一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，包括箱体、前机械臂、中间机械臂、后机械臂及控制系统，前机械臂、中间机械臂、后机械臂由前往后依次间隔设置在箱体的上方，上述各机械臂均为可伸缩机械臂。后机械臂和前机械臂结构相同，相对布置在高压输电线的左右两侧。前、后机械臂的下端分别与箱体转动相连，上端分别设有第一行走轮，各第一行走轮分别由第一伺服电机驱动。中间机械臂的下端通过水平导向机构与箱体活动连接，上端配置有第二行走轮，第二行走轮由设在中间机械臂上的第二伺服电机驱动其转动。该机器人具有巡检速度快、爬坡、直线及转角越障能力强，自动化程度高，重心稳定性好，保障电力巡检的快速、顺利进行。

A multi motion inspection robot for high voltage transmission line

【技术实现步骤摘要】
一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人
本专利技术涉及高压输电线巡检
，具体涉及一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人。
技术介绍
高压输电线路和超高压输电线路在电力远距离输送中起着至关重要的作用。输电线路经过高山、沙漠、森林等复杂外界环境，随着时间的推移，机械力、材料老化等都会对高压输电线路造成破坏，如断裂、磨损、腐蚀等。如果对这些问题没有及时发现和修复，即便很小的线路损坏和中断都可能引起交通、医疗、工业、生活等领域的安全与经济问题。所以，对高压输电线路进行检查和维护，以保障对多个领域的正常供电，有效降低上述各领域的损失，越来越受到人们的重视。高压线路巡检主要有三种方式：(1)目测法。依靠工作人员在地面携带设备进行高压线路检测，该方法自动化程度低、劳动强度大、精度低，而且在山川、河流、沙漠等复杂环境中难以实施；(2)航测法。该方法又分为直升机与无人机巡检，直升机巡检不仅成本高，而且须与线路保持安全距离，无法近距离检测，大风大雨天气下该方法无法实施。无人机巡检续航能力弱、载荷能力较低；(3)机器人巡检法。巡检机器人巡检法以高压线路为路径，机器人上携带的设备不仅可以对线路进行安全巡视，还可以使用特种设备对线路进行除冰、修复以及防震锤复位等维修操作，具有精度高、危险性小、成本低等优点。所以，机器人巡检法由于以上优点在高压线巡检中具有良好的发展前景。然而，在工程实际中，高压线上存在着预警球、悬垂线夹、防震锤、间隔棒等障碍物，当输电线路经过河流、高山、峡谷、森林等地段时，输电线路普遍存在档距跨度大、线路坡度陡且金具形式多样的情况，要求机器人同时具有较强的越障能力和滚动爬坡能力。因此，如何有效的跨越这些障碍物且具有较高的巡检效率与爬坡能力，是高压线巡检机器人顺利实施线路维护与检修的关键。高压输电线路上存在着间隔棒、防震锤、悬垂金具等障碍物，同时，当输电线路经过河流、高山、峡谷、森林等地段时，输电线路普遍存在档距跨度大、线路坡度陡且金具形式多样的情况。现有的巡检机器人在高压输断线上直线行进速度慢，爬坡能力弱，经常出现打滑的现象，巡检效率低，难以跨越输电线路上的障碍物，尤其是在输电线转向处的障碍物。因此，现有技术亟待进一步提高，要求巡检机器人具有较强的越障能力和爬坡能力。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，现有巡检机器在高压输电线上行进时存在行进速度慢，爬坡能力弱，巡检效率低，以及难以跨越输电线路上的障碍物的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，包括箱体、前机械臂、中间机械臂、后机械臂及控制系统，前机械臂、中间机械臂、后机械臂由前往后依次间隔设置在箱体的上方，上述各机械臂均为可伸缩机械臂。后机械臂和前机械臂结构相同，相对布置在高压输电线的左右两侧。前、后机械臂的下端分别与箱体转动相连，上端分别设置有第一行走轮，各第一行走轮与其所在机械臂上的第一伺服电机的输出端相连。中间机械臂的下端通过水平导向机构与箱体活动连接，中间机械臂的上端配置有第二行走轮，第二行走轮由设置在中间机械臂上的第二伺服电机驱动其转动。进一步地，箱体包括顶板、底板和四个侧板，顶板、底板及四个侧板焊接成方形箱状结构。箱体的内部设置有电源，所述电源分别为第一伺服电机、第二伺服电机供电，第一、第二伺服电机的信号端与控制系统通信连接。进一步地，前机械臂包括第一杆体、第二杆体和第一电动伸缩杆，第一杆体的下端与对应的铰支座转动相连，其上端与第二杆体的下端铰接。所述第一杆体与第二杆体之间通过所述第一电动伸缩杆相连，第一电动伸缩杆的一端与第一杆体的中部铰接，另一端与第二杆体的中部铰接，同时，第一电动伸缩杆的信号端与控制系统通信连接。进一步地，所述箱体顶部与前机械臂和后机械臂相连接的位置，分别设有一个铰支座。所述第一杆体的下端设置有固定轴，通过固定轴与对应的铰支座转动相连，固定轴的端部与减速机的输出端齿轮连接，减速机的输入端连接第三伺服电机的动力输出端，第三伺服电机通过固定轴驱动第一杆体左右摆动，第三伺服电机的信号端与控制系统通信连接。进一步地，所述中间机械臂包括电动伸缩缸及第三杆体，第三杆体位于电动伸缩缸的上方，其下端与电动伸缩缸的一端固定相连。所述第二行走轮设置在第三杆体的上端一侧，第二伺服电机安装在第三杆体上。进一步地，水平导向机构包括导轨、滑动座及第一直线电机，导轨有两个，横向平行间隔固定在箱体的顶部。滑动座位于导轨上方，其下部与导轨滑动配合，电动伸缩缸位于滑动座的上方，其另一端与滑动座固定相连。第一直线电机位于滑动座的一侧，且固定安装在箱体上，第一直线电机的输出端与滑动座固定相连。进一步地，所述中间机械臂的上部活动设有至少两个辅助轮，各辅助轮均位于第二行走轮的正下方。各所述辅助轮均设置在辅助轮支架上，且纵向依次间隔布置，辅助轮支架的底部通过竖直导向机构与中间机械臂活动相连。进一步地，竖直导向机构包括滑轨、滑块及第二直线电机，所述滑轨竖向固定安装在第三杆体上，滑块安装在滑轨上。所述第二直线电机设置在第三杆体上，第二直线电机的输出端与滑块相连，第二直线电机驱动滑块升降。滑块与辅助轮支架的底部中间位置转动相连，第二直线电机的信号端与控制系统通信连接。进一步地，所述第一行走轮和第二行走轮上开设有压线槽，辅助轮上也开设有压线槽，所述压线槽的横截面为弧形内弯截面。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益技术效果是：本专利技术具有行进速度快、爬坡能力强，不仅能够在直线上顺利跨越障碍物，而且在转向巡检过程中也可以有效的实现障碍物的跨越，在行进和越障过程中可以随时调整自身的重心，自动化程度高，稳定性好，安全性能高，为大范围、长距离实现电力巡检与维修提供了可靠保障。附图说明图1是本专利技术一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人的结构示意图。图2是本专利技术一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人俯视截面图。图3是图1某一部分的结构示意图，示出的是箱体、前机械臂及相关部分。图4是图1另一部分的结构示意图，示出的是箱体、中间机械臂及相关部分。图5是图1再一部分的结构示意图，示出的是箱体、后机械臂及相关部分。图6是本专利技术在直线行走及越障模式下第一种运动姿态的结构示意图。图7是本专利技术在直线行走及越障下第二种运动姿态的结构示意图。图8是本专利技术在直线行走及越障下第三种运动姿态的结构示意图。图9是本专利技术在直线行走及越障下第四种运动姿态的结构示意图。图10是本专利技术在爬坡及转角越障模式下第一种运动姿态的结构示意图。图11是本专利技术在爬坡及转角越障模式下第二种运动姿态的结构示意图。图12是本专利技术在爬坡及转角越障模式下第三种运动姿态的结构示意图。图13是本专利技术在爬坡及转角越障模式下第四种运动姿态的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，包括箱体、前机械臂、中间机械臂、后机械臂及控制系统，其特征在于，前机械臂、中间机械臂、后机械臂由前往后依次间隔设置在箱体的上方，上述各机械臂均为可伸缩机械臂；/n后机械臂和前机械臂结构相同，相对布置在高压输电线的左右两侧；/n前、后机械臂的下端分别与箱体转动相连，上端分别设置有第一行走轮，各第一行走轮与其所在机械臂上的第一伺服电机的输出端相连；/n中间机械臂的下端通过水平导向机构与箱体活动连接，中间机械臂的上端配置有第二行走轮，第二行走轮由设置在中间机械臂上的第二伺服电机驱动其转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，包括箱体、前机械臂、中间机械臂、后机械臂及控制系统，其特征在于，前机械臂、中间机械臂、后机械臂由前往后依次间隔设置在箱体的上方，上述各机械臂均为可伸缩机械臂；
后机械臂和前机械臂结构相同，相对布置在高压输电线的左右两侧；
前、后机械臂的下端分别与箱体转动相连，上端分别设置有第一行走轮，各第一行走轮与其所在机械臂上的第一伺服电机的输出端相连；
中间机械臂的下端通过水平导向机构与箱体活动连接，中间机械臂的上端配置有第二行走轮，第二行走轮由设置在中间机械臂上的第二伺服电机驱动其转动。


2.根据权利要求1所述的一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，其特征在于，箱体包括顶板、底板和四个侧板，顶板、底板及四个侧板焊接成方形箱状结构；
箱体的内部设置有电源，所述电源分别为第一伺服电机、第二伺服电机供电，第一、第二伺服电机的信号端与控制系统通信连接。


3.根据权利要求1所述的一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，其特征在于，前机械臂包括第一杆体、第二杆体和第一电动伸缩杆，第一杆体的下端与对应的铰支座转动相连，其上端与第二杆体的下端铰接；
所述第一杆体与第二杆体之间通过所述第一电动伸缩杆相连，第一电动伸缩杆的一端与第一杆体的中部铰接，另一端与第二杆体的中部铰接，同时，第一电动伸缩杆的信号端与控制系统通信连接。


4.根据权利要求3所述的一种多运动模式的高压输电线路巡检机器人，其特征在于，所述箱体顶部与前机械臂和后机械臂相连接的位置，分别设有一个铰支座；
所述第一杆体的下端设置有固定轴，通过固定轴与对应的铰支座转动相连，固定轴的端部与减速机的输出端齿轮连接，减速机的输入端连接第三伺服电机的动力输出端，第三伺服电机通过固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：田群宏，王新栋，孙爱芹，王云霞，王吉岱，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37