路进行自动巡检，以提高效率，确保输电线路的安全运行。在现有的超高压输电线巡检机器人机构中，大部分采用由轮式移动和复合连杆机构组合而成的复合移动机构(参见文献1：JunSawada，KazuyukiKusumoto，TadashiMunakata，YasuhisaMaikawa，YoshinobuIshikawa，“AMobileRobotForInspectionofPowerTransmissionLines”，IEEETrans.PowerDelivery，1991，Vol.6，No.1：pp..309-315；文献2：MineoHiguchi，YoichiroMaeda，SadahiroTsutani，ShiroHagihara，“DevelopmentofaMobileInspectionRobotforPowerTransmissionLines”，J.oftheRoboticsSocietyofJapan，Japan，Vol.9，No.4，pp.457-463，1991)，或者采用多组移动单元串联组成的多自由度移动机构(文献3：Shin-ichiAoshima，TakeshiTsujimura，TetsuroYabuta，“AWireMobileRobotwithMulti-unitStructure”，IEEE/RSJIntermationalWorkshoponIntelligentRobotsandSystems’89，Sep.4-6，1989，Tsukuba，Japan，pp.414-421)。这些机构的结构复杂、重量大，安全稳定性差，越障过程繁琐且越障时间长，在行走时安全保护性差，并且在发生故障时机器人容易脱线会产生安全事故，存在安全隐患。
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架空输电线路巡检机器人，以解决现有输电线路巡检机器人结构复杂，安全稳定性低，整机刚度差，越障过程复杂且越障时间长，发生故障时无法保障输电线路运行安全等不足。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种架空输电线路巡检机器人，包括后臂、质心调节装置、电气控制箱、前臂、后旋转升降关节、前旋转升降关节、电气控制箱支架、后行走机构及前行走机构，其中电气控制箱可滑动地安装在电气控制箱支架的下方，后旋转升降关节和前旋转升降关节可滑动地安装在电气控制箱支架的上方，所述后臂和前臂分别与后旋转升降关节和前旋转升降关节连接，所述后行走机构和前行走机构分别设置于后臂和前臂的末端，用于沿输电线行走，所述质心调节装置设置于电气控制箱支架上、且与电气控制箱连接，用于驱动电气控制箱滑动。所述后臂和前臂均为顶部可开合的龙门式结构。所述后臂包括后剖分驱动装置、后左手臂和后右手臂，后左手臂和后右手臂的下端均与后剖分驱动装置铰接，后左手臂或后右手臂的上端设有所述后行走机构，后剖分驱动装置能够驱动后左手臂和后右手臂剖分式展开；所述前臂包括前剖分驱动装置、前左手臂和前右手臂，前左手臂和前右手臂的下端均与前剖分驱动装置铰接，前左手臂或前右手臂的上端设有所述前行走机构，前剖分驱动装置能够驱动前左手臂和前右手臂剖分式展开。所述后剖分驱动装置包括后剖分驱动装置支架、剖分驱动锥齿轮、剖分被动齿轮、剖分双向丝杠、剖分左滑块、剖分右滑块、剖分左导轨、剖分右导轨、剖分左连杆及剖分右连杆，其中后剖分驱动装置支架与后旋转升降关节连接，剖分左导轨和剖分右导轨固定安装在后剖分驱动装置支架上，剖分双向丝杠两端与后剖分驱动装置支架旋转连接，剖分左滑块和剖分右滑块分别与剖分左导轨和剖分右导轨滑动连接，且所述剖分左滑块和剖分右滑块分别与剖分双向丝杠的两侧螺纹连接；所述剖分左连杆的一端与剖分左滑块铰接，另一端与后左手臂铰接，所述剖分右连杆的一端与剖分右滑块铰接，另一端与后右手臂铰接；剖分被动齿轮与剖分双向丝杠固定连接，剖分驱动锥齿轮转动安装在所述后旋转升降关节上、且与剖分被动齿轮啮合；所述前剖分驱动装置与所述后剖分驱动装置结构相同。所述后行走机构包括后轮架、安装在所述后轮架上的后行走轮电机及安装在所述后行走轮电机输出轴上的后行走轮，所述后轮架与所述后左手臂或后右手臂的末端连接，所述后右手臂或后左手臂上设有用于与所述后轮架定位连接的后轮架定位销；所述前行走机构和后行走机构结构相同。所述后旋转升降关节包括升降支架、后旋转驱动机构及后升降驱动机构，其中升降支架与所述电气控制箱支架上沿竖直方向设有的后臂升降导轨滑动连接，所述后升降驱动机构安装在电气控制箱支架上、且与升降支架连接，可驱动所述升降支架上下滑动，所述后旋转驱动机构和后臂均安装在所述升降支架上，所述后旋转驱动机构与后臂连接、且可驱动所述后臂转动；所述前旋转升降关节与所述后旋转升降关节结构相同。所述后旋转驱动机构包括后臂旋转电机、后臂旋转驱动齿轮及后臂旋转齿轮，其中后臂旋转电机与后臂旋转驱动齿轮相连，后臂旋转驱动齿轮与后臂旋转齿轮啮合，后臂旋转齿轮与后臂固定连接，后臂旋转电机通过齿轮传动能够带动后臂旋转。所述后升降驱动机构为两组、且分别设置于所述电气控制箱的左右两侧；所述后升降驱动机构包括后臂升降电机、后臂升降驱动齿轮、后臂升降齿轮及后臂升降丝杠，其中后臂升降电机和后臂升降丝杠安装在所述电气控制箱支架上，后臂升降电机的输出端与后臂升降驱动齿轮相连接，后臂升降驱动齿轮与后臂升降齿轮啮合，后臂升降齿轮与后臂升降丝杠螺纹连接，后臂升降电机通过齿轮丝杠能够驱动后臂沿竖直方向上下移动。所述质心调节装置包括电气箱移动驱动电机、电气箱移动驱动齿轮、电气箱移动齿条，其中电气箱移动齿条沿所述电气控制箱的滑动方向设置于所述电气控制箱支架上，所述电气箱移动驱动电机设置于所述电气控制箱上，所述电气箱移动驱动齿轮设置于电气箱移动驱动电机的输出轴上、且与电气箱移动齿条啮合。所述的架空输电线路巡检机器人，还包括后臂驱动机构和前臂驱动机构，所述后臂驱动机构包括后臂移动电机、后臂移动齿轮及后臂移动齿条，其中后臂移动齿条设置于所述电气控制箱支架上，后臂移动电机设置于所述后旋转升降关节上，所述后臂移动齿轮设置于后臂移动电机的输出轴上、且与后臂移动齿条啮合，后臂移动电机转动能够带动后臂在后臂移动右导轨和后臂移动左导轨上前后移动；所述前臂驱动机构和后臂驱动机构结构相同。本专利技术的优点与积极效果为：1.防脱线，安全保护性好。本专利技术在行走过程中，输电线路被前、后臂封闭在手臂内部，由于手臂为龙门式结构，刚度好，手臂变形小，行走轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空输电线路巡检机器人，其特征在于：包括后臂(2)、质心调节装置(3)、电气控制箱(4)、前臂(5)、后旋转升降关节(6)、前旋转升降关节(7)、电气控制箱支架(8)、后行走机构及前行走机构，其中电气控制箱(4)可滑动地安装在电气控制箱支架(8)的下方，后旋转升降关节(6)和前旋转升降关节(7)可滑动地安装在电气控制箱支架(8)的上方，所述后臂(2)和前臂(5)分别与后旋转升降关节(6)和前旋转升降关节(7)连接，所述后行走机构和前行走机构分别设置于后臂(2)和前臂(5)的末端，用于沿输电线(9)行走，所述质心调节装置(3)设置于电气控制箱支架(8)上、且与电气控制箱(4)连接，用于驱动电气控制箱(4)滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路巡检机器人，其特征在于：包括后臂(2)、质心调节装置(3)、电气控制箱(4)、前臂(5)、后旋转升降关节(6)、前旋转升降关节(7)、电气控制箱支架(8)、后行走机构及前行走机构，其中电气控制箱(4)可滑动地安装在电气控制箱支架(8)的下方，后旋转升降关节(6)和前旋转升降关节(7)可滑动地安装在电气控制箱支架(8)的上方，所述后臂(2)和前臂(5)分别与后旋转升降关节(6)和前旋转升降关节(7)连接，所述后行走机构和前行走机构分别设置于后臂(2)和前臂(5)的末端，用于沿输电线(9)行走，所述质心调节装置(3)设置于电气控制箱支架(8)上、且与电气控制箱(4)连接，用于驱动电气控制箱(4)滑动。


2.按权利要求1所述的架空输电线路巡检机器人，其特征在于：所述后臂(2)和前臂(5)均为顶部可开合的龙门式结构。


3.按权利要求2所述的架空输电线路巡检机器人，其特征在于：所述后臂(2)包括后剖分驱动装置(10)、后左手臂(11)和后右手臂(12)，后左手臂(11)和后右手臂(12)的下端均与后剖分驱动装置(10)铰接，后左手臂(11)或后右手臂(12)的上端设有所述后行走机构，后剖分驱动装置(10)能够驱动后左手臂(11)和后右手臂(12)剖分式展开；
所述前臂(5)包括前剖分驱动装置(50)、前左手臂(51)和前右手臂(52)，前左手臂(51)和前右手臂(52)的下端均与前剖分驱动装置(50)铰接，前左手臂(51)或前右手臂(52)的上端设有所述前行走机构，前剖分驱动装置(50)能够驱动前左手臂(51)和前右手臂(52)剖分式展开。


4.按权利要求3所述的架空输电线路巡检机器人，其特征在于：所述后剖分驱动装置(10)包括后剖分驱动装置支架(13)、剖分驱动锥齿轮(14)、剖分被动齿轮(15)、剖分双向丝杠(16)、剖分左滑块(17)、剖分右滑块(18)、剖分左导轨(19)、剖分右导轨(20)、剖分左连杆(21)及剖分右连杆(22)，其中后剖分驱动装置支架(13)与后旋转升降关节(6)连接，剖分左导轨(19)和剖分右导轨(20)固定安装在后剖分驱动装置支架(13)上，剖分双向丝杠(16)两端与后剖分驱动装置支架(13)旋转连接，剖分左滑块(17)和剖分右滑块(18)分别与剖分左导轨(19)和剖分右导轨(20)滑动连接，且所述剖分左滑块(17)和剖分右滑块(18)分别与剖分双向丝杠(16)的两侧螺纹连接；所述剖分左连杆(21)的一端与剖分左滑块(17)铰接，另一端与后左手臂(11)铰接，所述剖分右连杆(22)的一端与剖分右滑块(18)铰接，另一端与后右手臂(12)铰接；剖分被动齿轮(15)与剖分双向丝杠(16)固定连接，剖分驱动锥齿轮(14)转动安装在所述后旋转升降关节(6)上、且与剖分被动齿轮(15)啮合；
所述前剖分驱动装置(50)与所述后剖分驱动装置(10)结构相同。


5.按权利要求2所述的架空输电线路巡检机器人，其特征在于：所述后行走机构包括后轮架(47)、安装在所述后轮架(47)上的后行走轮电机(45)及安装在所述后行走轮电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪光，姜勇，凌烈，孙鹏，景凤仁，刘爱华，傅博，
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